站台上的乘客同时疏散导致短时间内人流集中转移 到楼、扶梯出口，出现“瓶颈”现象（见图7），降低 了出口通行效率，需增设导流设施或管理介入。
每个站台均有2组楼、扶梯直达站厅，其中双扶梯 组疏散效率较低，导致较长时间的排队拥堵，且扶梯 构造宽度约2 m，使用宽度仅为1 m，作为紧急疏散使用
表3 公式估算与软件模拟疏散时间对比
保证各站台乘客疏散到站厅安全区域，且疏散时间不大
于规范要求的6 min指标。但规范考虑在紧急情况时，
上行扶梯可正常运行，下行扶梯暂停作为降能的楼梯使
用，按公式估算得出的疏散时间明显小于软件模拟结果
（见图5），该结论有待在实践中进一步验证。
根据模拟数据，站台2的疏散时间已接近6 min限
值，在设计中，优化平面布置，适当加大楼梯宽度，改
表2 早高峰客流构成分配表
性别 男性
女性
年龄/岁 17～29 30～50 51～80 17～29 30～50 51～80
百分比/% 8.0 31.0 10.0 7.0 31.0 13.0
3.3 平面布置模型 利用模拟软件导入设计图纸，去除无关内容，仅留
下墙体、扶梯、进出站闸机、出入口通道、障碍物等与 仿真有关的元素。将经过优化后的客流数据分配到枢纽 站各层中，根据站厅和站台层的平面布置设定各区域静 态人数，在公共区售票机、闸机处布置较多人流。设定 共8个安全疏散出口，关联各层楼、扶梯，安全疏散目
项目
站台1（6号线上行、5号线下行）
站台2（5号线上行、6号线下行）
站台3（环线站台）
人数/人 人数/人 人数/人
疏散时间与 人数曲线
800 720 640 560 480 400 320 240 160 80
0 0 30 60 90 120 来自50 180 210 240 270
总疏散时间/s
800 720 640 560 480 400 320 240 160 80
模拟时假定车站出现了紧急状况，由事故广播通 知站内所有乘客向室外疏散，所有人员中止当前活动并 转换为疏散状态，疏散设施能够按既定的设计要求发 挥作用。相应地，软件仿真模式设定为紧急疏散模式 （Evacuation）。与普通环境不同的是，软件会考虑人 员可能出现的极端行为。模拟过程如下：
图3 交通设施剖面示意图
2 模拟项目背景
左右线重叠5号线 左右线重叠6号线
最下层侧站台环线
冉家坝站为3条线换乘车站，属大型地 铁枢纽站（见图2），主体共地下6层。其中2 条线采用同站台平行换乘形式，第3条线与前 2条线形成十字换乘，主要换乘形式为“台台”直达形式，能方便地组织与出站方向一 致的站厅层换乘（见图3）。冉家坝站一次设 计，同期实施，对乘客进出站和换乘方案要 求更高，设计难度加大，在设计期对乘客疏 散进行模拟仿真研究，凸显其重要性。
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城市轨道交通换乘枢纽站安全疏散模拟分析 邢彦林
1.2 乘客行为特征 当列车到达地铁换乘站后，乘客在短
时间内完成上下车，出站乘客沿侧站台集中 到楼梯口出站，换乘人流沿换乘流线进入另 一条线站台。通常疏散会受到一些因素的影 响，如寻找交通导向标识、行为决策等，同 时对其他人造成影响。在紧急状况下，人群 会出现挤行、从众、趋光等本能避险行为。 乘客的疏散反应过程为：感知（辨识导向） →确认（疏散方向） →评估（人流特征） →选择（自己的疏散行为）。不同乘客的生 理、心理、经验、影响等属性并不相同，在 建立模型时需设定不同的参考值。
4 仿真模拟结果
对所建立的模型进行运算后得到各种数据输出，包
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括客流平面动画、疏散时间曲线、人流密度图等。利用
各种输出数据，分析设施效能和疏散效率，确定瓶颈位
置，检查设计中存在缺陷的区域，对改进建筑设计和疏
（1）疏散最重要的指标——“时间”受多种因素 的影响。其中，疏散设施和人员数量2个变量对结果起 主导作用，设计时应作重点考虑。
（2）在紧急情况下，出入口会出现“瓶颈”和 “排队”现象，设计和管理应提供相应措施，保障安全 疏散，如增加导向标识，口部专设管理人员引导疏散， 出口加强新风供应等。
（3）现有规范建议的估算公式和方法一般会低估
善疏散条件。
4.2 站厅层疏散
冉家坝站站厅公共区面积达到6 500 m2，足够容纳
预测客流范围内的乘客数量。模拟显示，在疏散30 s
人数/人
2 300 2 070 1 840
公式估算
仿真模拟
1 610
1 380
1 150
920
690
460
230
0 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400
（1）对设计输入条件中的客流预测数据进行分 析，将其转化为计算机模型的输入参数，并取全日客流 最大的早高峰小时客流作为基准数据。
（2）根据枢纽的建筑设计方案，建立乘客疏散仿 真模型，对枢纽站客流进行适应性分析，验证需求变 化，保证数据准确。
（3）通过一系列模拟运算，获取重要的输出数据 和分析图表资料，能反映站内公共空间的使用情况，乘 客进出站、换乘过程中可能出现的延误，空间阻塞点， 紧急状况下的疏散时间等重要评价指标。
空间模型的建立通常使用节点和精细网格模式，可
以较真实地反映人员在建
筑环境中的行为特征。首
先将空间划分为与人的平
面投影大小相近的网格。
在网格空间中，生成楼
梯段、平台、进出站闸
机、出入口等节点（见图
1），并对网格和每个节
点的属性进行定义。
图1 空间节点示意图
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城市轨道交通换乘枢纽站安全疏散模拟分析 邢彦林
城市轨道交通
城市轨道交通换乘枢纽站 安全疏散模拟分析
邢彦林：中铁第一勘察设计院集团有限公司城市轨道交通与建筑设计研究院， 高级建筑师，陕西 西安，710043
摘 要: 通过计算机软件对客流进行仿真模拟 分析，提供详尽的接近真实的疏散过程，其数 据可以用于流线分析、成果验证及设计优化。 以重庆三线换乘地铁枢纽冉家坝站为例，建立 人、流线、结构、障碍和环境之间相互作用的 模型，对紧急状况下的客流疏散进行仿真模 拟。结果显示：疏散设施、人员属性等要素在 疏散过程中产生至关重要的作用。提出大型枢 纽车站疏散设计的优化思路与评价方法。 关键词：仿真；城市轨道交通；换乘枢纽；疏 散；安全评估；方案优化；重庆冉家坝站
3 疏散仿真模拟
图2 换乘枢纽冉家坝站总平面示意图
计算机疏散模拟软件通过对不同情境下 避难过程的模拟分析，检查紧急条件下人流 疏散情况。在平面网格化定义时，根据不同部位设置不 同的节点类型，包括自由节点、楼梯节点、出入口节点 等。通过对人员模块、人流模块、行为模块、灾情模块 等的综合分析，完成给定条件下的疏散过程分析。 3.1 模拟方法与目标
图3 站厅层乘客初始分布平面图
线路
6号线 5号线 环线 超高峰系数
上行
上车
下车
3 330
4 051
3 100
3 750
2 950
3 850
1.35
1.35
下行
下车
上车
5 102
5 709
4 950
5 600
4 300
4 560
1.35
1.35
客流在不同时段内构成不同。在早高峰时段，主要 为上班客流，其次为上学、早购、入城客流等。不同的 客流具有不同的行为特征，直接关系到疏散能力，根据 调研和经验数据，拟定乘客的构成参数（见表2）。
比
时间已接近6 min限值
楼、扶梯数减小了总疏散时间
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时，利用率不高。在设计过程中，在保证服务质量的条 件下，应布置足够的疏散楼梯，为安全提供保障。
5 分析结果
根据仿真模拟输出的数据和图表分析，得出如下结 论：
疏散的难度。 （4）利用国际上通用的计算机仿真软件能对事故
状态下可能发生的疏散情景进行模拟，且过程直观，数 据可溯，其结果比传统的估算方法更加科学、可信，能 作为设计时的评价手段之一。
（5）在复杂流线条件下布置平面时，应尽量减少 流线弯折，减少疏散路径宽度突变。
随 着国内城市轨道交通建设的快速发展，各大城市 地铁线路逐步形成网络化运营，随之出现了两线 及多线换乘的交通枢纽车站。该类车站建筑功能较多， 流线复杂，且大多数地铁枢纽站位于地下，空间受限， 向地面疏散困难。当前，地铁相关规范中对换乘车站的 疏散要求并不具体，且业内也缺少成熟的前期评估体 系，在设计阶段，更难通过实地验证的方法解决安全疏 散设施的配置问题。随着计算机仿真技术的发展，可以 通过建立仿真模型研究特定条件下客流的疏散问题。以
图4 1—3站台层乘客初始分布平面图
3.4 模型验证 根据软件要求，建立的模型需要进行复核和验证。
通过模拟和抽样检查方法确认数据的可靠性，运用长期 的专业经验及对类似项目的现场调研核实数据，确保所 建立的模型是高质量的，并充分反映了研究时段内的站 内状况，能够达到实验所要求的目标。将各站台层候车 与上下车乘客的分布情况、站厅层公共区人流动态和位 置关系与实际运营车站内的乘客分布照片进行对比，验 证所建立的模型是否接近实际运营车站的站内情景。
总疏散时间/s
图5 总疏散时间-人数曲线对比图
后，乘客已基本形成股状人流有序疏散，但在转角和闸 机部位出现了轻微的拥堵（见图6），提示设计中应优 化该类部位。需要注意的是，紧急疏散时，人员出现了 “从众”心理和靠近疏散指示标记的“顺墙”行为，体 现了设置地面发光警示和导向标识的必要性。最终，站 厅层乘客在2.5 min内疏散至安全出口处。 4.3 疏散楼、扶梯存在的问题