地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計研究現(xiàn)狀與進展

張志鵬，方興，朱怡潔，徐超

地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計研究現(xiàn)狀與進展

張志鵬，方興，朱怡潔，徐超

（武漢理工大學(xué) 武漢 430070）

對地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計的研究現(xiàn)狀進行梳理和分析，提出存在問題和建議解決方案，并對此領(lǐng)域后續(xù)研究重點進行探討。以易識性的概念為基礎(chǔ)，結(jié)合地鐵突發(fā)事件的特點，通過大量文獻檢索、搜集與整理，對應(yīng)急疏散路徑、應(yīng)急信息傳達、應(yīng)急設(shè)施技術(shù)、應(yīng)急管理技術(shù)等影響地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計的重要層面進行研究與分析。地鐵突發(fā)事件中火災(zāi)爆炸事故、水災(zāi)事故、緊急制動事故是事發(fā)最多的三種事故形式，且具有突然性、封閉性、恐慌性、復(fù)雜性的特點；完善的地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計包含了應(yīng)急行為特征、應(yīng)急信息傳達、應(yīng)急設(shè)施技術(shù)、應(yīng)急管理技術(shù)等多個方面；地鐵空間內(nèi)應(yīng)急信息的呈現(xiàn)和宣傳應(yīng)具備較高的易識性，這可以極為有利地幫助人們理解和閱讀相關(guān)的重要信息，可使乘客熟知在突發(fā)情況中如何行動，防患于未然，但目前對于地鐵應(yīng)急信息易識性的研究較少，并未形成體系，可作為后續(xù)研究重點。

地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計；地鐵突發(fā)事件；地鐵應(yīng)急；易識性

自21世紀初，由交通運輸部最新公布的各個城市軌道交通的相關(guān)數(shù)據(jù)可知，我國各大城市的地鐵建設(shè)正呈現(xiàn)愈發(fā)蓬勃的發(fā)展態(tài)勢。截至2021年12月31日收集到的數(shù)據(jù)表明，共有51個內(nèi)地城市進行了地鐵建設(shè)，并且2021年紹興、嘉興、文山、蕪湖、海寧、洛陽、句容七個城市也進入了軌道交通城市的隊伍之列。如今，全國運營城市軌道交通的總里程達8 708 km，總客運量237.1億人次，此人數(shù)在近兩年中增長迅速，較2020年增長約35%，達到2019年的99.2%?；谌绱她嫶蟮目土髁?，軌道交通已成為大城市運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)保障之一，乘坐地鐵的應(yīng)急安全問題也成為了地鐵建設(shè)的重中之重，但地鐵車站處在地下較深的位置，空間結(jié)構(gòu)和光照條件都存在著先天的不足，狹小封閉的空間、疏散路線單一、人群密集等特點都導(dǎo)致發(fā)生突發(fā)情況時的疏散工作困難重重?？梢韵胂?，一旦出現(xiàn)了緊急突發(fā)情況，如果沒有合理有效的安全應(yīng)急系統(tǒng)，乘客在這種封閉狹小且陌生的環(huán)境中將會失去秩序，行為和心理都將產(chǎn)生混亂，無法做出正確的判斷，導(dǎo)致一系列的連鎖反應(yīng)，最終錯失逃生機會?！跋缿?yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)”是指為人員疏散和發(fā)生火災(zāi)時仍需工作的場所提供照明和疏散指示的系統(tǒng)。在此定義的基礎(chǔ)之上，結(jié)合易識性的概念對地鐵疏散指示信息設(shè)計進行深入研究，梳理可行性的設(shè)計解決方案。在緊急突發(fā)情況來臨之時，具有易識性的應(yīng)急指示信息可以有效地幫助人們理清撤離思路，有序從容地找到撤離路線，提高疏散的效率，更為應(yīng)急人員的工作帶來極大的便利，高效地維護人們的生命財產(chǎn)安全。

1 易識性的概念闡述

易識性也稱作易認性或辨識性，對印刷材料而言，易識性即為可以有效地從視覺角度了解印刷文字的大小、排列順序和位置關(guān)系等因素，這些因素將對人們的閱讀速度和體驗產(chǎn)生多角度的影響[1]。在1825年，人們開始對字母易識性進行學(xué)習(xí)和研究。1949年出版的一本報紙印刷手冊首次從印刷角度關(guān)注了易識性問題。在這本手冊中，主要向人們介紹了如何對報紙的版面和文字進行設(shè)計，達到讓瀏覽者可以在較短的時間內(nèi)獲得最大可用信息的目的。

王海在《西安市購物場所應(yīng)急標識有效性研究》[2]中提到，西安市歷史悠久，城市商業(yè)布局較為復(fù)雜，對西安市購物場所的應(yīng)急標識進行研究，總結(jié)出影響西安市購物場所應(yīng)急標識的可辨識性，以及人群接受程度的因素。通過調(diào)查問卷和數(shù)據(jù)分析確定出包括易識別性、可理解度、適用度、易遵守性和可避免性在內(nèi)的5類基本影響因素，具體到設(shè)計要素上即為應(yīng)急標識需要具有高度識別的顏色與亮度、合理的設(shè)置位置以及能一眼辨別的圖形標識三個因素。通過對地鐵乘客的眼動儀研究找到了現(xiàn)階段的設(shè)計缺陷，并提出了相應(yīng)的對策，具體為：將應(yīng)急標識的設(shè)計標準化、規(guī)范化；系統(tǒng)性地改良應(yīng)急程序服務(wù)；細化應(yīng)急標志的種類，增強其易識別性；獲取政府支持和群眾理解；做好應(yīng)急宣傳教育；培養(yǎng)良好的對突發(fā)事件的處理意識和社會安全風(fēng)氣等。

朱小雷[3]以人在不同環(huán)境下產(chǎn)生的心理反應(yīng)為理論基礎(chǔ)，探究了地鐵站內(nèi)空間標識的導(dǎo)向性和易識別性對人在地鐵環(huán)境中的行為影響。邊卓等的文章《區(qū)域環(huán)境導(dǎo)向系統(tǒng)的易識別性研究》[4]，表明了環(huán)境導(dǎo)視系統(tǒng)的易識別性對其功能實現(xiàn)的巨大幫助，分析了乘客對出行環(huán)境中導(dǎo)視系統(tǒng)的具體需求，并加以設(shè)計利用。李斌等[5]為了得到軌道交通站的路徑設(shè)計原則，在上海的軌道交通樞紐站中展開行人行為路徑的實驗，分析得到的數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象，提出了三項空間路徑設(shè)計的建議：標識系統(tǒng)的改善細化，空間布局的清晰合理化以及空間的易識別性，并通過特殊的裝修風(fēng)格來實現(xiàn)。

王家民等[6]從造型、字體、圖形、色彩等視覺要素開始研究，利用了色彩心理學(xué)和人機工程學(xué)，對產(chǎn)品包裝設(shè)計中的設(shè)計要素加以研究。結(jié)果表明字體色彩與背景色彩的差異，將會給消費者帶來不一樣的心理暗示和作用，產(chǎn)生不一樣的消費感受。包裝設(shè)計不僅要從美學(xué)的角度出發(fā)，也要通過設(shè)計語言讓消費者更容易讀取產(chǎn)品的相關(guān)有效信息，并引發(fā)消費心理，因此，必須更加關(guān)注設(shè)計圖案的易識性。

基于以上研究可總結(jié)出，空間環(huán)境的信息對于人類來說是從二維的簡單信息向三維的復(fù)雜信息的過渡，其中位置、文字、圖案、色彩、結(jié)構(gòu)、密度、光照等因素都對環(huán)境中的信息產(chǎn)生了巨大的影響。易辨識的、有秩序的信息可以給人們帶來行為上的順暢和心理上的安寧，混亂的、無條理的信息則會給人們一種不知所措的慌亂感。這在人群密集的公共空間環(huán)境中更需要避免和改善，在地鐵空間環(huán)境中，易識別的信息更加有利于對人群的疏散。

2 地鐵突發(fā)事件的類型與特點

2.1 地鐵突發(fā)事件的類型

對地鐵突發(fā)事件的定義為：在地鐵運營的時間里，由不確定因素導(dǎo)致的突然發(fā)生的事件。突發(fā)事件會給地鐵相關(guān)人員帶來生命財產(chǎn)安全隱患，更需要地鐵工作人員在極短時間內(nèi)做出正確的反應(yīng)。地鐵站內(nèi)突發(fā)事件可以究其自身的引發(fā)條件分為自然災(zāi)害突發(fā)事件、施工安全事件、衛(wèi)生防護事件、恐怖襲擊、運行障礙事件等。通過對近年來地鐵發(fā)生的突發(fā)事件進行梳理，發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生最多的三類事件為：火災(zāi)爆炸事故、水災(zāi)事故和停電、緊急制動事故。

2.1.1 火災(zāi)和爆炸事故

回首世界地鐵發(fā)展歷史來看，地鐵火災(zāi)和爆炸事故是地鐵發(fā)生最多、造成人員傷亡最大的緊急情況。引起火災(zāi)和爆炸的既有線路老化、人為操作失誤等原因，更有恐怖襲擊等惡性事件，見表1。

表1 地鐵火災(zāi)和爆炸事故統(tǒng)計

Tab.1 Statistics of subway fire and explosion accidents

2.1.2 水災(zāi)事故

地鐵，顧名思義，其建設(shè)和運營多在低于地平面之下的空間。短時內(nèi)極端的暴雨等災(zāi)害會導(dǎo)致洪水沖破地鐵站外擋水墻，倒灌入地鐵內(nèi)部空間，淹沒地鐵車廂、線路等。由于洪水可能導(dǎo)電，在緊急狀況中，管理者多會切斷洪水淹沒部分的電源，以防人員觸電傷亡。而在失去電力照明和通訊的情況下，被困在水中的人群實行疏散和自救的難度會成倍增加，見表2。

2.1.3 停電、緊急制動事故

地鐵系統(tǒng)的動力來源主要為電能。突發(fā)的供電線路、供電設(shè)備和電力信號故障，均會造成地鐵列車的停運。在地鐵突然停電后，地鐵車廂或其他地鐵空間的人群易發(fā)生恐慌而四散奔逃，造成擁擠、踩踏和窒息等人為傷害，見表3。

綜合以上統(tǒng)計的典型案例來看，火災(zāi)爆炸事故在三類事故之中發(fā)生頻次最高，事故占比達到62.5%；在火災(zāi)爆炸事故中，恐怖襲擊和列車故障引起的事故比例達到了80%，見圖1。

2.2 重點事故案例分析

2.2.1 倫敦地鐵及巴士爆炸事件

2005年7月7日上午，四名極端分子分別在倫敦地鐵上連續(xù)引爆了三枚炸彈，后來又在塔維斯托克廣場的一輛雙層巴士上引爆了第四枚炸彈。第一起爆炸發(fā)生在倫敦地鐵環(huán)線（Circle Line）一列地鐵的車廂中，除了造成人員傷亡外，利物浦街附近的地鐵軌道也在爆炸中被損壞。第二起爆炸同樣發(fā)生在倫敦地鐵環(huán)線（Circle Line）另一輛地鐵的車廂中，爆炸發(fā)生時附近還有幾輛列車，同樣受到了不同程度的損傷。第三起爆炸發(fā)生在倫敦地鐵皮卡迪利線（Piccadilly Line）上，該列車從國王十字車站（King's Cross Station）離開一分鐘后爆炸，周圍的隧道受到嚴重破壞。2006年5月，英國政府公布的一份五十二頁的調(diào)查報告指出，倫敦地鐵及巴士恐怖爆炸事件，是在倫敦市中心發(fā)生的一系列計劃周密的恐怖主義自殺式炸彈襲擊，目標是在早高峰期間使用公共運輸系統(tǒng)的平民。此次恐怖襲擊導(dǎo)致了52名平民喪生，超過七百人受到影響。根據(jù)相關(guān)資料顯示，在地鐵發(fā)生爆炸后，地鐵內(nèi)部乘務(wù)人員和乘客馬上開始了自救、疏散和逃生。然而，作為世界上最老舊的在營地鐵線路，倫敦地鐵依然暴露了許多問題，特別是在應(yīng)急視覺傳達指示方面，基本上處于半癱瘓狀態(tài)。

表2 地鐵水災(zāi)事故統(tǒng)計

Tab.2 Statistics of subway flood accidents

表3 地鐵停電、緊急制動事故統(tǒng)計

Tab.3 Statistics of subway power failure and emergency braking accidents

圖1 已統(tǒng)計典型案例分析圖

當恐怖襲擊爆炸發(fā)生后，地鐵內(nèi)所有常規(guī)系統(tǒng)均斷電，靠照明的視覺傳達因素隨即全部失效。在爆炸發(fā)生的初期，當乘務(wù)工作人員想要進行應(yīng)急照明時，卻發(fā)現(xiàn)地鐵站缺少相應(yīng)的應(yīng)急照明設(shè)備。根據(jù)英國廣播公司推測，由于不清楚是否還有更多的炸彈，以及防止手機撥打引爆炸彈，電話系統(tǒng)有可能被安全部門整體關(guān)閉，而這也使得想要撥打電話給警察局和醫(yī)院進行求助的人群變得更為被動。在一段時期內(nèi)，被困人員無法根據(jù)視覺信息指示了解自己所在的位置，無法找尋自救設(shè)施，甚至不清楚疏散逃生方向等，帶著絕望的恐慌情緒四散奔逃。最后，自救和逃生的人們只有在漆黑的地鐵隧道中，靠著手機的光亮摸黑前進，驚魂未定地走出一片混亂的地鐵。

2.2.2 河南鄭州“7·20”暴雨事件

2021年7月20日，一場特大暴雨在我國河南鄭州降下。持續(xù)的強降雨給城市的排水系統(tǒng)帶來了巨大的壓力。當日16時起，鄭州市的降雨量達到了201.9毫米每小時，有數(shù)萬名市民的出行受到影響。這樣的災(zāi)害性降雨造成鄭州地鐵五號線五龍口停車場及其周邊區(qū)域發(fā)生極為嚴重的積水現(xiàn)象。暴雨裹挾著泥沙倒灌入鄭州地鐵五號線地下隧道和行駛在隧道內(nèi)的列車中，造成許多乘客受困于車廂，生命和財產(chǎn)安全得不到保障。地鐵五號線車廂內(nèi)快速進水，水位甚至到達部分乘客的胸部，許多乘客都存在缺氧的情況。當日20時許，消防救援隊員到達現(xiàn)場，立刻用工具撬開車廂頂部，幫助被困市民迅速逃離現(xiàn)場，在呼吸新鮮空氣后，乘客們通過救援人員開辟的應(yīng)急逃生路線陸續(xù)離開受災(zāi)地點。根據(jù)官方數(shù)據(jù)，7月20日暴雨期間，有五百多名乘客都被洪水困在了鄭州地鐵5號線沙口路站附近，最終仍然有14名乘客不幸罹難。

2.3 地鐵突發(fā)事件的特點

地鐵的地理環(huán)境位置十分獨特，一般都處在城市交通便利、人群流動量大的地區(qū)。復(fù)雜的交通環(huán)境和多樣的人群結(jié)構(gòu)就導(dǎo)致了突發(fā)事件出現(xiàn)的可能性提高，往往在不經(jīng)意間就會產(chǎn)生不可避免的重大后果。地鐵突發(fā)事件具有其他突發(fā)事件不具有的特點，如事件發(fā)生的突然性和處理事件的緊迫性。地鐵事件的突然性表明事件在發(fā)生之前沒有具體的征兆，人們也不易察覺，就算察覺到了也沒辦法做出正確的判斷，導(dǎo)致事件發(fā)生時大部分情況都極其混亂，對社會和人群都有不小的危害。地鐵事件的緊迫性告訴我們在發(fā)生突發(fā)事件后由于地鐵的人流量大，需要在短時間里讓所有的人群盡快從地鐵空間疏散出去，并且在此期間不能引發(fā)人群的混亂。在災(zāi)難面前，時間尤為緊迫，一分一秒都關(guān)乎人們的利益和安全。地鐵突發(fā)事件的特點可概括為以下幾點：

1）突然性。地鐵內(nèi)部空間無論出現(xiàn)火災(zāi)、暴恐、水災(zāi)、停電或緊急制動情況，往往都是瞬時發(fā)生的，充滿著突然性，這也就考驗了整個地鐵應(yīng)急系統(tǒng)的處理能力。一般情況下，當有情況出現(xiàn)時，地鐵線路、列車車廂和站臺的相關(guān)信息傳達設(shè)備會向總控室調(diào)度管理人員進行反饋，調(diào)度管理人員根據(jù)所掌握信息再按照操作流程進行處理，通知列車司乘人員進行下一步的操作。在應(yīng)急情況中，依賴傳統(tǒng)視覺信息報警系統(tǒng)的人工巡檢和設(shè)備監(jiān)控，往往展現(xiàn)出滯后性。傳統(tǒng)視覺信息傳達模式下，調(diào)度室只能通過地鐵隧道區(qū)間內(nèi)部的感應(yīng)裝置來判斷故障和緊急情況，甚至攝像頭、各種傳感器、信號交換機等獲得信息的手段很可能被破壞。這導(dǎo)致總控調(diào)度管理人員無法掌握車廂、隧道和站臺險情的細節(jié)，從而耽誤調(diào)度進程安排，總體管理難度加大。

2）封閉性。地鐵出現(xiàn)緊急情況后，電力系統(tǒng)大多被破壞或人為關(guān)閉，所有由常規(guī)電力驅(qū)動的設(shè)備都會停止工作，如照明系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等。如果涉及或懷疑涉及到恐怖襲擊，可能通信系統(tǒng)也會像當時的倫敦地鐵一樣癱瘓。在一定的時間內(nèi)，地鐵將會成為一個封閉的空間。缺少光源照明會導(dǎo)致人群無法確認自己的位置和逃生方向。而地鐵區(qū)間隧道和部分站臺所設(shè)計的逃生出入口數(shù)量是一定的，逃生通道也相對較窄。在缺少應(yīng)急類視覺傳達因素指示的情況下，非常容易產(chǎn)生踩踏等二次事故，造成人員傷亡。缺少通風(fēng)會導(dǎo)致大量有害氣體無法及時排出，這些有毒氣體會對人們造成巨大的威脅。缺少廣播指引和手機訊號會導(dǎo)致人群隨大流而動，很容易出現(xiàn)盲目跟隨情況。在缺少光源照明、沒有換氣通風(fēng)、缺少廣播指引、沒有手機通訊信號的情況下，人群的恐慌程度會在封閉的地鐵空間內(nèi)呈幾何倍放大，無法做到成功率很高的自救、避難、疏散和逃生。

3）恐慌性。在恐慌蔓延的情況下，乘客無法找到最為可靠的避難或逃生路線。在發(fā)生重大突發(fā)情況時，如果大量的乘客按照既定的視覺指示系統(tǒng)，同時向最近的出入口或安全通道、避難所逃離，勢必會降低疏散的可靠度和成功度。而當最近的出入口或安全通道、避難所也出現(xiàn)險情，乘客將會陷入“進退維谷”的境地，這樣的情形最容易出現(xiàn)踩踏事故。

4）復(fù)雜性。疏散逃生和救援部署是一個相向且復(fù)雜的整體。緊急情況下的疏散，必定會遵循從地下往地上的垂直行進軌跡，而被稱為“逆行者”的救援隊伍則要從地上往地下行進。因此，疏散的人群和救援的隊伍可能會在地鐵的某個空間相遇。如果沒有很好的引導(dǎo)和安排，兩者的相遇可能會造成一定的擁堵，從而降低逃生和救援的效率。

3 地鐵疏散系統(tǒng)研究

3.1 對人員應(yīng)急行為特征的研究

Chan等[7]探討了社會人口特征與交通安全風(fēng)險認知之間的關(guān)系，以及急救培訓(xùn)知識和反應(yīng)之間的關(guān)系，研究結(jié)果顯示有87%的居民每天使用公共交通工具，即使在發(fā)生地鐵火災(zāi)事故后，對地鐵安全的信任比例仍有85.6%。女性、收入較低的人和未婚的人更有可能對交通安全表示擔心。有46.1%～63.2%的受訪者具有正確的火災(zāi)相關(guān)應(yīng)對知識。同類的研究還有Torpan等于2021年發(fā)表的文章《Handling false Information in Emergency Management》[8]。

董書衡[9]對乘坐地鐵的人員進行問卷調(diào)查，探究其乘坐地鐵的行為和心理，進行地鐵結(jié)構(gòu)的再設(shè)計，為人群在應(yīng)對突發(fā)事件時更快地疏散提供保障。王立曉等[10]對地鐵乘客進行潛在心理的數(shù)學(xué)建模和分類，通過相關(guān)性和方差分析，找到了不同類別的人群對地鐵疏散路徑的不同選擇及深層次原因，為后期的疏散系統(tǒng)設(shè)計提供理論指導(dǎo)。

Philpot等[11]以微觀行為學(xué)為基礎(chǔ)，對地鐵列車上發(fā)生小型爆炸和火災(zāi)時乘客的行為進行視頻分析。研究記錄了乘客在緊急情況發(fā)生后的第一個行動，實驗表明乘客的第一個行動差別很大，其中反社會行為是較為罕見的，而親社會行為的表現(xiàn)則比較普遍。此外研究發(fā)現(xiàn)，在跑步行為和退出選擇方面，既有同質(zhì)性也有異質(zhì)性。

3.2 對應(yīng)急信息傳達的研究

夏雅琴等[12]認為地鐵的公共信息中包括了指示交通的信息、提示警示的信息、輔助出行的信息、經(jīng)濟信息、娛樂信息和安全教育宣傳信息。對乘坐地鐵的人員行為路徑、心理特征和交互觸點進行分類整合，見表4摘自夏雅琴《“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的城市軌道交通公共信息整合設(shè)計》。應(yīng)急信息是地鐵公共信息中擁有較高價值的信息內(nèi)容。

表4 地鐵乘客不同乘車階段的行為、心理與接觸信息分類

Tab.4 Classification of behavior, psychology and contact information of subway passengers in different riding stages

葛萌[13]研究的對象為西安地鐵的導(dǎo)向標識系統(tǒng)及其信息交互界面，提出信息界面設(shè)計的交互性是以用戶為中心來滿足使用者需求的，在交互設(shè)計的理念下，注重用戶體驗和用戶行為，為地鐵交互設(shè)計的發(fā)展提供新的思路。

韓國學(xué)者李世賢（Seokhyun Lee）[14]針對江南新道林地鐵站的用戶，從信息標牌設(shè)計的可見性、審美價值、功能性和獨特性四個方面進行了用戶調(diào)查，總結(jié)了研究結(jié)果，并提出了未來改進的建議。為了探索地鐵安全標志的合適顏色，陳娜等[15]設(shè)計了四種不同顏色的安全標志，并將虛擬現(xiàn)實技術(shù)、眼球追蹤技術(shù)和生理指標測量用于虛擬地鐵火災(zāi)逃生實驗，見圖2圖片摘自陳娜《The Physiological Experimental Study on the Effect of Different Color of Safety Signs on a Virtual Subway Fire Escape-an Exploratory Case Study of Zijing Mountain Subway Station》。實驗共有96名參與者，參與者的眼球追蹤和生理數(shù)據(jù)都通過ErgoLAB V3.0實時記錄整個實驗過程。實驗結(jié)果表明，對于“綠色和黑色”人們的認知效率最高，壓力最小，學(xué)習(xí)的負荷也最小，這項研究對改善地鐵消防基礎(chǔ)設(shè)施的功能和提高地鐵系統(tǒng)的抗災(zāi)能力具有一定的意義。

圖2 不同色彩疏散標識的模擬

在信息發(fā)布與宣傳方面，梁燕冰[16]通過對廣州地鐵現(xiàn)有運營應(yīng)急信息發(fā)布平臺進行全面分析和研究，從系統(tǒng)管理層面出發(fā)，提出廣州地鐵運營應(yīng)急信息發(fā)布平臺的優(yōu)化策略，以提高信息發(fā)布效率，擴大信息發(fā)布范圍，提升服務(wù)水平，打造廣州地鐵品牌典范。同類研究還包括洪超等撰寫的《地鐵區(qū)間智能疏散指示系統(tǒng)的指示原則及實現(xiàn)方案淺析》[17]，以及潘寧撰寫的《地鐵應(yīng)急行車組織中如何做好信息傳遞工作》[18]等。

3.3 對應(yīng)急設(shè)施技術(shù)的研究

潘運嫻[19]從詞組復(fù)雜度和熟悉度兩個角度，探索了視線矩陣突顯技術(shù)和視線單項突顯技術(shù)的顯示特點，進一步揭示了兩種視線突顯技術(shù)的顯示規(guī)律，并在地鐵出口路標搜索應(yīng)用情景中驗證了兩種視線突顯技術(shù)對視線材料信息呈現(xiàn)的輔助作用。王冬[20]提出具有特殊標志的指示設(shè)計可以給予乘客明確的信息提示，較好地幫助人群在暗環(huán)境下更好地撤離危險區(qū)域。彭一又等[21]在傳統(tǒng)地鐵疏散系統(tǒng)的研究基礎(chǔ)上，探討新型的智能地鐵車站疏散指示系統(tǒng)，結(jié)合供電設(shè)施、照明指示設(shè)施和標識設(shè)計，對人群疏散進行智能化控制，并在青島地鐵3、11號線中驗證了方案的可用性。

王軍華等[22]分析了地鐵人群的火災(zāi)逃生路線，利用煙霧蔓延的特性，在逃生路線的各個節(jié)點和環(huán)節(jié)處設(shè)置煙溫探測器和指示標識，共同設(shè)計了一套誘導(dǎo)指示系統(tǒng)，運用智能處理終端進行煙霧報警，并對人群進行提示，更加有效地幫助乘客在地鐵發(fā)生火災(zāi)時進行疏散和撤離。

3.4 對應(yīng)急管理技術(shù)的研究

王苗苗[23]通過研究互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對地鐵管理系統(tǒng)的加持，將互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、技術(shù)和相關(guān)特點與地鐵運行應(yīng)急管理的網(wǎng)絡(luò)觸點布局相結(jié)合，充分將新型技術(shù)利用在人群疏散和指導(dǎo)步驟的相關(guān)流程中，提出了“一案三制”應(yīng)急管理體系，以促進平臺、體系和制度之間的互相配合，見圖3圖片摘自王苗苗《“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下青島地鐵運營應(yīng)急管理研究》。

邵志國等[24]在大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代技術(shù)環(huán)境下，對地鐵應(yīng)急的特點和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行了介紹，提出了整個地鐵應(yīng)急管理系統(tǒng)的相關(guān)要素，并分析了如何在其中介入信息技術(shù)的方法。地鐵應(yīng)急系統(tǒng)的功能還應(yīng)該包括視線收集設(shè)備的預(yù)警、系統(tǒng)評估等子系統(tǒng)，并對數(shù)據(jù)采集、設(shè)備接入、網(wǎng)絡(luò)承載、應(yīng)用支撐和用戶應(yīng)用等五個層次提出了系統(tǒng)模型的構(gòu)建方案，以此來改善現(xiàn)代地鐵突發(fā)事件中的信息閉塞、人員疏散不到位等缺陷。何健飛等[25]對上海地鐵的相關(guān)人群數(shù)據(jù)進行采集，利用兩種計算機算法構(gòu)建出人群疏散的新的合理路徑，比對之前的最短路徑選擇后，此路徑可提供人群撤離的最佳位置，提高人群通過率和路徑的使用率，并研究了在人群不完全服從的前提下進行撤離路徑的優(yōu)化改良，為擁擠程度不同的地鐵環(huán)境構(gòu)建了可行方案。

孫藝博[26]以危機管理理論與海因里希法則為理論依據(jù)，分析西安市發(fā)生地鐵火災(zāi)的可能性和應(yīng)急預(yù)案，結(jié)合德爾菲法、層次分析法對地鐵應(yīng)急預(yù)案的可行性進行分析，得出其指標體系，包括科學(xué)性、有效性、銜接性、完整性與可操作性5個一級指標及19個二級指標，并賦予指標權(quán)重，通過模糊評價法構(gòu)建模糊評價模型，對西安地鐵火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案的整體質(zhì)量進行評價分析。李佳陽等[27]基于動力學(xué)模型、傳播動力學(xué)模型和傳染病模型，構(gòu)建了車廂內(nèi)乘客恐慌的動態(tài)傳播模型，還利用Routh-Hurwitz準則，分析了動態(tài)微分方程的穩(wěn)定性平衡。在計算機上進行了模擬模型的測試和穩(wěn)定性評價，對模型的有效性提供支撐。最后，通過數(shù)學(xué)分析和模擬測試證明了官方引導(dǎo)指令可以有效控制恐慌的蔓延，并迅速穩(wěn)定系統(tǒng)。

圖3 地鐵運營應(yīng)急管理循環(huán)圖

Andreassen等[28]重點研究了不同的管理角色如何影響復(fù)雜的救援行動中參與者之間的信息共享。對斯瓦爾巴群島水域的救援行動的深入案例研究，研究顯示在救援行動中，信息共享、協(xié)調(diào)機制和管理角色的調(diào)整，對完成救援任務(wù)有著重要影響。

4 地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計

基于上述對地鐵疏散系統(tǒng)的研究，結(jié)合易識性的概念可得出相關(guān)結(jié)論，以此指導(dǎo)地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計，在發(fā)生地鐵突發(fā)事件時，由于人們的生命安全在極端危險的情況下會受到威脅，心理的緊張感和思維的慌亂將不可避免，時間的緊迫程度也會在不同情景下影響人們做出不正當?shù)呐袛嗪托袨?。但乘客的共同行為特點都是朝著相對安全的區(qū)域行動，不同的職業(yè)和受教育程度可能會影響人們對突發(fā)事件的反應(yīng)。此時可供不同人群閱讀的易識性標識或信息將會在人群疏散的過程中提供更加有利的外部保障，更會直接影響到客流疏散的結(jié)果。

4.1 地鐵應(yīng)急信息的設(shè)計標準

疏散指示標識是地鐵空間內(nèi)最為常見的應(yīng)急信息，其中最為廣泛運用的材料為自發(fā)光材料，用其制作的安全疏散指示標志種類繁多，如雙電路帶蓄電池的應(yīng)急指示燈、應(yīng)急指示標識、場致發(fā)光標識、LED顯示屏、導(dǎo)流燈箱、普通印刷標識、自發(fā)光指示標識等，其中自發(fā)光指示標識作為近幾年的新產(chǎn)品被越來越多的人重視起來，它具有其他類型產(chǎn)品無法比擬的優(yōu)勢。自發(fā)光指示標識所用的材料主要是長余輝發(fā)光材料，其制作工藝一般為注塑、噴涂、覆膜、印刷，最終制成塑料、玻璃、陶瓷、金屬等標識，廣泛應(yīng)用到地面、墻面、屋頂、樓梯等位置。

將地鐵的應(yīng)急疏散指示標識根據(jù)其供電特性分為燈光型、蓄光型、普通型三種，燈光型的標識最為常見，運用也最廣，在應(yīng)急照明系統(tǒng)中把它稱之為疏散照明。其中蓄光型的疏散指示標識具有從環(huán)境中的其他燈光中吸取光能的能力，可以做到不攜帶電源產(chǎn)生自照明，多用在空間較大、照明光線充足的室內(nèi)空間，但其也有使用的局限性，對環(huán)境光的要求較高。在地鐵應(yīng)急疏散的不同位置，需要的應(yīng)急標識的種類也各不相同，大致可以將公共區(qū)域、疏散通道和出入口作為疏散標識設(shè)計的三大重點區(qū)域。根據(jù)規(guī)定，備用照明、疏散照明和安全照明為一般的地鐵應(yīng)急照明。疏散照明在人群撤離中的作用為提供合理、安全、有效的快速撤離信息照明，具有較高的辨識度。備用照明是一種安全冗余設(shè)置，在其他照明都失效的情況下還可以為人員疏散提供必要的行動光線。安全照明則是在復(fù)雜危險的環(huán)境中為人們提供的完成逃生或救援任務(wù)的必要照明條件。在我國越來越重視地鐵消防安全的前提之下，劉麗萍等[29]對地鐵車站的結(jié)構(gòu)和地理位置特點，運用此標準的主旨理念，破除舊的設(shè)計觀念，對地鐵車站的消防應(yīng)急照明系統(tǒng)提出了新的設(shè)計要素和方案，在照明強度、燈具材料、環(huán)境光比對的基礎(chǔ)上實行了更加合理的優(yōu)化方案，見表5摘自劉麗萍《地鐵車站設(shè)計如何合理執(zhí)行新規(guī)范——《消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》的探討》。

表5 新舊應(yīng)急照明規(guī)范主要差異對比

Tab.5 Comparison of main differences between old and new emergency lighting specifications

國家相關(guān)規(guī)范和標準對應(yīng)急系統(tǒng)的硬件配置、安放位置、顯示內(nèi)容等在進行不斷地補充和完善，但對于安放位置和顯示內(nèi)容的具體設(shè)計形式?jīng)]有標準的限定。馮志文[30]對應(yīng)急疏散標志進行多感官交互設(shè)計，提出了交互設(shè)計在應(yīng)急標識中的重要地位，不僅僅是單純視覺上的提示和警告，而應(yīng)當結(jié)合聽覺、觸覺、嗅覺等其他感覺器官的共同參與，為人群疏散提供多種信息通道的提示，并提出了地鐵安全應(yīng)急信息應(yīng)當具有統(tǒng)一的規(guī)范標準，通過靜態(tài)和動態(tài)標識的結(jié)合為不同人群提供接受緊急信息的可能性。

4.2 應(yīng)急信息標識設(shè)計

在發(fā)生突發(fā)事件時，應(yīng)急標語、警示信息、備用疏散方案以及各類應(yīng)急標識的設(shè)計對于人群的及時疏散都有著重大意義。通過研究，目前最迫切需要改進的因素是結(jié)合易識性對審美價值的提高，其次是標志分布的數(shù)量和適當性、對身體不便的人的考慮、安全和維護以及擴大地鐵站以外公共空間信息標志的設(shè)計評估范圍，以提高行人空間的可用性。

1）易識性良好的標識設(shè)計需要保證可見性、獨特性和可讀性，標識設(shè)計的改進包括對通用設(shè)計概念的持續(xù)應(yīng)用，以確保用戶使用設(shè)施的便利，需考慮到區(qū)域的獨特色彩和對不同用戶的影響，需提供清晰準確的信息。在分析了一些火災(zāi)案例現(xiàn)場后，發(fā)現(xiàn)盡管現(xiàn)有的緊急疏散標識在正常情況下被利用得比較好，但在特殊光照環(huán)境中以及緊迫的時間條件下也無法保障人員的有效閱讀，難以應(yīng)對各種突發(fā)事件造就的特殊環(huán)境。因此，可結(jié)合相關(guān)技術(shù)比如光閃爍疏散指示系統(tǒng)、人工智能技術(shù)、視線突顯技術(shù)等提升標識易識性，豐富視覺信息顯示設(shè)計。

2）易識性良好的標識設(shè)計還應(yīng)具有交互性，聚焦于人，揭示人們潛在的需要、行為和想法，交互界面設(shè)計需要進行嚴格的調(diào)查和研究，洞察用戶的目標、行為和心理習(xí)慣，提供可以實現(xiàn)的方案，交互設(shè)計與導(dǎo)向標識的目的一樣，都是讓人們的使用更加方便快捷，使用戶能簡單地識別并使用。交互性是導(dǎo)向標識設(shè)計“精神”與“物質(zhì)”的統(tǒng)一，體現(xiàn)了“以人為本”的本質(zhì)特征。同時對于應(yīng)急管理技術(shù)進行相應(yīng)的優(yōu)化與提升，實現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案編制“自上而下”到“自下而上”的轉(zhuǎn)變，進行專業(yè)培訓(xùn)與能力測試，以發(fā)現(xiàn)問題為目的進行預(yù)案演練，皆可最大化地發(fā)揮應(yīng)急標識的易識性作用。

5 結(jié)語

通過對大量文獻的檢索、搜集與整理，可知在關(guān)于地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計的研究中，人員應(yīng)急行為特征、應(yīng)急信息傳達、應(yīng)急設(shè)施技術(shù)優(yōu)化及應(yīng)急管理是四個被給予最多關(guān)注的類別，此外地鐵應(yīng)急疏散的輔助資源、傷害預(yù)防與減輕、應(yīng)急響應(yīng)與重建也是被眾多學(xué)者關(guān)注的重點。相比于地鐵空間內(nèi)的導(dǎo)向標識信息、廣告信息等，目前對地鐵應(yīng)急信息標識設(shè)計的研究少之又少，就地鐵應(yīng)急信息而言，將其標識設(shè)計與易識性相結(jié)合具有重要意義。另外，如何在地鐵正常運行中對應(yīng)急信息進行宣傳，使乘客熟知在突發(fā)情況中應(yīng)如何行動，防患于未然可以幫助應(yīng)急信息發(fā)揮更大的作用。因此，易識性與地鐵應(yīng)急信息標識設(shè)計的結(jié)合，可視為后續(xù)研究重點。

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Research Status and Progress of Subway Evacuation System Design

ZHANG Zhi-peng, FANG Xing, ZHU Yi-jie, XU Chao

(Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China)

The work aims to put forward the existing problems and corresponding solutions by sorting out and analyzing the research status of subway evacuation system design and discuss the focus of follow-up research in this field. Based on the concept of legibility and combined with the characteristics of subway incidents, the important aspects affecting the design of subway evacuation system, such as emergency evacuation path, emergency information transmission, emergency facilities technology and emergency management technology were studied and analyzed through the retrieval, collection and arrangement of a large number of documents. Explosion, flood and emergency braking are the three most frequent accidents in subway accidents, which have the characteristics of suddenness, closure, panic and complexity. The perfect design of subway evacuation systems includes emergency behavior characteristics, emergency information transmission, emergency facilities technology, emergency management technology, etc. The presentation and publicity of emergency information in subway space should have higher legibility, which is highly advantageous to help people understand and read the related important information and know how to act in emergencies so as to take preventive measures. However, there are fewer researches on the legibility of subway emergency information, not forming a system, so this can be the focus of future research.

design of subway evacuation system; subway incidents; subway emergency; legibility

TB472

A

1001-3563(2022)24-0337-10

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.24.040

2022–07–22

武漢市直屬單位博士后流動站與高校共同在研重點安全項目（GS-JZ-475）

張志鵬（1991—），男，博士生，主要研究方向為數(shù)碼藝術(shù)設(shè)計理論及應(yīng)用研究、虛擬創(chuàng)新設(shè)計理論及應(yīng)用研究。

責(zé)任編輯：馬夢遙