2.3.3 地铁站Pathfinder疏散模拟
2.3.3.1 Pathfinder疏散几何模型的建立
Pathfinder疏散几何模型可以直接在Pathfinder界面直接建立，也可以通过导入PyroSim模型进行建模，因此可以将前面已经建立的双层岛式地铁站PyroSim模型导入Pathfinder中就可以快速建立地铁站疏散几何模型。由于Pathfinder不能识别PyroSim模型中的障碍物，还需提取PyroSim模型中的地板等创建人员疏散的房间，然后利用Pathfinder中的工具创建和PyroSim中同样的楼梯、扶梯、电梯和出入口等，创建的Pathfinder疏散几何模型如图2.3.9所示。
图2.3.9 双层岛式地铁站Pathfinder三维几何模型图
2.3.3.2 疏散人员数量的设定
地铁站内人员数量根据不同季节、时间会有很大的不同，本着研究最不利条件下的地铁站发生火灾时的处置措施的原则，疏散人员数量设定为地铁站客流高峰期时的数量。
成琳娜在《基于Pathfinder的地铁站火灾应急疏散仿真研究》中通过统计调查等方法得出，亚洲人的平均肩宽是0.38m；穿衣厚度为0.005～0.04m；缓冲区域为0.48～0.90m。则本文设定地铁站内人员平均肩宽为0.38m、穿衣厚度为0.005m、缓冲区域为0.48m，将人员投影面积作为圆形考虑，则每个人的有效占地面积为0.587m2，也就是地铁站内的人员密度为0.587m2/人。由建立的Pathfinder几何模型可知，站厅层除去立柱、楼梯口、闸机等障碍物的有效空间面积为1717.19m2，站台层有效空间面积为1218.37m2，一辆列车的有效空间为384.32m2，则站厅层、站台层和列车有效空间的基本容量分别为2925.37人、2075.59人和654.72人。
为了体现地铁站高峰期，成琳娜引入了人员因子α，并定义某空间内在某一段时间内客流量等于该空间的容量和该时段人员因子α的乘积，并根据实际统计数据推算得到地铁站客流高峰期α=1.2。因此设定客流高峰期站厅层、站台层和一辆列车上的人数分别为：3511人、2491人和786人。
2.3.3.3 疏散人员特征参数设定
在实际人员疏散过程中，年龄、性别、心理等因素对人员移动速度影响很大，甚至受教育程度也会影响人员的疏散速度。根据周义程在《双层岛式地铁站客流超高峰期火灾人员疏散研究》中对西安地铁的调查，将地铁站内人员按照年龄、性别分为7类，每类特征参数如表2.3.8所示。
表2.3.8 地铁站内人员特征参数表
本文设定人员特征参数也根据上表所示，将其输入Pathfinder模型中，并根据上文得出的站厅层、站台层和列车内的疏散人员数量，按照比例随机分布在相应区域内。如图2.3.10、图2.3.11所示。
图2.3.10 站厅层人员分布图
图2.3.11 站台层人员分布图
2.3.3.4 人员疏散延迟时间的设定
地铁火灾发生后，地铁站内人员并不是同时就能意识到发生火灾并开始疏散，所以必须设定地铁站内不同位置的人员在发生不同火灾时候的延迟时间。
火灾报警探测时间是指从地铁站内发生火灾的时刻到地铁站内的乘客及工作人员意识到发生火灾所需要的时间。人员响应时间是指从地铁站内部人员接收到火灾报警信号后，根据自身位置以及所处情况，对接收到的火灾报警信息进行分析、判断，并确定逃生路线所需要的时间。人员响应时间与心理行为特征、所处地铁站位置、年龄、对地铁站环境熟悉程度等息息相关。根据《地铁设计规范》规定地铁站内火灾报警探测时间与人员响应时间之和为60s。因此设定站台层发生火灾时，站台层、列车上人员立即疏散，站厅层人员疏散延迟时间为60s；站厅层发生火灾时，站厅层人员立即疏散，站台、列车上人员疏散延迟时间为60s。即工况一、二设定站厅人员立即疏散，站台和列车人员疏散延迟60s；工况二、三、四、五和六设定站台、列车上人员立即疏散，站厅人员疏散延迟60s。
2.3.3.5 人员疏散模式的设定
Pathfinder的人员运动模式包括SFPE模式和Steering模式。SFPE模式下人员不会相互影响，以疏散距离作为路径选择的重要依据，即人员会自动转移到最近的出口； Steering模式下人员可以相互影响，采用路径规划指导机制与碰撞处理相结合来控制人员的运动，当人员之间的距离或者距离最近出口的路径超过某一阈值时，就会自动生成新的路径，以适应当前的环境，以便快速到达出口。
SFPE模式和Steering模式都能够较好地对人员疏散进行数值模拟，而且两个模式之间可以自由切换。相对于SFPE模式来说，Steering模式下人员疏散，更接近现实地铁站火灾人员疏散状况，因此，将此Pathfinder疏散模型的人员疏散模式设定为Steering模式。