張志鵬，方興，朱怡潔，徐超

地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

張志鵬，方興，朱怡潔，徐超

（武漢理工大學(xué) 武漢 430070）

對(duì)地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行梳理和分析，提出存在問題和建議解決方案，并對(duì)此領(lǐng)域后續(xù)研究重點(diǎn)進(jìn)行探討。以易識(shí)性的概念為基礎(chǔ)，結(jié)合地鐵突發(fā)事件的特點(diǎn)，通過大量文獻(xiàn)檢索、搜集與整理，對(duì)應(yīng)急疏散路徑、應(yīng)急信息傳達(dá)、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(jì)的重要層面進(jìn)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(dòng)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(diǎn)；完善的地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含了應(yīng)急行為特征、應(yīng)急信息傳達(dá)、應(yīng)急設(shè)施技術(shù)、應(yīng)急管理技術(shù)等多個(gè)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(shí)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(dòng)，防患于未然，但目前對(duì)于地鐵應(yīng)急信息易識(shí)性的研究較少，并未形成體系，可作為后續(xù)研究重點(diǎn)。

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

自21世紀(jì)初，由交通運(yùn)輸部最新公布的各個(gè)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(gè)內(nèi)地城市進(jìn)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(gè)城市也進(jìn)入了軌道交通城市的隊(duì)伍之列。如今，全國運(yùn)營城市軌道交通的總里程達(dá)8 708 km，總客運(yùn)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(dá)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(yùn)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(diǎn)都導(dǎo)致發(fā)生突發(fā)情況時(shí)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(huì)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(cuò)失逃生機(jī)會(huì)?！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(shí)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(shí)性的概念對(duì)地鐵疏散指示信息設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究，梳理可行性的設(shè)計(jì)解決方案。在緊急突發(fā)情況來臨之時(shí)，具有易識(shí)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(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 易識(shí)性的概念闡述

易識(shí)性也稱作易認(rèn)性或辨識(shí)性，對(duì)印刷材料而言，易識(shí)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(duì)人們的閱讀速度和體驗(yàn)產(chǎn)生多角度的影響[1]。在1825年，人們開始對(duì)字母易識(shí)性進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究。1949年出版的一本報(bào)紙印刷手冊首次從印刷角度關(guān)注了易識(shí)性問題。在這本手冊中，主要向人們介紹了如何對(duì)報(bào)紙的版面和文字進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到讓瀏覽者可以在較短的時(shí)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(biāo)識(shí)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(duì)西安市購物場所的應(yīng)急標(biāo)識(shí)進(jìn)行研究，總結(jié)出影響西安市購物場所應(yīng)急標(biāo)識(shí)的可辨識(shí)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(shí)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(jì)要素上即為應(yīng)急標(biāo)識(shí)需要具有高度識(shí)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(biāo)識(shí)三個(gè)因素。通過對(duì)地鐵乘客的眼動(dòng)儀研究找到了現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)缺陷，并提出了相應(yīng)的對(duì)策，具體為：將應(yīng)急標(biāo)識(shí)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化；系統(tǒng)性地改良應(yīng)急程序服務(wù)；細(xì)化應(yīng)急標(biāo)志的種類，增強(qiáng)其易識(shí)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(duì)突發(fā)事件的處理意識(shí)和社會(huì)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(biāo)識(shí)的導(dǎo)向性和易識(shí)別性對(duì)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(shí)別性研究》[4]，表明了環(huán)境導(dǎo)視系統(tǒng)的易識(shí)別性對(duì)其功能實(shí)現(xiàn)的巨大幫助，分析了乘客對(duì)出行環(huán)境中導(dǎo)視系統(tǒng)的具體需求，并加以設(shè)計(jì)利用。李斌等[5]為了得到軌道交通站的路徑設(shè)計(jì)原則，在上海的軌道交通樞紐站中展開行人行為路徑的實(shí)驗(yàn)，分析得到的數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象，提出了三項(xiàng)空間路徑設(shè)計(jì)的建議：標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的改善細(xì)化，空間布局的清晰合理化以及空間的易識(shí)別性，并通過特殊的裝修風(fēng)格來實(shí)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(jī)工程學(xué)，對(duì)產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)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(huì)給消費(fèi)者帶來不一樣的心理暗示和作用，產(chǎn)生不一樣的消費(fèi)感受。包裝設(shè)計(jì)不僅要從美學(xué)的角度出發(fā)，也要通過設(shè)計(jì)語言讓消費(fèi)者更容易讀取產(chǎn)品的相關(guān)有效信息，并引發(fā)消費(fèi)心理，因此，必須更加關(guān)注設(shè)計(jì)圖案的易識(shí)性。

基于以上研究可總結(jié)出，空間環(huán)境的信息對(duì)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(duì)環(huán)境中的信息產(chǎn)生了巨大的影響。易辨識(shí)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(huì)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(shí)別的信息更加有利于對(duì)人群的疏散。

2 地鐵突發(fā)事件的類型與特點(diǎn)

2.1 地鐵突發(fā)事件的類型

對(duì)地鐵突發(fā)事件的定義為：在地鐵運(yùn)營的時(shí)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(huì)給地鐵相關(guān)人員帶來生命財(cái)產(chǎn)安全隱患，更需要地鐵工作人員在極短時(shí)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(hù)事件、恐怖襲擊、運(yùn)行障礙事件等。通過對(duì)近年來地鐵發(fā)生的突發(fā)事件進(jìn)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(dòng)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(jì)

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(yùn)營多在低于地平面之下的空間。短時(shí)內(nèi)極端的暴雨等災(zāi)害會(huì)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(huì)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(shí)行疏散和自救的難度會(huì)成倍增加，見表2。

2.1.3 停電、緊急制動(dòng)事故

地鐵系統(tǒng)的動(dòng)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(hào)故障，均會(huì)造成地鐵列車的停運(yùn)。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(jì)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(dá)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(dá)到了80%，見圖1。

2.2 重點(diǎn)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(shí)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(yán)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(bào)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(jì)劃周密的恐怖主義自殺式炸彈襲擊，目標(biāo)是在早高峰期間使用公共運(yùn)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(dá)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(jì)

Tab.2 Statistics of subway flood accidents

表3 地鐵停電、緊急制動(dòng)事故統(tǒng)計(jì)

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

圖1 已統(tǒng)計(jì)典型案例分析圖

當(dāng)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(dá)因素隨即全部失效。在爆炸發(fā)生的初期，當(dāng)乘務(wù)工作人員想要進(jìn)行應(yīng)急照明時(shí)，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(jī)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(jìn)行求助的人群變得更為被動(dòng)。在一段時(shí)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(jī)的光亮摸黑前進(jìn)，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(qiáng)降雨給城市的排水系統(tǒng)帶來了巨大的壓力。當(dāng)日16時(shí)起，鄭州市的降雨量達(dá)到了201.9毫米每小時(shí)，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(hào)線五龍口停車場及其周邊區(qū)域發(fā)生極為嚴(yán)重的積水現(xiàn)象。暴雨裹挾著泥沙倒灌入鄭州地鐵五號(hào)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(cái)產(chǎn)安全得不到保障。地鐵五號(hào)線車廂內(nèi)快速進(jìn)水，水位甚至到達(dá)部分乘客的胸部，許多乘客都存在缺氧的情況。當(dāng)日20時(shí)許，消防救援隊(duì)員到達(dá)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(diǎn)。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(hào)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(diǎn)

地鐵的地理環(huán)境位置十分獨(dú)特，一般都處在城市交通便利、人群流動(dòng)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(huì)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(diǎn)，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(shí)大部分情況都極其混亂，對(duì)社會(huì)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(shí)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(shí)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(diǎn)可概括為以下幾點(diǎn)：

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(dòng)情況，往往都是瞬時(shí)發(fā)生的，充滿著突然性，這也就考驗(yàn)了整個(gè)地鐵應(yīng)急系統(tǒng)的處理能力。一般情況下，當(dāng)有情況出現(xiàn)時(shí)，地鐵線路、列車車廂和站臺(tái)的相關(guān)信息傳達(dá)設(shè)備會(huì)向總控室調(diào)度管理人員進(jìn)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(jìn)行處理，通知列車司乘人員進(jìn)行下一步的操作。在應(yīng)急情況中，依賴傳統(tǒng)視覺信息報(bào)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(dá)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(hào)交換機(jī)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(tái)險(xiǎn)情的細(xì)節(jié)，從而耽誤調(diào)度進(jìn)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(dòng)的設(shè)備都會(huì)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(huì)像當(dāng)時(shí)的倫敦地鐵一樣癱瘓。在一定的時(shí)間內(nèi)，地鐵將會(huì)成為一個(gè)封閉的空間。缺少光源照明會(huì)導(dǎo)致人群無法確認(rèn)自己的位置和逃生方向。而地鐵區(qū)間隧道和部分站臺(tái)所設(shè)計(jì)的逃生出入口數(shù)量是一定的，逃生通道也相對(duì)較窄。在缺少應(yīng)急類視覺傳達(dá)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(huì)導(dǎo)致大量有害氣體無法及時(shí)排出，這些有毒氣體會(huì)對(duì)人們造成巨大的威脅。缺少廣播指引和手機(jī)訊號(hào)會(huì)導(dǎo)致人群隨大流而動(dòng)，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(jī)通訊信號(hào)的情況下，人群的恐慌程度會(huì)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(shí)，如果大量的乘客按照既定的視覺指示系統(tǒng)，同時(shí)向最近的出入口或安全通道、避難所逃離，勢必會(huì)降低疏散的可靠度和成功度。而當(dāng)最近的出入口或安全通道、避難所也出現(xiàn)險(xiǎn)情，乘客將會(huì)陷入“進(jìn)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(gè)相向且復(fù)雜的整體。緊急情況下的疏散，必定會(huì)遵循從地下往地上的垂直行進(jìn)軌跡，而被稱為“逆行者”的救援隊(duì)伍則要從地上往地下行進(jìn)。因此，疏散的人群和救援的隊(duì)伍可能會(huì)在地鐵的某個(gè)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(huì)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(duì)人員應(yīng)急行為特征的研究

Chan等[7]探討了社會(huì)人口特征與交通安全風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知之間的關(guān)系，以及急救培訓(xùn)知識(shí)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(duì)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(duì)交通安全表示擔(dān)心。有46.1%～63.2%的受訪者具有正確的火災(zāi)相關(guān)應(yīng)對(duì)知識(shí)。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(duì)乘坐地鐵的人員進(jìn)行問卷調(diào)查，探究其乘坐地鐵的行為和心理，進(jìn)行地鐵結(jié)構(gòu)的再設(shè)計(jì)，為人群在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí)更快地疏散提供保障。王立曉等[10]對(duì)地鐵乘客進(jìn)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(duì)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(jì)提供理論指導(dǎo)。

Philpot等[11]以微觀行為學(xué)為基礎(chǔ)，對(duì)地鐵列車上發(fā)生小型爆炸和火災(zāi)時(shí)乘客的行為進(jìn)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(gè)行動(dòng)，實(shí)驗(yàn)表明乘客的第一個(gè)行動(dòng)差別很大，其中反社會(huì)行為是較為罕見的，而親社會(huì)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(duì)應(yīng)急信息傳達(dá)的研究

夏雅琴等[12]認(rèn)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(jì)信息、娛樂信息和安全教育宣傳信息。對(duì)乘坐地鐵的人員行為路徑、心理特征和交互觸點(diǎn)進(jìn)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(jì)》。應(yīng)急信息是地鐵公共信息中擁有較高價(jià)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(duì)象為西安地鐵的導(dǎo)向標(biāo)識(shí)系統(tǒng)及其信息交互界面，提出信息界面設(shè)計(jì)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(jì)的理念下，注重用戶體驗(yàn)和用戶行為，為地鐵交互設(shè)計(jì)的發(fā)展提供新的思路。

韓國學(xué)者李世賢（Seokhyun Lee）[14]針對(duì)江南新道林地鐵站的用戶，從信息標(biāo)牌設(shè)計(jì)的可見性、審美價(jià)值、功能性和獨(dú)特性四個(gè)方面進(jìn)行了用戶調(diào)查，總結(jié)了研究結(jié)果，并提出了未來改進(jìn)的建議。為了探索地鐵安全標(biāo)志的合適顏色，陳娜等[15]設(shè)計(jì)了四種不同顏色的安全標(biāo)志，并將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、眼球追蹤技術(shù)和生理指標(biāo)測量用于虛擬地鐵火災(zāi)逃生實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)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(shí)時(shí)記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于“綠色和黑色”人們的認(rèn)知效率最高，壓力最小，學(xué)習(xí)的負(fù)荷也最小，這項(xiàng)研究對(duì)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(biāo)識(shí)的模擬

在信息發(fā)布與宣傳方面，梁燕冰[16]通過對(duì)廣州地鐵現(xiàn)有運(yùn)營應(yīng)急信息發(fā)布平臺(tái)進(jìn)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(yùn)營應(yīng)急信息發(fā)布平臺(tái)的優(yōu)化策略，以提高信息發(fā)布效率，擴(kuò)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(shí)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(duì)應(yīng)急設(shè)施技術(shù)的研究

潘運(yùn)嫻[19]從詞組復(fù)雜度和熟悉度兩個(gè)角度，探索了視線矩陣突顯技術(shù)和視線單項(xiàng)突顯技術(shù)的顯示特點(diǎn)，進(jìn)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(biāo)搜索應(yīng)用情景中驗(yàn)證了兩種視線突顯技術(shù)對(duì)視線材料信息呈現(xiàn)的輔助作用。王冬[20]提出具有特殊標(biāo)志的指示設(shè)計(jì)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(xiǎn)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(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)，對(duì)人群疏散進(jìn)行智能化控制，并在青島地鐵3、11號(hào)線中驗(yàn)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(gè)節(jié)點(diǎn)和環(huán)節(jié)處設(shè)置煙溫探測器和指示標(biāo)識(shí)，共同設(shè)計(jì)了一套誘導(dǎo)指示系統(tǒng)，運(yùn)用智能處理終端進(jìn)行煙霧報(bào)警，并對(duì)人群進(jìn)行提示，更加有效地幫助乘客在地鐵發(fā)生火災(zāi)時(shí)進(jìn)行疏散和撤離。

3.4 對(duì)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(duì)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(diǎn)與地鐵運(yùn)行應(yīng)急管理的網(wǎng)絡(luò)觸點(diǎn)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(jìn)平臺(tái)、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(yùn)營應(yīng)急管理研究》。

邵志國等[24]在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代技術(shù)環(huán)境下，對(duì)地鐵應(yīng)急的特點(diǎn)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了介紹，提出了整個(gè)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(píng)估等子系統(tǒng)，并對(duì)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(gè)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(duì)上海地鐵的相關(guān)人群數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，利用兩種計(jì)算機(jī)算法構(gòu)建出人群疏散的新的合理路徑，比對(duì)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(jìn)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(jī)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(duì)地鐵應(yīng)急預(yù)案的可行性進(jìn)行分析，得出其指標(biāo)體系，包括科學(xué)性、有效性、銜接性、完整性與可操作性5個(gè)一級(jí)指標(biāo)及19個(gè)二級(jí)指標(biāo)，并賦予指標(biāo)權(quán)重，通過模糊評(píng)價(jià)法構(gòu)建模糊評(píng)價(jià)模型，對(duì)西安地鐵火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案的整體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。李佳陽等[27]基于動(dòng)力學(xué)模型、傳播動(dòng)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(dòng)態(tài)傳播模型，還利用Routh-Hurwitz準(zhǔn)則，分析了動(dòng)態(tài)微分方程的穩(wěn)定性平衡。在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行了模擬模型的測試和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，對(duì)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(yùn)營應(yīng)急管理循環(huán)圖

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

4 地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于上述對(duì)地鐵疏散系統(tǒng)的研究，結(jié)合易識(shí)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(jì)，在發(fā)生地鐵突發(fā)事件時(shí)，由于人們的生命安全在極端危險(xiǎn)的情況下會(huì)受到威脅，心理的緊張感和思維的慌亂將不可避免，時(shí)間的緊迫程度也會(huì)在不同情景下影響人們做出不正當(dāng)?shù)呐袛嗪托袨?。但乘客的共同行為特點(diǎn)都是朝著相對(duì)安全的區(qū)域行動(dòng)，不同的職業(yè)和受教育程度可能會(huì)影響人們對(duì)突發(fā)事件的反應(yīng)。此時(shí)可供不同人群閱讀的易識(shí)性標(biāo)識(shí)或信息將會(huì)在人群疏散的過程中提供更加有利的外部保障，更會(huì)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)

疏散指示標(biāo)識(shí)是地鐵空間內(nèi)最為常見的應(yīng)急信息，其中最為廣泛運(yùn)用的材料為自發(fā)光材料，用其制作的安全疏散指示標(biāo)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(biāo)識(shí)、場致發(fā)光標(biāo)識(shí)、LED顯示屏、導(dǎo)流燈箱、普通印刷標(biāo)識(shí)、自發(fā)光指示標(biāo)識(shí)等，其中自發(fā)光指示標(biāo)識(shí)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(biāo)識(shí)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(biāo)識(shí)，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(biāo)識(shí)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(biāo)識(shí)最為常見，運(yùn)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(biāo)識(shí)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(duì)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(biāo)識(shí)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(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)的三大重點(diǎn)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(shí)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(dòng)光線。安全照明則是在復(fù)雜危險(xiǎn)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(duì)地鐵車站的結(jié)構(gòu)和地理位置特點(diǎn)，運(yùn)用此標(biāo)準(zhǔn)的主旨理念，破除舊的設(shè)計(jì)觀念，對(duì)地鐵車站的消防應(yīng)急照明系統(tǒng)提出了新的設(shè)計(jì)要素和方案，在照明強(qiáng)度、燈具材料、環(huán)境光比對(duì)的基礎(chǔ)上實(shí)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)》的探討》。

表5 新舊應(yīng)急照明規(guī)范主要差異對(duì)比

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

國家相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)急系統(tǒng)的硬件配置、安放位置、顯示內(nèi)容等在進(jìn)行不斷地補(bǔ)充和完善，但對(duì)于安放位置和顯示內(nèi)容的具體設(shè)計(jì)形式?jīng)]有標(biāo)準(zhǔn)的限定。馮志文[30]對(duì)應(yīng)急疏散標(biāo)志進(jìn)行多感官交互設(shè)計(jì)，提出了交互設(shè)計(jì)在應(yīng)急標(biāo)識(shí)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(dāng)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(dāng)具有統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，通過靜態(tài)和動(dòng)態(tài)標(biāo)識(shí)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(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)

在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，應(yīng)急標(biāo)語、警示信息、備用疏散方案以及各類應(yīng)急標(biāo)識(shí)的設(shè)計(jì)對(duì)于人群的及時(shí)疏散都有著重大意義。通過研究，目前最迫切需要改進(jìn)的因素是結(jié)合易識(shí)性對(duì)審美價(jià)值的提高，其次是標(biāo)志分布的數(shù)量和適當(dāng)性、對(duì)身體不便的人的考慮、安全和維護(hù)以及擴(kuò)大地鐵站以外公共空間信息標(biāo)志的設(shè)計(jì)評(píng)估范圍，以提高行人空間的可用性。

1）易識(shí)性良好的標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)需要保證可見性、獨(dú)特性和可讀性，標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)的改進(jìn)包括對(duì)通用設(shè)計(jì)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(dú)特色彩和對(duì)不同用戶的影響，需提供清晰準(zhǔn)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(biāo)識(shí)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(shí)間條件下也無法保障人員的有效閱讀，難以應(yīng)對(duì)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(biāo)識(shí)易識(shí)性，豐富視覺信息顯示設(shè)計(jì)。

2）易識(shí)性良好的標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)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(jì)需要進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)查和研究，洞察用戶的目標(biāo)、行為和心理習(xí)慣，提供可以實(shí)現(xiàn)的方案，交互設(shè)計(jì)與導(dǎo)向標(biāo)識(shí)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(shí)別并使用。交互性是導(dǎo)向標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)“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(shí)對(duì)于應(yīng)急管理技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化與提升，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案編制“自上而下”到“自下而上”的轉(zhuǎn)變，進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)與能力測試，以發(fā)現(xiàn)問題為目的進(jìn)行預(yù)案演練，皆可最大化地發(fā)揮應(yīng)急標(biāo)識(shí)的易識(shí)性作用。

5 結(jié)語

通過對(duì)大量文獻(xiàn)的檢索、搜集與整理，可知在關(guān)于地鐵疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究中，人員應(yīng)急行為特征、應(yīng)急信息傳達(dá)、應(yīng)急設(shè)施技術(shù)優(yōu)化及應(yīng)急管理是四個(gè)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(diǎn)。相比于地鐵空間內(nèi)的導(dǎo)向標(biāo)識(shí)信息、廣告信息等，目前對(duì)地鐵應(yīng)急信息標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)的研究少之又少，就地鐵應(yīng)急信息而言，將其標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)與易識(shí)性相結(jié)合具有重要意義。另外，如何在地鐵正常運(yùn)行中對(duì)應(yīng)急信息進(jìn)行宣傳，使乘客熟知在突發(fā)情況中應(yīng)如何行動(dòng)，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(shí)性與地鐵應(yīng)急信息標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)的結(jié)合，可視為后續(xù)研究重點(diǎn)。

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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(dòng)站與高校共同在研重點(diǎn)安全項(xiàng)目（GS-JZ-475）

張志鵬（1991—），男，博士生，主要研究方向?yàn)閿?shù)碼藝術(shù)設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用研究、虛擬創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用研究。

責(zé)任編輯：馬夢遙