特長地鐵區間隧道火災可用安全疏散時間算法制造技術

特長地鐵區間隧道火災可用安全疏散時間算法，本發明專利技術涉及地鐵區間隧道防災救援技術領域；它的計算方法如下：采用多因素綜合限定法計算區間隧道火災人員可用安全疏散時間，人員可用安全疏散分為三個疏散階段，即人員離開著火車輛階段、人員離開著火區段階段、人員達到安全區域階段；分別計算上述三個階段的所有控制因素時間，取其中最小值，就是各對應階段的可用安全疏散時間，即乘客下車可用時間t1、乘客離開著火區域可用時間t2、乘客到達安全區域可用時間t3，根據該三個時間來判別相關疏散設施是否滿足人員安全疏散要求。采用多因素綜合限定法計算特長區間隧道火災人員可用安全疏散時間，找出各疏散過程中限定疏散時間的制約因素，進而得到火災時人員可用安全疏散時間，該算法計算簡便快捷，效率高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及地鐵區間隧道防災救援
，具體涉及特長地鐵區間隧道火災可用安全疏散時間算法。
技術介紹
城市軌道交通線路封閉，火災時排煙與散熱條件差、溫度高，會很快產生高濃度的有毒煙霧，致使人員疏散困難、救火難度大。而對于特長地鐵區間來說，由于其長度長，地質環境復雜，區間內并行列車數量多，乘客數量大，相對常規區間隧道更易發生事故或災害，在事故災害條件下進行人員安全疏散難度更大，保障區間隧道火災時司乘人員的生命安全受到相關技術人員和學者的廣泛關注。目前國內外尚無相關規范或指南對特長地鐵區間可用安全疏散時間做出規定或建議，國內外學者大部分是對特殊工程進行數值分析，而數值分析周期長、極具針對性及工程參數明確化的要求，往往給工程實施帶來很大難度，不利于工程項目前期決策。常規數值分析方法未考慮車輛、隧道耐火及EPS持續供電時間等相關參數，結果與工程實際情況存在一定偏差，尤其是區間隧道設置專用風道后，若土建風道達到耐火極限坍塌后將會對乘客疏散造成二次傷害。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種設計合理的特長地鐵區間隧道火災可用安全疏散時間算法，采用多因素綜合限定法計算特長區間隧道火災人員可用安全疏散時間，找出各疏散過程中限定疏散時間的制約因素，進而得到火災時人員可用安全疏散時間，該算法計算簡便快捷，效率高。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：它的計算方法如下：1、采用多因素綜合限定法計算區間隧道火災人員可用安全疏散時間，所述的人員可用安全疏散時間計算方法的思路就是遵循火災發生、發展到人員疏散過程，找出各疏散過程中限定疏散時間的制約因素，所述的制約因素的自身限制時間的最小值就是火災時人員可用安全疏散時間；所述的人員可用安全疏散分為三個疏散階段，即人員離開著火車輛階段、人員離開著火區段階段、人員達到安全區域階段；2、分別計算上述三個階段的所有控制因素時間，取其中最小值，就是各對應階段的可用安全疏散時間，即乘客下車可用時間t1、乘客離開著火區域可用時間t2、乘客到達安全區域可用時間t3，根據該三個時間來判別相關疏散設施是否滿足人員安全疏散要求；所述的各對應階段的可用安全疏散時間的計算步驟如下：2.1、計算乘客下車可用時間t1：確定車輛耐火完整性時間、火災熱釋放速率、煙層參數（溫度、最小清晰高度、能見度）達到人體耐受極限時間，綜合這些因素計算火災危險來臨時間，取其中最小值，相關參數可用下式計算：2.1.1、火災熱釋放速率：Q=at2；2.1.2、煙層高度及煙氣沉降時間：z/H=1.11-0.281ln[(tQ1/3H-4/3)/(A/H2)]；2.1.3、煙層最小清晰高度：Hq=1.6+0.1H；2.1.4、煙層溫度：Tm=T+Qc/(MCp)；2.1.5、煙層能見度：S=（0.133-1.47lgKc）·R/Kc；2.1.6、車輛耐火完整性時間：根據相關規范或技術要求確定；式中，Q為火源熱釋放速率（kW），a為火災增長系數，t為火災的發展時間（s）、H為隧道高度（m），Q為穩定火源熱釋放速率（kW），A為大型空間的截面積（m2），z為火源上方開始產生煙層的高度（m），tg為火源增長時間（s），Hq為最小清晰高度（m），Tm為煙層溫度（K），T為環境溫度（K），M為煙氣質量生成流量（m3/s），S為能見度（m-1），Kc為煙氣的減光系數（m-1），R為比例系數;2.2、計算乘客離開著火區域可用時間t2：此時，火災發展到一定階段，人員已開始離開車體，煙氣從車廂溢出至隧道，因車體阻隔使高溫煙層基本不對人體產生危害，此時需確定隧道內煙氣能見度和最小清晰高度限制時間、隧道結構耐火時間和隧道EPS持續時間，取其中最小值；2.3、計算乘客到達安全區域可用時間t3：由于乘客已遠離火點，此時只要隧道內有充足的照明亮度，人員即可安全疏散，隧道EPS持續時間即為本階段的控制因素；3、人員疏散是連續過程，乘客下車可用時間t1≤乘客離開著火區域可用時間t2≤乘客到達安全區域可用時間t3，且每個階段的可用安全疏散時間均需滿足，才能保障乘客在火災發生的整個過程中安全疏散；由于不可預見因素的存在，確定可用安全疏散時間時還需考慮一定的富裕系數。采用上述結構后，本專利技術有益效果為：本專利技術所述的特長地鐵區間隧道火災可用安全疏散時間算法，采用多因素綜合限定法計算區間隧道火災時人員可用安全疏散時間，找出各疏散過程中限定疏散時間的制約因素，得到火災時人員可用安全疏散時間，該算法計算簡便快捷，效率高。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術的流程圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步的說明。參看如圖1所示，本具體實施方式采用的技術方案是：它的計算方法如下：1、采用多因素綜合限定法計算區間隧道火災人員可用安全疏散時間，所述的人員可用安全疏散時間計算方法的思路就是遵循火災發生、發展到人員疏散過程，找出各疏散過程中限定疏散時間的制約因素，所述的制約因素的自身限制時間的最小值就是火災時人員可用安全疏散時間；所述的人員可用安全疏散分為三個疏散階段，即人員離開著火車輛階段、人員離開著火區段階段、人員達到安全區域階段；2、分別計算上述三個階段的所有控制因素時間，取其中最小值，就是各對應階段的可用安全疏散時間，即乘客下車可用時間t1、乘客離開著火區域可用時間t2、乘客到達安全區域可用時間t3，根據該三個時間來判別相關疏散設施是否滿足人員安全疏散要求；所述的各對應階段的可用安全疏散時間的計算步驟如下：2.1、計算乘客下車可用時間t1：火災剛發生且已被車上乘客發現，乘客開始離開著火列車，列車車體內部為開闊空間，可以容納火災初期產生的煙氣，此時火災煙氣在車內蔓延，影響人員逃生的相關參數為車廂內部煙氣層溫度、最小清晰高度、能見度以及車輛耐火時間等相關參數，確定車輛耐火完整性時間、火災熱釋放速率、煙層參數（溫度、最小清晰高度、能見度）達到人體耐受極限時間，綜合這些因素計算火災危險來臨時間，取其中最小值，相關參數可用下式計算：2.1.1、火災熱釋放速率：Q=at2；2.1.2、煙層高度及煙氣沉降時間：z/H=1.11-0.281ln[(tQ1/3H-4/3)/(A/H2)]；2.1.3、煙層最小清晰高度：Hq=1.6+0.1H；2.1.4、煙層溫度：Tm=T+Qc/(MCp)；2.1.5、煙層能見度：S=（0.133-1.47lgKc）·R/Kc；2.1.6、車輛耐火完整性時間：根據相關規范或技術要求確定；式中，Q為火源熱釋放速率（kW），a為火災增長系數，t為火災的發展時間（s）、H為隧道高度（m），Q為穩定火源熱釋放速率（kW），A為大型空間的截面積（m2），z為火源上方開始產生煙層的高度（m），tg為火源增長時間（s），Hq為最小清晰高度（m），Tm為煙層溫度（K），T為環境溫度（K），M為煙氣質量生成流量（m3/s），S為能見度（m-1），Kc為煙氣的減光系數（m-1），R本文檔來自技高網...

【技術保護點】
特長地鐵區間隧道火災可用安全疏散時間算法，其特征在于：它的計算方法如下：(1)、采用多因素綜合限定法計算區間隧道火災人員可用安全疏散時間，所述的人員可用安全疏散時間計算方法的思路就是遵循火災發生、發展到人員疏散過程，找出各疏散過程中限定疏散時間的制約因素，所述的制約因素的自身限制時間的最小值就是火災時人員可用安全疏散時間；所述的人員可用安全疏散分為三個疏散階段，即人員離開著火車輛階段、人員離開著火區段階段、人員達到安全區域階段；(2)、分別計算上述三個階段的所有控制因素時間，取其中最小值，就是各對應階段的可用安全疏散時間，即乘客下車可用時間t1、乘客離開著火區域可用時間t2、乘客到達安全區域可用時間t3，根據該三個時間來判別相關疏散設施是否滿足人員安全疏散要求；所述的各對應階段的可用安全疏散時間的計算步驟如下：(2.1)、計算乘客下車可用時間t1：確定車輛耐火完整性時間、火災熱釋放速率、煙層參數達到人體耐受極限時間，綜合這些因素計算火災危險來臨時間，取其中最小值，相關參數可用下式計算：(2.1.1)、火災熱釋放速率：Q=a?t2；(2.1.2)、煙層高度及煙氣沉降時間：?z/H=1.11?0.281ln[(tQ1/3H?4/3)/(A/H2)]；(2.1.3)、煙層最小清晰高度：Hq=1.6+0.1H；(2.1.4)、煙層溫度：Tm=T+?Qc/(MCp)；(2.1.5)、煙層能見度：S=（0.133?1.47lgKc）·R/Kc?；(2.1.6)、車輛耐火完整性時間：根據相關規范或技術要求確定；式中，Q為火源熱釋放速率kW，a為火災增長系數，t為火災的發展時間s、H為隧道高度m，Q為穩定火源熱釋放速率kW，A為大型空間的截面積m2，z為火源上方開始產生煙層的高度m，tg為火源增長時間s，Hq?為最小清晰高度m，Tm?為煙層溫度K，T?為環境溫度K，M為煙氣質量生成流量m3/s，S為能見度m?1，Kc為煙氣的減光系數m?1，R為比例系數;(2.2)、計算乘客離開著火區域可用時間t2：此時，火災發展到一定階段，人員已開始離開車體，煙氣從車廂溢出至隧道，因車體阻隔使高溫煙層基本不對人體產生危害，此時需確定隧道內煙氣能見度和最小清晰高度限制時間、隧道結構耐火時間和隧道EPS持續時間，取其中最小值；(2.3)、計算乘客到達安全區域可用時間t3：由于乘客已遠離火點，此時只要隧道內有充足的照明亮度，人員即可安全疏散，隧道EPS持續時間即為本階段的控制因素；(3)、人員疏散是連續過程，乘客下車可用時間t1≤乘客離開著火區域可用時間t2≤乘客到達安全區域可用時間t3，且每個階段的可用安全疏散時間均需滿足，才能保障乘客在火災發生的整個過程中安全疏散；由于不可預見因素的存在，確定可用安全疏散時間時還需考慮一定的富裕系數。...

【技術特征摘要】
1.特長地鐵區間隧道火災可用安全疏散時間算法，其特征在于：它的計算方法如下：(1)、采用多因素綜合限定法計算區間隧道火災人員可用安全疏散時間，所述的人員可用安全疏散時間計算方法的思路就是遵循火災發生、發展到人員疏散過程，找出各疏散過程中限定疏散時間的制約因素，所述的制約因素的自身限制時間的最小值就是火災時人員可用安全疏散時間；所述的人員可用安全疏散分為三個疏散階段，即人員離開著火車輛階段、人員離開著火區段階段、人員達到安全區域階段；(2)、分別計算上述三個階段的所有控制因素時間，取其中最小值，就是各對應階段的可用安全疏散時間，即乘客下車可用時間t1、乘客離開著火區域可用時間t2、乘客到達安全區域可用時間t3，根據該三個時間來判別相關疏散設施是否滿足人員安全疏散要求；所述的各對應階段的可用安全疏散時間的計算步驟如下：(2.1)、計算乘客下車可用時間t1：確定車輛耐火完整性時間、火災熱釋放速率、煙層參數達到人體耐受極限時間，綜合這些因素計算火災危險來臨時間，取其中最小值，相關參數可用下式計算：(2.1.1)、火災熱釋放速率：Q=at2；(2.1.2)、煙層高度及煙氣沉降時間：z/H=1.11-0.281ln[(tQ1/3H-4/3)/(A/H2)]；(2.1.3)、煙層最小清晰高度：Hq=1.6+0.1H；(2.1.4)、煙層溫度：Tm=T+Qc/...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田峰，賀維國，趙晉友，朱祝龍，馮霞，金若翃，王海橋，段悟哲，黃俊歆，
申請(專利權)人：中鐵隧道勘測設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：天津;12