特长地铁区间隧道火灾可用安全疏散时间算法制造技术

特长地铁区间隧道火灾可用安全疏散时间算法，本发明专利技术涉及地铁区间隧道防灾救援技术领域；它的计算方法如下：采用多因素综合限定法计算区间隧道火灾人员可用安全疏散时间，人员可用安全疏散分为三个疏散阶段，即人员离开着火车辆阶段、人员离开着火区段阶段、人员达到安全区域阶段；分别计算上述三个阶段的所有控制因素时间，取其中最小值，就是各对应阶段的可用安全疏散时间，即乘客下车可用时间t1、乘客离开着火区域可用时间t2、乘客到达安全区域可用时间t3，根据该三个时间来判别相关疏散设施是否满足人员安全疏散要求。采用多因素综合限定法计算特长区间隧道火灾人员可用安全疏散时间，找出各疏散过程中限定疏散时间的制约因素，进而得到火灾时人员可用安全疏散时间，该算法计算简便快捷，效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地铁区间隧道防灾救援
，具体涉及特长地铁区间隧道火灾可用安全疏散时间算法。
技术介绍
城市轨道交通线路封闭，火灾时排烟与散热条件差、温度高，会很快产生高浓度的有毒烟雾，致使人员疏散困难、救火难度大。而对于特长地铁区间来说，由于其长度长，地质环境复杂，区间内并行列车数量多，乘客数量大，相对常规区间隧道更易发生事故或灾害，在事故灾害条件下进行人员安全疏散难度更大，保障区间隧道火灾时司乘人员的生命安全受到相关技术人员和学者的广泛关注。目前国内外尚无相关规范或指南对特长地铁区间可用安全疏散时间做出规定或建议，国内外学者大部分是对特殊工程进行数值分析，而数值分析周期长、极具针对性及工程参数明确化的要求，往往给工程实施带来很大难度，不利于工程项目前期决策。常规数值分析方法未考虑车辆、隧道耐火及EPS持续供电时间等相关参数，结果与工程实际情况存在一定偏差，尤其是区间隧道设置专用风道后，若土建风道达到耐火极限坍塌后将会对乘客疏散造成二次伤害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理的特长地铁区间隧道火灾可用安全疏散时间算法，采用多因素综合限定法计算特长区间隧道火灾人员可用安全疏散时间，找出各疏散过程中限定疏散时间的制约因素，进而得到火灾时人员可用安全疏散时间，该算法计算简便快捷，效率高。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：它的计算方法如下：1、采用多因素综合限定法计算区间隧道火灾人员可用安全疏散时间，所述的人员可用安全疏散时间计算方法的思路就是遵循火灾发生、发展到人员疏散过程，找出各疏散过程中限定疏散时间的制约因素，所述的制约因素的自身限制时间的最小值就是火灾时人员可用安全疏散时间；所述的人员可用安全疏散分为三个疏散阶段，即人员离开着火车辆阶段、人员离开着火区段阶段、人员达到安全区域阶段；2、分别计算上述三个阶段的所有控制因素时间，取其中最小值，就是各对应阶段的可用安全疏散时间，即乘客下车可用时间t1、乘客离开着火区域可用时间t2、乘客到达安全区域可用时间t3，根据该三个时间来判别相关疏散设施是否满足人员安全疏散要求；所述的各对应阶段的可用安全疏散时间的计算步骤如下：2.1、计算乘客下车可用时间t1：确定车辆耐火完整性时间、火灾热释放速率、烟层参数（温度、最小清晰高度、能见度）达到人体耐受极限时间，综合这些因素计算火灾危险来临时间，取其中最小值，相关参数可用下式计算：2.1.1、火灾热释放速率：Q=at2；2.1.2、烟层高度及烟气沉降时间：z/H=1.11-0.281ln[(tQ1/3H-4/3)/(A/H2)]；2.1.3、烟层最小清晰高度：Hq=1.6+0.1H；2.1.4、烟层温度：Tm=T+Qc/(MCp)；2.1.5、烟层能见度：S=（0.133-1.47lgKc）·R/Kc；2.1.6、车辆耐火完整性时间：根据相关规范或技术要求确定；式中，Q为火源热释放速率（kW），a为火灾增长系数，t为火灾的发展时间（s）、H为隧道高度（m），Q为稳定火源热释放速率（kW），A为大型空间的截面积（m2），z为火源上方开始产生烟层的高度（m），tg为火源增长时间（s），Hq为最小清晰高度（m），Tm为烟层温度（K），T为环境温度（K），M为烟气质量生成流量（m3/s），S为能见度（m-1），Kc为烟气的减光系数（m-1），R为比例系数;2.2、计算乘客离开着火区域可用时间t2：此时，火灾发展到一定阶段，人员已开始离开车体，烟气从车厢溢出至隧道，因车体阻隔使高温烟层基本不对人体产生危害，此时需确定隧道内烟气能见度和最小清晰高度限制时间、隧道结构耐火时间和隧道EPS持续时间，取其中最小值；2.3、计算乘客到达安全区域可用时间t3：由于乘客已远离火点，此时只要隧道内有充足的照明亮度，人员即可安全疏散，隧道EPS持续时间即为本阶段的控制因素；3、人员疏散是连续过程，乘客下车可用时间t1≤乘客离开着火区域可用时间t2≤乘客到达安全区域可用时间t3，且每个阶段的可用安全疏散时间均需满足，才能保障乘客在火灾发生的整个过程中安全疏散；由于不可预见因素的存在，确定可用安全疏散时间时还需考虑一定的富裕系数。采用上述结构后，本专利技术有益效果为：本专利技术所述的特长地铁区间隧道火灾可用安全疏散时间算法，采用多因素综合限定法计算区间隧道火灾时人员可用安全疏散时间，找出各疏散过程中限定疏散时间的制约因素，得到火灾时人员可用安全疏散时间，该算法计算简便快捷，效率高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。参看如图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它的计算方法如下：1、采用多因素综合限定法计算区间隧道火灾人员可用安全疏散时间，所述的人员可用安全疏散时间计算方法的思路就是遵循火灾发生、发展到人员疏散过程，找出各疏散过程中限定疏散时间的制约因素，所述的制约因素的自身限制时间的最小值就是火灾时人员可用安全疏散时间；所述的人员可用安全疏散分为三个疏散阶段，即人员离开着火车辆阶段、人员离开着火区段阶段、人员达到安全区域阶段；2、分别计算上述三个阶段的所有控制因素时间，取其中最小值，就是各对应阶段的可用安全疏散时间，即乘客下车可用时间t1、乘客离开着火区域可用时间t2、乘客到达安全区域可用时间t3，根据该三个时间来判别相关疏散设施是否满足人员安全疏散要求；所述的各对应阶段的可用安全疏散时间的计算步骤如下：2.1、计算乘客下车可用时间t1：火灾刚发生且已被车上乘客发现，乘客开始离开着火列车，列车车体内部为开阔空间，可以容纳火灾初期产生的烟气，此时火灾烟气在车内蔓延，影响人员逃生的相关参数为车厢内部烟气层温度、最小清晰高度、能见度以及车辆耐火时间等相关参数，确定车辆耐火完整性时间、火灾热释放速率、烟层参数（温度、最小清晰高度、能见度）达到人体耐受极限时间，综合这些因素计算火灾危险来临时间，取其中最小值，相关参数可用下式计算：2.1.1、火灾热释放速率：Q=at2；2.1.2、烟层高度及烟气沉降时间：z/H=1.11-0.281ln[(tQ1/3H-4/3)/(A/H2)]；2.1.3、烟层最小清晰高度：Hq=1.6+0.1H；2.1.4、烟层温度：Tm=T+Qc/(MCp)；2.1.5、烟层能见度：S=（0.133-1.47lgKc）·R/Kc；2.1.6、车辆耐火完整性时间：根据相关规范或技术要求确定；式中，Q为火源热释放速率（kW），a为火灾增长系数，t为火灾的发展时间（s）、H为隧道高度（m），Q为稳定火源热释放速率（kW），A为大型空间的截面积（m2），z为火源上方开始产生烟层的高度（m），tg为火源增长时间（s），Hq为最小清晰高度（m），Tm为烟层温度（K），T为环境温度（K），M为烟气质量生成流量（m3/s），S为能见度（m-1），Kc为烟气的减光系数（m-1），R本文档来自技高网...

【技术保护点】
特长地铁区间隧道火灾可用安全疏散时间算法，其特征在于：它的计算方法如下：(1)、采用多因素综合限定法计算区间隧道火灾人员可用安全疏散时间，所述的人员可用安全疏散时间计算方法的思路就是遵循火灾发生、发展到人员疏散过程，找出各疏散过程中限定疏散时间的制约因素，所述的制约因素的自身限制时间的最小值就是火灾时人员可用安全疏散时间；所述的人员可用安全疏散分为三个疏散阶段，即人员离开着火车辆阶段、人员离开着火区段阶段、人员达到安全区域阶段；(2)、分别计算上述三个阶段的所有控制因素时间，取其中最小值，就是各对应阶段的可用安全疏散时间，即乘客下车可用时间t1、乘客离开着火区域可用时间t2、乘客到达安全区域可用时间t3，根据该三个时间来判别相关疏散设施是否满足人员安全疏散要求；所述的各对应阶段的可用安全疏散时间的计算步骤如下：(2.1)、计算乘客下车可用时间t1：确定车辆耐火完整性时间、火灾热释放速率、烟层参数达到人体耐受极限时间，综合这些因素计算火灾危险来临时间，取其中最小值，相关参数可用下式计算：(2.1.1)、火灾热释放速率：Q=a t2；(2.1.2)、烟层高度及烟气沉降时间： z/H=1.11‑0.281ln[(tQ1/3H‑4/3)/(A/H2)]；(2.1.3)、烟层最小清晰高度：Hq=1.6+0.1H；(2.1.4)、烟层温度：Tm=T+ Qc/(MCp)；(2.1.5)、烟层能见度：S=（0.133‑1.47lgKc）·R/Kc ；(2.1.6)、车辆耐火完整性时间：根据相关规范或技术要求确定；式中，Q为火源热释放速率kW，a为火灾增长系数，t为火灾的发展时间s、H为隧道高度m，Q为稳定火源热释放速率kW，A为大型空间的截面积m2，z为火源上方开始产生烟层的高度m，tg为火源增长时间s，Hq 为最小清晰高度m，Tm 为烟层温度K，T 为环境温度K，M为烟气质量生成流量m3/s，S为能见度m‑1，Kc为烟气的减光系数m‑1，R为比例系数;(2.2)、计算乘客离开着火区域可用时间t2：此时，火灾发展到一定阶段，人员已开始离开车体，烟气从车厢溢出至隧道，因车体阻隔使高温烟层基本不对人体产生危害，此时需确定隧道内烟气能见度和最小清晰高度限制时间、隧道结构耐火时间和隧道EPS持续时间，取其中最小值；(2.3)、计算乘客到达安全区域可用时间t3：由于乘客已远离火点，此时只要隧道内有充足的照明亮度，人员即可安全疏散，隧道EPS持续时间即为本阶段的控制因素；(3)、人员疏散是连续过程，乘客下车可用时间t1≤乘客离开着火区域可用时间t2≤乘客到达安全区域可用时间t3，且每个阶段的可用安全疏散时间均需满足，才能保障乘客在火灾发生的整个过程中安全疏散；由于不可预见因素的存在，确定可用安全疏散时间时还需考虑一定的富裕系数。...

【技术特征摘要】
1.特长地铁区间隧道火灾可用安全疏散时间算法，其特征在于：它的计算方法如下：(1)、采用多因素综合限定法计算区间隧道火灾人员可用安全疏散时间，所述的人员可用安全疏散时间计算方法的思路就是遵循火灾发生、发展到人员疏散过程，找出各疏散过程中限定疏散时间的制约因素，所述的制约因素的自身限制时间的最小值就是火灾时人员可用安全疏散时间；所述的人员可用安全疏散分为三个疏散阶段，即人员离开着火车辆阶段、人员离开着火区段阶段、人员达到安全区域阶段；(2)、分别计算上述三个阶段的所有控制因素时间，取其中最小值，就是各对应阶段的可用安全疏散时间，即乘客下车可用时间t1、乘客离开着火区域可用时间t2、乘客到达安全区域可用时间t3，根据该三个时间来判别相关疏散设施是否满足人员安全疏散要求；所述的各对应阶段的可用安全疏散时间的计算步骤如下：(2.1)、计算乘客下车可用时间t1：确定车辆耐火完整性时间、火灾热释放速率、烟层参数达到人体耐受极限时间，综合这些因素计算火灾危险来临时间，取其中最小值，相关参数可用下式计算：(2.1.1)、火灾热释放速率：Q=at2；(2.1.2)、烟层高度及烟气沉降时间：z/H=1.11-0.281ln[(tQ1/3H-4/3)/(A/H2)]；(2.1.3)、烟层最小清晰高度：Hq=1.6+0.1H；(2.1.4)、烟层温度：Tm=T+Qc/...

【专利技术属性】
技术研发人员：田峰，贺维国，赵晋友，朱祝龙，冯霞，金若翃，王海桥，段悟哲，黄俊歆，
申请(专利权)人：中铁隧道勘测设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12