本发明专利技术公开一种高海拔铁路隧道隧道口紧急救援站设计方法及系统，设计方法包括：构建隧道口紧急救援站的几何模型，几何模型包括避难空间、横通道和疏散站台，横通道连接在两座主隧道之间，横通道与主隧道连接处设置有防护门；避难空间设置于横通道中部；疏散站台设置在隧道内部；获取平行隧道的建设参数、通过主隧道的列车参数、人员疏散速度以及主隧道的空气质量参数统计数据；构建隧道口紧急救援站人员疏散动态模型；获取隧道口紧急救援站的结构设计参数，设计隧道口紧急救援站。本发明专利技术使建设在高海拔铁路隧道口的紧急救援站结构类型能够保障列车人员的疏散环境安全，降低灾害对疏散人员的危害，为高海拔铁路隧道防灾疏散救援建设提供技术支撑。援建设提供技术支撑。援建设提供技术支撑。
【技术实现步骤摘要】
一种高海拔铁路隧道口紧急救援站的设计方法及系统
[0001]本专利技术涉及高海拔地区铁路工程建设
，特别是涉及一种高海拔铁路隧道口紧急救援站设计方法及系统。
技术介绍
[0002]随着我国经济的迅猛增长，为推动西部高原地区经济发展，改善区域铁路路网布局，提高沿线各族人民生活水平，高海拔铁路隧道随之迅猛发展，西部山区长大及大规模隧道群数量增加，通往高海拔地区的隧道工程建设得到了高速发展，随之出现越来越多的高海拔长大隧道。由于高海拔隧道工程的特殊性，为保证长大隧道运营的安全，高海拔长大隧道防灾救援研究也越来越受到重视。随着越来越多长度超过20km的高海拔铁路隧道的建成运营，研究高海拔地区隧道发生火灾时的防灾救援问题显得刻不容缓。对于高海拔隧道内紧急救援站防灾救援设施建设成本耗费巨大，隧道口紧急救援站横通道作为长大铁路隧道防灾救援设施设计重点，而救援疏散设施的结构参数能否通过优化设计来最大限度的保障人员在高海拔环境下安全疏散成为紧急救援站结构设计的基础和关键。
[0003]目前，国内外相关研究学者研究的隧道防灾救援措施对象主要集中于平原隧道内紧急救援站和紧急避难所的结构及设备研究，对于高海拔铁路隧道口紧急救援站疏散设施的结构设计研究较少，且国家设计规范中对隧道防灾救援设施的规定仅仅局限于低海拔隧道口紧急救援站的说明。高海拔铁路隧道口紧急救援站的相关研究几乎没有，隧道的疏散设施设计参数的合理性和安全可靠性没有得到证实。由于高海拔环境属于低压缺氧低温的“三低”气候条件，因此人员在疏散中会由于缺氧或者高原反应导致疏散能力下降，据研究表明海拔在4000m以上时人的运动疏散能力相当于低海拔的70％，所以做好高海拔隧道防灾疏散救援工程的合理设计对于高速铁路安全运营极为重要。
[0004]因此，亟需一种对于高海拔铁路含避难空间加密横通道型隧道口紧急救援站的设计方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种隧道口紧急救援站设计方法及系统，以解决上述现有技术存在的问题，使建设在高海拔铁路隧道口的紧急救援站结构类型能够保障列车人员的疏散环境安全，降低灾害对疏散人员的危害，为高海拔铁路隧道防灾疏散救援建设提供技术支撑。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种隧道口紧急救援站设计方法，包括以下步骤：
[0007]构建所述隧道口紧急救援站的几何模型，其中，所述几何模型包括避难空间、横通道和疏散站台，所述横通道连接在两座隧道之间，用于联通两座隧道，所述横通道与所述主隧道的连接处设置有防护门；所述避难空间设置于横通道中部；所述疏散站台设置在所述隧道内部
[0008]获取所述平行隧道的建设参数、通过所述隧道的列车参数、疏散速度以及所述隧道的空气质量参数统计数据；
[0009]基于所述几何模型、所述建设参数、所述列车参数、所述疏散速度和所述空气质量参数，构建隧道口紧急救援站人员疏散动态模型；
[0010]基于所述隧道口紧急救援站人员疏散动态模型，获取所述隧道口紧急救援站的结构设计参数，设计所述隧道口紧急救援站。
[0011]优选的，所述横通道设置有缓坡段，所述缓坡段的坡度为12％。
[0012]优选的，所述建设参数包括隧道长度、断面尺寸；所述列车参数至少包括列车编组数量、列车长度、列车通过速度、列车标准及超载乘客人数、乘客的年龄、性别。
[0013]优选的，构建隧道口紧急救援站人员疏散动态模型包括:
[0014]基于所述列车参数、所述疏散速度和所述空气质量参数，构建列车模型；
[0015]基于所述横通道的参数设计构建隧道口紧急救援站模型，所述建隧道口紧急救援站模型的长度包括明线段长度与两端洞口段长度，且所述明线段与任意一端所述隧道的洞口段长度之和不小于所述列车长度；
[0016]基于所述列车参数和所述隧道口紧急救援站模型，设置若干所述防护门的宽度和疏通人员数量，分别计算人员疏散的必需安全疏散时间T1，获取最小防护门宽度和最优防护门宽度，并拟合导出所述疏通人员数量与所述防护门的宽度之间的关系曲线和关系计算式；
[0017]基于所述最优防护门宽度，设置若干所述横通道的间距和所述疏通人员数量，分别计算人员疏散的必需安全疏散时间T2，获取最大横通道间距和最优横通道间距，拟合导出所述疏通人员数量与横通道间距的关系曲线和关系计算式；
[0018]基于所述最优防护门宽度和所述最优横通道间距，设置若干所述隧道口紧急救援站的站台宽度和疏通人员数量，分别计算人员疏散的必需安全疏散时间T3，获取最小站台宽度和最优站台宽度，拟合导出所述疏通人员数量与所述站台宽度的关系曲线和关系计算式。
[0019]优选的，构建隧道口紧急救援站人员疏散动态模型还包括获取避难空间长度l和避难空间面积容量A，所述避难空间长度l为紧急救援站长度减去明线段长度，所述避难空间面积A如下式所示且大于列车人数量P
×
0.5m2，
[0020]A＝4*(2Y
‑
2L)，
[0021]其中，Y表示列车长度，L表示明线段长度。
[0022]优选的，获取所述隧道口紧急救援站的结构设计参数，设计所述隧道口紧急救援站包括：
[0023]根据疏散人数需求，基于所述疏通人员数量与所述防护门的宽度之间的关系计算式、所述疏通人员数量与横通道间距的关系计算式和所述疏通人员数量与所述站台宽度的关系计算式，计算所述最小防护门宽度、所述最大横通道间距、所述最小站台宽度；并计算最优防护门宽度、所述最优横通道间距、所述最优站台宽度；
[0024]根据紧急救援站设计长度需求，基于所述列车长度和所述明线段长度L计算避难空间长度l；
[0025]根据疏散人数避难空间需要，采用所述避难空间面积容量A的计算式，计算得到所
述避难空间的最小面积。
[0026]优选地，所述结构设计参数的计算模型为：
[0027]所述最小防护门宽度：D1＝0.4147e
0.0677P
，式中，D1为最小防护门宽度，
[0028]所述最优防护门宽度：D2＝0.3918e
0.0912P
，式中，D2为最优防护门宽度，
[0029]所述最大横通道间距：R1＝1752.1e
‑
0.152P
，式中，R1为最大横通道间距，
[0030]所述最优横通道间距：R2＝440.68e
‑
0.107P
，式中，R2为最优横通道间距，
[0031]所述最小站台宽度：S1＝0.6888e
0.0497P
，式中，S1为最小站台宽度，
[0032]所述最优站台宽度：S2＝0.704e
0.0558P
，式中，S2为最优站台宽度。
[0033]优选的，所述明线段长度小于250m。
[0034]还提供一种隧道口紧急救援站设计系统，包括数据获取模块，用于获取隧道建设参数，所述隧道本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高海拔铁路隧道口紧急救援站设计方法，其特征在于：包括以下步骤：构建所述隧道口紧急救援站的几何模型，其中，所述几何模型包括避难空间、横通道和疏散站台，所述横通道连接在两座隧道之间，用于联通两座隧道，所述横通道与所述主隧道的连接处设置有防护门；所述避难空间设置于横通道中部；所述疏散站台设置在所述隧道内部；获取所述隧道的建设参数、通过所述隧道的列车参数、疏散速度以及所述隧道的空气质量参数统计数据；基于所述几何模型、所述建设参数、所述列车参数、所述疏散速度和所述空气质量参数，构建隧道口紧急救援站人员疏散动态模型；基于所述隧道口紧急救援站人员疏散动态模型，计算所述隧道口紧急救援站的结构设计参数，设计所述隧道口紧急救援站。2.根据权利要求1所述的高海拔铁路隧道口紧急救援站设计方法，其特征在于：所述横通道设置有缓坡段，所述缓坡段的坡度为12％。3.根据权利要求2所述的高海拔铁路隧道口紧急救援站设计方法，其特征在于：所述建设参数包括隧道长度、断面尺寸；所述列车参数至少包括列车编组数量、列车长度、列车通过速度、列车标准及超载乘客人数、乘客的年龄、性别。4.根据权利要求3所述的高海拔铁路隧道口紧急救援站设计方法，其特征在于：构建隧道口紧急救援站人员疏散动态模型包括:基于所述列车参数、所述疏散速度和所述空气质量参数，构建列车模型；基于所述横通道的参数设计构建隧道口紧急救援站模型，所述隧道口紧急救援站模型的长度包括明线段长度与两端洞口段长度，且所述明线段与任意一端所述隧道的洞口段长度之和不小于所述列车长度；基于所述列车参数和所述隧道口紧急救援站模型，设置若干所述防护门的宽度和疏通人员数量，分别计算人员疏散的必需安全疏散时间T1，获取最小防护门宽度和最优防护门宽度，并拟合导出所述疏通人员数量与所述防护门的宽度之间的关系曲线和关系计算式；基于所述最优防护门宽度，设置若干所述横通道的间距和所述疏通人员数量，分别计算人员疏散的必需安全疏散时间T2，获取最大横通道间距和最优横通道间距，拟合导出所述疏通人员数量与横通道间距的关系曲线和关系计算式；基于所述最优防护门宽度和所述最优横通道间距，设置若干所述隧道口紧急救援站的站台宽度和疏通人员数量，分别计算人员疏散的必需安全疏散时间T3，获取最小站台宽度和最优站台宽度，拟合导出所述疏通人员数量与所述站台宽度的关系曲线和关系计算式。5.根据权利要求1所述的高海拔铁路隧道口紧急救援站设计方法，其特征在于：构建隧道口紧急救援站人员疏散动态模型还包括获取避难空间长度l和避难空间面积容量A，所述避难空间长度l为紧急救援站长度减去明线段长度，所述避难空间面积A如下式所示且大于列车人数量P
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【专利技术属性】
技术研发人员：李琦，曹雄智，杨畅，张青青，魏伟，李敏，熊晓玲，王雪，朱乔，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：
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