谈地铁车站疏散用自动扶梯的选用
2013-05-09 19:14
谈地铁车站疏散用自动扶梯的选用
摘 要: 从使用要求、技术参数、工作模式和疏散计算等方面入手，分析了地铁车站疏散用自动扶梯的选用要点，分析结果表明: 地铁车站宜选用30°倾斜角，名义宽度为1 m，名义速度为0．65 m/s 的公共交通型重载自动扶梯，且上下水平段宜采用4 块水平梯级。
关键词: 地铁车站，疏散设计，自动扶梯
0 引言
随着人民生活水平的不断提高，人们对出行的舒适度和效率有着越来越高的要求。地铁是一种大型社会公益设施，是现代城市交通系统的重要组成部分，可有效的减轻城市交通拥堵问题。自动扶梯作为一种方便快捷舒适的运输工具，具有单位宽度的人员输送能力远高于步行楼梯的特点，在地铁的运营中越来越受到人们的关注，它的使用呈现明显的上升趋势。
1 地铁车站内自动扶梯的使用要求
在 GB 50157-2003 地铁设计规范中第 17．1．7 条规定，地铁车站自动扶梯应采用公共交通型重载扶梯，但没有描述什么是公共交通型重载扶梯。
在 GB 16899-2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范中规定，适用于下列情况之一的自动扶梯为公共交通型自动扶梯: 1) 公共交通系统包括出口和入口处的组成部分; 2) 高强度的使用，即每周运行时间约 140 h，且在任何 3 h 的间隔内，其载荷达 100%制动载荷的持续时间不少于 0．5 h。但没有对公共交通型重载扶梯进行描述。
在 DB11/T 705-2010 重型自动扶梯、重型人行道技术要求中，对重型自动扶梯的描述: 全年每天连续工作 20 h 以上，且在任何3 h 的间隔内，持续重载时间不少于 1 h，其载荷应达到 100% 的制动载荷并且设备停止运行时，能够作为固定楼梯使用。笔者认为，这种重型自动扶梯可作为公共交通型重载扶梯使用。
1． 1 公共交通型重载自动扶梯的使用要求
1． 1． 1 可高强度使用
自动扶梯除了每天连续工作 20 h、每年连续工作 365( 366) d外，还要承受客流高峰的考验。地铁车站的客流高峰主要出现在上下班时段及重大活动、节日期间，此时自动扶梯基本处于满载运行状态，其满载运行持续时间不少于 1 h。因此，自动扶梯必须具有持续重载安全运行 1 h 以上的能力。
1． 1． 2 具备很好的耐沙尘和耐腐蚀的性能
地铁车站出入口处的自动扶梯需要承受风沙侵蚀和日晒雨淋。因此，自动扶梯必需具有很好的耐沙尘和耐腐蚀的性能。
1． 1． 3 可无人监管运行
地铁车站一般不设专职的自动扶梯管理人员，在每天车站运营开始前和结束后，由值班工作人员在现场进行启动和停止自动扶梯。因此，自动扶梯必须具有无人监管条件下长期、稳定、安全运行的能力。
1． 1． 4 必要的安全装置
地铁车站的自动扶梯安装位置分散，且需要在无人监管的条件下运行，因此，自动扶梯需配置更多的安全装置，其要求多于GB 16899-2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范的规定。
1． 2 疏散用自动扶梯必备的特殊要求
地铁站内的疏散用自动扶梯除具有公共交通型重载扶梯应有的要求外，还需要满足特别的要求，并和其他系统紧密配合，以便在疏散中发挥应有的作用。
1． 2． 1 可双向运行
参与疏散的自动扶梯应具有双向运行的能力，以便工作人员在紧急或灾害情况下调整自动扶梯的运行方向，保证人员的安全疏散。
1． 2． 2 一级用电负荷配置
GB 50157-2003 地铁设计规范中规定，作为事故疏散用的自动扶梯，应采用一级负荷供电。
1． 2． 3 可由车站控制室进行监视
自动扶梯的运行状况由车站综合监控系统( ISCS) 进行监视并将其运行状态信息传输到车站控制室，但车站综合监控系统( ISCS) 不控制自动扶梯的运行状态。
地铁车站内需配套电视监视系统，并将监控画面传输到车站控制室，以便车站工作人员应对紧急突发事件。
1． 2． 4 持续照明
地铁车站需配置必要的应急照明设备，以保证疏散通道照明的持续。
2 公共交通型重载自动扶梯的基本参数
2． 1 倾斜角
GB 16899-2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范中规定，自动扶梯的倾斜角不应大于 30°，当提升高度不大于6 m 且名义速度不大于 0．5 m / s 时，倾斜角允许增至 35°。但 GB50157-2003 地铁设计规范中明确规定，自动扶梯应采用 30°倾角。
2． 2 名义宽度
名义宽度是指自动扶梯的梯级宽度尺寸，通常为 600 mm，800 mm 和 1 000 mm 三种规格。GB 50490-2009 城市轨道交通技术规范和 GB 16899-2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范没有对自动扶梯应采用哪种梯级宽度做出规定，但 GB50157-2003 地铁设计规范中规定，自动扶梯梯级的有效净宽应选用 1 m。北京和上海等地地铁的自动扶梯，其名义宽度均采用1 000 mm 的规格，其使用效果良好。
2． 3 名义速度
名义速度是指由制造商设计确定的，自动扶梯的梯级、踏板或胶带在空载情况下的运行速度。GB 16899-2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范中规定，自动扶梯倾斜角不大于30°时，其名义速度不应大于 0． 75 m / s; 自动扶梯倾斜角大于 30°但不大于 35°时，其名义速度不应大于 0． 50 m/s。GB 50157-2003地铁设计规范中规定，自动扶梯的运输速度宜采用 0． 65 m/s。
上海地铁的自动扶梯均采用0． 65 m/s 的名义速度，在多年的运行中，未发生乘客站立不稳导致的事故。
2． 4 最大输送能力
最大输送能力是指在运行条件下，自动扶梯可达到的最大人员流量。GB 50157-2003 地铁设计规范中规定( 见表 1) ，1 m 宽自动扶梯，输送速度为0．65 m/s 时，每小时通过人数不大于9 600 人，但 GB 16899-2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范中规定( 见表 2) ，名义宽度为 1 m、名义速度为 0． 65 m/s 时，自动扶梯每小时最多输送 7 300 人。因此，自动扶梯的最大输送能力应为 7 300 人/h。
2． 5 水平梯级数量
水平段是乘客进入和离开自动扶梯的过渡段，增加水平梯级的数量，能有效增加水平段长度，提高乘客进入和离开自动扶梯时的稳定性。GB 50157-2003 地铁设计规范对公共交通型重载自动扶梯的规定与 GB 16899-2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范对公共交通型自动扶梯水平梯级数量的规定是相同的。对于名义速度为 0． 65 m/s 的自动扶梯，都规定上、下两端水平运行梯级数不得小于 3 块平梯级。
笔者对北京和大连等地的新建地铁项目的了解，其自动扶梯上下水平段均采用 4 块水平梯级，以确保不同类型乘客的安全。
2． 6 使用寿命
自动扶梯作为地铁车站内的大型设备，必须要有较长的使用寿命。一般要求结构部件的设计寿命在 30 年以上，运动部件的设计寿命在 20 年以上。
3 疏散用自动扶梯的工作模式
正常条件下自动扶梯采用就地控制方式。地铁车站不设专职的自动扶梯管理人员，只在每天运营开始前和结束后，由值班工作人员在现场进行启动和停止自动扶梯。自动扶梯的运行状况由车站综合监控系统( ISCS) 进行监视并将其运行状态信息传输到车站控制室。
在紧急或灾害情况下，车站控制室值班工作人员可通过车站控制室内设置的自动扶梯紧急停止按钮使站内自动扶梯停止运行。同时，车站工作人员可就地进行自动扶梯启动、停止和更改运行方向的操作，使与疏散方向相反的自动扶梯参与人员疏散。
4 车站站台层人员疏散的计算
地铁车站内的非疏散用自动扶梯一般采用二级用电负荷。车站在紧急或灾害情况下，不参与疏散的自动扶梯的电源会被切断，该类自动扶梯将停止运行。GB 16899-2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范中规定，自动扶梯是机器，即使在非运行状态下，也不能作为固定楼梯使用，所以不能把停运的自动扶梯的名义宽度计入人行楼梯总宽度，此时的自动扶梯的输送能力为 0，人员的疏散全部由人行楼梯来完成。但在实际使用中，站台上的乘客和工作人员也可以步行通过停运的自动扶梯进行疏散。
地铁车站内的疏散用自动扶梯应采用一级用电负荷。在紧急或灾害情况下，上行的自动扶梯保持运行状态不变，下行的自动扶梯启动停运，经现场工作人员确认自动扶梯上无人后，重新启动使自动扶梯运行状态变为上行，此时地铁里的自动扶梯运行状态全为上行。车站内人员的疏散由人行楼梯和自动扶梯共同来完成。
有研究得出结论，针对自动扶梯连续动作完成“下行—停运—上行”这一过程所需的时间，通过对国内几家电梯制造商的调研，确定可控制在 1 min 内。
在紧急或灾害情况下，为了保证地铁站内的人员能够安全疏散，就必须使所有人员在短时间内疏散到安全地点。GB 50157-2003 地铁设计规范中第 19． 1． 19 条规定: 出口楼梯和疏散通道的宽度，应保证在远期高峰小时客流量时发生火灾的情况下，6 min内将一列车乘客和站台上候车的乘客及工作人员全部撤离站台。第 8． 3． 10 条给出了站台层的事故疏散时间的计算公式：
其中，T 为站台层的事故疏散时间，min; 1 为人员的反应时间，min; Q1为一列车乘客数，人; Q2为站台上候车乘客和站台上工作人员，人; 0． 9 为自动扶梯和人行楼梯通行能力的折减系数;A1为自动扶梯通过能力，人/( min·m) ; A2为人行楼梯通过能力，人/( min·m) ; N 为自动扶梯台数，台; B 为人行楼梯总宽度，m。
计算中考虑 1 台自动扶梯未正常运行几率，此时该台自动扶梯不能作为疏散用自动扶梯参与人员疏散，也不能停运作为固定楼梯参与疏散计算。自动扶梯和人行楼梯的总疏散能力按 0．9的系数进行折减计算。
依据 GB 16899-2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范中规定( 见表 2) ，名义宽度为 1 m、名义速度为 0． 65 m/s时，自动扶梯的最大输送能力为 7 300 人/h。
5 结语
经分析研究，地铁车站宜选用30°倾斜角、名义宽度为1 m、名义速度为 0． 65 m/s 的公共交通型重载自动扶梯，其上下水平段宜采用 4 块水平梯级。自动扶梯应具有良好的产品质量，运行安全可靠，并满足地铁运行环境的要求。自动扶梯应具有远程数据接口，可与综合监控等系统相联动。疏散用自动扶梯除了满足上述的条件外，还应具有双向运行的能力，并采用一级负荷供电。
参考文献:
［1］ GB 50157-2003，地铁设计规范［S］．
［2］ GB 50490-2009，城市轨道交通技术规范［S］．
