基于VR的地铁应急疏散仿真系统研究与实现

李润法; 董守放; 王子甲; 王爱丽

基于VR的地铁应急疏散仿真系统研究与实现

李润法^{1, 4},
董守放^{2, 3,},
王子甲¹,
王爱丽^{2, 3}

1.
北京交通大学　土木建筑工程学院，北京　100044
2.
中铁信（北京）网络技术研究院有限公司　轨道交通运营安全研究室，北京　100044
3.
中国铁路信息科技集团有限公司　网络技术研究院，北京　100038
4.
青岛市工程咨询院　基础设施事业部，青岛　266500

基金项目: 城市轨道交通系统安全保障技术国家工程实验室项目（发改办高技[2016]583号）

详细信息

作者简介:
李润法，助理工程师

董守放，助理工程师

中图分类号: U231.92 : TP39
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2020-12-29
- 刊出日期: 2021-06-28

Research and implementation of metro emergencyevacuation simulation system based on VR

LI Runfa^{1, 4},
DONG Shoufang^{2, 3,},
WANG Zijia¹,
WANG Aili^{2, 3}

1.
School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing　100044, China
2.
Research Office of Rail Transit Operation Safety, SinoRail Network Technology Research Institute Co. Ltd., Beijing　100044, China
3.
Institute of Network Technology, China Railway Information Technology Group Co. Ltd., Beijing　100038, China
4.
Infrastructure Division, Qingdao Engineering Consulting Institute, Qingdao　266500, China

摘要

摘要: 为解决传统仿真技术存在的软件购置成本高、二次开发性有限、展示效果不佳等问题，研发基于虚拟现实（VR）的地铁应急疏散仿真系统。系统通过Unity开发平台，借助SmartFire、3DS Max作为辅助工具，融合火灾数值模拟数据、社会力–智能体仿真模型，以青年路站为例，实现沉浸式仿真系统并进行仿真试验。仿真结果表明：系统可有效地仿真地铁突发事件场景下的客流疏散状态变化，降低疏散演练与仿真试验成本，提高仿真配置灵活性与仿真过程可视化效果，为乘客安全逃生教育与基于乘客疏散行为特征的应急处置方案优化提供参考。
- 地铁 /
- 车站火灾 /
- 应急 /
- 乘客疏散 /
- 虚拟现实（VR）
Abstract: In order to solve the problems of high software purchase cost, limited secondary development and poor display effect of traditional simulation technology, this paper developed metro emergency evacuation simulation system based on Virtual Reality(VR). Through Unity development platform, with the help of SmartFire and 3DS Max as auxiliary tools, the system was integrated fire numerical simulation data and social force agent simulation model. Taking Qingnian Road Station as an example, the system was implemented and simulated. The simulation results show that the system can effectively simulate the changes of passenger flow evacuation status in the subway emergency scene, reduce the cost of evacuation drill and simulation test, improve the flexibility of simulation configuration and the visualization effect of simulation process, and provide reference for passenger safety escape education and emergency response scheme optimization based on the characteristics of passenger evacuation behavior.
- metro /
- station fire /
- emergency /
- passenger evacuation /
- virtual reality（VR）

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图 1 系统逻辑架构

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图 2 系统功能架构

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图 3 仿真设定界面

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图 4 仿真展示界面

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图 5 车站模型场景

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图 6 车站三维漫游

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图 7 常态运营仿真

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图 8 站台火灾仿真

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图 9 大客流疏散仿真站台剩余人数

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图 10 火灾疏散仿真站台剩余人数

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表 1 大客流疏散仿真疏散时间统计

计算位置时间/s 备注

站台→非付费区 248 —
非付费区→地面 227（通过楼扶梯）+45（运动） —
共计 353 含1 min反应时间

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表 2 火灾疏散仿真疏散时间统计

计算位置时间/s 备注

站台→非付费区 347 —
非付费区→地面 227（通过楼扶梯）+45（运动） —
共计 479 含1 min反应时间

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参考文献(15)

[1]	吕希奎,白娇娇,陈瑶. 基于建筑信息模型与Pyrosim软件的地铁车站火灾模拟仿真方法 [J]. 城市轨道交通研究,2019,22(6):147-151.
[2]	鲁丽莉. 地铁车站火灾应急疏散建模与仿真研究[D]. 兰州: 兰州交通大学, 2019.
[3]	范乐乐. 地铁车站站厅排烟口位置对乘客安全疏散的影响 [J]. 城市轨道交通研究,2020,23(5):183-188.
[4]	陈斯,苏钊颐,陶涛,等. 多区域地铁车厢火灾烟气蔓延特性的数值仿真研究 [J]. 铁路计算机应用,2020,29(7):5-10.
[5]	金正烽. 基于FDS 的地铁换乘站火灾模拟与人员疏散研究[D]. 北京: 北京交通大学, 2019.
[6]	潘卫军,徐海瑶,朱新平. 基于VR技术的机场应急救援虚拟演练平台 [J]. 中国安全生产科学技术,2020,16(2):136-141.
[7]	刘婉莹,侯磊,伍星光,等. 基于VR技术的大型储罐火灾爆炸仿真软件设计 [J]. 中国安全生产科学技术,2019,15(4):167-173.
[8]	成腾,赵博,赵会军,等. 基于虚拟现实技术铁路接触网维修仿真实训系统设计与实现 [J]. 铁路计算机应用,2019,28(7):12-16. DOI: 10.3969/j.issn.1005-8451.2019.07.004
[9]	黄仁东,吴同刚. 非煤矿山虚拟现实安全培训系统的研究与构建 [J]. 中国安全生产科学技术,2017,13(8):36-41.
[10]	张　磊. 基于虚拟现实技术的公共建筑火灾人员逃生训练系统研究[D]. 徐州: 中国矿业大学, 2014.
[11]	Ronchi E, Nilsson D, Koji S, et al. A Virtual Reality Experiment on Flashing Lights at Emer-gency Exit Portals for Road Tunnel Evacuation [J]. Fire Technology, 2016, 52(3): 623-647. DOI: 10.1007/s10694-015-0462-5
[12]	周博为. 基于虚拟现实技术的地铁站内人员疏散行为测试实验[D]. 广州: 华南理工大学, 2019.
[13]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 地铁设计防火标准: GB 51298—2018[S]. 北京: 中国计划出版社, 2018.
[14]	中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会. 地铁安全疏散规范: GB/T 33668—2017[S]. 北京: 中国标准出版社, 2017.
[15]	张扬. 地铁车站安全疏散计算方法探讨 [J]. 都市快轨交通,2020,33(2):152-156. DOI: 10.3969/j.issn.1672-6073.2020.02.025

施引文献(7)

期刊类型引用(3)

1.	孙屹枫. 信号设计软件集成平台设计与实现. 铁路技术创新. 2024(06): 64-71 . 百度学术
2.	郭晨彤. 匈塞铁路联锁数据工程化生成方法与实现. 铁路通信信号工程技术. 2023(03): 91-96 . 百度学术
3.	刘帅，何飞飞，高山. 建设项目施工总平面布置图的设计及管理. 中国住宅设施. 2022(11): 16-18 . 百度学术