一、简介

在这篇文章中，我们使用 Pathfinder 模拟中央平台车站的疏散，并将结果与 NFPA 130 和 SFPE 计算进行比较。该标准的固定导轨交通和客运铁路系统（NFPA 2020）涵盖了铁路客运系统的生命安全和防火要求。NFPA 130疏散要求与SFPE 工程指南：火灾中的人类行为（SFPE 2019）和SFPE消防工程手册第56-63章（SFPE 2016）中描述的要求相似，但不全部相同。NFPA 130是定义要求的标准，而  SFPE是提供指南的手册。

为了比较疏散结果，我们将使用NFPA 130附录C（NFPA 2020）中描述的中心平台站示例。中央月台车站是一个高架车站，月台位于大厅上方。大厅在等级。站台很183 m (600 ft)长以适应火车的长度。平台9.1 m (30 ft)高出大厅。六口开井在平台和大厅之间连通。每个井包含一个楼梯或一个自动扶梯。楼梯和自动扶梯的细节如图 1所示 。车站载客量为2314人。

相应的Pathfinder模型如图 2所示。平台被认为是9.75 m (32 ft)宽的。楼梯被假定为上升和运行178 x 280 mm (7 x 11 in.)。检票口具有457 mm (18 in.)下方1000 mm (39.5 in.)和530 mm (21 in.)上方的小宽度。Pathfinder 模型530 mm (21 in.)为出口计算假设了票价门。在疏散期间，假定只剩一台自动扶梯可用。

2、NFPA 130和SFPE使用流速计算

抽真空组件的流速如下图3所示。对于大多数组件，NFPA 130流量大于SFPE值，因此我们预计NFPA 130预测的排空时间比SFPE短。

假设2314名乘客分布在一个平台区域130.5 x 9.75 m (428 x 32 ft)，密度为，NFPA 130 步行速度为，SFPE 速度为。1.82 p/m2 (0.17 p/ft2)37.7 m/min (124 ft/min)43.4 m/min (142 ft/min)

现在让我们关注出口计算的重点。

2.1. 测试 1：在 4 分钟或更短的时间内疏散平台上的乘员负载。
大厅的总流量为609 p/min(NFPA 130) 和537 p/min(SFPE)。相应的清除平台次数（平台乘员负载/平台出口能力）为F_P=3.80分钟 (NFPA 130) 和F_P=4.31分钟（SFPE）。SFPE 计算表明设计不符合规范。

2.2. 测试 2：在 6 分钟或更短的时间内将平台上的乘客负载从平台上偏远的点疏散到安全点。
在平台上，距离一级楼梯较远的位置是 41.5 m (136 ft)。走这段距离的时间是T₁ = 1.09 分钟 (NFPA 130) 和  T₁= 0.96 分钟（SFPE）。站台出口等候时间（W_p=F_p-T₁） 是 W_p= 2.71 分钟 (NFPA 130) 和 W_p= 3.35 分钟（SFPE）。对于 NFPA 130 和 T = 1.95 SFPE，总步行时间（T = 平台 + 平台到大厅 + 大厅 + 安全等级）为 T = 2.23。

现在我们计算在收费站的等待时间。平台需要 3.80 分钟 (NFPA 130) 和 4.31 分钟 (SFPE) 来清理。在此期间，使用紧急楼梯直接离开平台到等级（ F_p* 紧急楼梯容量）分别为 513 (NFPA 130) 和 479 (SFPE)，而大堂的载客量为 1801 (NFPA 130) 和 1835 (SFPE)。乘客离开大厅的票价屏障流动时间（大厅乘客负载/大厅出口容量）为  F_fb= 3.22 分钟 (NFPA 130) 和 F_fb= 4.77 分钟（SFPE）。NFPA 130 和 SFPE 的乘客在收费站等待的时间 (latexmath:[W_{fb} = F_{fb}-F_{p}) 为零。

由于大厅出口是分级的，所以在大厅出口没有等待时间（W_c=0）。

总退出时间（Toatltime=T+W_p+W_fb+W_c ) NFPA 130 为 4.94 分钟（296 秒），SFPE 为 5.76 分钟（346 秒）。两种计算都表明设计通过了测试 2。

3.pathfinder 模拟结果
Pathfinder 模拟使用默认的乘员参数。默认乘员步行速度为 1.19 m/s (3.9 ft/s)，基本图遵循 SFPE 速度-密度曲线，如图 4所示。这些默认的乘员参数已经过校准，以近似于门、楼梯和走廊的出口流速的 SFPE 值。
 

每个住户都充当独立的代理。他们根据较短的估计总退出时间选择初始退出。但是，他们会监视在出口处形成的队列，如果他们认为这是有利的，则会切换到不同的出口。此外，每个乘员都会避开其他乘员和障碍物。

图 5显示了在 60 秒时形成的队列。Pathfinder 的总退出时间为 6.24 分钟，而 NFPA 130 为 4.94 分钟，SFPE 为 5.76 分钟。平台清除时间为 5.64 分钟，而计算时间为 3.80 分钟 (NFPA 130) 和 4.31 分钟 (SFPE)。大厅在 5.3 分钟后清空。大厅比站台更早通行，因为在较远的站台紧急出口处排起了长队，而且乘员会继续前往该出口，而不是走回开放的出口。

4. 总结
疏散时间的比较（4.94 分钟 NFPA 130、5.76 分钟 SFPE 和 6.24 分钟Pathfinder）与预期一致。SFPE 出口组件流速比 NFPA 130 慢，因此 SFPE 排空时间更长。Pathfinder 与 NFPA 130 和 SFPE 之间存在差异的主要原因是它们假设全部出口的容量都被充分利用。当优先选择留在当前出口和步行距离惩罚被关闭时，Pathfinder给出了 5.33 分钟的退出时间。

Pathfinder的结果代表了疏散期间更真实的反应。在Pathfinder中，并非全部出口在整个疏散过程中都被充分利用。这是一层增加的真实感。

本研究中未使用的其他一些真实的 Pathfinder 功能包括：初始延迟时间、步行速度分布、行动不便的乘员和消防员逆流。当前 Pathfinder 模拟中无法轻松包含的其他方面包括：分组、疲劳以及火灾（烟雾、CO、温度）对乘员运动的影响。并且在 SFPE 手册和 Herbert T. Landow 的论文中都有讨论，深站的安全出口。

使用 Pathfinder 进行疏散模拟可以增加真实感并检查您执行的其他计算。