由于地铁系统空间封闭、客流密度大、疏散路径较长且复杂，火灾在轨道交通事故中对乘客威胁最大。随着国内城市和轨道交通的发展，城市群经济新特征的出现，轨道交通线路不断延长，伴随而来的长大区间在地铁中越来越常见，对于长大区间中发生火灾乘客的疏散研究也越来越多的引起重视。火灾虽然发生的概率小，但引起的伤亡巨大，近20年来，在全球范围内已发生了多起地铁火灾，以韩国大邱火灾造成百人伤亡最为严重。

 

　　对此，我们建立了轨道交通线路工程安全与防灾工程技术研究中心，重点对此进行研究。目前对于地铁火灾疏散的研究主要采用计算机仿真和人火分离的实验，计算机仿真的行人疏散参数难以标定，人火分离的疏散实验一方面成本高，另一方面实验中也难以体会火灾的真实场景，结果失真。对此，本团队利用虚拟现实技术(VR)技术研发了一套地铁系统火灾疏散虚拟仿真综合平台，将3D地铁站与隧道建模、火灾仿真及3D可视化、行人仿真、大尺度虚拟现实场景移动设备和真人实验有机地结合，为大尺度火灾疏散提供了逼真的实验场景。实验结果表明，本系统可以为应急疏散演习、疏散方案优化等提供训练环境，可以为计算机火灾仿真标定可靠的行人行为参数，为保障地铁系统内乘客安全提供技术支持。

 

　　系统技术架构与实现

 

　　本套虚拟现实乘客疏散演练系统主要有两部分组成，VR设备和VR场景。VR设备用于实验者和虚拟场景提供数据交互，VR场景用于为实验者提供可视化、可交互的实验环境。

 

　　VR场景搭建

 

　　VR场景主要作用是还原地铁列车、隧道和站台等空间环境以及火灾发生和发展的情景，为乘客营造逼真的疏散环境。在本文中首先采用3DMAX按1:1比例建立车站、隧道和列车模型导入UNITY搭建原始虚拟场景。除了虚拟场景外，本文为了研究多人协同疏散和社群效应，增加联机功能以保证多名用户在同一局域网下可以进入同一场景并同时疏散。

 

　　在地铁疏散中，影响乘客疏散结果的因素主要有火灾规模、广播、灯光设置和其他乘客的属性。在本文中将上述因素作为虚拟场景的可输入变量并在实验过程中考察不同变量对于参与者的影响，如图3。其中，为了真实地模拟火灾的演化过程，本文采用SMARTFIRE对地铁列车火灾演变进行全尺寸模拟，然后将火灾演变和危险区域演变的过程数据加载到实验环境，在火灾的演变和危险区域的演变数据模拟中，综合考虑了隧道和站台的防排烟系统作用。

 

　　实验实施

 

　　火灾场景下，根据地铁系统的特点和列车在地铁系统中的位置，乘客疏散可能面临三种场景：

 

　　（1）站台疏散场景：当列车停靠在站台或具备在站台停靠的条件时，乘客通过列车客室门疏散到站台后，由站台楼扶梯向站厅疏散；

 

　　（2）平台疏散场景：列车在隧道内行驶时发生火灾，不具备开行到车站的条件时，若隧道内有疏散平台，乘客可通过列车客室门疏散到疏散平台，进而疏散到两端车站或横向联络通道等安全地点；

 

　　（3）轨面疏散场景：当列车在隧道内停车，若隧道内无疏散平台，乘客只能通过列车头部的紧急疏散门逃生，此时由司机打开应急门并放下疏散梯，组织乘客下至轨面疏散；

 

　　现代电梯朝着高速化、大型化及自动化方向发展，种类越来越多，组成越来越复杂、成本越来越高，对安装维护 的技术人员素质要求愈来愈高。这就给安装维护电梯的技术人员的培训带来困难。随着现代科学技术的迅速发展和企 业生产管理水平的提高，人们迫切需要一种安全、快速、高效、直观的培训方式。集虚拟现实技术、计算机仿真技术 、多媒体技术、自动化及测控技术等先进技术于一体的高科技训练系统一一基于虚拟现实技术的电梯维护与安装技术 教学训练系统的研制就应运而生。