admin 2007-11-2 09:52
地铁与虚拟现实
地铁是目前世界上能够有效解决大中型城市人们出行最为便捷、经济和高效的一种交通工具。一个举办奥运会的城市如何在奥运会举办前后的一个月的时间内组织好数倍甚至数十倍人流的交通，最可依赖的交通工具恐怕还是地铁（轨道交通），这可以从上两届奥运会举办城市赛时交通流量的统计中得到证实。记者手中的一份资料表明，悉尼奥运会时地铁承担了交通流量的75％，雅典是55％。 6EE
^!S!BW WC)b
为了应对2008年北京奥运会举办期间迅速增加的城市交通流量，保证市民与来自世界各地的奥运观众的正常出行，北京地铁将新增两条通往奥运场馆的支线和一条机场线路。地铁同样要在北京奥运会时成为这座城市的最主要交通工具。于是，确保地铁的安全运行很早的就被相关部门提上了工作日程。“地铁灾害虚拟现实和北京地铁控制中心防灾决策系统”研究就在这样的背景下开展起来，该课题由北京轨道交通建设管理有限公司主持。 -B5g bS8p#U0B_ Vu
记者日前采访了该课题参研单位之一北京宽带减灾系统有限公司的董事长于鸣平。 ;a0@R%Zk
采访是在沉重的话题中开始的，于鸣平说，近年来，世界各国的地铁事故时有发生：1987年英国伦敦地铁发生大火，31人死亡，大量人员受伤；1995年日本地铁的毒气事件，12人死亡，数千人受伤。而2003年韩国大邱发生的地铁纵火案伤亡最为惨重，造成数百人伤亡，震惊世界。在这次事故里，人们发现很奇怪的一点是，在站台一张桌子的周围死了很多人。经过专家分析，原来在火灾发生时，浓烈的烟雾使地铁里漆黑一团，在人正常的视野高度根本看不见对面。慌乱的人群失去辨别自身周边情况的能力，于是一张桌子就成了大家逃生路线上的障碍物，以至于很多人始终在围着桌子跑，最终被烟气熏死。
qh aa/^m/a+v
于鸣平说，韩国地铁的这次事故给他们的震动很大，加之2008年奥运会也日益临近，北京现正在大修地铁，于是他们觉得需要专门研究地铁灾害的发生、发展情况及其应对决策。虽然地铁事故有爆炸、人为纵火、毒气等不同情况，但最终大都有个烟气扩散的过程。而一场事故中导致丧亡最多的不是爆炸或火灾本身，而是烟气扩散造成的窒息，所以课题组就把火灾作为集中研究的对象。
L5^ LH Y
研究开始了，他们对地铁这种特殊地下建筑与交通工具进行了详尽的分析，发现人员密度大，人流量多是其最为显著的特征。这就是地铁一旦发生火灾等灾害，与在地面建筑发生同样事故相比，其状况要更加难以控制，后果会严重很多。
JIQN"n:c J
与地面建筑相比，地铁火灾有4个特点：发烟量大；排烟排热差；人员疏散困难；火情探测和扑救困难。当火灾发生时，火灾的烟气如何传播，是否要启动排烟风机，是排风还是送风等，这都需要首先对火灾的发展情况有准确而细致的预测，从而及时作出决策。如果不恰当地运行风机，就有可能反而会将烟气快速传播到人们的逃生路径上，从而严重阻碍灾害现场的人员疏散和救护指挥工作。
` x | { |:f!^Q
同时，地铁里发生火灾的位置是随机的，着火的情况也各不相同，这就需要通过大量的火灾案例分析制订出各种火灾情况下的应对措施。另一方面，尽管火灾演习是提高公众火灾安全意识、人员疏散和火灾扑救水平的有效措施，但进行火灾演习的条件有限，难以进行现场仿真，因此，仅靠演习来积累经验显然是不可能的。 9G!R3HM I
鉴于上述这些情况，地铁防灾预案的关键是能够尽可能了解灾害发生时所产生的情况，如烟气是如何传播的，不同排烟风机运行方案对烟气的传播有何影响，对人群的疏散有何影响等。这就需要有一套地铁火灾虚拟现实仿真系统，能够真实再现火灾发生时烟气传播情况，从而通过大量火灾工况的分析和虚拟演习，制订出不同火灾时的应急预案，训练运行和消防人员，及时修正决策系统，为火灾扑灭和人员疏散指挥打下坚实基础。 A!c h o9nQ G3y
因此，该项目将主要研究方向首先对在地铁中可能出现的火灾、有害气体、浓烟等灾害的现场调查分析，建立符合地铁火灾仿真要求的火灾烟气传播模型。对不同位置和类型的火灾进行模拟，分析不同的排风方案下烟气的传播规律。最后是建立人员疏散模型，对不同火灾和排烟方案下的疏散效果进行评估，从而制订出合理的火灾应急预案。
M4u LX J _
于鸣平告诉记者，今年初他们曾利用一个与该项目类似的虚拟系统，帮助有关部门在军事博物馆地铁站进行了一次火灾的实战演习。在演习前，他们首先在系统中进行仿真演练，结果就发现了原应急预案中的漏洞：预案中对不同类型和具有不同功能的救援车在地铁口附近的停放没有具体的安排，这在实际中就会造成混乱，导致地铁站附近的路面发生交通堵塞，同时由于停靠位置的不当，各类救援车不能发挥出最大的功能。通过虚拟现实，指挥中心及时发现了问题并修改了应急预案，从而使实战演习得以顺利的进行。
o2X:{a-HeWw
p
此外，该项目技术上的一大难点是利用计算机3D技术直观的表现出灾害发生现场效果，在虚拟现实仿真平台上进行火灾扑灭和人员疏散演习。因为火灾的发生发展是一个复杂过程，牵涉到各个方面，反映到计算机系统，就是大量不同背景体系下的数据。而要把这些数据都放进一个系统中去，在同一个平台表现出来，这是对课题组运用虚拟现实技术水平的很大挑战。 Y6[ ?!Eq/D#U
北京市轨道交通建设管理有限公司的高级工程师、项目总负责人高汉臣告诉记者，该项目自2004年启动以来，目前已经完成了地铁灾害虚拟现实这一块的研究工作。在地铁火灾虚拟现实仿真平台技术方面，它填补了国内空白，并在国际上也处于领先水平。下一步，他们将研究怎样根据现有的结果来建立科学的决策系统。 yAp'{:x8D%])G
高汉臣认为，这个项目具有很强的现实意义，最终的目的在于培训和使用。要利用它来对所有的地铁工作人员及其他相关人员进行培训，在地铁控制指挥中心作为辅助分析的工具。