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原文传递高速动车组列车火灾烟流及应急疏散模拟

论文题名：	高速动车组列车火灾烟流及应急疏散模拟
关键词：	高铁车厢;火灾烟流;温度分布;人员疏散
摘要：	近年来，我国高速铁路不断提速，高速动车组列车构造及设备不断更新，为出行人员带来了极大地便捷。但列车的高速运行、电气化设备的增加及内饰材料的更新，在一定程度上增加了列车潜在的火灾隐患。沿线列车的行车安全是铁路运输安全防护的重要组成部分，一旦列车发生火灾，将造成灾难性的危害。高速列车车厢内部着火，人员慌乱砸碎应急逃生窗及高温作用导致车窗玻璃破裂的情况下，列车都会形成一定量的通风口，开口火的形成将增加火灾对人及各结构的危害程度。为探究高架桥列车火灾及铁路隧道列车火灾下车厢、隧道内烟流及温度的分布情况，以我国复兴号某型二等座车厢为研究对象，利用Pyrosim建立其火灾数值计算模型。为探究对应火灾场景下的人员疏散情况，利用Pathfinder建立人员疏散模型。　　在着火后3min关闭外端门条件下，对于高架桥列车火灾，研究车窗破裂状态及不同的相对风速对车厢火灾烟流及温度分布的影响，评估火灾作用下高架桥列车运行的安全性。结果表明：对于高架桥列车火灾，人为砸碎应急逃生窗的情况，无论形成单侧开口还是对流开口对客室内部整体温度没有明显影响，火灾初期车厢火势主要向逃生窗破裂一侧蔓延；随着相对风速的增加，车厢走道温度降低，烟气抵达两侧客室端门的时间延长，但烟气层增厚速率增加；在火灾初期，相对风速的增加对两侧通过台的冷却和排烟作用较为明显，缩小了危险区的范围；50s前是人员逃生的最佳时间段，综合考虑人员疏散及火势的蔓延情况，提出列车车厢发生火灾后安全运行速度为40km/h。　　在着火后同样的时间外端门关闭条件下，对于铁路隧道列车火灾，研究不同火源功率及不同车窗破裂模式对车厢及隧道内烟流及开口火溢流情况。结果表明：对于铁路隧道列车火灾，同样的火源功率下，人为打碎车窗越多，车厢内越快达到最高温度，近火源侧窗更早破裂，烟气抵达隧道端口的时间也将更早；同样的火源功率，破裂车窗越靠近近火源，隧道内烟气蔓延越迅速；对于4MW和8MW这样的小功率隧道列车火灾，隧道顶部的最高温度均未超过180℃，对隧道壁面结构影响较小，进行隧道轨面疏散相对安全，人员应尽量远离车身且靠壁面向最近的救援疏散通道移动。　　在对各火灾场景模拟分析的基础上，模拟典型工况下的人员疏散，判定人员疏散的安全性，对比各疏散策略，得出较优的疏散建议。结果表明：引导疏散及电动应急逃生梯的应用方案的效率更高，受火灾威胁较小，不易出现疏散路径拥堵的情况，有效的减少了人员踩踏事故发生的可能性。基于人员疏散的考虑，建议司乘人员准确判断火情并按照一定的引导原则指挥疏散，乘客在其指挥下做有序的疏散，建议适当放宽走道及车门尺寸，建议高速列车于每节车厢通过台的工具柜配备应急逃生梯或于每节车厢塞拉门下安装电动应急逃生梯。
作者：	范丁丁
专业：	安全工程
导师：	牛国庆;梁清水
授予学位：	硕士
授予学位单位：	河南理工大学
学位年度：	2022