一、地铁安全的
特殊性、复杂性和重要性
地铁作为现代化的城市轨道交通工具，承担着越来越重要的大客流运输任务。从城市化、能源紧张、效率与环境问题等方面考虑，地铁具有运量大、速度高、低污染、少占资源、低能耗、乘坐方便、舒适等特点，符合可持续发展的原则，特别适用于大中城市。至2006年6月30日止，我国已建成的地铁线路总长约为400km，已开通的有北京、上海、广州、天津、大连、武汉、重庆、长春、深圳、南京等10个城市。国家已批准建设地铁的城市有青岛、杭州、成都、沈阳等；规划建设地铁线路总长超过1500km，总投资超过5000亿元，在建的地铁里程超过400km。
以新的战略发展观探视今后我国城市轨道交通的发展，在技术层面上，可提升我国城市轨道交通的整体技术水平，完成本行业的技术跨越，促进产业发展；在宏观经济方面，更可引导城市布局的合理发展，创造出新的经济增长点和就业机会，提升城市的国际竞争力，促进未来城市的可持续发展。
从长远规划来看，我国现代化城市建设的进程必然在地铁建设上加强投入，地铁建设的发展潜力是巨大的。我国地铁的建设规模和承载的客流量都是世界最大的。和发达国家地铁建设相比较，我国的北京、上海等地在修地铁时，城市的人口更多，地面高层建筑更多，加之设计、施工过程中新技术新工艺的采用，规划、施工和运营的线路多且在一段时期内同时并存，在地铁建设与运营中遇到了很多安全问题。地铁车站及地铁列车为人流密集的公众聚集场所，且处于地下的空间，形成封闭的环境，聚集密集的人员，通风和疏散都受到极大的限制，这是地铁十分突出的弱点。如果一旦发生意外事故，伤亡损失往往非常惨重。因此深入开展地铁重大事故安全保障技术研究，加强地铁的安全管理，做好地铁的安全工作，关系到人民生命财产的安全，更是关系到国家经济发展、社会稳定和构建和谐社会的大事。党中央和国务院对全国地铁安全生产高度重视，曾多次明确批示要加强地铁的建设和运营的安全。
国内外历年发生的地铁火灾、地震、爆炸、恐怖袭击等突发性事故灾害，都以其惨痛的经历和后果给我们以深刻的教训和启示。1995年10月28日阿塞拜疆首都巴库地铁发生火灾，由于地铁车厢大部分材料采用易燃物质，有毒浓烟雾大量弥漫，且缺乏有效的排烟措施，造成人员逃生困难。2003年2月18日，韩国大邱市发生地铁火灾，直接导致198人死亡，146人受伤。此外，在恐怖袭击方面，1995年3月20日，东京地铁3条线路的5节车厢同时发生被称为“沙林”的神经性毒气泄露事件，由于放在５节车厢中的11个可疑物均在上班高峰时间同时泄露毒气，造成12人死亡，5000多人受伤，14人终身残疾，事件发生后全世界为之震惊。2006年7月3日，西班牙东部城市巴伦西亚发生一起严重的地铁出轨事故，直接导致41人死亡， 47人受伤。2003年7月1日，正在紧张施工的上海轨道交通4号线突然发生渗水事故，大量流沙涌入隧道，成为建国以来上海市区首次发生的江堤坍塌严重事故。
国内外的各种地铁事故表明，现代地铁作为现代化城市的生命中枢，一旦发生突发事故，其社会影响力、政治影响力和国际影响力都十分巨大。近几年地铁又成为破坏与恐怖袭击的主要目标之一，地铁安全工作的特殊性和脆弱性日益突出。因此必须充分认识地铁安全工作的特殊性、复杂性和重要性，提高地铁的安全程度，确保生命与财产安全。对地铁突发灾害事故进行有效的监测、预报，并在对地铁灾害规律深刻认识的基础上，提出有效的灾害防范、救援措施和方法，建立安全保障体系，预防和减少重大事故的发生，提高地铁处置突发事故的手段和能力。
二、我国地铁安全科技保障体系的建设
1.党中央和国务院对地铁安全高度重视
深入开展地铁重大事故安全保障技术研究，加强地铁的安全管理，做好地铁的安全工作，是关系到国家经济发展、社会稳定和构建和谐社会的大事。党中央和国务院对地铁安全高度重视，曾多次明确批示要加强地铁建设和运营的安全工作。
建设部、公安部、国家安全监管总局、国家发改委、科技部、国家质检总局、铁道部、国家环保总局、国务院法制办等9部委2003年联合发出建质[2003]177号文件《关于进一步加强地铁安全管理工作的意见》，对做好地铁规划、设计、施工、运营的安全工作提出了具体要求。拟建地铁的城市，必须依据城市总体规划和城市综合交通规划编制城市轨道交通规划，科学合理地选择轨道交通模式和确定线路，要进行建设项目安全预评价。施工图设计文件应按规定进行审查。地铁施工单位对影响周边建筑物与水、气、电、通讯管线安全的情况要预先进行充分考虑、研究，对可能影响结构稳定性和施工安全的重要施工工艺和专项施工方案要组织专家论证、审查。各地建设行政主管部门要加强对地铁建设项目的监督，从项目立项到竣工验收，实行全过程跟踪监督，确保安全。
国务院办公厅《关于加强城市快速轨道交通建设管理的通知》(国办发[2003]81号)中提出：“切实加强城轨交通的安全管理，提高灾害防御和应急救助能力。要高度重视城轨交通建设、运营的安全问题，牢固树立‘安全第一，预防为主’的思想，把确保城轨交通建设和运营安全作为头等大事切实抓好。在城轨交通项目的规划、设计、施工环节上，必须严格执行国家颁布的强制性标准，确保安全设施同步规划、设计和建设。在项目的立项、可行性研究阶段要认真进行安全、地质环境和地质灾害的评估，防止地质灾害等事故的发生。拟建城市要保证安全资金的投入，建立处理突发事件的应急机制，提高城轨交通灾害防御和应急救助能力。”
2.地铁运营安全评估体系建设
随着全国各大城市轨道交通的快速发展，对地铁运营安全如何正确、客观评价成为争议热点。可以说，建立科学有效的运营安全评估体系，确定统一、规范的安全评价标准，对整个轨道交通运营会起到促进作用。 地铁安全评价将运用到城市轨道交通系统的设计、施工、运营各个阶段，具体包括安全预评价、安全验收评价、安全现状评价。安全预评价是指根据建设单位项目可行性研究报告的内容，分析和预测建设项目可能存在的各种危险、有害因素的种类和程度，提出合理可行的安全对策措施及建议，以利于提高该项目的本质安全程度。安全验收评价是通过对系统的设施、设备、装置实际运营状况和管理状况的调查分析，查找该系统投产后存在的危险、有害因素，确定其危险度，提出合理可行的安全建议，其目的是对未达到安全目标的系统或单元提出安全补救措施。现状综合评价是通过对运营单位的设施、设备、装置实际情况和管理状况的调查、分析，运用安全系统工程方法，进行危险有害因素的识别及其危险度评价。典型的地铁安全预评价的框架如图1所示。
目前，全国各地铁企业和评价机构在地铁安全评价方面做出了积极有效的工作，以中国安全生产科学研究院为例，多年来在全国范围内对包括广州、深圳、南京、沈阳、重庆等城市的19项地铁建设项目开展了地铁安全预评价、地铁安全验收评价工作。
通过开展这些地铁建设项目安全预评价、安全验收评价，大大地提高了地铁建设和运营的安全科技保障水平，为地铁企业的安全管理体系建设和安全生产监督管理部门实行安全监察提供了依据。
3. 不断加大地铁公共安全科研投入
发达国家在地铁安全保障方面的经验告诉我们，必须不断加强地铁公共安全科技研究的科研投入，落实地铁灾害防范、救援措施，提升地铁处置突发事故的手段和能力，建立地铁安全保障体系，才能有效地预防和减少地铁重大事故的发生。
目前，我国通过在“十五”期间组织科研力量，针对地铁公共安全科技开展科技攻关研究，已经取得了一些可喜的成果，对于提高地铁公共安全水平起到了重要作用。“十五”期间，国家开展了重点科技攻关课题《城市火灾与重大化学灾害事故防范与控制技术的研究》《城市突发重大事故风险控制与应急技术研究及试点》《地铁消防安全技术研究》等科技攻关工作，并重点对地铁灾害仿真、地铁突发事件人员疏散模拟等进行研究。与此同时，“十五”期间还开展了一些地铁安全相关的国家自然科学基金、纵向国家项目研究。
另外，更多的一种形式是企业和科研机构合作进行的横向课题研究，以中国安全生产科学研究院为例，在地铁安全方面与广州、深圳、南京、沈阳、重庆等地铁企业一起，开展了《地铁火灾烟气流动模拟研究》《地铁振动对隧道周围软粘土微结构影响及动力特性研究》《暗挖地铁隧道诱发复杂岩土层环境损伤机理与预控研究》《地铁人员疏散计算机仿真模拟与安全评价技术研究》《深埋站点火灾安全模型实验与数值模拟研究》《高架车站消防安全专题研究》等科研项目，在地铁公共安全和重大灾害监控和防治关键技术领域进行了大量卓有成效的研究，下面将对其中部分的研究成果做一个简要的介绍。
（1）深埋车站火灾安全模型实验与数值模拟研究
随着我国城市轨道交通的发展，部分城区的地下浅层空间已基本开发或受地面建筑的限制难于继续开发，经过老城区时须穿越大片房屋桩基，地质条件复杂，施工难度大,工程实施上线路和车站均需要较大的埋深。深埋暗挖方案减少了对路面交通、高层建筑的影响，减少了房屋拆迁量，改善了区间施工条件，但同时也对地铁站点的通风、排烟设计的安全性提出了更高的要求。地下站台的防排烟系统设计一方面应保证起火站层的烟气有效排放，另一方面起着保证不同站层连接开口处形成一定流速、控制烟气流向的作用。现行《地铁设计规范》规定的排烟量按照建筑面积1m3/min.m2计算，排烟设备按同时排除2个防烟分区配置，同时火灾时楼梯口需形成1.5m/s的向下风速。对于深埋站点，由于其结构的特殊性，带来较多的问题，例如：由于站点较深，车站层数多，风压损失较大，楼梯开口处是否可以形成一定的向下流速，阻止烟气向上方站层蔓延；疏散距离大，人员安全疏散时间较长，是否可以保证人员在烟气达到危险时刻之前疏散到安全区；较深的竖直井道如疏散楼梯间在火灾时容易形成烟囱效应，加大对烟气的抽吸，如何确保深埋站点疏散楼梯间的正压性和无烟气进入。这些都需要用科学的方法加以研究、分析和验证。中国安全生产科学研究院和广州市地下铁道设计研究院的研究者在国内率先对深埋站点的火灾安全问题开展了深入细致的专题研究。通过数值模拟和实验模型，研究深埋车站在火灾事故时的安全、有效的气流组织形式、排烟送风模式，阻止着火层烟气通过楼梯和自动扶梯向其它楼层蔓延，阻止烟气进入疏散楼梯，分析深埋站点内的人员是否能够安全疏散，减少重大人员伤亡事故的可能性。
（2）地铁车站人员疏散数值模拟及虚拟现实技术研究
地铁是人员密集场所，其突发事件情况下的人员安全疏散问题需要进行细致的研究，目前国内外关于地铁人员疏散的相关方面如地铁人员疏散通道设计，疏散时间等都形成了相关的标准，如美国的NFPA130、美国的人员疏散标准NFPA101，我国也在《地铁设计规范》规定了相关条文，但总的来说，规范中针对地铁人员疏散的条文还不够完善，具体在执行过程中容易引起设计单位和执法部门的混淆，特别是随着我国城市地铁建设的发展，地铁设计的一些新型理念的不断涌现，地铁建筑结构形式也越来越多，以及我国不同地区的地铁内人员分布的区域特点和差异，给地铁人员疏散的相关设计和规范的执行带来了诸多难度。因此需要针对地铁建筑结构形式，不同的灾害场景、灾害位置，我国的人员逃生心理，人员疏散个体与群体行为特征，以及灾害后果对疏散人群的影响，研究适合于我国地铁人员疏散设计的人员疏散策略、安全疏散时间准则、疏散引导技术等标准及其指标体系。中国安全生产科学研究院和广州市地下铁道设计研究院的研究者针对不同的地铁建筑形式，如地下岛式、侧式、高架、深埋车站的地铁人员疏散设计进行了深入的研究。
随着我国地铁建设的发展，在国家、地铁企业、科研机构的共同努力下，不断加强对地铁安全管理与安全科技的研究，尽快地建立并完善我国地铁公共安全科技保障体系，是伴随着我国城市轨道交通建设浪潮的一件急需重视的大事。我们相信，有国家和企业的重视，科研机构的参与，在未来几年内，通过不断地加强地铁事故监测监控技术研究，提高地铁灾害防范、救援措施，提升地铁处置突发事故的手段和能力，建立并实现我国地铁安全长效机制，使“预防为主”得到真正落实，从而加快我国地铁建设与运营安全保障体系的建立是可行的。
编辑 林 静
