基于瑟利模型的地鐵火災原因及防控思路分析

慈小玉 吳金洪

（浙江師范大學工學院，321004，金華∥第一作者，本科生）

通過對國內外地鐵典型事故發生頻率的統計分析，發現地鐵火災發生頻率為32%［1］。由于地鐵存在空間狹小、人員密集、結構復雜、疏散至室外的距離長，以及燈光、通風設備作用有限等特征，一旦發生火災，極易產生群死群傷的重大后果［2］。本文從安全原理出發，根據人的行為特性和地鐵火災的特點，建立地鐵火災的瑟利模型，分析地鐵火災發生原因和預防控制思路。

1 地鐵火災的瑟利模型

1.1 瑟利模型簡介［3］

瑟利模型是在1969年由美國人瑟利提出的，是一個典型的根據人的認知過程分析事故致因的理論。該模型把人、機和環境作為一個系統，把事故的發生過程分為危險出現和危險釋放兩個階段。這兩個階段各自包括一組類似人處理信息的過程，即感覺、認識和行為響應。在危險出現階段，如果每個環節的處理都正確，危險就能被消除或得到控制；反之，就會使操作者直接面臨危險。在危險釋放階段，如果人處理信息過程中的各個環節都是正確的，則雖然面臨著已經顯現出來的危險，仍然可以避免危險的釋放，不會帶來傷害或損害；反之，如果處理不當危險就會轉化成傷害或損害。

1.2 地鐵火災的瑟利模型

從系統的觀點來看，地鐵運營安全系統也是一個“人－機－環境”構成的整體。影響安全運行的“人”包括外來乘客和內部工作人員以及為保障安全運營所組成的管理組織；“機”是指地鐵運輸設備，包括固定設備和移動設備；“環境”包括內部作業環境以及外部社會及自然環境。因此，可以根據瑟利模型和地鐵火災事故中人的行為特性，建立地鐵火災的瑟利模型（如圖1所示）。

2 地鐵火災原因分析

2.1 危險源分析

地鐵列車車廂和地鐵車站中的裝飾材料、廣告版等易燃易爆物是危險源之一。在2003年韓國大邱地鐵火災中，列車內的廣告板和車體中的易燃物加速了火勢蔓延。地鐵車站內的報亭、商鋪、垃圾桶，以及其他電氣設備、電線電纜等也屬于可燃物。雖然地鐵運營安全乘車規定禁止旅客攜帶易燃、易爆等危險品，但在車箱內還是經常能看到乘客違反乘車規定攜帶上車的易燃、易爆物品，以及隨身攜帶的紙制品、塑料制品、化纖制品等［4］。

地鐵隧道內通信用電、照明用電、動力用電等線路鋪設復雜混亂，加之隧道內濕度較大，列車運行時會產生電弧，列車脫軌會發生碰撞摩擦，這些都是直接產生火花的主要原因。人為縱火和爆炸襲擊這類人為事故在國外地鐵火災事故中所占的比例較大。人員安全意識不強、操作失誤，包括電氣設備操作失誤、焊接和切割失誤以及施工過程中的碰撞等均有可能導致火花的產生。

圖1 地鐵火災的瑟利模型

2.2 地鐵火災形成階段人的因素分析

在地鐵火災形成的初期階段中，易燃易爆物和火源視為危險，人的處理過程是感覺危險的出現和存在，清楚各類火源出現的跡象和原因，能夠正確判斷各類危險導致火災發生的可能性，同時知道采取怎樣的措施避免危險出現，并且能夠保證措施的有效性。

2.2.1 對危險形成的感覺以及認識

任何危險的出現或釋放都伴隨著某種變化，有些變化易于察覺，有些則不然。而只有使人感覺到這種變化或差異，才有避免或控制事故的可能［3］。

感覺和認知危險需要人員的感覺能力，并避免環境對人的影響。在地鐵車站和列車車廂中，對于乘客的不安全行為往往都有警告標志（如禁止吸煙、禁止明火等警示標志），盡管如此，乘客違規攜帶易燃易爆物進入車站、在車站內吸煙等行為也時有發生。地鐵工作人員如安檢、站內巡查等人員的工作不到位也會導致不能及時發現危險源。對于線路故障、設備老化及缺乏定期的設備巡查監測等，也會導致設備危險源不能及時被發現。

2.2.2 危險的認知及行為響應

工作人員不具備足夠的知識和技能，直接的操作失誤，會導致危險源的出現。在出現危險之后，不能正確地判斷危險源可能導致的火災后果、輕視危險源等會導致危險進一步擴大，或認識危險但不知道如何避免以及反應失誤，反映出工作人員專業素質和能力的缺乏。

在火災形成的初期階段，工作人員不能及時發現系統中存在的危險源、發現后沒有行為響應或是行為響應不能避免火災的發生，是火災形成的間接原因，這些都暴露出地鐵運營機構的消防安全管理制度不健全、員工消防素質低等問題［5］。

2.3 地鐵火災后期釋放階段人的因素分析

地鐵火災發生后，工作人員應根據火災的發生地點和燃燒物的特性，選擇正確的滅火、人員疏散和逃生方式，避免火災的擴散，保護車站內的人和物。工作人員采取措施的正確與否，將在很大程度上影響火災的后果。

2.3.1 火災警告以及現場環境的感知

火災發生后，刺激性的煙氣、聲響以及火光等屬于自然警告，對于火災自然警告，乘客都能夠感知到。同時，車站內火災探測器也會發出聲光警告，工作人員發現火災后也會通過廣播喊話等方式向乘客發出警告。但是如果由于車站內火災監控報警設備設置不合理，工作人員對車站環境不熟悉，消防設備、疏散通道、照明設備以及通訊設備等的標志不清，也會延誤火災的控制和人員的疏散。

2.3.2 火災的認知和消防疏散行為

我國地鐵旅客的流量較大，站內疏散線路較長，乘客由于慌亂、心理動搖，會產生緊張恐懼情緒，這會導致混亂程度比地面火災要嚴重得多。由于地鐵火災發生空間狹小，產生的濃煙和毒氣聚集，火災同時使地鐵照明線路遭受一定程度的損傷，導致逃生標志不明顯，而且煙氣的流動方向和旅客的疏散線路、外部的救援線路交叉，煙氣對人體的刺激和對消防行動的阻礙，同時，由于大型滅火設備無法進入現場，煙氣中視線不清，通訊中短，救援人員人身安全也需要保護等原因，會加大救援難度。這些都是工作人員在組織消防和人員疏散時應當認識到的困難。

在地鐵火災的處理階段，工作人員容易產生的錯誤分為三類：一是指揮人員決策失誤、指揮不當、分職不清、群體配合不協調等導致的撲救現場混亂；二是工作人員操作失誤，如沒有及時警告乘客，不能針對燃燒物以及煙氣特性、車站建筑特點等選擇正確的滅火和疏散方式；三是應急人員心理素質欠缺，為了自身安全而放棄責任自行逃離。

3 地鐵火災的防控思路

瑟利模型認為：要想預防和控制事故，首先應采用技術的手段使危險狀態充分地顯現出來，使操作者能夠感覺到危險的出現、形成和釋放；其次應通過培訓和教育的手段，提高人感覺危險信號的敏感性，幫助操作者正確地感覺危險狀態信息（如采用避免干擾的警告方式）；第三應通過教育和培訓手段使操作者在感覺到警告之后，能準確地理解其含義，并知道應采取何種措施避免危險發生或控制其后果［3］，同時結合各方面的因素做出正確的決策；最后應通過合理設計使人在做出決策后，有足夠的時間和條件做出行為響應。

3.1 初期火災形成的預防

工作人員首先需要準確感知系統中危險物的出現，感知與初期的行為響應可以同時進行。為了全面感知危險源的出現和存在，通過教育培訓，提高人員對危險的敏感性，并通過安全管理程度的提高來減少易燃易爆物、火花的出現，通過安全條例和廣告牌等形式進行火災防范以及正確選擇逃生線路的教育，積極引導乘客的行為。加強安全人員巡視、入口安檢，利用車站與列車監控設備，消除乘客攜帶危險物進入車站的可能性。實時監控和定期檢查維修車站和列車上的電氣設備和線路，對電氣設施進行防火處理，降低設備的故障率，及時發現安全隱患。地鐵設施也應選用阻燃或不可燃的制造材料。

3.2 后期火災釋放的控制

第一步需要及時感知火災發生。報警系統和應急系統的完善有助于提高人對于火災的及時察覺。設置完備火災探測報警系統，如采用煙、溫復合探測技術，可更好地檢測火災中各個物理信息的變化［6］。自動報警裝置的設置要覆蓋車站、線路等整個系統，而且應同時設置自動和手動報警系統。定期維護和檢修探測報警系統，避免漏報、誤報和報警不及時等情況的發生。

收到火災報警信息之后，為了能夠及時疏散旅客和控制火勢，工作人員要能夠迅速采取措施，及時啟用完善的應急系統。定期的消防演習、必備的消防設備和專業的火災救援隊伍能夠使工作人員有序地實施滅火救援。利用屏蔽門能短暫隔絕火勢和逃生人員的特點，控制火勢蔓延，爭取逃生時間。疏散通道、疏散標志和緊急電源的啟動能為人員逃生的指引創造條件，通風排煙設備能減輕火災濃煙和毒氣對乘客疏散逃生和外部救援的影響，無線通訊系統能為逃生人員和外部救援人員交流提供保障。另外，還應培育員工認真負責的工作態度和職業道德。

4 結語

地鐵結構復雜且相對封閉，一旦發生火災將會給人民生命財產造成嚴重危害，因此，在地鐵設計、建造以及運營期間都要貫徹防火意識，消除火災隱患，確保安全，讓地鐵成為城市中最安全快捷的主干線。

通過建立地鐵火災瑟利模型，從人的認知過程分析地鐵火災初期發生和后期火災釋放的原因，提出了地鐵火災的防控思路，該防控思路符合人的行為特征，對于有效地預防和控制地鐵火災有積極的指導作用。

［1］ 盧億.地鐵火災的事故樹分析［J］.城市軌道交通研究，2011（2）：95.

［2］ 李瑜芬，徐瑞華.火災下城市軌道交通車站乘客疏散特點分析［J］.城市軌道交通研究，2010（2）：42.

［3］ 肖貴平，朱曉寧.交通安全工程［M］.北京：中國鐵道出版社，2011.

［4］ 張萍，黃強.地鐵火災的原因分析及預防［J］.山西建筑，2010（29）：182.

［5］ 杜寶玲.國外地鐵火災事故案例統計分析［J］.消防科學與技術，2007（2）：214.