城市轨道交通背景与发展

目前，全国已开通城市轨道交通的城市有十几个，其中，北京、上海、广州三个城市近几年每年新增的线路长度都达到了30—50公里。“十五”期间，中国城市轨道交通建设投资达2000亿元。据不完全统计，目前中国内地48个百万人口以上的特大城市中25个城市正在进行轨道交通的前期工作，总规划里程超过5000公里，总投资估算超过8000亿元，这是一个令人瞩目的远景规划，中国城市轨道交通的建设将步入世界先进行列。

城市轨道交通公共安全灾害概况

  由于城市轨道交通系统有很大一部分处在地下或高架线路上，其环境封闭、人员密集和资产集中等特性所带来的安全隐患不断暴露。地下线路空间狭小，通风排烟设备布设困难、疏散逃生受到极大限制，特别是发生火灾、爆炸事故时，不易逃生，救援活动难以展开。城市轨道交通人员流量很大，疏散路道狭窄，数量有限，发生事故后，局面难以控制，往往会造成重大损失和影响。同时，城市轨道交通建设为城市地质工作带来新的机遇与挑战.轨道交通的设计与施工需要考虑预防地震、地面塌陷与地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡、等地质灾害。

某大型公共安全中心使用软件来进行灾害后果计算

 随着政治经济全球化进程的加快，我国境内举办的大型建设项目和国际文体活动次数越来越多，规模也越来越大。这些对我国城市公共安全体系提出了前所未有的挑战与要求。北京奥运会、“平安城市”等大型项目对我国安防市场产生了巨大的拉动效应，即将开幕的上海世博会、广州亚运会、深圳大运会，无疑成为业界密切关注的热点。

 该公共安全中心承担国家重大活动的公共安全保障项目，对灾害后果计算软件、风险评估软件界、地下工程安全监控软件经过长达一年的调研。蕞后，COMSOL  Multiphysics 脱颖而出，以其强大的功能、友好的界面、广泛的业界知名度等优势获得了评审专家的青睐。中仿科技与此公共安全中心一直开展公共安全评估与保障方面的良好合作。

 在灾害管理方面，该中心主要使用COMSOL Multiphysics于以下几个方面的分析：

 1.灾害后果预测：对现有的轨道交通设施进行安全性能模拟，通过计算机仿真技术及时发现潜在的灾害问题。主要包含以下几个方面：

 轨道行驶安全分析：

 轨道行驶安全主要在两方面：一是机车本身的安全性能；二是轨道的安全性能。

 该中心使用软件成功地模拟机车及轨道在长时间运行后可能出现的问题，以便相关部门及时作出补救措施，预防地铁列车脱轨、相撞、制动失灵等机械故障导致的灾害。

 对车轮的疲劳分析，在使用一段时间之后，车轮会产生结构和性能的变化，及时了解这种变化，预防灾害发生。

 磁悬浮轨道疲劳模拟： COMSOL Multiphysics，将结构、电、磁相互作用直接耦合，并加入疲劳分析功能，能够精确计算这个问题。

 电缆火灾分析：

 电缆火灾的成因，主要由电火花和电致发热引起，预先对现有的布线情况进行模拟，能够评估与检测电气设备性能与寿命。精确查找出火灾隐患，指导工程及时作出修整。

 电缆的电热耦合分析，找出可能发生高温的地方，及在使用过程中可能产生电火花的地方，及时避免这类布线。

 火灾过程模拟：

 使用软件来模拟火灾的形成和发展过程，能让相关部门及时纠正设计和建造中的错误，能够在火灾发生时，尽量减少人员的伤亡和财产的损失。

 轨道交通地下排水安全模拟：

 地下交通中，一旦发生水灾，其后果的严重性不亚于火灾的影响。如某个出口，由于堵塞所带来的一系列问题等等，该中心在对现有的排水设计进行安全性评估时，出动了COMSOL Multiphysics软件，在几分钟内将这类变化体现出来并进行计算，从而实现了对各类安全性能进行迅速的评估，并及时消除隐患。

 2.灾害原因分析：

 目前的软件模拟技术，已经达到了可以根据灾害后果，反演算出产生灾害的源头，从而方便安全部门找出灾害成因，避免类似事件的再次发生。

 3.灾害损失程度：

    灾后，往往需要对相关的损失进行评估，同时，还要避免二次灾害的发生。例如火灾发生后，各种材料性能和结构也发生了巨大的变化，至于变化之后的结果，该中心使用软件进行了非常直观的体现。

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