[0001] 本发明涉及基于惯性定律的立体枢纽应急疏散导引系统，更具体地说，涉及一种基于惯性定律的立体枢纽应急疏散导引系统。

[0002] 随着轨道交通线网的建设和城市的发展演变，轨道交通站也不断向综合化、复杂化方向发展，地铁站位于地下且通常与周边建筑设施相连形成大规模的复杂地下空间，容纳客流量大，安全疏散问题更为突出。根据地铁站的性质，地铁站中绝大多数使用人群都是有明确目的地的寻路，因此站内诱导标识主要针对乘客寻路设置。但随着地铁站和周边地下空间向大规模化、复杂化方向发展，其空间内部的疏散更加困难，停顿、徘徊、迷路等现象经常发生，特别是在紧急情况下(如火灾)，地铁站一方面存在空间狭小的制约，另一方面有着人流量大，人员密集的特点，若缺乏明确的应急疏散诱导标识系统以引导乘客快速有序地离开地铁站，则难以保证乘客的出行安全。

[0003] 目前，对于地铁站诱导标识的设计，通常会与站内乘车换乘导向标识结合设置以供乘客获取相关离站信息，进而达到引导和指示的效果。而为了达到明确诱导的效果，地铁站同样会在出口附近设置单独的自发光安全出口标识，二者缺一不可。但同时，其也存在不足之处，导向标识与安全出口标识虽然可以在一定程度上指引乘客离开地铁站，但点位设置缺乏系统性及一致性，随着地铁站内部客流增大，其信息获取难度提升，在地铁站内部客流量增大或发生突发情况紧急断电时，易发生诱导标识引导中断，会对地铁站的乘客客流疏散产生影响。

[0037] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

[0038] 如图1‑15所示，本发明的基于惯性定律的立体枢纽应急疏散导引系统，包括视听导向箭头装置、投影汇合装置、应急疏散灯箱标识装置、应急疏散导向装置、楼梯疏散导向装置及转角墙疏散导向装置。视听导向箭头装置、应急疏散灯箱标识装置和应急疏散导向装置均设置地铁站的侧壁上，投影汇合装置设置在地铁站内，楼梯疏散导向装置设置在地铁站内的楼梯处，转角墙疏散的视听导向标识设置在地铁站疏散路线的转角墙处。

[0039] 本发明的优选实施例中，惯性定律分为生理惯性层面、心理惯性层面和行为惯性层面三方面，都有保持原有状态不变的特性。生理惯性层面对乘客视觉听觉刺激越来越大，心理惯性层面为信息层次增加，乘客心理紧张程度越来越高，PRT越来越小，判断越来越准，行为惯性层面则是乘客跟随导向系统疏散的速度越来越快。同时考虑多重惯性，将视觉惯性信息分为高位视觉惯性，中位视觉惯性及低位视觉惯性信息，增加听觉惯性信息，每一种惯性都是信息逐步增强，逐步加快。

[0040] 本发明的优选实施例中，视听导向箭头装置包括重要节点层次箭头线、次重要节点层次箭头线和一般节点层次箭头线；重要节点层次箭头线位于地铁站中部侧壁，重要节点层次箭头线包括远距离箭头标1、中距离箭头标2和近距离箭头标3；次重要节点层次箭头线位于进出站台层换乘方向，次重要节点层次箭头线包括中距离箭头标2和近距离箭头标3；一般节点层次箭头线位于购票处和闸机护栏连接处；一般节点层次箭头线包括中距离箭头标2和近距离箭头标3。不同重要程度节点分为重要节点、次重要节点和一般节点，每组箭头线以椭圆为边框，且各层次椭圆长轴依次减小，转角箭头线以安全绿色蓄电型自发光材料与备用电池制作。重要节点为应急疏散分流位置，位于地铁站中部侧壁及地铁站内其他无法判断方向的位置侧壁及地面上。重要节点层次箭头线指示应急疏散方向。重要节点层次箭头线包括远距离箭头标1、中距离箭头标2和近距离箭头标3。远距离箭头标1(100～
150m)层次每隔20～40m设置一段箭头标，为三个顺次排序的箭头，两个一组连续设置三组共2m为一段，共设置3～4段，设置单个箭头标为钝角，远距离箭头标1角度为
远距离箭头标1设置在侧壁上距离地面1.6～1.8m处。远距离
箭头标1为椭圆形标，且设置的椭圆长轴为0.55～0.6m，短轴为0.2～0.25m；中距离箭头标2(50～100m)层次每隔5～10m设置重要节点中距离箭头标2，为三个顺次排列的箭头，两个一组连续设置3组共1.5m为一段，5～6段，箭头标为直角，中距离箭头标2设置在侧壁上距离地面1.3～1.5m处，中距离箭头标2为椭圆形标，且设置的椭圆长轴为0.45～0.5m，短轴为0.16～0.2m；近距离箭头标3(50m及以内)层次每隔1.25～2.5m设置重要节点近距离箭头标3，为三个顺次排列的箭头，两个一组连续设置3组共1m为一段，5～6段，近距离箭头标3为椭圆形标，箭头标为锐角，箭头标角度为 近距离箭头标3设置在侧壁
上距离地面1～1.2m处，设置的椭圆长轴为0.25～0.3m，短轴为0.1～0.15m。次重要节点层次的箭头线指示进出站台层换乘方向，次重要节点为三圈同心圆，设置于各个楼扶梯的地铁站护栏41紧邻处，节点数量与楼扶梯数量相同，箭头标分向设置，以便乘客上下扶梯过程第一时间了解进出站台及换乘方向。中距离箭头标2(50～100m)层次每隔5～10m设置箭头标，为两个顺次排列的箭头，两个一组连续设置3组共1.5m为一段，设置5～6段，箭头标为直角，中距离箭头标2设置在侧壁上距离护栏41的1.3～1.5m处，中距离箭头标2为椭圆形标，且设置的椭圆长轴为0.45～0.5m，短轴为0.16～0.2m；近距离箭头标3(50m及以内)层次每隔1.25～2.5m设置箭头标，为两个顺次排列的箭头，两个一组连续设置3组共1m为一段，设置5～6段，箭头标为锐角，近距离箭头标3设置在侧壁上距离护栏41的1～1.2m处，设置的椭圆长轴为0.25～0.3m，短轴为0.1～0.15m。一般节点层次箭头线指向进站购票或闸机方向，一般节点为两圈同心圆，设置于购票处附近及闸机护栏41连接处，箭头标与节点高度平齐，并分向设置，同样分为中、近距离两个层次，该层次箭头标为一个箭头，两个一组连续设置。
β
其中，根据阻抗函数t＝t0[1‑α(m/b) ]，箭头标大小与所在位置和安全出口的距离成反比，在一定范围内标识大小增加，实际通行时间减小。其中，t为实际通行时间，t0为该路段无标识通行时间，m为设计标识大小，b为标准标识大小，α，β为待标定参数，推荐α＝0.15，β＝
4.0。设置各层次箭头角度变化符合乘客行走惯性定律的生理惯性层面，箭头标角度与所在位置与最终出口的距离成正比，增加对乘客的生理层面的刺激，引导行人加速向外逃生。节点及各层次节点箭头线设置为配置备用电池的自发光标识，发生事故紧急断电进行较高能耗的标识同色闪烁，设置LED点阵式。设置重要节点层次的箭头线闪烁率最高，为60～120次/分，每2～3米箭头线为一组，每组各个箭头设置“跑马灯”形式依次循环闪烁。设置定向声波发射器，对目标区域发射定向声波，波束宽度控制在±7.5°～±15°。根据乘客行走惯性，在生理惯性层面，标识大小增加，从地铁站内部到出口方向闪烁率逐步提升，对乘客的引导刺激增大；在心理惯性层面，由单层视觉疏散信息变为多层视觉加听觉疏散信息，将标识文字符号更换为自发光闪烁与声波引导，从而实现PRT下降，同时防止标识影响乘客的空间认知和方向感造成乘客心理旋转。通过信息刺激的增强，在惯性定律的行为惯性层面，乘客跟随导向系统快速决策慢走、快走以及跑步疏散的过程。

[0041] 本发明的优选实施例中，投影汇合装置包括投影灯7和自发光汇合点9，投影灯7设置在地铁站顶部与侧壁夹角处，自发光汇合点9设置在地铁站中部侧壁及地铁站内其他无法判断方向的位置侧壁。自发光汇合点9为未闭合大椭圆6嵌套闭合小椭圆4，以未闭合大椭圆6长轴方向指示应急疏散方向，闭合小椭圆4与5指向其他次重要方向，并进行标注。自发光汇合点9即为重要节点，二者设置形式与位置相同，位于地铁站中部侧壁及地铁站内其他无法判断方向的位置侧壁，与重要节点箭头线高度平齐并增加对应地面汇合点设计。未闭合大椭圆6设置长轴为1～1.2m，大椭圆长轴长度为 短轴为0.5m，嵌套闭合小椭圆4长轴为0.675m，短轴设置为0.25m。采用安全绿色蓄电型自发光材料，设置于地面与四周高位侧壁，侧壁高度为 在中位护栏设置菱形连
续标识带，设置高度为 与次重要节点箭头线平行对应设置。
在低位护栏设置等腰三角形连续标识带，与一般节点箭头线平行对应设置，设置高度为顶角分别指示进出站台与购票及闸机方向。考虑地铁站内部的光
照程度及投影灯7的设置高度，选取200W的投影灯7，投影8中轴线与地面夹角为30度，与地铁站顶部与侧壁夹角处，投影至地面及侧壁，使其形状与自发光汇合点9、菱形标识、等腰三角形标识重合；投影进行一定反射，在不影响乘客正常通行的基础上增加显示效果及指示清晰度。

[0042] 高位自发光汇合点9及中低位侧壁护栏标识采用配置备用电池的自发光材料设置，发生事故紧急断电进行较高能耗的标识同色闪烁，设置LED点阵式。其中，侧壁及护栏标识从高位汇合点到低位三角形标识闪烁频率依次降低，高位汇合点闪烁频率为60～80次/分钟，中位菱形标识闪烁频率为30～40次/分钟，低位等腰三角形标识闪烁频率为10～20次/分钟，每2～3米标识为一组循环闪烁。设置定向声波发射器，多个汇合点发射的定向声波组成特定区域。其中，高中低位标识大小与所在位置和安全出口的距离成反比，根据阻抗β函数t＝t0[1‑α(m/b) ]，在一定范围内标识大小增加，实际通行时间减小。其中，t为实际通行时间，t0为该路段无标识通行时间，m为设计标识大小，b为标准标识大小，α，β为待标定参数，推荐α＝0.15，β＝4.0。根据乘客行走惯性定律，在生理惯性层面，汇合点等标识大小增加，从汇合点处到远离汇合点方向闪烁率逐步提升，对乘客的引导刺激增大；在心理惯性层面，由单层视觉疏散信息变为多层视觉加听觉疏散信息，将标识文字符号更换为自发光汇合点9及侧壁标识的闪烁与声波引导，从而实现PRT下降，同时防止标识影响乘客的空间认知和方向感造成乘客心理旋转。疏散信息强度与所在位置与安全出口的距离成反比，通过信息刺激的增强，在惯性定律的行为惯性层面，乘客跟随导向系统快速决策慢走、快走以及跑步疏散的过程。

[0043] 本发明的优选实施例中，应急疏散灯箱标识装置包括应急疏散灯箱10和应急信息柱14；应急疏散灯箱10设置在地铁站侧壁处，应急信息柱14设置在地铁站护栏41处。指引乘客应急疏散的应急疏散灯箱10为广告、指路及查询地铁到达时间三用的装置，乘客可以寻找汇合点对应的应急疏散灯箱10进行页面切换获取信息。待机过程中可对一定范围内的客流量进行监测，当客流量超过一定范围或紧急断电时应急疏散灯箱10将把其LED电子触屏13切入警示页面以间频闪动提醒乘客快速通行疏散。应急疏散灯箱10下方增加立柱11，背后设置角度支撑杆12，使屏幕与墙壁夹角可三挡调节以适应不同乘客身高视角。应急信息柱14可供无法顺利寻路的乘客判断目的地所在方位，并使用可转信息牌实时地指明目标方向。当乘客找不到路时，寻找应急信息柱14，在承重支杆20上的LED搜索屏19内搜索相应目的地并显示从所在地到目的地的路线图，箭头底板21右侧长方形LED显示屏16上随即显示对应的目的地信息，左侧正方形LED显示屏17显示相应的辅助信息及图形符号，一字灯带15开启，提供充足亮度，防止因反光等情况导致长方形LED显示屏16与正方形LED显示屏17上的信息难以阅读；由于单纯阅读平面路线图不易分清方向，在相关信息显示结束后螺旋旋钮18带动顶部箭头底板21转动，指向其对应的方向；1分钟无人使用后，LED搜索屏19及长方形LED显示屏16与正方形LED显示屏17恢复默认，箭头底板21指向复原。上方一字灯带15及LED搜索屏19及长方形LED显示屏16与正方形LED显示屏17连接备用电池，进行照明保证应急信息柱14的正常使用。应急疏散灯箱10设置于地铁站侧壁处，设置间隔10～13米，应急信息柱14设置在地铁站护栏41处，与应急疏散灯箱10交错排列。由于两者设置不够显著但设置分散，在应急疏散灯箱10及应急信息柱14上安装非定向声波发射器40，从声源均匀扩散的声波引导乘客进行路线查询等操作，同时不会导致非定向声波的互相干扰。根据乘客行走惯性定律，在生理惯性层面，应急疏散灯箱10间频闪烁与应急信息柱14的箭头底板21实时转动对乘客的引导刺激增大；在心理惯性层面，由单层视觉疏散信息变为多层视觉加听觉疏散信息，将标识文字符号更换为应急疏散灯箱10间频闪烁、应急信息柱14实时转动与非定向声波引导，使乘客楼梯疏散过程中紧张感越来越高，PRT越来越小，增加乘客判别准确性。通过信息刺激的增强，在惯性定律的行为惯性层面，乘客通过对出口方向的实时查询，实现快速疏散。

[0044] 本发明的优选实施例中，应急疏散导向装置包括悬挂箭头标识25、导向立柱22和双排蓄电型自发光连续腰带线30，悬挂箭头标识25设置在地铁站侧壁处，导向立柱22设置在所述悬挂箭头标识25下端，所述双排蓄电型自发光连续腰带线30设置在地铁地面上。应急疏散的连续系统标识分为远中近距离三个层次设置，远距离层次在距疏散目的地150m以上位置，将悬挂箭头标识25设置为宽箭头形，每隔10～15m设置一个悬挂箭头标识25，其上显示“出口”文字26，对应方向箭头符号27及公共设施符号28，悬挂箭头标识25沿箭头形边缘设置一圈箭头灯带29，在紧急断电时，箭头灯带29根据乘客行走惯性定律顺次闪烁；中距离层次在距离出口180m～80m的侧壁上设置连续导向立柱22，其上导向箭头23采用蓄电型自发光材料，三个导向立柱22为一组，每5～8m设置一组，导向立柱22上设置导向箭头23角度呈钝角，直角，锐角顺次减小，导向箭头23角度逐渐增大，符合乘客行走惯性，增加惯性定律生理惯性层面的刺激。导向立柱22内部设置备用电池，顶部设置紧急照明灯泡24，紧急照明灯泡24亮起在墙壁两侧进行照明，导向立柱22上的导向箭头23部分设置LED点阵式，各组导向立柱22上的导向箭头23设置“跑马灯”形式依次循环闪烁，根据乘客行走惯性定律，生理惯性层面上，设置从内到外闪烁率逐步提升，对乘客刺激增强；近距离层次在距离出口100m以内的地面上设置双排蓄电型自发光连续腰带线30，设置为绿底白箭头，地面贴附式标识延续至应急疏散目的地，导向箭头23角度设置为锐角提示乘客紧急疏散，地面标识设置LED点阵式，根据乘客行走惯性定律，导向箭头23角度进行变化且从内到出口处闪烁率逐步提升。导向箭头23角度与所在位置与最终出口的距离成正比，越靠近出口位置导向箭头β
23角度越小，根据阻抗函数t＝t0[1‑α(m/b) ]，在一定范围内标识大小增加，实际通行时间减小，设置导向箭头23角度大小与所在位置和安全出口的距离成反比。随距出口距离减小，信息警示程度增强，引导行人加速向外逃生。远距离与中距离，中距离与近距离的标识设置一定交叠区域。

[0045] 本发明的优选实施例中，定向声波可以实现远距离广播。由于该部分疏散路径多为长直通道，在开始设置悬挂箭头标识25的两侧墙壁合适高度处设置定向声波发射器35，对目标区域发射定向声波，波束宽度控制在±7.5°～±10°。根据乘客行走惯性，该部分疏散路径在乘客惯性定律的生理惯性层面，标识大小增加，从地铁站内部到出口方向闪烁率逐步提升，对乘客的引导刺激增大；在心理惯性层面，由单层视觉疏散信息变为多层视觉加听觉疏散信息，将标识文字符号更换为导向立柱22及双排蓄电型自发光连续腰带线30闪烁与定向声波引导，从而使乘客楼梯疏散过程中紧张感越来越高，PRT越来越小，增加乘客判别准确性，同时防止长直通道标识影响乘客的空间认知和方向感造成乘客心理旋转。疏散信息强度与所在位置与安全出口的距离成反比，通过信息刺激的增强，在惯性定律的行为惯性层面，乘客跟随导向系统快速决策慢走、快走以及跑步疏散的过程。

[0046] 本发明的优选实施例中，楼梯疏散导向装置包括定向声波发射器35和蓄电型自发光视听标识31；定向声波发射器35设置在楼梯两侧壁的末端，蓄电型自发光视听标识31套设在楼梯两侧壁的栏杆上，所述蓄电型自发光视听标识31为三棱柱立体结构，蓄电型自发光视听标识31包括设置在一个侧面的蓄电型自发光黄色面32、另外一个侧面的蓄电型自发光绿色面33和底部灯光发射器34。楼梯视听导向标识采用蓄电型自发光材料，包括蓄电型自发光绿色面33，蓄电型自发光黄色面32及三棱柱立体结构，设置于楼梯两侧壁。且侧壁末端标识内部设置定向声波发射器35。紧急断电时蓄电型自发光黄色面32采用LED点阵式进行主动发光不闪烁，蓄电型自发光绿色面33的发光二极管闪烁率逐步提升，每1～2米标识分为一组，楼梯两侧立体标识底部灯光发射器34持续开启不闪烁。楼梯两侧壁安装定向声波发射器35并在楼梯范围内发射定向声波，警示乘客在楼梯上靠右慢行。根据乘客行走惯性定律，在心理惯性层面，由单层视觉疏散信息变为多层视觉加听觉疏散信息，将“靠右通行”等文字符号更换为蓄电型自发光视听标识31的闪烁与定向声波发射器35引导，使乘客楼梯疏散过程中紧张感越来越高，PRT越来越小，增加乘客判别准确性。通过信息刺激的增强，在惯性定律的行为惯性层面，乘客跟随导向系统快速决策慢走、快走以及跑步疏散的过程。转角墙疏散的视听导向标识设置为转角立标36，设置于疏散过程中影响乘客疏散视线的转角墙处，转角立标36由上下4对电子屏幕38与39等及电子屏幕转交立标支撑杆37组成，第一对电子屏38和第3对设置为统一应急疏散标识，第2对和第四对电子屏39根据地铁站客流情况实施调整显示内容，第2对电子屏内部设置非定向声波发射器40。转角立标36高度为2.5～3m，屏幕长0.5～0.8m，宽0.2～0.4m，各对屏幕间距从下到上依次增大。转角立标36内部设置备用电池，紧急断电后第一对电子屏38和第3对继续指示出口方向，第2对和第四对电子屏39关闭。同时，由于疏散过程中转角墙较为分散，声音不会相互干扰，非定向声波发射器40使非定向声波在合适高度均匀扩散，提示乘客疏散路线。根据乘客行走惯性定律，在生理惯性层面，第一对电子屏38与第3对屏幕大小变化对乘客的引导刺激增大；在心理惯性层面，由单层视觉疏散信息变为多层视觉加听觉疏散信息，增加非定向声波引导，使乘客楼梯疏散过程中紧张感越来越高，增加乘客判别准确性。通过信息刺激的增强，在惯性定律的行为惯性层面，乘客快速决策慢走、快走以及跑步疏散的过程。

[0047] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。