基于虚拟现实的地铁应急疏散仿真系统

近日，河南省突发洪水牵动着亿万中国人民的心，郑州市是河南省受灾最严重的地区之一，7月20日当天受暴雨影响郑州地铁5号线500余名乘客被困积水车厢，其中12名乘客不幸遇难。在为遇难者感到痛心和遗憾的同时，地铁等公共交通的安全又一次成为人们热切关心的话题。

地铁线路以地下隧道为主的敷设方式，减少城市公共空间占用的同时也给突发事件的应急处置带来了挑战。随着虚拟现实（VR）技术的完善与发展，相关学者利用其具有高度“还原”真实场景的特点，近年来其在各行业的应急管理领域均取得了一定的研究成果。在应急疏散时利用火灾动态模拟器（FDS）和Pathfinder仿真得到的疏散路径，使用X3D开发了VR建筑火灾人员逃生训练系统；搭建了公路隧道VR场景，通过真人实验探究隧道指示灯颜色和闪光频率等因素对疏散的影响；利用Unity3D开发VR场景，通过真人疏散实验分析地铁站内常客疏散过程中疏散流线的瓶颈点以及安全隐患。基于VR的地铁应急疏散仿真系统主要包括突发事件仿真、应急疏散与演练、仿真数据统计分析与系统可视化展示。

突发事件仿真 

突发事件仿真功能可实现突发事件场景和乘客属性的设定。系统读取事件演变模拟数据，根据触发时间和事件位置生成突发事件场景。乘客属性配置可对乘客数量、期望速度、生成方式、形象等属性进行设置。灾害属性与智能体模型开启后，突发事件与乘客行为可产生交互影响。 

应急疏散演练 

应急疏散演练功能可适配多种演练场景，用户可对疏散场景、观察模式和仿真模式进行设定。根据疏散效果评价、应急预案优化、安全教育等需求，实现虚拟应急疏散仿真、PC 端应急疏散演练和VR应急疏散演练。

仿真数据统计分析 

仿真数据统计分析功能可对疏散时间、疏散人数、演练人员定位坐标、疏散成功比例与待疏散人数进行统计分析，可通过录屏完整记录演练过程，满足疏散效果评价、安全行为分析以及地铁公司运营安全评估的数据需求。 

系统可视化展示 

系统可视化展示功能通过 UI 界面可视化设定系统配置，基于VR技术实现用户在车站场景内三维漫游、观察仿真过程、查看仿真结束乘客的伤亡情况，在PC模式下以图表等多维度以可视化展示形式疏散比例、站台剩余人数等仿真结果数据。

（系统技术描述来源：城市轨道交通第30卷第6期）