桑曉磊

城市避震疏散規(guī)劃是一項牽涉面廣、關(guān)系復雜的專項防災(zāi)規(guī)劃，以往在對避震疏散的問題上，更多的是將避震疏散空間和避震疏散通道看作兩個獨立的部分進行研究，很少將二者綜合起來分析其相互之間的關(guān)系。本文對城市避震疏散可能產(chǎn)生的疏散交通，以及與其緊密相關(guān)的空間系統(tǒng)和通道系統(tǒng)等進行研究和分析，從中找出避震疏散不同于其他防災(zāi)疏散的特點，理清避震疏散交通、避震疏散空間和避震疏散通道等各系統(tǒng)之間的緊密關(guān)系，并通過評價方法體系的嘗試性建構(gòu)，尋找城市規(guī)劃過程中在城市避震疏散環(huán)節(jié)上應(yīng)該關(guān)注的重要問題，為認識和解決避震疏散的各項問題做進一步的理論探索。

1 避震疏散理論回顧

Steven Deban等對1994年諾斯里奇（Northridge）地震進行了總結(jié)，第一次從交通系統(tǒng)運行與管理的角度研究總結(jié)災(zāi)變城市交通系統(tǒng)管理問題。倫敦大學何友鋒博士等人（2006）在第24屆系統(tǒng)動態(tài)社會國際會議上發(fā)表了對城市避震防災(zāi)保護系統(tǒng)的動態(tài)模型的研究，他們認為城市避震防災(zāi)保護系統(tǒng)可以分為7個子系統(tǒng)，包括了人口系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、公建系統(tǒng)、住房系統(tǒng)、生命維持系統(tǒng)和環(huán)境保護系統(tǒng)。中國的蔣維、金磊等人（1992）全面論述城市災(zāi)害概念、評價方法、指標體系、技術(shù)管理對策，首次提出綜合減災(zāi)、災(zāi)害系統(tǒng)論，減災(zāi)模型等概念及評估方法。作者還對地震災(zāi)害進行了深入的研究，分析了地震的發(fā)生對城市各個方面帶來影響，以及各個方面的應(yīng)對反應(yīng)和措施[1]。臺灣的蔡卓芬（2001）將避震疏散的時序分成3個階段：分別是發(fā)震和災(zāi)民自救的第一避難階段、災(zāi)區(qū)自行緊急救援和外援進駐全面救援的第二階段，以及恢復和重建的第三階段，并在此基礎(chǔ)上分析了地震災(zāi)后不同階段城市和居民的行為活動以及對應(yīng)的防災(zāi)空間系統(tǒng)[2]（表1）。

表1 避震疏散時序及防救空間的優(yōu)先次序表

圖1 避震疏散交通系統(tǒng)示意圖

2 城市避震疏散系統(tǒng)

“在地震災(zāi)害爆發(fā)的時候，道路和鐵路可以作為運輸緊急救援和物資的緊急通道，而開放的空間可以為幸存者提供臨時避難或者庇護的服務(wù)[3]”。城市避震疏散交通是包括緊急避震疏散、轉(zhuǎn)移避震疏散、救援疏散等在內(nèi)的多層次交通，與以避震疏散場所為主的空間系統(tǒng)、以疏散（救援）通道為主的通道系統(tǒng)等很多系統(tǒng)之間有著非常緊密的聯(lián)系。可以說城市避震疏散的實施效果是受到空間系統(tǒng)和通道系統(tǒng)制約的，要想在地震發(fā)生的緊急情況下實現(xiàn)較好的疏散，即形成快速、高效的疏散交通，靠的是空間系統(tǒng)和通道系統(tǒng)的有效支撐（圖1）。

2.1 避震疏散的交通類型

根據(jù)地震發(fā)生期間交通產(chǎn)生行為人的不同以及時間和空間的區(qū)別，可以將避震疏散交通劃分為緊急疏散交通、轉(zhuǎn)移疏散交通和救援交通。

（1）緊急疏散交通：緊急疏散交通主要發(fā)生在城市社區(qū)局部層面，這類交通以步行為主，主要集中在地震發(fā)生后的10min以內(nèi)。對城市支路、社區(qū)級道路等城市微觀道路系統(tǒng)產(chǎn)生瞬間巨大交通壓力。由于緊急疏散的時間緊迫，其交通特點表現(xiàn)為產(chǎn)生瞬間人流高峰，且流量很大，但持續(xù)時間短。另外由于緊急逃生的自發(fā)性特點，交通組織性差，秩序比較混亂。

（2）轉(zhuǎn)移疏散交通：轉(zhuǎn)移疏散交通發(fā)生在城市整體層面，這類交通以步行為主，機動交通為輔，時間主要集中在地震過后的1—24h（不包括地震過后的安置轉(zhuǎn)移）。主要給城市主干路和次干路等城市宏觀道路系統(tǒng)帶來交通壓力。其交通特點表現(xiàn)為流量比較平穩(wěn)，持續(xù)時間較長。另外轉(zhuǎn)移疏散多為有組織的交通行為，秩序較好。

（3）救援交通：救援交通除了地震發(fā)生初期群眾的自救和互救行為所產(chǎn)生的交通之外，多為有組織的交通行為。根據(jù)主體的不同可以分為緊急營救交通和救援貨運交通。

2.2 避震疏散的空間系統(tǒng)

避震疏散的空間系統(tǒng)主要是指地震發(fā)生期間能夠為城市避難群眾提供安全庇護和臨時生活的避震疏散場所。按照所發(fā)揮的作用不同可以分為緊急避震疏散場所、長期避震疏散場所和中心避震疏散場所等(《城市抗震防災(zāi)規(guī)劃標準（GB50413-2007）》)。

（1）緊急避震疏散場所：供避震疏散人員臨時或就近避震疏散的場所，也是避震疏散人員集合并轉(zhuǎn)移到固定避震疏散場所的過渡性場所。通?？蛇x擇城市內(nèi)的小公園、小花園、小廣場、專業(yè)綠地、高層建筑中的避難層（間）等；

（2）長期避震疏散場所：又稱固定避震疏散場地，是供避震疏散人員較長時間避震和進行集中性救援的場所。通常可選擇面積較大、人員容置較多的公園、廣場、體育場地／館，大型人防工程、停車場、空地、綠化隔離帶以及抗震能力強的公共設(shè)施、防災(zāi)據(jù)點等。

（3）中心避震疏散場所：規(guī)模較大、功能較全、起避難中心作用的固定避震疏散場所。場所內(nèi)一般設(shè)搶險救災(zāi)部隊營地、醫(yī)療搶救中心和重傷員轉(zhuǎn)運中心等。

圖2 疏散交通相關(guān)系統(tǒng)之間對應(yīng)關(guān)系圖

表2 避震疏散評價體系的總體構(gòu)成

2.3 避震疏散的通道系統(tǒng)

避震疏散通道系統(tǒng)是指在地震發(fā)生期間，為避震疏散和轉(zhuǎn)移的居民、營救隊伍和車輛、救災(zāi)物資等提供疏散和救援通行服務(wù)的人行或車行通道，包括城市道路系統(tǒng)和震時能夠開通的步行廊道和綠帶等。根據(jù)地震過程承擔疏散和救援職能的不同，可以劃分為主要疏散通道、次要疏散通道和緊急疏散通道3個等級。

（1）主要疏散通道：疏散和救援的快速通道，主要擔負整體城市層面的疏散和救援活動，包括災(zāi)民從緊急避震疏散場所到長期避震疏散場所的轉(zhuǎn)移疏散交通、救援隊伍和車輛組織和調(diào)配的救援交通以及傷員和救援物資的運輸交通等，相當于城市道路系統(tǒng)中的主干道。

（2）次要疏散通道：配合主要疏散通道架構(gòu)成完整的疏散和救援干道網(wǎng)絡(luò)，主要為各避難場所之間相互聯(lián)系及車輛運送物資往來于各防災(zāi)據(jù)點服務(wù)，相當于城市道路系統(tǒng)的次干道。

（3）緊急疏散通道：疏散和救援通道系統(tǒng)的毛細血管，主要擔負著局部社區(qū)層面的疏散和救援活動，是居民從住所、辦公場所等受災(zāi)場所向緊急疏散場所緊急疏散交通的重要通道，也是災(zāi)后消防和緊急救援的重要通道，相當于城市道路系統(tǒng)的支路和居住區(qū)級道路。

3 城市避震疏散交通相關(guān)系統(tǒng)之間的關(guān)系

（1）空間系統(tǒng)是疏散交通的據(jù)點

在日本和臺灣，避震疏散場所被稱為“防災(zāi)據(jù)點”[4]。顧名思義，避震疏散場所是地震過程中疏散和救援的根據(jù)地，既為受災(zāi)群眾提供安全庇護和生活保障，又為營救提供人力和物力支援。緊急避震疏散場所是緊急避震的目的地、轉(zhuǎn)移疏散的中轉(zhuǎn)站，同時還是緊急救援的根據(jù)地；長期避震疏散場所是轉(zhuǎn)移疏散乃至整個疏散的目的地、救援物資的儲存點和供應(yīng)基地?？傊?，避震疏散空間系統(tǒng)是受災(zāi)城市居民生存的“綠洲”，在避震疏散過程中的重要作用不容忽視。

（2）通道系統(tǒng)是疏散交通的命脈

避震疏散通道系統(tǒng)雖然有主次上的等級之分，但在疏散過程中的地位都很重要。緊急疏散的時候整個通道系統(tǒng)每個路段都要發(fā)揮緊急避震疏散的作用，特別是緊急疏散通道，它們就像身體里的“毛細血管”，影響著城市中每個角落里居民的生命安全；主要和次要疏散通道在轉(zhuǎn)移疏散和救援疏散的過程中，地位更為突出，是疏散交通系統(tǒng)的“大動脈”。

（3）空間系統(tǒng)依托通道系統(tǒng)來支撐

沒有通道系統(tǒng)的空間系統(tǒng)，勢必成為“海中孤島”，無法正常地發(fā)揮其安全庇護和生活保障的作用。要想充分發(fā)揮疏散空間系統(tǒng)的作用，必須注重空間系統(tǒng)與疏散系統(tǒng)的緊密配合，形成一個網(wǎng)絡(luò)通暢、結(jié)點安全的整體性強、積極高效的疏散保障體系（圖2）。

4 城市避震疏散交通評價方法體系的建構(gòu)

由于避震疏散交通系統(tǒng)是個綜合的系統(tǒng)，其在抗震救災(zāi)過程中疏散和救援作用的發(fā)揮，靠的是各組成部分之間的緊密配合，因此對避震疏散交通系統(tǒng)的評價，除了要對空間系統(tǒng)、通道系統(tǒng)等子系統(tǒng)的指標進行評價之外，還要看它們之間的聯(lián)系和配合的情況，避震疏散交通系統(tǒng)評價體系的總體構(gòu)成如表2中所示。

4.1 避震疏散空間系統(tǒng)的評價方法

對避難疏散空間的評價，主要通過服務(wù)覆蓋率、服務(wù)重復率和服務(wù)質(zhì)量3個指標來衡量[5]。前兩者是看避震疏散場所空間布局的合理性，而對服務(wù)質(zhì)量的評價重在避免產(chǎn)生過于擁擠的情況。

（1）服務(wù)覆蓋率

服務(wù)覆蓋率是避震疏散場所，基于通道網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，在一定距離（服務(wù)半徑）內(nèi)能夠服務(wù)的區(qū)域占整個區(qū)域的面積比重，主要是用來衡量避震疏散場所的布點數(shù)量是否足夠。如果布點不夠、間距過大，就形成避震疏散場所服務(wù)不到的區(qū)域——“盲區(qū)”。

（2）服務(wù)重復率

避震疏散場所的布點也不是越多越好，太多了是對城市空間資源的浪費。服務(wù)重復率是指各避震疏散場所的服務(wù)區(qū)相互重疊的區(qū)域占總服務(wù)區(qū)的面積比重，從總體上衡量某一區(qū)域內(nèi)緊急避震疏散場所的重復設(shè)置情況。通過對各重復區(qū)覆蓋次數(shù)進行分析，可以更加直觀地判斷出緊急避震疏散場所布點過于密集的區(qū)域。

（3）服務(wù)質(zhì)量

對避震疏散場所服務(wù)質(zhì)量的評價，主要通過場所的飽和度來衡量，可以根據(jù)下邊的公式求得：

在避震疏散場所能夠提供的有效避難面積一定的情況下，服務(wù)質(zhì)量是判斷防災(zāi)疏散分區(qū)合理性的重要指標。同樣，在疏散分區(qū)人口一定的情況下，服務(wù)質(zhì)量也是調(diào)整避震疏散場所規(guī)模和數(shù)量的重要依據(jù)。人口可分晝間人口和夜間人口，以此考慮居住人口和就業(yè)（就學）人口對各級避震疏散場所規(guī)模的需求。

4.2 避震疏散通道系統(tǒng)的評價方法

對城市避震疏散通道系統(tǒng)的評價主要在于通道系統(tǒng)的抗災(zāi)性能，主要表現(xiàn)在通達性和可靠性兩個方面，通道系統(tǒng)的通達性評價可以通過網(wǎng)絡(luò)集成度的方法進行分析，而通道系統(tǒng)的可靠性則主要是看各個路段的有效疏散寬度、街道高寬比保障和在地震災(zāi)害中的易損程度。

表3 路段連接度與控制值的計算式表[8]

（1） 通道系統(tǒng)的通達性

本文借鑒了空間句法（Space Syntax）集成度的理論和分析方法，主要研究連接度和控制值[6]。為了與避震疏散交通的實際相結(jié)合，將城市GIS 數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的道路中心線，轉(zhuǎn)化為軸線來進行空間句法計算[7]，以路段（交叉口之間的道路）作為一個空間單元，比較其各自的連接度和控制度，分析每一路段在避震疏散過程中的重要程度，具體計算方法如表3所示。

連接度（connectivity）：表示與一個路段直接相連的路段數(shù)，在疏散通道系統(tǒng)中連接度值越多，則表示該路段對外連接的選擇性越多，抗災(zāi)性能越好。

控制值（control value）：假設(shè)每個路段對外連接的權(quán)重都是1，則某路段i從相鄰路段j分配到的權(quán)重為1/Cj （路段j的連接值）。那么與路段i直接相連的其他路段的連接值倒數(shù)之和，就是路段i從與之直接相連路段中分配到的權(quán)重，就是路段i的控制值，表示該路段對與之直接相連的路段的影響程度。在避震疏散通道上的實際意義，就是一個路段的通行情況對其周邊路段的影響。路段的控制值越高，對其相連道路的影響就越大，在其周邊區(qū)域內(nèi)的重要性就越高。在實際中應(yīng)考慮不同的道路等級的影響，因為不同道路在避震疏散中的作用是不一樣的。快速路可能控制值不一定是最高的，但可能作為主要疏散通道。

（2）不包括橋梁路段的可靠性

對不包括橋梁路段可靠性的影響，主要來自兩個方面，一方面是道路本身即路基在地震作用下的受損對路段通行能力造成的影響，另一方面則是道路兩側(cè)建筑物或者路上構(gòu)筑物受震坍塌后造成的堵塞對路段通行能力帶來的影響。避震疏散通道的有效寬度是考慮地震中通道兩側(cè)的建筑受災(zāi)倒塌時，通道的橫斷面部分受阻，但還有足夠的寬度保證救援車輛、消防車輛以及疏散人群的通行。

避震疏散通道的有效寬度應(yīng)符合下列關(guān)系式：

式中：N為疏散通道的有效寬度，W為道路紅線寬度，H1、H2 為兩側(cè)建筑高度，S1、S2為兩側(cè)建筑退紅線距離[9]。

考慮到不同等級的避震疏散通道在疏散交通和救援交通上所發(fā)揮的作用，對有效寬度的要求也有所不同。緊急疏散通道主要是城市緊急疏散和緊急救援的通道，以步行為主，因此緊急疏散通道的有效寬度不小于2.5m[10]即可；而主要疏散通道和次要疏散通道是城市避震疏散和抗震救災(zāi)的主要通道，除了滿足大量疏散居民的步行需求之外，還要為消防車、救護車、救援機械車輛以及救災(zāi)物資等眾多車輛預留通行寬度。因此次要疏散通道的有效寬度要不小于7m，人車混行的情況保障行人與車輛同時通行的需要。而主要疏散通道的要求更高，有效寬度不小于15m，即在保障行人通行的基礎(chǔ)上，滿足車輛雙向通行的要求。

（3）包括橋梁路段的可靠性

包括橋梁的路段實際上是橋梁單元和路段單元的串聯(lián)，因此地震對包括橋梁路段可靠性的影響，應(yīng)分為對橋梁單元的影響和對路段單元的影響。在評價包括橋梁路段的可靠性時，不同于無橋梁路段直接采用路段單元的通行概率（P=P2），而是將橋梁單元的通行概率和路段單元的通行概率相疊合（P=P1×P2）。本文暫不牽涉到工程結(jié)構(gòu)、地震發(fā)生幾率和加速度的空間差異，只是將有無橋梁作為影響路段通行的一個因素參與分析（圖3）。

圖3 路段通行概率影響因素圖

圖4 疏散空間與疏散通道吻合情況示意圖

4.3 空間系統(tǒng)與通道系統(tǒng)聯(lián)系的評價方法

衡量避震疏散場所與通道系統(tǒng)的聯(lián)系情況，應(yīng)該從疏散空間與疏散通道的相對位置、疏散空間周邊的通道網(wǎng)絡(luò)情況、疏散空間與疏散通道的吻合情況和疏散服務(wù)的薄弱度等幾個方面來衡量。前兩者側(cè)重于對影響避震疏散場所服務(wù)范圍的因素進行評價，后兩者則側(cè)重于利用量化手段對疏散空間與疏散通道相互配合的服務(wù)效果進行評價（圖4）。

（1）空間關(guān)系評價

出入口評價：對避震疏散場所出入口的評價，主要是看其對外聯(lián)系疏散通道的等級。避震疏散場所對外聯(lián)系的疏散通道直接影響著進出避震疏散場所的交通方便程度。由于不同等級的疏散空間要求連接的疏散通道的最低等級不同，因此在進行出入口評價時，應(yīng)該同級進行比較。

距離評價：無論是緊急避震疏散場所還是長期（固定）避震疏散場所，都不是孤立的“防災(zāi)據(jù)點”，它們必須與其他避震疏散場所以及指揮中心、醫(yī)療中心、物質(zhì)儲備中心等抗震救災(zāi)的重大基礎(chǔ)設(shè)施保持著方便而緊密的聯(lián)系。主要疏散通道是人員疏散、救援實施和物資輸送的重要命脈，因此避震疏散場所與主要疏散通道的距離，直接關(guān)系著避震疏散場所與其他區(qū)域和設(shè)施的聯(lián)系方便程度。

（2）場所周邊的通道網(wǎng)絡(luò)評價

疏散空間周邊的通道網(wǎng)絡(luò)是支撐其發(fā)揮避震疏散作用的重要骨架，是避震疏散場所對外聯(lián)系，特別是與受災(zāi)地點之間聯(lián)系的重要網(wǎng)絡(luò)平臺，直接影響著避震疏散場所所能服務(wù)到的范圍。網(wǎng)絡(luò)評價主要從疏散場所周邊通道的平均連接度和通道網(wǎng)絡(luò)密度兩個方面來進行：平均連接度是評價避震疏散場所周邊通道連通性好壞的重要指標，而通道網(wǎng)絡(luò)密度是反映疏散空間周邊通道疏密的重要指標。分析避震疏散場所周邊的通道網(wǎng)絡(luò)密度，有助于更加理性地分析通道網(wǎng)絡(luò)對避震疏散場所服務(wù)范圍的影響。

（3）疏散空間與疏散通道的吻合評價

避震疏散空間與疏散通道之間存在著非常緊密的聯(lián)系，通道網(wǎng)絡(luò)形式的不同、通道網(wǎng)絡(luò)通達性的不同、疏散空間周邊通道網(wǎng)絡(luò)密度不同以及疏散空間與疏散通道的相對位置關(guān)系不同都會影響到避震疏散場所的服務(wù)結(jié)果——服務(wù)范圍大小。本文為了更好地研究疏散空間與疏散通道之間的契合關(guān)系，引入吻合度（Anastomose value）的算法，通過量化的手段來分析和評價避震疏散空間與其周邊疏散通道的聯(lián)系情況，是對避震疏散場所在通道系統(tǒng)基礎(chǔ)上覆蓋服務(wù)的深化分析。

疏散空間與疏散通道的吻合度，是一個衡量網(wǎng)絡(luò)中某一服務(wù)點與該網(wǎng)絡(luò)配合情況的整體性指標，計算公式為：

式中r是指基于路網(wǎng)建立服務(wù)區(qū)的半徑，Ar是指基于路網(wǎng)在半徑為r的條件下形成服務(wù)區(qū)的面積，借助于GIS的網(wǎng)絡(luò)分析功能（Network Analyst）可以完成。吻合度是一個0＜AN≤1的數(shù)值，吻合度越高，服務(wù)區(qū)的形狀越飽滿，越接近于圓形，說明疏散空間與疏散通道之間的契合性越好。

（4）避震疏散服務(wù)的薄弱度分析

基于通道網(wǎng)絡(luò)形成的避震疏散場所的服務(wù)區(qū)是一個個的不規(guī)則形狀，雖然形狀的外邊緣到避震疏散場所的網(wǎng)絡(luò)距離是一樣的——都等于服務(wù)半徑，但是它們到避震疏散場所的空間距離卻不同?？臻g距離大的部分，場所在這部分的交通可達性較好，能夠服務(wù)到比較遠的區(qū)域；空間距離小的部分，場所的交通可達性較差，其疏散服務(wù)只能到達距離其自身很近的地方，換言之，這部分是避震疏散場所服務(wù)的薄弱部分。

場所服務(wù)薄弱度（Weakness Value）的計算公式：

式中：W表示的是一個服務(wù)設(shè)施點的服務(wù)薄弱度，r表示基于網(wǎng)絡(luò)生成服務(wù)區(qū)時使用的服務(wù)半徑，li表示服務(wù)區(qū)邊緣線上參與分析點到服務(wù)設(shè)施點的空間距離，n表示的是服務(wù)區(qū)邊緣線上參與分析點的數(shù)量。

整個的服務(wù)薄弱度求得是全部參與分析點r/li的平均值，而且那些距離服務(wù)設(shè)施很近的點，對整體的服務(wù)薄弱度影響就很大。

避震疏散場所周邊的通道網(wǎng)絡(luò)是影響其服務(wù)能力的直接原因，分析避震疏散場所薄弱度的目的就在于尋找通道系統(tǒng)的不完整部分，為加強通道網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提高避震疏散場所的服務(wù)能力，提供更加直觀、更有說服力的依據(jù)。基于網(wǎng)絡(luò)通過GIS工具生成的服務(wù)區(qū)圖形、判斷避震疏散場所的薄弱部分，是尋找疏散空間周邊通道網(wǎng)絡(luò)問題的有效手段。

5 結(jié)語

在認真分析避震疏散交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，分析避震疏散的交通類型以及疏散空間的組成和疏散通道的區(qū)別，對避震疏散規(guī)劃和研究的方法進行了梳理和補充，并融合空間句法等其他理論方法，嘗試性地建立一個相對較為完整的評價方法體系，包括了對避震疏散空間系統(tǒng)的空間布局和服務(wù)質(zhì)量的評價、避震疏散交通系統(tǒng)通達性和可靠性的評價以及兩者聯(lián)系緊密程度的吻合度和服務(wù)薄弱度評價等。

通過對避震疏散交通體系內(nèi)各項要素及相互聯(lián)系的評價，旨在更好地發(fā)現(xiàn)城市在避震疏散的幾個重要環(huán)節(jié)（包括疏散場所的空間布局、道路系統(tǒng)以及各系統(tǒng)相互銜接等）的問題和不足，為城市避震疏散交通系統(tǒng)的改善和提升尋求更加科學合理的依據(jù)。參考文獻 References

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