劉嚴(yán)萍 賴迪輝

天津城建大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院

以北京市為研究對象，基于層次分析法和模糊綜合評價，開展城市災(zāi)害脆弱性評估模型研究。

1 脆弱性評估內(nèi)涵的界定

國內(nèi)外學(xué)者對脆弱性內(nèi)涵的理解上存在分歧[1-5]。 綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)脆弱性評估的內(nèi)涵如下：脆弱性在很大程度上取決于承災(zāi)體所處的社會、經(jīng)濟(jì)、政治狀況，基于財富和教育水平、殘疾和健康狀況，以及性別、年齡、階層等其他社會和文化特點(diǎn)表征出的不平等性，從而暴露性、敏感性和應(yīng)對能力各不相同。承災(zāi)體暴露性是指暴露在致災(zāi)因子影響范圍之內(nèi)的承災(zāi)體(如人口、房屋、道路、室內(nèi)財產(chǎn)等)數(shù)量或者價值，以社會和物質(zhì)生活的地理分布以及人們集中活動的地點(diǎn)來描述的。承災(zāi)體敏感性是指承災(zāi)體在一定強(qiáng)度的災(zāi)害打擊后受到損失的難易程度。應(yīng)對能力是指自然災(zāi)害發(fā)生時，設(shè)施防備的應(yīng)對能力和人的心理承受能力。

2 方法選擇及分析過程

鑒于各因子對脆弱性的影響程度具有模糊性的特點(diǎn)，且災(zāi)害機(jī)理具有不確定性，承災(zāi)體脆弱性分析只能做不確定性分析，用模糊關(guān)系表達(dá)[6-7]。本文選擇模糊綜合評價法為基礎(chǔ)，構(gòu)建城市災(zāi)害脆弱性評估模型，模糊綜合評價過程中的指標(biāo)權(quán)重以層次分析法完成。

2.1 脆弱性指標(biāo)選取

基于科學(xué)性、全面性、針對性、可行性和簡明性原則，考慮到城市尺度的脆弱性分析其相關(guān)數(shù)據(jù)資料的可得性、可更新性、詳盡程度，選取以下脆弱性指標(biāo)形成指標(biāo)體系：

（1）人口密度。

式中：

Pd—區(qū)域人口密度指數(shù)，Pd越高，承災(zāi)體風(fēng)險水平越高，可以作為暴露性指標(biāo)；

P—區(qū)域人口總數(shù)；

S—區(qū)域總面積。

（2）經(jīng)濟(jì)密度指數(shù)。

式中：

GDP—區(qū)域經(jīng)濟(jì)總量；

S—區(qū)域總面積。Ed越高，說明暴露在區(qū)域中的建筑物、工業(yè)設(shè)施、生產(chǎn)能力和居民區(qū)量越多，區(qū)域越容易受到災(zāi)害影響，承災(zāi)體脆弱性就越高，可以作為暴露性指標(biāo)。

（3）建筑物密度。

式中：

M—區(qū)域內(nèi)建筑物總面積；

S—區(qū)域總面積（平方公里）。建筑密度指數(shù)越高，其暴露性越高。

（4）弱勢群體比重（65歲老人和0～14歲人群數(shù)量之和）。

式中：

Po—區(qū)域內(nèi)弱勢群體的密度；

O—65歲老人和0～14歲人群總數(shù)；

P—區(qū)域總面積（平方公里）。弱勢群體人口越密集，該區(qū)域敏感性就越高。

（5）人均GDP。

式中：

GDP—區(qū)域經(jīng)濟(jì)總量；

P—該行政區(qū)人口總數(shù)。

2.2 權(quán)重的確定

選取人口密度、弱勢群體比重、建筑密度、經(jīng)濟(jì)密度、人均GDP構(gòu)成層次分析模型。為保證權(quán)重賦值的科學(xué)性，本論文采用主客觀賦權(quán)結(jié)合的方法，選擇層次分析法(AHP)和特爾菲法相結(jié)合，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣見式（6）。

該矩陣通過一致性檢驗(yàn)，最終確定各指標(biāo)的權(quán)重，并建立權(quán)重集A={0.510，0.264，0.033，0.130，0.064 }。2.3 評價集的確定

y={K1，K2，K3，K4，K5}={低度脆弱性，較低度脆弱性，中度脆弱性，較高度脆弱性，高度脆弱性}={1，2，3，4，5}。

3 結(jié)果與討論

由北京統(tǒng)計信息網(wǎng)的北京統(tǒng)計年鑒（http://www.bjstats.gov.cn/sjfb/bssj/tjnj/）選取2012年北京市各行政區(qū)人口、行政區(qū)面積、GDP、65歲老人數(shù)、0～14歲人數(shù)、行政區(qū)內(nèi)總?cè)藬?shù)、建筑面積總數(shù)等統(tǒng)計值，按照公式（1）-（5）計算從而獲得各行政區(qū)脆弱性指標(biāo)數(shù)據(jù)，見表1。

表1 2012年北京市各行政區(qū)脆弱性指標(biāo)數(shù)據(jù)

計算各評價指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差與均值，取標(biāo)準(zhǔn)差與均值的最小值作為評價數(shù)據(jù)模糊子集分級的間隔值Δ，進(jìn)而對各評價指標(biāo)數(shù)據(jù)均按相同的間隔值進(jìn)行等間隔劃分，獲得評價指標(biāo)間隔點(diǎn)D1、D2、D3、D4、D5。各評價指標(biāo)數(shù)據(jù)集的間隔值及等間隔劃分，見表2。

表2 評價數(shù)據(jù)模糊子集分級的間隔值Δ及評價指標(biāo)數(shù)據(jù)等間隔劃分

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的分段線性函數(shù)對評價指標(biāo)進(jìn)行模糊子集劃分，建立了統(tǒng)一的線性隸屬函數(shù)，獲得隸屬關(guān)系矩陣R，將權(quán)重向量A與關(guān)系矩陣R相乘，獲得模糊綜合評價結(jié)果B。對向量B取最大值girdmax，得到風(fēng)險等級。將向量所對應(yīng)風(fēng)險等級進(jìn)行加權(quán)平均，獲得風(fēng)險指數(shù)girdmax。風(fēng)險等級與風(fēng)險指數(shù)的計算公式見式（7）和（8）。

根據(jù)最大隸屬度原則，確定各行政區(qū)風(fēng)險等級和風(fēng)險指數(shù)，見表3。

表3 北京市行政區(qū)綜合評價結(jié)果、風(fēng)險等級與風(fēng)險指數(shù)

由表3可見，東城區(qū)和西城區(qū)的風(fēng)險等級最高，達(dá)到5級；朝陽區(qū)、豐臺區(qū)、石景山區(qū)、海淀區(qū)的風(fēng)險等級次之，為2級，以上四個區(qū)的經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)值相對于東城區(qū)、西城區(qū)來說，具有較大的差距；而遠(yuǎn)離城市中心的房山區(qū)、通州區(qū)等行政區(qū)的脆弱性等級最低，為1級。在同為2級的4個行政區(qū)中，朝陽區(qū)的風(fēng)險指數(shù)最高，達(dá)到了2.39。

4 結(jié)論

本文選擇與暴露性、敏感性和應(yīng)對能力相關(guān)的多個要素，以北京市為研究對象，展開城市災(zāi)害脆弱性評估模型研究，獲得各行政區(qū)脆弱性等級和脆弱性指數(shù)。該研究結(jié)果對于提高北京市城市安全規(guī)劃的針對性具有指導(dǎo)意義，該模型也可以應(yīng)用到對其他城市的脆弱性評估方面。

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