溫小鵬

基于GIS的區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及其在城市消防規(guī)劃中的應(yīng)用
——以福清市中心城區(qū)為例

溫小鵬

(福建省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 福建福州 350008)

通過(guò)構(gòu)建區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，利用GIS的空間分析功能對(duì)福清市中心城區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)影響因子進(jìn)行評(píng)估，并結(jié)合各因子權(quán)重，對(duì)所有風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行疊加分析，得到城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)圖，并基此對(duì)該中心城區(qū)提出相應(yīng)的消防安全規(guī)劃措施。

區(qū)域火災(zāi)；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；消防規(guī)劃；GIS

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，現(xiàn)代社會(huì)的火災(zāi)情況愈加復(fù)雜，加上基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的相對(duì)滯后，火災(zāi)事故頻繁發(fā)生，城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)不斷增加，對(duì)城市社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)越來(lái)越嚴(yán)重的影響。因此，為了預(yù)防和減少城市火災(zāi)事故，并為消防部門(mén)和城市建設(shè)及管理部門(mén)在防災(zāi)減災(zāi)措施方面提供參考，對(duì)城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估顯得十分必要。

地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種決策支持系統(tǒng)，其可以對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、管理、分析、轉(zhuǎn)化、反饋并輸出空間信息，同時(shí)也可以分析復(fù)雜的自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。在自然災(zāi)害領(lǐng)域，GIS已被廣泛應(yīng)用于災(zāi)害模擬、預(yù)警、災(zāi)害損失評(píng)估及應(yīng)急管理方面[1]。

20世紀(jì)末，我國(guó)逐步開(kāi)展了有關(guān)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的系統(tǒng)研究。相對(duì)建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)、企業(yè)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和重大危險(xiǎn)源的研究而言，區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的研究工作起步較晚，成果有限。

區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法大體可以分為定性分析法、半定量分析法和定量分析法三大類(lèi)。

引進(jìn)“量”的概念是進(jìn)行分析和比較的基礎(chǔ)，嚴(yán)格的定量分析應(yīng)當(dāng)以基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的事故概率計(jì)算和基于火災(zāi)動(dòng)力學(xué)的火災(zāi)后果為基礎(chǔ)，但由于火災(zāi)事故數(shù)據(jù)資料的缺乏以及時(shí)間、費(fèi)用等方面的限制，準(zhǔn)確計(jì)算火災(zāi)事故概率是十分困難的，且在相當(dāng)場(chǎng)合無(wú)法得到這種概率。因此，長(zhǎng)期以來(lái)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估仍以定性分析方法和半定量分析方法為主。

定性分析方法是對(duì)分析對(duì)象的火災(zāi)危險(xiǎn)狀況進(jìn)行系統(tǒng)、細(xì)致的檢查，根據(jù)檢查結(jié)果對(duì)其火災(zāi)危險(xiǎn)性做出大致評(píng)價(jià)?！冻鞘邢酪?guī)劃規(guī)范》中推薦采用定性分析方法，但這種評(píng)估方法最大問(wèn)題在于沒(méi)有結(jié)合現(xiàn)狀火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分布情況，對(duì)近期規(guī)劃建設(shè)缺乏一定的指導(dǎo)性。

而半定量方法則將對(duì)象的危險(xiǎn)狀況表示為某種形式的分度值，并區(qū)分出不同對(duì)象的火災(zāi)危險(xiǎn)程度，這種分度值可以與某種量的經(jīng)費(fèi)加以比較，因而可以進(jìn)行消防費(fèi)用效益、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)大小等方面的分析。

本文通過(guò)構(gòu)建城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，通過(guò)GIS對(duì)城市火災(zāi)危險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別、劃分等級(jí)并進(jìn)行標(biāo)示顯示，并對(duì)城市火災(zāi)風(fēng)向進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布情況，為消防部門(mén)和城市建設(shè)及管理部門(mén)在城市火災(zāi)事故預(yù)防和減災(zāi)方面提供參考。

1 區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

為準(zhǔn)確體現(xiàn)評(píng)估區(qū)域的真實(shí)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)水平，使評(píng)估結(jié)果能為優(yōu)化消防資源配置和政府管理部門(mén)的決策提供精確的參考價(jià)值，根據(jù)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型及其特點(diǎn)，分兩級(jí)建立評(píng)估指標(biāo)體系[2],如表1所示。

表1 區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要指標(biāo)

基于指標(biāo)的可獲取性、指標(biāo)在各地塊差異性的大小和指標(biāo)間含義的重疊性等原則及提供規(guī)劃工作的效率因素，對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行初步優(yōu)化，剔除對(duì)結(jié)果影響較小的因素。

本文選取了規(guī)劃區(qū)功能分區(qū)、與消防站的距離、市政消防供水能力、消防重點(diǎn)單位數(shù)量、與危險(xiǎn)建筑的距離、歷史火災(zāi)分布密度、人口密度及建筑耐火等級(jí)這8個(gè)因子作為城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，不同指標(biāo)變量根據(jù)其對(duì)火災(zāi)的影響程度，被分成5個(gè)等級(jí)，并利用yaahp層次分析法軟件對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，得到各指標(biāo)權(quán)重值如表2所示。

表2 區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的權(quán)重

對(duì)各個(gè)子分區(qū)的評(píng)估，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)通過(guò)城市實(shí)際數(shù)據(jù)及其相應(yīng)的權(quán)重計(jì)算得到。GIS確定火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的模型如式1所示[3]：

FRV=W1×DDB+W2×PUN+W3×FD+W4×CF+W5×DFS+W6×DW+W7×JN+W8×RM

(1)

其中：

FRV—火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的量化指標(biāo)；

DDB—與危險(xiǎn)建筑的距離；

PUN—分區(qū)單元內(nèi)消防重點(diǎn)單位數(shù)量；

FD—分區(qū)單元內(nèi)歷史火災(zāi)分布密度；

CF—規(guī)劃區(qū)功能分區(qū)類(lèi)型；

DFS—與消防站的距離；

DW—市政消防供水能力(與水源的距離)；

JN—建筑耐火等級(jí)；

RM—人口密度；

Wi(i=1…8)—為風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的權(quán)重。

GIS在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程中，主要利用其空間分析功能，對(duì)不同評(píng)價(jià)指標(biāo)根據(jù)其權(quán)重賦值進(jìn)行疊加分析，從而得到研究區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等級(jí)圖。評(píng)估流程如圖1所示。

圖1 區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程圖

2 福清市中心城區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.1 福清市中心城區(qū)各評(píng)價(jià)指標(biāo)圖

(1)與危險(xiǎn)建筑的距離

根據(jù)圖2所示，顏色越深的區(qū)域，分值越大。與危險(xiǎn)建筑的距離越近，火災(zāi)危險(xiǎn)越大。從圖2中可以看出，福清市中心城區(qū)危險(xiǎn)建筑主要分布在融僑經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)城西組團(tuán)、宏路街道國(guó)道324沿線(xiàn)、北部洪寬工業(yè)區(qū)以及老城區(qū)。涉及的主要有易燃易爆危險(xiǎn)品生產(chǎn)及儲(chǔ)存企業(yè)、加油(氣)站等。

圖2 與危險(xiǎn)建筑的距離圖

(2)消防重點(diǎn)單位數(shù)量

圖3為福清中心城區(qū)消防重點(diǎn)單位數(shù)量分布圖，顏色越深的區(qū)域，消防重點(diǎn)單位分布越多，其火災(zāi)危險(xiǎn)性越高。從圖3中可以看出，消防重點(diǎn)單位主要分布在老城區(qū)，主要包括政府辦公樓、賓館酒店、娛樂(lè)場(chǎng)所、醫(yī)院、學(xué)校等。

圖3 消防重點(diǎn)單位數(shù)量

(3)歷史火災(zāi)分布密度

歷史火災(zāi)分布密度如圖4所示，顏色越深的區(qū)域，火災(zāi)密度越大，近五年火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)越多，火災(zāi)危險(xiǎn)性也越高。

如圖4所示，近五年福清市火災(zāi)主要發(fā)生在老城區(qū)和城西工業(yè)組團(tuán)。其中，老城區(qū)火災(zāi)多發(fā)的原因主要為建筑老舊、三合一場(chǎng)所多、消防救援設(shè)施嚴(yán)重缺乏、消防安全布局不合理等；城西工業(yè)組團(tuán)則主要由于工業(yè)企業(yè)及倉(cāng)儲(chǔ)眾多，涉及的危化品眾多。

圖4 歷史火災(zāi)分布密度圖

(4)建筑耐火等級(jí)

如圖5所示，顏色越深的區(qū)域，對(duì)應(yīng)的建筑物耐火等級(jí)越低，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分值越大。

根據(jù)圖5所示，福清是中心城區(qū)耐火等級(jí)相對(duì)較低的建筑主要集中在玉屏街道舊街區(qū)、龍山街道的老城區(qū)以及融僑經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)城西組團(tuán)。其主要包括老舊住宅、城中村老舊建筑以及簡(jiǎn)易工業(yè)廠(chǎng)房。

圖5 建筑物耐火等級(jí)圖

(5)規(guī)劃區(qū)功能分區(qū)類(lèi)型

如圖6所示，顏色越深的區(qū)域，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分值越大。根據(jù)福清市總體規(guī)劃用地布局，各研究區(qū)域分值依次從大到小分別為商業(yè)、居住、工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)、公共設(shè)施及其他用途區(qū)域。

圖6 規(guī)劃區(qū)功能分區(qū)圖

(6)人口密度

圖7為福清中心城區(qū)人口密度分布圖，顏色越深的區(qū)域，人口密度越大。福清市人口密度相對(duì)較高的區(qū)域主要集中在玉屏街道和龍山街道的老城區(qū)和西部宏路街道。

圖7 人口密度分布圖

(7)與消防站的距離

圖8 與消防站的距離圖

如圖8所示，顏色越深的區(qū)域，離消防站的距離越遠(yuǎn)，火災(zāi)危險(xiǎn)性越高。

現(xiàn)狀：福清大部分區(qū)域都未做到消防全覆蓋，消防站建設(shè)嚴(yán)重落后于本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

(8)市政消防供水能力

如圖9所示，顏色越淺的區(qū)域，市政消防栓供水設(shè)施建設(shè)越完善，市政消防供水能力越強(qiáng)，火災(zāi)危險(xiǎn)性越低；反之，其他區(qū)域火災(zāi)危險(xiǎn)性越高。

圖9 市政消防供水能力圖

2.2 福清市中心城區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)圖

本文通過(guò)GIS空間分析中的圖層疊加功能，對(duì)上述8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)按照層次分析法得到的指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行了疊加分析，最后得到福清市中心城區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)圖，如圖10所示。顏色越深的區(qū)域，火災(zāi)危險(xiǎn)性越高。

圖10 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)圖

福清中心城區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高的區(qū)域基本集中于玉屏街道舊街區(qū)、龍山街道的老城區(qū)(清榮大道至江濱路一帶)、融僑經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)城西組團(tuán)、宏路街道國(guó)道324沿線(xiàn)及北部洪寬工業(yè)區(qū)。從火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分布現(xiàn)狀可以看出，火災(zāi)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域現(xiàn)狀主要為老舊社區(qū)、工業(yè)集中區(qū)和工廠(chǎng)及倉(cāng)庫(kù)集中的地塊區(qū)域。

此外，根據(jù)歷年發(fā)生火災(zāi)統(tǒng)計(jì)分布情況，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果基本與歷年發(fā)生火災(zāi)統(tǒng)計(jì)分布區(qū)域契合。因此，本次涉及的福清市中心城區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果基本準(zhǔn)確，能夠作為城市消防規(guī)劃、建設(shè)的科學(xué)依據(jù)，為火災(zāi)事故指揮者確定滅火預(yù)案提供基礎(chǔ)，同時(shí)可以作為城鎮(zhèn)綜合消防安全管理決策科學(xué)化的基礎(chǔ)。

2.3 消防安全規(guī)劃措施

(1)調(diào)整和完善城市總體布局，拆除老城區(qū)內(nèi)影響消防安全布局的建筑，徹底改善城區(qū)環(huán)境：

結(jié)合舊城改造，對(duì)中心城區(qū)特別是玉屏街道和龍山街道老城區(qū)存在消防安全隱患的老舊社區(qū)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。

拆除占用消防車(chē)通道、防火間距的違章建筑，開(kāi)辟消防通道。

(2)改造電氣線(xiàn)路，加強(qiáng)用火用電管理：對(duì)老舊社區(qū)及木屋毗連區(qū)的電氣線(xiàn)路進(jìn)行統(tǒng)一改造；

(3)配置必要的消防設(shè)施器材；

(4)搬遷市區(qū)有易燃易爆危險(xiǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)的企業(yè)或設(shè)置足夠的安全防護(hù)隔離帶；

(5)加大對(duì)工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)檢查；

(6)加快城市消防站的建設(shè)步伐，使城市建成區(qū)實(shí)現(xiàn)消防站全覆蓋，提高消防裝備水平，增強(qiáng)城市抗御火災(zāi)和處置特種災(zāi)害事故的能力，逐步形成現(xiàn)代化消防安全保障體系；

(7)加強(qiáng)消防安全宣傳教育和培訓(xùn)，提高居民的消防意識(shí)。

3 結(jié)論

本文通過(guò)選取規(guī)劃區(qū)功能分區(qū)、與消防站的距離、市政消防供水能力、消防重點(diǎn)單位數(shù)量、與危險(xiǎn)建筑的距離、歷史火災(zāi)分布密度、人口密度及建筑物耐火等級(jí)為城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合yaahp層次分析法軟件確定的指標(biāo)權(quán)重，建立了福清市中心城區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，并通過(guò)GIS疊加分析功能對(duì)城市火災(zāi)危險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別、劃分等級(jí)并進(jìn)行標(biāo)示顯示。

該方法將影響城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的各個(gè)對(duì)象的危險(xiǎn)狀況表示為某種形式的分度值，區(qū)分出不同對(duì)象的火災(zāi)危險(xiǎn)程度，并通過(guò)疊加分析，對(duì)城市火災(zāi)風(fēng)向進(jìn)行預(yù)測(cè)并進(jìn)行標(biāo)示顯示，為消防部門(mén)和城市建設(shè)及管理部門(mén)在城市火災(zāi)事故預(yù)防和減災(zāi)方面提供可靠參考。

利用GIS對(duì)城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，可以充分考慮影響火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的各種因素，使評(píng)估結(jié)果更接近實(shí)際情況，因此，其在城市消防規(guī)劃中的應(yīng)用將日益廣泛。

[1] 湯國(guó)安，楊昕.ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：科學(xué)出版社,2012.

[2] 屈波.城市區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2005.

[3] 周亞飛，劉茂.基于GIS的城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及其在防災(zāi)規(guī)劃中的應(yīng)用[J].災(zāi)害學(xué)，2010,25(S1):258-263.

GIS-based Regional Fire Risk Assessment and Its Application in Urban Fire Planning——Take Fuqing City Center for Example

WENXiaopeng

(Fujian Urban and Rural Planning Design Institute, Fuzhou 350008)

Based on the spatial fire risk assessment index system, this paper evaluates the impact factors of fire risk by using the spatial analysis function of GIS, and combines the weight of each factor to analyze all the risk factors.The urban fire risk level is obtained, which is the urban fire safety planning provide basis and reference.

Regional fire；Risk assessment； Fire planning；GIS

溫小鵬(1984.2- )男，工程師。

E-mail:19711591@qq.com

2017-02-08

TU998.1

A

1004-6135(2017)04-0113-05