于 浩，于楮芃，王萬(wàn)寧，張文靜，趙明朝

（遼寧省地震局，遼寧 沈陽(yáng) 110034）

0 引言

強(qiáng)震發(fā)生后，采取必要的防震減災(zāi)措施，盡可能的減少地震造成的傷亡和損失是應(yīng)急工作面臨的一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。第一時(shí)間開(kāi)展地震應(yīng)急工作對(duì)于減輕任何一個(gè)地區(qū)的地震災(zāi)害來(lái)說(shuō)，都是十分重要的。但是，通過(guò)研究救災(zāi)案例的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，同等強(qiáng)度地震發(fā)生的不同地區(qū)，其地震應(yīng)急工作的緊迫程度、規(guī)模和人力物力的投入都有很大的差別。而震后災(zāi)情往往處于黑箱期無(wú)法及時(shí)獲取。只有通過(guò)收集整理，對(duì)地震資料進(jìn)行分析提前制定救援需求等關(guān)系式，才能在震后對(duì)救援物資的實(shí)際需求做出預(yù)評(píng)估，進(jìn)而通過(guò)合理調(diào)度救援物資、分配救援力量，順利開(kāi)展地震應(yīng)急救援工作。

1 地震應(yīng)急地區(qū)系數(shù)概念

同等強(qiáng)度地震發(fā)生的不同地區(qū)，救災(zāi)工作的開(kāi)展會(huì)有很大差別，如何合理的分配人力、物力、財(cái)力，提高震后救災(zāi)效率，這就需要引入地區(qū)系數(shù)的概念［1］。

地震應(yīng)急地區(qū)系數(shù)是描述各地區(qū)在遭受同等強(qiáng)度地震破壞時(shí)，所表現(xiàn)出來(lái)的應(yīng)急緊迫程度、應(yīng)急重要程度和應(yīng)急救援強(qiáng)度的大小的指標(biāo)。該指標(biāo)大小取決于該受災(zāi)地區(qū)的社會(huì)屬性特征，而與地震本身的強(qiáng)度或大小無(wú)關(guān)。

2 地區(qū)系數(shù)的影響因素

現(xiàn)用地區(qū)系數(shù)的影響因素為人口和財(cái)產(chǎn)密集程度、政治經(jīng)濟(jì)輻射中心、少數(shù)民族僑胞居住地、核心生命線工程和危險(xiǎn)源密集區(qū)。但隨著地震應(yīng)急對(duì)策的不斷深入，地區(qū)系數(shù)的影響因素可以進(jìn)一步挖掘與更新，數(shù)據(jù)信息采集也存在老化過(guò)期，不適合當(dāng)今的國(guó)情［2］。通過(guò)大量的數(shù)據(jù)收集與理論分析，現(xiàn)采用地震救援影響因素的指標(biāo)體系中貢獻(xiàn)率最高的六項(xiàng)指標(biāo)作為制定地區(qū)系數(shù)表達(dá)式的數(shù)據(jù)來(lái)源進(jìn)行分析。分別是建筑物抗震能力、危險(xiǎn)源水平、疏散場(chǎng)地面積、公路密度、手機(jī)普及率、人口密度。

2.1 建筑物抗震能力

大量建筑物構(gòu)成了一個(gè)城市的基本工程性設(shè)施。它作為影響震后人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失規(guī)模的主要承載體——建筑物的抗震能力是影響地區(qū)系數(shù)最重要的因素。

2.2 危險(xiǎn)源水平

地震作為突發(fā)性的事件，一旦該地區(qū)受到地震打擊，危險(xiǎn)源可能會(huì)造成一系列的次生災(zāi)害或連鎖反應(yīng)，造成更大的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失。所以一個(gè)地區(qū)危險(xiǎn)源的建設(shè)水平對(duì)該地區(qū)的地震影響十分巨大。

2.3 疏散場(chǎng)地面積

疏散場(chǎng)地是市民避難行動(dòng)和避難生活的空間，避難場(chǎng)地的面積、種類(lèi)、設(shè)施是一個(gè)地區(qū)綜合防災(zāi)能力、減災(zāi)資源的支持力度的最好表現(xiàn)，它在地震發(fā)生過(guò)程中以及災(zāi)后重建、城市復(fù)興過(guò)程中都有著重要的作用。

2.4 公路密度

公路建設(shè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的血脈，是最能體現(xiàn)地區(qū)發(fā)展實(shí)力的重要指標(biāo)。公路作為震后交通的基礎(chǔ)保障有著不可或缺的作用，公路的輻射里程越大就越能提高地震應(yīng)急的效率。

2.5 手機(jī)普及率

作為震后通訊廣播基礎(chǔ)設(shè)施，手機(jī)或固話是能夠反映一個(gè)地區(qū)通訊保障能力的重要參數(shù)，也是反映地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平的重要指標(biāo)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析獲取手機(jī)覆蓋范圍可以有效的調(diào)動(dòng)救援力量開(kāi)展應(yīng)急救援工作。

2.6 人口密度

地震應(yīng)急工作的開(kāi)展要建立在特定的自然環(huán)境與居民分布特征的基礎(chǔ)上展開(kāi)，人口密度可以反映一個(gè)地區(qū)的自然條件、社會(huì)條件。人口密度同時(shí)又與資源、經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)意義（表1）。

表1 各市影響因素?cái)?shù)據(jù)

3 地區(qū)系數(shù)的算法研究

通過(guò)分析與實(shí)驗(yàn)，得出地震應(yīng)急地區(qū)系數(shù)的計(jì)算函數(shù)為［3-5］：

f（wj）為基數(shù)，f（sj）為修正系數(shù)。以各因素的貢獻(xiàn)率作為參考，將建筑物抗震能力、危險(xiǎn)源控制水平、疏散場(chǎng)地面積作為基數(shù)參考數(shù)據(jù)，將公路密度、手機(jī)普及率、人口密度作為修正系數(shù)的參考值。地區(qū)系數(shù)的研究是以多指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)為前提，所以本研究采用線性綜合評(píng)價(jià)模型

xij為第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的第j項(xiàng)指標(biāo)值，ωi為評(píng)價(jià)指標(biāo)xj的權(quán)重系數(shù)（ωi≥0，∑ωi=1），Yi為第i個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)值。從模型上看影響評(píng)價(jià)結(jié)果可靠性的因素有兩點(diǎn)：無(wú)量綱化的方法和加權(quán)系數(shù)的選擇。

3.1 無(wú)量綱化的方法選擇

在多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的過(guò)程中，各指標(biāo)之間的單位和量級(jí)不同，所以要對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象原始指標(biāo)數(shù)據(jù)做無(wú)量綱化處理來(lái)消除原始指標(biāo)量綱影響。對(duì)同一個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象，各種無(wú)量綱化的方法得出的結(jié)論往往不一致，所以本研究采用了五種常用的線性無(wú)量綱化的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)系數(shù)法，來(lái)檢驗(yàn)對(duì)同一對(duì)象的兩種評(píng)估排序在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上是否一致，借此對(duì)無(wú)量綱化的方法進(jìn)行比較和選優(yōu)，這樣可以很大程度上避免表面上的合理性掩蓋著實(shí)際上的不合理性的現(xiàn)象。

斯皮爾曼系數(shù)

n為評(píng)價(jià)對(duì)象的總數(shù)，rs越大正相關(guān)程度越強(qiáng)，一致性越強(qiáng)，反之越差，rs等于1認(rèn)為XY等級(jí)完全正相關(guān)。

表2 無(wú)量綱化篩選的“合理排序”結(jié)果

3.2 加權(quán)系數(shù)的選擇

現(xiàn)有加權(quán)系數(shù)的選擇是專(zhuān)家調(diào)查法，是通過(guò)專(zhuān)家對(duì)每一層次各因素的相對(duì)重要性給出判斷，寫(xiě)出判斷矩陣，通過(guò)矩陣最大特征根和特征向量判斷矩陣一致性，獲取加權(quán)系數(shù)。此方法受限于專(zhuān)家的選擇、數(shù)量、權(quán)威程度、領(lǐng)域范圍等因素的制約，影響計(jì)算結(jié)果。所以本研究暫采用客觀賦權(quán)法中的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法來(lái)制定權(quán)重，其思路是直接將各評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)向量進(jìn)行歸一化處理，結(jié)果即為信息量權(quán)數(shù)。某個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差越大，說(shuō)明在同一指標(biāo)內(nèi)，各方案取值差距越大，在綜合評(píng)價(jià)中所起的作用越大，其權(quán)重也越大；相反，某個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差越小，在綜合評(píng)價(jià)中所起的作用越小，其權(quán)重也應(yīng)越?。ū?）。

表3 影響因素的權(quán)重分配

圖1 遼寧省各市地區(qū)系數(shù)Fig.1 Coefficient of geshidi area of Liaoning province

4 結(jié)論

（1） 地區(qū)系數(shù)作為救災(zāi)需求模型的參數(shù)之一，該參數(shù)大小僅代表該受災(zāi)地區(qū)的社會(huì)屬性特征，而與地震本身的強(qiáng)度或大小無(wú)關(guān)。地區(qū)系數(shù)選取的影響因素?cái)?shù)據(jù)來(lái)源截止到2016年12月，影響因素的選擇與計(jì)算方法的研究日后還將成為修正模型的主要研究方向。

（2） 選用不同的無(wú)量綱化的方法實(shí)際上會(huì)產(chǎn)生不同的評(píng)價(jià)值，從而得到相應(yīng)的等級(jí)排序，根據(jù)序號(hào)總和理論，在逐步探索合理等級(jí)排序依據(jù)的前提下，可以根據(jù)無(wú)量綱化方法所做的等級(jí)排序與合理等級(jí)排序的等級(jí)相關(guān)系數(shù)來(lái)進(jìn)行無(wú)量綱化方法的優(yōu)選，在一定程度上具備應(yīng)用價(jià)值和理論意義。

（3） 我省各地市地區(qū)系數(shù)差異還是較為明顯，沈陽(yáng)、大連作為我省主要經(jīng)濟(jì)發(fā)展城市地區(qū)系數(shù)值偏高，在今后地震應(yīng)急救援強(qiáng)度分配上勢(shì)必成為突出的救援地區(qū)。二級(jí)救援地區(qū)為朝陽(yáng)、錦州、鞍山、丹東。三級(jí)救援地區(qū)為鐵嶺、撫順、營(yíng)口。四級(jí)救援地區(qū)為葫蘆島、阜新、盤(pán)錦、遼陽(yáng)、本溪。

（4）東北地區(qū)分為山地和平原兩大地貌區(qū)，屬溫帶季風(fēng)氣候，四季分明。根據(jù)上述設(shè)計(jì)思路該地震應(yīng)急地區(qū)系數(shù)關(guān)系式可以整體上應(yīng)用于吉林、黑龍江等地勢(shì)地貌相近的省市，也可使用在街道、小區(qū)中，并作為救援物資不均勻發(fā)放的依據(jù)。