郭惠

（北京市西城區(qū)消防救援支隊，北京 100032）

0 引言

地震是危害人類生命和財產(chǎn)的最嚴重的自然災害之一，當前我國城市面臨地震災害尤其是其次生災害火災的威脅十分嚴重，因此，研究城市地震火災風險評估十分重要。日本的掘內(nèi)二郎、水野、青木等人在地震火災預測方面進行了開創(chuàng)性的工作，他們提出的震后著火模型與氣候、時間、建筑數(shù)量、燃氣管道等多種因素有關(guān)，并在大量的統(tǒng)計基礎(chǔ)上進行地震火災預測[1]。對地震火災的研究，國內(nèi)目前主要限于地震發(fā)生時火災的處置方法和火災發(fā)生后的應急處置，然而，對策性的研究本身迫切地需要數(shù)據(jù)和科學方法的承載。本文基于建立的城市地震火災風險評價指標體系，通過專家調(diào)查法確定出各指標的相對重要性，利用層次分析法計算出各指標的權(quán)重，采用Visual C++6.0 語言開發(fā)了城市地震火災風險評估系統(tǒng)。該項研究為進行城市地震火災風險評估奠定了理論基礎(chǔ)、為整改火災隱患提供了科學方法，這必將對科學地進行城市地震次生災害火災的預防發(fā)揮重要作用。

1 地震火災風險評估方法

1.1 地震火災風險評估的基本步驟

城市地震火災風險評估一般需要經(jīng)過如下幾個步驟[2]：

1）資料收集：明確評價的對象和范圍，了解評價對象的區(qū)域特征、城市建筑情況、消防站的建設(shè)情況及社會環(huán)境狀況等。

2）根據(jù)影響地震火災的主要因素，構(gòu)建評價指標。

3）本文利用層次分析法和專家賦權(quán)計算指標的權(quán)重，確定各個分指標或者評價因素對總體評價結(jié)果的影響程度。

4）評估模型的選擇過程。由于層次分析法具有較強的結(jié)構(gòu)層次性和邏輯分析過程，對城市地震火災風險的諸多因素有著較強的層次區(qū)分能力，所以選用層次分析法，作為開展評估的主要評估模型。

5）根據(jù)所選擇的指標，收集對待評估對象的相關(guān)數(shù)據(jù)，并進行初步的統(tǒng)計分析和處理，為計算其評估值奠定基礎(chǔ)。

6）計算最后的評估值，給出待評估區(qū)域的火災等級，并提出降低或控制危險的安全對策措施。在此，主要指利用評估結(jié)果，提高相關(guān)指標的安全度，從而降低城市地震火災風險等級。

1.2 底層指標的處理及說明

由于對地震火災指標的影響因素沒有統(tǒng)一的標準可參考，本文通過查閱資料將主要介紹對城市地震火災影響程度較大的因素，而對于和民事火災風險評估體系中類似的因素的評分標準，則可以參考相關(guān)的規(guī)范，本文不再詳述。評分時，5 分為最高得分，表示火災危險性大，城市面臨的地震火災風險等級高，1分為最低得分。

1.3 城市地震火災風險等級劃分

本文把城市地震火災風險劃分為V、IV、III、II、I 五個等級，分別表示該城市危險、較危險、一般安全、較安全、安全。根據(jù)層次分析法，可知，對城市進行地震火災風險評估時，主要包括以下幾個方面[3]。

1）結(jié)合收集的資料，根據(jù)指標的影響程度給每一個底層指標評分。

因為上層指標的評價結(jié)果取決于底層指標，所以選取一個完整的底層指標層次，即指標體系中最外層的指標作為基準指標，可得到每一個基準指標的得分。

2）用這些指標的分值與該指標對應的權(quán)重相乘，并進行累加，得到最后的評估分數(shù)，公式如下：

式中，為評估分值；為底層指標的得分；為每一個底層指標的權(quán)重。

1.4 劃分城市地震火災風險等級

以分數(shù)來衡量最終的評估結(jié)果，是各種系統(tǒng)評估中最常見的評價結(jié)果形式。對照所建立的風險等級劃分標準?？芍?，如果某一個城市地震火災風險評價結(jié)果為W=4.7，則表示該城市地震火災屬于風險較高狀態(tài)?；诳倷?quán)重為1 的評價結(jié)果與火災風險等級之間的對應關(guān)系[4]如表1 所示：

表1 評價結(jié)果與地震火災風險等級之間的對應關(guān)系

2 軟件設(shè)計

本文采用Visual C++6.0 編寫程序，程序中采用的Access 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫名為Demo.mdb，庫內(nèi)表名為DemoTable，表內(nèi)字段名為所有評估指標字段，來構(gòu)造程序操作所需的數(shù)據(jù)庫。表中的第一行數(shù)據(jù)設(shè)置為權(quán)重，之后的數(shù)據(jù)行為各個地段的指標值（每一個地段對應一行）。M_FUNC 函數(shù)提供讀取當前指針所指向數(shù)據(jù)的結(jié)果計算，并對其結(jié)果評級，返回值給對話框，并最終顯示出來。

本程序直接由ADO 操作Access 數(shù)據(jù)庫，通過圖形界面實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的讀寫操作。通過ADO 所編寫的數(shù)據(jù)庫具有查詢、修改各項指標及其權(quán)重、供專家打分等功能[5]。主菜單如圖1 所示。

圖1 城市地震火災風險評估系統(tǒng)主界面

圖2 主界面的一組下拉菜單

主菜單是整個應用程序的神經(jīng)樞紐，該程序的各種功能都通過主菜單來實現(xiàn)。

表2 菜單項的說明

3 城市地震火災風險評價實例

以甘肅省金昌市為實例，按照評估的基本步驟，參照城市地震火災風險評估體系的底層指標，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計了分析，根據(jù)實際調(diào)查，一些基本數(shù)據(jù)列舉如下：金昌市位于東經(jīng)101°04′35″—102 ° 43 ′ 40 ″， 北 緯37 ° 47 ′ 10 ″ —39°00′30″，面積9 600 km2，該地區(qū)地震設(shè)防烈度為8 度，本市區(qū)人口大約22 萬人，平均海拔1 500 m，氣候?qū)贉貛Т箨懶詺夂?，年降水量大約為114 mm，平均氣溫7.5℃，綠化覆蓋率達到20%，地處甘肅省河西走廊東段。金昌市地勢以山地、平原為主，以戈壁沙漠東西展開，相間排列，山地平川交錯，綠洲荒漠相間，位于中國地震斷裂帶上，一旦發(fā)生地震將具有較高的地震火災危險性。

本文評價實例中，設(shè)定地震烈度為8 度，震源深度為220 km，與震中的距離為500 km，地震發(fā)生在15 時。結(jié)合專家小組對主觀因素的評分情況，經(jīng)過綜合處理，得出底層指標的評分情況，結(jié)果見表3 至表7。

表3 金昌市地震火災風險評估地震因素底層指標得分

表4 金昌市地震火災風險評估加油加氣站底層指標得分

表5 金昌市地震火災風險評估管網(wǎng)系統(tǒng)底層指標得分

表6 金昌市地震火災風險評估消防系統(tǒng)底層指標得分

表7 金昌市地震火災風險評估城市環(huán)境底層指標得分

運用城市地震火災風險評估系統(tǒng)，點擊“在此輸入需要操作的地區(qū)名稱”按鈕輸入金昌市，如圖3 所示。

圖3 城市地震火災風險評估系統(tǒng)界面

點擊Access 數(shù)據(jù)庫，界面（如圖4 所示），

圖4 Access 數(shù)據(jù)庫界面

然后雙擊DemoTable 表，將底層指標評價分值輸入對應的底層指標下（如圖5 所示），

圖5 Demo Table 表

點擊“讀取”（按鈕如圖6 所示）可以直接讀取最后的評估分值。

圖6 城市地震火災風險評估結(jié)果1

由此，可得出最后的評估分值W=2.4，風險等級為III 級，屬于一般安全。

實例中，設(shè)定的地震烈度為8 度，房屋倒塌但不會導致嚴重的破壞，震源深度為220 km 屬于中源地震，與震中距離為500 km，為近震，地震發(fā)生在15 時，不屬于城市用火用電的高峰期，所以在地震強度不是特別大的情況下，該城市具有一定的抵抗地震火災風險的能力。改變地震因素中的相關(guān)指標，設(shè)定地震烈度為9 度，震源深度為100 km，震中距離為200 km，地震發(fā)生在12 時，其余指標不改變，則最后的評估分值如圖7 所示。

圖7 城市地震火災風險評估結(jié)果2

改變地震烈度、震中距離、震源深度和地震發(fā)生時間后，得出最后的評估分值W=4.3，地震火災風險等級為V 級，屬于危險。

結(jié)果表明：對于地震強度較低的情況下，該城市具備一定的抵抗能力，而對于震中距較近、震源深度較淺的強度較高的地震，該城市將處于風險等級最高的狀態(tài)，不具備抵抗強度較大的地震火災風險的能力。而評估的目的是為了評估城市的現(xiàn)狀，然后通過改變指標體系中的相關(guān)指標，降低城市地震火災風險等級，從而給出整改措施。保持改變后地震因素的相關(guān)指標不變，提高城市的建筑抗震性能和燃氣管網(wǎng)的抗震性能，計算城市火災風險等級，結(jié)果見圖8 所示。

圖8 城市地震火災風險評估結(jié)果3

由城市地震火災風險評估系統(tǒng)計算出最后的評估分值W=3.3，地震火災風險等級為IV 級，屬于較危險，由此得出，該城市目前的狀態(tài)不具備抵抗強度較大的地震火災風險的能力，但通過提高城市建筑的抗震性能和燃氣管網(wǎng)的抗震性能，城市地震火災風險等級可降低一級。

4 結(jié)論

評估結(jié)果表明：基于指標體系所編寫的城市地震火災風險評估系統(tǒng)，可快速得出城市地震火災風險等級的現(xiàn)狀，而通過提高相關(guān)指標的安全度（即通過評估后的整改），可有效地降低城市地震火災風險等級，提高城市對于地震火災的抵抗力。結(jié)果可為城市地震火災預防提供參考，對城市抵抗地震火災風險具有重要的意義。