中國(guó)人民警察大學(xué) 張騫

通過(guò)城市區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，能夠科學(xué)、精準(zhǔn)地掌握城市各區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的水平，為區(qū)域防火和滅火工作提供科學(xué)依據(jù)，為城市區(qū)域消防規(guī)劃提供技術(shù)支撐。目前區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要研究方法是在構(gòu)建一個(gè)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，由專家依據(jù)待評(píng)估區(qū)域?qū)嶋H情況對(duì)每個(gè)項(xiàng)目評(píng)分，從而確定待評(píng)估區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)。隨著GIS等現(xiàn)代技術(shù)手段的不斷發(fā)展，為區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和消防規(guī)劃的可視化分析展示提供了更為直觀和便捷的技術(shù)手段。

為分析獲得待評(píng)估城市最迫切加強(qiáng)消防基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的區(qū)域，本文采用最低合理可行（簡(jiǎn)稱“ALARP”）原則與區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)相結(jié)合，即通過(guò)消防安全需求與供給的平衡，達(dá)到利用最低消防規(guī)劃投入實(shí)現(xiàn)區(qū)域消防有效安全的目標(biāo)，構(gòu)建多評(píng)價(jià)體系城市區(qū)域消防有效安全函數(shù)P=（S-R）×I。通過(guò)層次分析法和熵權(quán)法相結(jié)合的組合賦權(quán)方法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，結(jié)合GIS中地理數(shù)據(jù)庫(kù)、空間分析、可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各評(píng)價(jià)體系內(nèi)及體系評(píng)價(jià)結(jié)果之間的疊加融合分析展示，最后結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析評(píng)價(jià)并給予消防基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建議，以期為區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和區(qū)域消防基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃提供參考。

一、有效安全評(píng)估體系的建立

（一）有效安全綜合函數(shù)的建立

1.ALARP原則

最低合理可行 (As Low As Reasonably Practicable)原則在城市區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中應(yīng)用的理念是：任何一個(gè)城市都具有火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)屬性，且區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)值與城市消防成本值成反比；當(dāng)城市的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)越低時(shí)，繼續(xù)降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)就變得越困難，城市消防成本隨之呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。因此，可行的方案是將火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)控制在一個(gè)合理的、可接受的范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)城市的消防成本與火災(zāi)損失之間的平衡，達(dá)到城市消防有效安全的目的。

2.多評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的有效安全綜合函數(shù)

為了實(shí)現(xiàn)消防資源投入成本與消防安全之間的平衡，引入需求側(cè)、供給側(cè)等經(jīng)濟(jì)學(xué)概念，提出消防安全供給、消防安全需求理念，力求通過(guò)區(qū)域消防基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃實(shí)現(xiàn)消防安全的供需平衡。本文提出由多個(gè)子評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)成的有效安全綜合函數(shù)，如式（1）所示。

P=（S-R）×I （1）

其中，P表示城市消防基礎(chǔ)設(shè) 施 規(guī) 劃 (planning of urban fire control)評(píng) 估 結(jié) 果。 另外提出3個(gè)子評(píng)估體系。分別是：消防安全需求評(píng)估體系（Fire security requirements evaluation system，簡(jiǎn)稱 R）、消防安全供給評(píng)估體系（Fire safety supply evaluation system，簡(jiǎn)稱S）、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)慣性評(píng)估體系（Inertial assessment system of fire risk，簡(jiǎn)稱I）。城市消防基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃評(píng)估結(jié)果P是由R、S、I三個(gè)評(píng)估體系決定的，并且3個(gè)子評(píng)估體系的評(píng)估過(guò)程相互獨(dú)立。

通過(guò)量化評(píng)價(jià)方法得到R、S、I三個(gè)評(píng)價(jià)體系的區(qū)域評(píng)價(jià)結(jié)果，再通過(guò)S的區(qū)域評(píng)估結(jié)果減去R的區(qū)域評(píng)估結(jié)果得到區(qū)域消防安全供需差的評(píng)估結(jié)果。區(qū)域供給差是消防需求大于消防供給時(shí)，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)越大，該區(qū)域因消防規(guī)劃不足而產(chǎn)生的火災(zāi)損失越大，越亟待加強(qiáng)消防安全規(guī)劃的投入。因此，本文通過(guò)區(qū)域供需差評(píng)估結(jié)果乘以I的區(qū)域評(píng)價(jià)結(jié)果得到P的區(qū)域評(píng)價(jià)結(jié)果。P評(píng)價(jià)值最小的部分為亟待加強(qiáng)消防基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃投入的區(qū)域。消防規(guī)劃部門應(yīng)按P值從小到大順序加強(qiáng)消防規(guī)劃直至區(qū)域P評(píng)價(jià)結(jié)果全為非負(fù)值。

（二）消防安全需求評(píng)估體系（R）

城市不同區(qū)域?qū)ο腊踩枨笫遣痪坏?。為通過(guò)區(qū)域的消防安全需求評(píng)估得到一個(gè)二維的評(píng)估結(jié)果，提出城市區(qū)域消防安全需求評(píng)估體系，通過(guò)城市不同區(qū)域發(fā)生火災(zāi)后的損失程度，反推消防安全需求程度。消防安全需求評(píng)估體系的構(gòu)建采用五位一體思想，設(shè)為5個(gè)需求類型的子系統(tǒng)，即人員生命、財(cái)產(chǎn)保護(hù)、社會(huì)影響、環(huán)境影響、文化保護(hù)5個(gè)需求。通過(guò)研究區(qū)域發(fā)生火災(zāi)后的損失程度，反推研究區(qū)域的消防安全需求程度。比如：學(xué)校、醫(yī)院、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)這些區(qū)域中存在老幼病殘人員，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)安全疏散的危險(xiǎn)性更高。從生命需求角度分析，該區(qū)域需要更高水平的消防安全。因此，將學(xué)校、醫(yī)院、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)作為人員生命需求指標(biāo)的三級(jí)指標(biāo)。R體系具體數(shù)據(jù)指標(biāo)如圖1所示。

圖1 城市區(qū)域消防安全需求評(píng)估體系（R）

（三）消防安全供給評(píng)估體系（S）

為了得到區(qū)域消防安全供給的空間評(píng)價(jià)結(jié)果，本文建立消防安全供給評(píng)估體系。該評(píng)估體系可以評(píng)估城市不同區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時(shí)得到該區(qū)域消防救援的止損程度，以及城市區(qū)域消防供給力量的強(qiáng)弱分布情況。該評(píng)估體系分為消防站、城市消防供水、城市交通安全供給3個(gè)消防供給子系統(tǒng)，具體指標(biāo)如圖2所示。

圖2 城市區(qū)域消防安全供給評(píng)估體系（S）

（四）火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)慣性評(píng)估體系（I）

為得到不同區(qū)域發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性，提出火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)慣性評(píng)估體系，通過(guò)對(duì)研究區(qū)域大量歷史火災(zāi)數(shù)據(jù)進(jìn)行等級(jí)劃分、空間分析。依據(jù)我國(guó)相關(guān)條例規(guī)定的火災(zāi)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將該評(píng)估體系劃分為4個(gè)火災(zāi)等級(jí)指標(biāo)（如圖3所示），后續(xù)通過(guò)指標(biāo)賦權(quán)、空間分析得到區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)慣性評(píng)估結(jié)果。

圖3 城市區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的慣性評(píng)估體系（I）

二、量化評(píng)價(jià)方法

（一）權(quán)重確定

1.層次分析法

層次分析法(簡(jiǎn)稱“AHP”)不是片面追求數(shù)學(xué)推理，而是將專家評(píng)估過(guò)程模式化，評(píng)估結(jié)果往往容易被人們采納，具有較強(qiáng)實(shí)用性。AHP定權(quán)重步驟如下：通過(guò)問(wèn)題分層，建立一個(gè)多層次的遞階結(jié)構(gòu)；建立對(duì)比較矩陣，用1到9及其倒數(shù)的標(biāo)度法來(lái)量化每?jī)蓚€(gè)元素的相對(duì)重要性；計(jì)算指標(biāo)主觀權(quán)重w'i；檢驗(yàn)、判斷矩陣的一致性是否合理。如果不合理，需要重新檢驗(yàn)。

2.組合賦權(quán)結(jié)果

通過(guò)專家打分形式采用線性組合法得出評(píng)價(jià)體系子系統(tǒng)及其指標(biāo)的權(quán)重。R、S、I三個(gè)評(píng)估體系權(quán)重結(jié)果如表1所示。

表1 R、S、I評(píng)估體系子系統(tǒng)及指標(biāo)的權(quán)重

（二）緩沖區(qū)疊加分析

由Tobler地理學(xué)第一定律可知，一切事物與其周邊事物是相關(guān)聯(lián)的,并且地理位置越相近的事物間關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)。所以本文引用GIS多緩沖區(qū)技術(shù)給三體系中指標(biāo)的POI數(shù)據(jù)建立分級(jí)緩沖區(qū)。其中首層緩沖區(qū)設(shè)置密度值相對(duì)最高，隨緩沖區(qū)的拓展，密度值遞減。

疊加分析法是地理信息系統(tǒng)中挖掘空間深層信息的常用方法，是多個(gè)要素圖層在空間邏輯上的交、并、差運(yùn)算。本文選用與多緩沖區(qū)匹配度最高的多邊形疊加法，它可以覆蓋多個(gè)多邊形圖層形成新的數(shù)據(jù)層，新圖層將原來(lái)的元素按多邊形疊加形成的新圖形劃分成更小的新元素，新元素囊括了所有被疊加圖層同地理位置的屬性。疊加分析不僅可以實(shí)現(xiàn)將各體系內(nèi)指標(biāo)密度值屬性匯總到評(píng)估結(jié)果圖層中，進(jìn)行賦權(quán)疊加，得到各體系的評(píng)估結(jié)果，而且可以通過(guò)體系間評(píng)估值的空間運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)城市消防安全基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃評(píng)估中有效安全函數(shù)的空間分析和可視化展示。

三、結(jié)論

本文改變了以往僅以區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)作為區(qū)域加強(qiáng)消防基礎(chǔ)設(shè)施投入的分析依據(jù)，通過(guò)研究區(qū)域消防安全供需平衡結(jié)合區(qū)域火災(zāi)慣性進(jìn)行綜合分析獲得區(qū)域消防基礎(chǔ)設(shè)施的評(píng)價(jià)結(jié)果。通過(guò)平衡消防安全供給與需求，實(shí)現(xiàn)消防成本與安全的平衡。通過(guò)建立多個(gè)評(píng)估指標(biāo)體系，結(jié)合體系指標(biāo)的組合賦權(quán)及GIS緩沖區(qū)疊加融合分析展示技術(shù)，最終構(gòu)建了城市消防基礎(chǔ)設(shè)施評(píng)估方法。該方法可以通過(guò)城市區(qū)域火災(zāi)歷史數(shù)據(jù)、現(xiàn)有消防基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)、城市各機(jī)構(gòu)POI數(shù)據(jù)分析獲取研究區(qū)域的消防基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃水平，從而對(duì)區(qū)域消防規(guī)劃最迫切區(qū)域提出相應(yīng)的消防基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建議。

通過(guò)實(shí)例應(yīng)用檢驗(yàn)，模型的評(píng)估結(jié)果相對(duì)客觀,具有一定的參考價(jià)值。此外，該模型有較強(qiáng)的可操作性和可視化水平，能夠?yàn)橛嘘P(guān)部門的區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和區(qū)域消防基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃提供參考。