基于GIS的區(qū)域火災風險評估及其在城市消防規(guī)劃中的應用
——以福清市中心城區(qū)為例

溫小鵬

基于GIS的區(qū)域火災風險評估及其在城市消防規(guī)劃中的應用
——以福清市中心城區(qū)為例

溫小鵬

(福建省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院 福建福州 350008)

通過構建區(qū)域火災風險評估指標體系，利用GIS的空間分析功能對福清市中心城區(qū)火災風險影響因子進行評估，并結合各因子權重，對所有風險因子進行疊加分析，得到城市火災風險等級圖，并基此對該中心城區(qū)提出相應的消防安全規(guī)劃措施。

區(qū)域火災；風險評估；消防規(guī)劃；GIS

0 引言

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和城市化進程的快速推進，現(xiàn)代社會的火災情況愈加復雜，加上基礎設施建設的相對滯后，火災事故頻繁發(fā)生，城市火災風險不斷增加，對城市社會和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展帶來越來越嚴重的影響。因此，為了預防和減少城市火災事故，并為消防部門和城市建設及管理部門在防災減災措施方面提供參考，對城市火災風險進行評估顯得十分必要。

地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種決策支持系統(tǒng)，其可以對空間數(shù)據(jù)進行收集、存儲、管理、分析、轉(zhuǎn)化、反饋并輸出空間信息，同時也可以分析復雜的自然、社會和經(jīng)濟數(shù)據(jù)。在自然災害領域，GIS已被廣泛應用于災害模擬、預警、災害損失評估及應急管理方面[1]。

20世紀末，我國逐步開展了有關火災風險評估的系統(tǒng)研究。相對建筑火災風險、企業(yè)火災風險和重大危險源的研究而言，區(qū)域火災風險的研究工作起步較晚，成果有限。

區(qū)域火災風險評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。

引進“量”的概念是進行分析和比較的基礎，嚴格的定量分析應當以基于數(shù)理統(tǒng)計方法的事故概率計算和基于火災動力學的火災后果為基礎，但由于火災事故數(shù)據(jù)資料的缺乏以及時間、費用等方面的限制，準確計算火災事故概率是十分困難的，且在相當場合無法得到這種概率。因此，長期以來火災風險評估仍以定性分析方法和半定量分析方法為主。

定性分析方法是對分析對象的火災危險狀況進行系統(tǒng)、細致的檢查，根據(jù)檢查結果對其火災危險性做出大致評價?！冻鞘邢酪?guī)劃規(guī)范》中推薦采用定性分析方法，但這種評估方法最大問題在于沒有結合現(xiàn)狀火災風險分布情況，對近期規(guī)劃建設缺乏一定的指導性。

而半定量方法則將對象的危險狀況表示為某種形式的分度值，并區(qū)分出不同對象的火災危險程度，這種分度值可以與某種量的經(jīng)費加以比較，因而可以進行消防費用效益、火災風險大小等方面的分析。

本文通過構建城市火災風險評估模型，通過GIS對城市火災危險進行識別、劃分等級并進行標示顯示，并對城市火災風向進行預測，得到城市火災風險等級分布情況，為消防部門和城市建設及管理部門在城市火災事故預防和減災方面提供參考。

1 區(qū)域火災風險評估指標體系

為準確體現(xiàn)評估區(qū)域的真實火災風險水平，使評估結果能為優(yōu)化消防資源配置和政府管理部門的決策提供精確的參考價值，根據(jù)火災風險類型及其特點，分兩級建立評估指標體系[2],如表1所示。

表1 區(qū)域火災風險評估主要指標

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

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、消防重點單位數(shù)量、與危險建筑的距離、歷史火災分布密度、人口密度及建筑耐火等級這8個因子作為城市火災風險評價指標，不同指標變量根據(jù)其對火災的影響程度，被分成5個等級，并利用yaahp層次分析法軟件對上述指標進行權重計算，得到各指標權重值如表2所示。

表2 區(qū)域火災風險指標的權重

對各個子分區(qū)的評估，火災風險通過城市實際數(shù)據(jù)及其相應的權重計算得到。GIS確定火災風險的模型如式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—火災風險的量化指標；

DDB—與危險建筑的距離；

PUN—分區(qū)單元內(nèi)消防重點單位數(shù)量；

FD—分區(qū)單元內(nèi)歷史火災分布密度；

CF—規(guī)劃區(qū)功能分區(qū)類型；

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；

RM—人口密度；

Wi(i=1…8)—為風險指標的權重。

GIS在火災風險評估過程中，主要利用其空間分析功能，對不同評價指標根據(jù)其權重賦值進行疊加分析，從而得到研究區(qū)域的風險評估等級圖。評估流程如圖1所示。

圖1 區(qū)域火災風險評估流程圖

2 福清市中心城區(qū)火災風險評估

2.1 福清市中心城區(qū)各評價指標圖

(1)與危險建筑的距離

根據(jù)圖2所示，顏色越深的區(qū)域，分值越大。與危險建筑的距離越近，火災危險越大。從圖2中可以看出，福清市中心城區(qū)危險建筑主要分布在融僑經(jīng)濟開發(fā)區(qū)城西組團、宏路街道國道324沿線、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品生產(chǎn)及儲存企業(yè)、加油(氣)站等。

圖2 與危險建筑的距離圖

(2)消防重點單位數(shù)量

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

圖3 消防重點單位數(shù)量

(3)歷史火災分布密度

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

如圖4所示，近五年福清市火災主要發(fā)生在老城區(qū)和城西工業(yè)組團。其中，老城區(qū)火災多發(fā)的原因主要為建筑老舊、三合一場所多、消防救援設施嚴重缺乏、消防安全布局不合理等；城西工業(yè)組團則主要由于工業(yè)企業(yè)及倉儲眾多，涉及的?；繁姸唷?/p>

圖4 歷史火災分布密度圖

(4)建筑耐火等級

如圖5所示，顏色越深的區(qū)域，對應的建筑物耐火等級越低，火災風險分值越大。

根據(jù)圖5所示，福清是中心城區(qū)耐火等級相對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)濟開發(fā)區(qū)城西組團。其主要包括老舊住宅、城中村老舊建筑以及簡易工業(yè)廠房。

圖5 建筑物耐火等級圖

(5)規(guī)劃區(qū)功能分區(qū)類型

如圖6所示，顏色越深的區(qū)域，火災風險分值越大。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)倉儲、公共設施及其他用途區(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，火災危險性越高。

現(xiàn)狀：福清大部分區(qū)域都未做到消防全覆蓋，消防站建設嚴重落后于本地區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展。

(8)市政消防供水能力

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

圖9 市政消防供水能力圖

2.2 福清市中心城區(qū)火災風險等級圖

本文通過GIS空間分析中的圖層疊加功能，對上述8個評價指標按照層次分析法得到的指標權重進行了疊加分析，最后得到福清市中心城區(qū)火災風險等級圖，如圖10所示。顏色越深的區(qū)域，火災危險性越高。

圖10 火災風險等級圖

福清中心城區(qū)火災風險相對較高的區(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)濟開發(fā)區(qū)城西組團、宏路街道國道324沿線及北部洪寬工業(yè)區(qū)。從火災風險區(qū)域分布現(xiàn)狀可以看出，火災高風險區(qū)域現(xiàn)狀主要為老舊社區(qū)、工業(yè)集中區(qū)和工廠及倉庫集中的地塊區(qū)域。

此外，根據(jù)歷年發(fā)生火災統(tǒng)計分布情況，火災風險評估結果基本與歷年發(fā)生火災統(tǒng)計分布區(qū)域契合。因此，本次涉及的福清市中心城區(qū)火災風險評估結果基本準確，能夠作為城市消防規(guī)劃、建設的科學依據(jù)，為火災事故指揮者確定滅火預案提供基礎，同時可以作為城鎮(zhèn)綜合消防安全管理決策科學化的基礎。

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：

結合舊城改造，對中心城區(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)進行科學規(guī)劃。

拆除占用消防車通道、防火間距的違章建筑，開辟消防通道。

(2)改造電氣線路，加強用火用電管理：對老舊社區(qū)及木屋毗連區(qū)的電氣線路進行統(tǒng)一改造；

(3)配置必要的消防設施器材；

(4)搬遷市區(qū)有易燃易爆危險品倉儲的企業(yè)或設置足夠的安全防護隔離帶；

(5)加大對工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)檢查；

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

(7)加強消防安全宣傳教育和培訓，提高居民的消防意識。

3 結論

本文通過選取規(guī)劃區(qū)功能分區(qū)、與消防站的距離、市政消防供水能力、消防重點單位數(shù)量、與危險建筑的距離、歷史火災分布密度、人口密度及建筑物耐火等級為城市火災風險評價指標，結合yaahp層次分析法軟件確定的指標權重，建立了福清市中心城區(qū)火災風險評估模型，并通過GIS疊加分析功能對城市火災危險進行識別、劃分等級并進行標示顯示。

該方法將影響城市火災風險的各個對象的危險狀況表示為某種形式的分度值，區(qū)分出不同對象的火災危險程度，并通過疊加分析，對城市火災風向進行預測并進行標示顯示，為消防部門和城市建設及管理部門在城市火災事故預防和減災方面提供可靠參考。

利用GIS對城市火災風險評估，可以充分考慮影響火災風險的各種因素，使評估結果更接近實際情況，因此，其在城市消防規(guī)劃中的應用將日益廣泛。

[1] 湯國安，楊昕.ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實驗教程[M].北京：科學出版社,2012.

[2] 屈波.城市區(qū)域火災風險評估研究[D].重慶：重慶大學，2005.

[3] 周亞飛，劉茂.基于GIS的城市火災風險評價及其在防災規(guī)劃中的應用[J].災害學，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