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      基于GIS的消防站布局研究
      ——以濟寧市消防專項規(guī)劃為例

      2019-01-26 02:40:22韓冬梅顧媛媛
      智能城市 2019年1期
      關(guān)鍵詞:消防站濟寧市易損性

      陳 蓓 韓冬梅 顧媛媛

      (濟寧市規(guī)劃設(shè)計研究院,山東 濟寧 272000)

      1 研究背景

      近幾年我國火災災害發(fā)生頻率高,涉及面廣,造成社會生命財產(chǎn)損失大,社會反響強烈,暴露出人們消防意識的淡薄和城市消防工作的薄弱環(huán)節(jié)。因此,中央高度重視城市消防工作,加大了消防事業(yè)的建設(shè)及管理力度。2017年3月17日,新的《城市消防站建設(shè)標準》批準發(fā)布,對消防站建設(shè)提出新的指導要求。2016年8月16日,山東省公安消防總隊印發(fā)《山東省微型消防站建設(shè)標準》,對微型消防站建設(shè)提出統(tǒng)一標準和要求。城市消防問題越來越受到各級政府的重視。消防專項規(guī)劃是消防工作的重中之重,編制消防規(guī)劃,合理布局城市消防站,對于逐步完善和實施消防設(shè)施建設(shè),提高城市綜合抗御火災的能力具有重要的指導意義[1]。

      隨著濟寧城鎮(zhèn)的快速發(fā)展,高層建筑、公共人員密集性場所大量出現(xiàn),天然氣、液化石油氣、煤氣等危險品廣泛使用,軌道線網(wǎng)建設(shè)提上日程,火災危險性不斷增大。致使消防支隊接出警和搶險救援次數(shù)逐年大幅上升,社會搶險救援出警比例越來越高。另外濟寧市已發(fā)布新一輪城市總體規(guī)劃,對行政區(qū)劃調(diào)整后的濟寧市的規(guī)模與發(fā)展框架重新定位,也對城市消防工作提出了更高、更新的目標和要求。啟動城市消防專項規(guī)劃能夠在上位規(guī)劃的指導下,建立城市消防安全體系,對于完備濟寧消防安全功能、提高公共消防服務(wù)能力、保障城市消防安全具有不可或缺的指導作用。

      2 濟寧市消防站布局現(xiàn)狀分析

      2.1 消防站數(shù)量偏少,平均轄區(qū)范圍較大

      按照中心城區(qū)現(xiàn)狀城市建設(shè)用地面積196.39 km2計算至少應(yīng)建28個消防站,現(xiàn)有消防站僅占應(yīng)有數(shù)的35.7%?,F(xiàn)有普通消防站平均責任區(qū)面積遠遠大于國家標準4~7 km2,普通消防站5 min服務(wù)區(qū)覆蓋率28.9%,難以保證消防車5 min之內(nèi)迅速達到責任區(qū)邊緣的要求。

      2.2 特勤消防站不足,無法滿足搶險救援需求

      根據(jù)《城市消防規(guī)劃規(guī)范》(GB 51080—2015),特勤消防站的特勤任務(wù)服務(wù)人口不宜超過50 萬人/站,濟寧中心城區(qū)現(xiàn)狀人口177 萬人,僅有一處特勤消防站,嚴重超出規(guī)范要求。隨著高層建筑、地下空間等多種救援需求的快速增加,現(xiàn)有特勤站裝備警力難以支撐和保障濟寧成為淮海經(jīng)濟區(qū)中心城市的目標。

      2.3 消防裝備建設(shè)滯后城市發(fā)展

      消防裝備配備整體不達標,濟寧市消防車配備指標0.18 輛/萬人,未達到標準指標0.48 輛/萬人。消防車輛結(jié)構(gòu)不合理,缺乏特種專勤消防車等特殊用途消防車,難以滿足城市特種救援的需要。另外裝備的整體性能低、更新慢、缺乏定期更新和維修。

      3 基于GIS的火災風險評估

      3.1 評價指標體系

      為了能夠全面反映濟寧中心城區(qū)火突風險的各個方面,規(guī)劃從火災危險性、易損性、抗災能力三個方面著手,根據(jù)中心城區(qū)消防規(guī)劃相關(guān)現(xiàn)狀調(diào)研資料、圖紙及統(tǒng)計數(shù)據(jù),篩選出相應(yīng)的評估指標,進行各項緩沖區(qū)分析并綜合加權(quán)疊加,形成火災風險度綜合評價圖。

      3.1.1 危險性

      危險源起火的程度直接對火災風險的大小產(chǎn)生影響,因此選取重點消防單位、火災危險源(加油加氣站、天然氣門站、燃氣管線等)、建筑高度作為衡量危險性的指標因子。

      3.1.2 易損性

      易損性是承災體易于遭受火災影響的性質(zhì),不同區(qū)域承受火災風險的能力不同,火災對其造成的破壞程度也不同,因此造成了火災風險性的差異。本規(guī)劃選用地區(qū)的易損性特征作為評估火災風險等級的基本原則之一,用人口密度、建筑密度、經(jīng)濟密度等因子反映中心城區(qū)易損性特征。

      3.1.3 抗災能力

      抗災能力主要指發(fā)生火災時的應(yīng)對能力,消防站布局、消防通道、消火栓等是城市抗災功能的重要組成部分,合理地進行規(guī)劃與建設(shè),可以有效地把火災事故扼死在搖籃中,從整體上降低火災的風險[2]。規(guī)劃選取消防站責任區(qū)覆蓋程度、消防通道、消火栓作為影響因子進行評估。

      3.2 評估方法及結(jié)果

      指標因子的基準得分為Si,權(quán)重為Wi,用因子指標的評分與該因子對應(yīng)的權(quán)值相乘,并進行累加,得到指標最后的評估分數(shù)(公式1),再將各指標進行加權(quán)平均(公式2),得評價單元的火災風險值。

      把中心城區(qū)的火災風險劃分為5個等級,分別表示中心城區(qū)的火災風險為極高、較高、中等、較低、低。通過計算獲得火災風險評估結(jié)果,并和火災風險等級之間建立對應(yīng)關(guān)系,具體內(nèi)容如表1所示。

      表1 評價結(jié)果與火災風險等級之間的對應(yīng)關(guān)系

      借助gis手段,利用濟寧市總規(guī)中心城區(qū)路網(wǎng)、現(xiàn)狀建筑分布、人口分布、用地性質(zhì)等信息對各類因子進行緩沖區(qū)分析,然后將各因子圖層按照研究指標進行識別疊加后,生成火災危險性、易損性和抗災能力3個分項評估結(jié)果。再將火災危險性、易損性和抗災能力評估結(jié)果進行疊加,按照表1的評價等級劃分標準進行等級劃分。

      4 濟寧市消防站規(guī)劃布局研究

      借助于GIS系統(tǒng)落實消防站的科學布局,通過模擬5 min之內(nèi)消防車可以達到的區(qū)域,明確其布局合理與否,由此展開更為科學且有效的規(guī)劃[3]。在道路信息網(wǎng)中,在部分路段上會對消防車等具有特殊情況的車輛給予優(yōu)先通行權(quán),但是一旦有消防車在城市中通過,還是會受到其他車輛的影響。若是考慮消防車的行走時間,將不能單純地分析道路設(shè)計車速,還是應(yīng)該重點依照道路實際擁擠行走的時間加以計算[4]。各個路段平時及高峰時段的車流量需要合理地分析,獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)該依照具體的情況加以確定,依照地區(qū)城市規(guī)劃和城市本身的用地性質(zhì),在實際調(diào)查的過程中,對建立的GIS系統(tǒng)模型展開討論,由此判斷交通流量的實際分布情況。

      濟寧市的消防規(guī)劃原則上是將濟寧市行政范圍全包括,但是由于城市非建設(shè)用地人煙稀少,農(nóng)村分布又成散點分布,不適宜消防規(guī)范“5分鐘”要求,因此,濟寧中心城區(qū)為本次規(guī)劃的重點研究范圍?!稘鷮幨谐鞘锌傮w規(guī)劃(2014-2030)》中關(guān)于城市各類建設(shè)用地的安排符合城市遠期發(fā)展的總體要求,作為濟寧市中心城區(qū)消防規(guī)劃遠期規(guī)劃的參考依據(jù),至規(guī)劃期末,城市建設(shè)用地面積為385 km2,為消防站空間布局的研究范圍。

      4.1 合理的構(gòu)建交通網(wǎng)絡(luò)

      以《濟寧市城市總體規(guī)劃(2014-2030)》路網(wǎng)為基礎(chǔ),利用ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析(Network Analyst)技術(shù),構(gòu)建濟寧市交通網(wǎng)絡(luò)。首先建立文件地理數(shù)據(jù)庫,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集,然后把線狀要素類(例如道路、高架等)加入到模型中,并設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的連通性、通行成本、轉(zhuǎn)彎等網(wǎng)絡(luò)屬性。在此基礎(chǔ)上,還可以模擬單行線、路口禁轉(zhuǎn)、路口紅燈等待等常見路況。由于消防車具有道路優(yōu)先權(quán),可不考慮單行、紅燈等實際道路限制。另外根據(jù)濟寧中心城區(qū)所有出租車在2018年6月里實時平均運行速度及外地同等城市消防車車速經(jīng)驗,確定濟寧中心城區(qū)消防車時速為主干30~35 km/h,次干、支路為25~30 km/h。由此構(gòu)建交通網(wǎng)絡(luò)。

      4.2 模擬火災發(fā)生點

      理論上每一棟建筑都有發(fā)生火災的可能,都應(yīng)為潛在的火災發(fā)生點,但是城市的建設(shè)用地范圍非常大,建模的工作量太大了。有學者研究表明,可將城市道路圍合的地塊中心點代表火災發(fā)生點。如果地塊面積偏大,在地塊內(nèi)增加若干火災發(fā)生點,減小誤差,增加規(guī)劃的合理性。

      4.3 消防站候選地址模擬

      依據(jù)責任區(qū)劃分原則,將濟寧中心城區(qū)遠期用地劃分為14個大的分區(qū),利用ArcGIS“位置分配”原理,使用最小化設(shè)施點數(shù)模型,經(jīng)過計算,系統(tǒng)自動選擇出78處消防站[5]。再使用最大化覆蓋模型,分別計算當消防站個數(shù)為76、77、79時的選址情況,最后經(jīng)過結(jié)果對比分析,發(fā)現(xiàn)76個消防站的情況既能有效覆蓋中心城區(qū)建設(shè)用地又比較經(jīng)濟合理。依據(jù)每個消防站輻射的火災發(fā)生位置,劃分出76個消防責任分區(qū),然后對每個責任區(qū)進行站址優(yōu)化,依據(jù)最大化覆蓋模型和最小化阻抗模型計算每個責任區(qū)內(nèi)的消防站,最終確定76個消防站的具體選址,其中現(xiàn)狀保留10個,遠期規(guī)劃新增66個。

      5 結(jié)語

      本文以濟寧市中心城區(qū)為研究對象,借助gis系統(tǒng)開展火災風險評估工作,模擬消防站的5分鐘救援到達能力。從4~7 km2的責任區(qū)面積理論要求和5分鐘消防響應(yīng)時間兩個方面科學合理的確定了消防站的數(shù)量和位置,從而使消防規(guī)劃更切合實際、更具指導性和可操作性, 能夠有效降低中心城區(qū)火災風險,保障城市消防安全。

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