防災(zāi)避難場(chǎng)所規(guī)劃方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著避難場(chǎng)所對(duì)城鄉(xiāng)安全和可持續(xù)發(fā)展的重要性被廣泛認(rèn)可，避難場(chǎng)所建設(shè)正由示范、試點(diǎn)轉(zhuǎn)向大面積鋪開(kāi)建設(shè)，然而，避難場(chǎng)所規(guī)劃還沒(méi)有形成成熟的理論框架和技術(shù)方法?？h域城鎮(zhèn)避難場(chǎng)所規(guī)劃指標(biāo)，避難場(chǎng)所選址評(píng)價(jià)、布局優(yōu)化與責(zé)任區(qū)劃分方法等重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題還沒(méi)有完全解決，這已成為推進(jìn)避難場(chǎng)所建設(shè)的瓶頸。本文利用防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程、公共設(shè)施選址、地理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和應(yīng)急管理等學(xué)科的基礎(chǔ)理論與方法，對(duì)這些問(wèn)題開(kāi)展了系統(tǒng)深入的分析研究，取得了一些具

2、有科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值的研究成果。
　　我國(guó)避難場(chǎng)所規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)基本上是針對(duì)大中城市制定的，縣域城鎮(zhèn)避難場(chǎng)所規(guī)劃的理論基礎(chǔ)非常薄弱，有限的研究成果所提出的規(guī)劃指標(biāo)適用性較差。本文提出以地震災(zāi)害為主要防御災(zāi)種的縣域城鎮(zhèn)避難場(chǎng)所分類，各類避難場(chǎng)所的功能、規(guī)模、有效避難面積、服務(wù)范圍和應(yīng)急設(shè)施配置等規(guī)劃技術(shù)指標(biāo)和要求，以及應(yīng)急道路的分類和有效寬度的技術(shù)指標(biāo)。利用該技術(shù)指標(biāo)分別規(guī)劃了一個(gè)鄉(xiāng)和縣城鎮(zhèn)的避難場(chǎng)所系統(tǒng)，規(guī)劃結(jié)果的分析表明，技術(shù)指標(biāo)的適

3、用性較好。該技術(shù)指標(biāo)初步形成了縣域城鎮(zhèn)避難場(chǎng)所規(guī)劃技術(shù)指標(biāo)體系框架，相關(guān)研究成果已編入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防災(zāi)避難場(chǎng)所設(shè)計(jì)規(guī)范》（報(bào)批稿）。
　　傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法難以簡(jiǎn)單、定量的評(píng)價(jià)候選避難場(chǎng)所條件的優(yōu)劣。為解決候選場(chǎng)所選址適宜性評(píng)價(jià)問(wèn)題，本文以城鎮(zhèn)避難場(chǎng)所系統(tǒng)規(guī)劃的關(guān)鍵——固定避難場(chǎng)所為研究對(duì)象，構(gòu)建了選址適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系并給出了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。借助TOPSIS方法中理想點(diǎn)的概念，提出了基于理想點(diǎn)已知部分屬性權(quán)重信息的選址適宜性評(píng)價(jià)模型和求解方

4、法。以各方案與負(fù)理想點(diǎn)的加權(quán)偏差再等權(quán)集結(jié)的偏差最小為目標(biāo)，屬性權(quán)重的部分信息為約束條件，求取指標(biāo)權(quán)重。通過(guò)與現(xiàn)有模型的算例比較，該模型符合規(guī)劃的實(shí)際情況，遵循悲觀準(zhǔn)則確定權(quán)重降低了決策風(fēng)險(xiǎn)，且模型求解簡(jiǎn)單。該方法不但可以評(píng)價(jià)固定避難場(chǎng)所優(yōu)劣和選擇中心避難場(chǎng)所，也可以為改造、完善避難場(chǎng)所提供參考。
　　現(xiàn)有的避難場(chǎng)所布局優(yōu)化與責(zé)任區(qū)劃分模型存在目標(biāo)過(guò)多造成求解困難，對(duì)約束條件考慮不足和責(zé)任區(qū)劃分不合理等問(wèn)題。為了解決“用最低的成本

5、在哪里，建設(shè)多少避難場(chǎng)所”的問(wèn)題，本文提出了基于改進(jìn)集合覆蓋模型與改進(jìn)P-中值模型相結(jié)合的城鎮(zhèn)固定避難場(chǎng)所布局優(yōu)化與責(zé)任區(qū)劃分模型及求解方法。以覆蓋所有需求區(qū)的場(chǎng)所數(shù)量最少和需求區(qū)到選定場(chǎng)所疏散距離之和最小為目標(biāo)，全面考慮了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際規(guī)劃的約束條件。利用軟件編程，分步求取避難場(chǎng)所的數(shù)量、位置和選定場(chǎng)所責(zé)任區(qū)范圍。通過(guò)與現(xiàn)有模型的算例比較，該模型簡(jiǎn)單直觀，適用范圍廣，求解效率高，對(duì)責(zé)任區(qū)的劃分合理，提高了避難場(chǎng)所系統(tǒng)的應(yīng)急疏散效率。<

6、br>　　同時(shí)實(shí)現(xiàn)選址評(píng)價(jià)、布局優(yōu)化和責(zé)任區(qū)劃分是避難場(chǎng)所規(guī)劃的難題之一，目前還沒(méi)有一種有效的解決方法。利用本文提出的選址適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立了基于目標(biāo)規(guī)劃的選址評(píng)價(jià)、布局優(yōu)化和責(zé)任區(qū)劃分的綜合模型，利用改進(jìn)粒子群算法解決了難以在多項(xiàng)式內(nèi)求得最優(yōu)解的問(wèn)題。通過(guò)與現(xiàn)有模型的算例比較，該模型簡(jiǎn)化了規(guī)劃程序，適用范圍廣，所選定場(chǎng)所的適宜性好。該方法為城鎮(zhèn)固定避難場(chǎng)所選址評(píng)價(jià)、布局優(yōu)化與責(zé)任區(qū)劃分及其求解問(wèn)題給出了一攬子的解決方案

7、。
　　現(xiàn)有的避難場(chǎng)所規(guī)劃決策支持系統(tǒng)，還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型和算法與GIS空間數(shù)據(jù)支持功能的有效融合。本文以ArcGIS10為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，基于本文提出的規(guī)劃模型和算法，運(yùn)用C＃程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了行業(yè)內(nèi)通用的基于GIS的避難場(chǎng)所規(guī)劃決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了防災(zāi)避難信息存儲(chǔ)、查詢和修改，候選避難場(chǎng)所篩選，避難場(chǎng)所評(píng)價(jià)、優(yōu)化與責(zé)任區(qū)劃分，以及規(guī)劃結(jié)果的可視化等功能。系統(tǒng)將GIS空間分析功能與避難場(chǎng)所規(guī)劃模型和求解算法有效耦合，借助GIS