厦门本岛应急避难场所空间布局合理性评价——基于GIS网络分析

何雪婷

(厦门大学建筑与土木工程学院　福建厦门　361000)



厦门本岛应急避难场所空间布局合理性评价
——基于GIS网络分析

何雪婷

(厦门大学建筑与土木工程学院福建厦门361000)

作为城市中一项重要的公共设施，城市应急避难场所是在城市面临地震、台风等突发性自然灾害时提供城市居民安全庇护的空间。因此，其空间选址及规模大小必须合理，做到既不浪费城市资源又能在关键时刻提供居民庇护空间，达到最优社会效益。文章以厦门本岛为例，基于GIS的网络分析法构建了服务面积比、人均可达避难面积和服务重叠率3个关键指标，以可达性视角分析厦门本岛19个应急避难场所空间布局的合理性。

应急避难场所;网络分析;空间布局; 厦门岛

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0　引言

城市中部分建筑在面临突发的恶劣气候变化难以具备保障人身安全的作用，因此在城市建设中需要适量配置应急避难场所，以应对突发性的自然灾害或事故灾难，从而保障居民人身安全。厦门频受台湾海峡地震带和台风登录的影响，为保障居民人身安全，厦门本岛已建成了19个地震应急避难场所。

城市应急避难场所应遵从公平、经济、均衡的原则，科学合理的配置，发挥其最优的社会效益。公共设施空间布局的合理性从社会群体使用公平性方面加以体现，而公平性的评价可通过可达性的差异来说明。因此，本文引入可达性评价方法，基于GIS的网络分析法，构建服务面积比、人均可达避难场所面积和服务重叠率3个指标以反映厦门岛内19个应急避震场所的空间分布特征，为其空间布局优化和规模配置提供一定的参考。

1　研究方法

1.1公共设施布局合理性的评价方法

公共设施空间布局的合理性，即体现了社会群体在公共服务设施应用中的公平性。在GIS尚未广泛应用的阶段，研究公平性的方法主要有问卷调查法和指标统计法。问卷调查法是从使用群体的感受出发，采用调查问卷的方式，但是这样的调查方法主观性较强，更合理的应用是在公共服务设施建设完成后的满意度调查，对规划阶段的设施空间布局难以发挥评价作用。此外，指标统计法只能在一定程度上描述数量特征，无法反映空间格局的缺陷。到了大数据时代，利用GIS进行可达性评价的方法可以解决上述方法存在的局限性，更加科学便捷地对公共设施的布局合理性进行分析评价。

1.2可达性在评价中的应用

公共服务设施配置公平性主要从两个方面对其进行考量：一是社会群体到达公共服务设施的能力，即对服务设施可达性的评价；二是公共服务设施本身的规模和质量。鉴于应急避难场所的规模与质量的合理性涉及过多复杂要素，本文主要从可达性这一方面对应急避难场所的公平性进行评价。

According to the method above,it is able to determine the optimal locked angle of the fault joint of the manipulator,which can maximize the degraded workspace after the fault joint is locked under the premise of ensuring the kinematics performance in joint space of the manipulator.

空间可达性反映了空间实体在进行交流过程中克服距离障碍的难易程度，表达了空间实体之间的疏密关系，它与区位、空间相互作用和空间尺度等概念紧密相关[1]。可达性作为评价公共服务设施空间布局合理性的基本方法，已经在学界受到广泛的应用。目前学界对可达性研究的主要方法有缓冲区法、最小邻近距离法、引力模型法、费用加权距离法、网络分析法等[2]。缓冲区法和最小邻近距离法仅从空间辐射距离的角度出发，忽略了群体在两点之间行进过程中的实际路径和阻碍，易高估设施的服务水平。引力模型法和费用加权距离法以对分类景观赋以相对阻力值为基础，而阻力值大小的赋值具有主观性，结果的准确性有待考量。网络分析法避免了以上几种方法的空间零阻力或主观性缺陷，在可达性评价中是较为准确的评价方法。

1.3网络分析法

网络分析法在公园的可达性评价中已获得广泛的应用，本文借鉴此方法，基于厦门市道路网络和人口分布数据，从居民避难可能的实际路径出发，通过对避难点的服务面积比、人均可达避难场所面积和服务重叠率3个指标的分析，对应急避难场所的可达性进行评价，从而权衡应急避难场所空间布局的合理性。

在一般的网络分析法运用中，直接选取场所的几何中心作为点要素的代表，本文考虑到应急避难场所用地类型的多样性和规模大小的差异性，将应急避难场所的入口作为统计的点要素，确保分析的准确性。为避免在服务重叠率的计算中造成误差，首先计算一个应急避难场所的各入口点在距离上的可达范围，然后将其合并作为该应急避难场所的服务范围，以此作为依据进行可达性的评价。

1.4评价指标

本文以应急避难场所配置标准的服务范围作为参考系，在距离指标上采取3km和5km的服务影响范围，该距离指标是指将各应急避难场所入口作为起始点，经过道路网3km和5km的实际路径长度可到达的避难人群居住地的距离。

(1)服务面积比

(1)

本文将研究区域的尺度缩小至街道，以期提高数据精确度，较准确地反映公共服务设施辐射状况。

(2)人均可达避难场所面积

人均可达避难场所面积(Ap)是研究区域应急避难场所服务总面积(∑SB)与应急避难场所服务范围内避难总人口(∑SP)的比值，反映的是避难场所服务居民的能力[3]。

(2)

式中，dij为居民的出行距离，r为应急避难场所提供服务的最大半径。

在配置公共设施时，除了能尽可能多地服务居民的同时，政府还需要考量公共设施布局的经济性。因此，本文引入服务重叠率指标，用以评价应急避难场所的空间服务效率，以期为应急避难场所配置的高效性和经济性提供参考依据。

(3)服务重叠率

服务重叠率(O)是指各应急避难场所与其他避难点服务范围的交集面积(∑SO-∑SA)与各个应急避难场所服务范围之和(∑SO)的比值，反映的是应急避难场所空间布局的服务效率[3]。

(3)

2　研究区域与数据来源

本文研究区域为厦门本岛，总面积132.5km2，共划分为两个防灾组团，分别是思明区、湖里区，在组团之下按照街道管理单元，划分为89个交通分析区。根据厦门近期避震场所规划的规定，固定避震场所(包括中心避震场所)的避难人数按服务范围内人口的100%计。鉴于该19个固定应急避难场所已建成，我们取目前各交通分析区人口数作为数据进行分析。

根据国标《城市抗震防灾规划标准》的规定，“固定避震疏散场地不宜小于1hm2，服务半径宜为2～3km，步行大约1h之内可达”。此规定中“避震疏散场地”即文中所指“应急避难场所”。在遵循此标准基础上，结合厦门市避震场所建设标准，将19个应急避难场所分为中心避难场所和固定避难场所。中心避难场所：大会堂—白鹭洲公园、厦门大学、会展中心草坪，其余为固定避难场所。厦门市避震场所建设标准如表1所示。

表1　厦门市避震场所建设标准

厦门本岛应急避震场所建设情况如表2所示。

基于可达性视角，将固定应急避难场所服务范围设定为2km，中心应急避难场所最大服务范围设定为5km，利用网络分析法，按以上三个评价指标衡量厦门岛内避难场所服务情况，总面积为各街道面积，总避难人口数为各街道2020年规划人口数，统计结果如表3所示。

表2　厦门岛内应急避震场所建设情况

注: 资料来源：厦门市地震局初步估算数据

表3　厦门岛各街道应急避难场所服务指标统计

3　结果分析

3.1应急避难场所分布呈现老城区密，新城区疏的特征

从街道划分范围看，并非每个区都均衡分布着应急避震场所(如图1)。根据交通分析区人口分布分析，人口密度大的地区分布的避震场所较多，如筼筜街道；人口密度小的地区如禾山街道、高林街道、观音山街道等就没有分布固定避震场所，周边街道的避震场所辐射范围较广能提供其部分避难需求(如图2)。

图1　厦门本岛应急避难场所分布图

图2　厦门本岛人口密度分布图

根据厦门市专项规划来看，本岛有3个中心应急避难场所，分别为大会堂—白鹭洲公园，厦门大学，会展中心草坪。根据厦门市避震场所的建设标准，中心避震场所服务范围为5km ，根据图2所示，大会堂—白鹭洲公园作为中心应急避难场所空间分布较为合理，处于人口密度较大地区，向四周辐射范围广，服务人口比也较高，且位于城市较中心位置，距离医院等灾时重要公共设施较近，具备及时对避难场所的人员提供医疗服务的条件。而厦门大学和会展中心草坪本身就处于人口低密度区，辐射范围虽然广，可容纳人口多，但是服务人口数量不多。由于统计时排除水域面积的服务范围，两处避难场所都沿海设置，降低了其可达性，造成了资源的浪费。

3.2各街道应急避难场所服务较均衡，分布较经济

厦门本岛应急避难场所服务重叠率的均值为41.53%，以50%作为重叠率合理性的分界线，该均值处于较合理的范围内，说明街道避震疏散场所布局较经济；服务重叠率同时也反映出应急避难场所之间的相互增援性，重叠率越高，说明避难人群可选择的场所越多[4]。根据表3初步分析，厦门岛内应急避难场所总体服务面积比虽然参差不齐，但平均覆盖了63.69%的本岛空间，可达性较好。除5个街道外，服务重叠率普遍偏高。相对而言，濠头街道的服务覆盖指标较为合理，其服务面积比为91.1%，服务重叠率为23.06%。其他街道均有待提升，重叠率为0的街道缺少场所的相互增援及居民选择性，重叠率高而服务面积比不高导致了避震场所设置的不经济性。

图3　基于网络分析法的厦门本岛应急避难场所服务范围

3.3应急避难场所可达性较好，但布局需优化

将各街道指标做对比，街道间服务面积比差异较大。厦门岛平均服务面积比为63.69%，数值偏小，主要是由于人口密度的差异导致的。在人口密度较大地区，如筼筜西街道、鹭江街道、湖光街道和中华街道，其服务面积比都达到了100%，其他人口密度高的片区服务面积比都达到了较高水平，服务面积比最低的是厦门机场，为14.39%，但由于该地区人口密度小，该数值也在适宜水平内。本岛固定应急避难场所主要集中于人口密集带上，本岛东部和东南部人口密度小，固定应急避难场所分布少。这两个方向的应急避难服务主要依靠厦门大学和会展中心草坪这两个中心避难场所，由于其服务半径大，影响较高的服务面积比，因而导致了此片区较低的服务重叠率。应急避难场所的服务重叠率指标与其分布密度具有正相关性。厦门岛19个应急避震场所，分布在24个街道，有9个街道没有固定的应急避震场所的分布，且有5个街道的服务重叠率为0，看似是十分经济的分布，但是相对来说5个街道的服务面积比会偏低，且居民选择性较小。

整体来看，濠头街道、湖里街道、兴隆街道、筼筜西街道、筼筜街道、鹭江街道、湖光街道、中华街道、开元街道这几个位于岛内人口密度较大区域为避难人群提供服务的水平最高，存在服务重叠率较高的问题，而相对来说人口密度较小的前埔街道、观音山街道服务水平也较好，服务重叠率低，观音山街道没有避震场所点，其服务靠前埔街道内会展中心草坪的支持，因此，会展中心草坪的空间服务效率较高，但鉴于其紧邻海域的区位和片区的建设强度，未来的服务人口比例将会有所提升。

4　结论

城市应急避难场所的空间布局优化对于解决由高人口密度带来的城市安全隐患和可能出现的突发性城市灾害性事件均具有重要意义[5]。应急避难场所布局的合理与否直接影响设施的服务效果。对分析方法和分析指标的探究可从数据上直观地反映应急避难场所布局的合理性，并可针对布局的缺失进行科学的改进。网络分析法从居民行进的实际路径出发，通过有效利用道路网络数据的优势，摒弃了其他可达性评价方法的缺陷，对公共设施布局合理性评价具有重要的参考价值。

通过3个关键指标分析发现厦门本岛应急避难场所服务面积及可达性较好，但对于场所空间布局的效率性还有待提升。本文主要从空间布局的合理性方面对厦门本岛应急避难场所的公平性进行研究，而设施公平性还涉及场所配置的规模和质量，如何优化规模配置提高效率性，经济性还有待深入研究。

[1]李平华，陆玉麒.城市可达性研究的理论与方法评述[J].城市问题，2005，123(1): 69-73.

[2]李小马，刘常富. 基于网络分析的沈阳城市公园可达性和服务[J]. 生态学报，2009，29(3): 1554-1562.

[3]刘少丽，陆玉麟，顾小平，等. 城市应急避难场所空间布局合理性研究[J]. 城市发展研究，2012(3): 113-117,120.

[4]李昱杰. 城市抗震防灾避难场所的区位选择与空间布局研究——以章丘城区为例[D]. 山东: 山东建筑大学，2014: 1-62.

[5]武文杰，朱思源，张文忠. 北京应急避难场所的区位优化配置分析[J]. 人文地理，2010(4):41-44,35.

何雪婷(1991.2-)，女，学生。

Reasonability of Spatial Distribution for Urban Emergency Shelter in Xiamen Island——Based on GIS Network Analysis

HEXueting

(School of Architecture and Civil Engineering, Xiamen University, Xiamen 361000 )

As an important public service facility in a city, the Urban Emergency Shelter can provide a safe refuge space for urban residents when they face with earthquake, typhoon and other natural disasters. Therefore, the spatial locations and scales must be reasonable so that the public service facility can get best effect with the least urban resources when the disasters come. This article took Xiamen for example, to build a network of three indices include Ratio of Service Area, Per capita Accessible service Area, Ratio of service overlap, which based on network analysis of GIS. From the angle of accessibility the reasonability of the spatial distribution of 19 Urban Emergency Shelters in Xiamen Island were analyzed. The relational conclusions could provide reliable

for adjusting and optimizing spatial distribution of Xiamen's Emergency Shelters as well as building new facilities．

Urban Emergency Shelter; Network analysis; Spatial distribution; Xiamen Island

何雪婷(1991.2 -)，女。

2015-12-13

TU984

A

1004-6135(2016)01-0020-05