基于GIS的避难疏散规划研究★

罗小龙 普 恒

(长江大学地球科学学院，湖北 武汉 430100)



基于GIS的避难疏散规划研究★

罗小龙 普 恒

(长江大学地球科学学院，湖北 武汉 430100)

从城市居民生活基本设施与应急设施布局着手，依据避难疏散的基本原则，考虑避难疏散需求空间分布、疏散空间可达性与疏散优化，并运用GIS空间分析方法，确立了城市居民避难疏散规划方案，对城市应急及避难疏散规划有较高的参考价值。

社区，避难场地，疏散空间，GIS

0 引言

各类灾害从古到今一直都存在，其发生在城市所造成的危害比其他地方要大的多，因此城市应对灾情问题受到越来越多的重视。灾情发生后，将受难人群迅速疏散至安全避难场所是衡量城市处置灾情能力的一项重要指标。因此，科学地分配和配置城市应急避难场所，是城市安全所面对的一项重要课题。

1 避难疏散研究现状

美国是世界上较早建立各类应急避难场所的国家，各项公共安全工作及相关制度都相对完善。“9·11事件”、2005年卡特里娜飓风的发生严重影响美国人的工作与生活，一些州政府亡羊补牢、吸取教训，建立了一套“防灾型社区”系统以维护公共安全，分三阶段规划应对灾情，一是防备功能，二是抵御功能，三是恢复功能[1-3]。

我国减灾、防灾配套设施或应急避难场所在不少城市已经进入实施阶段，如人防工程，但不够全面与深入，国内虽然对减灾、防灾的影响因素做了一些定性分析，还有待于进行定量研究，很多还不具备推广使用的价值，并且一些较为成熟的研究成果推广不尽如人意[4-7]。

2 避难场地划分

为了更具体的描述研究思路，文章将整个研究过程划分为3大部分，分别是：避难场地划分、避难归属划分与疏散路线优化。

参照国内发达城市、尤其是国外先进城市关于应急避难场所的规模、服务半径及其配套设施的基础上，根据城市人口集中程度、地形等实际情况划分避难场所。

具体流程见图1。

应急避难场所是指为应对突发事件如灾害预报后或者灾害发生时，经政府部门规划、建设，具有应急避难生活服务设施，可供居民紧急疏散、临时生活的安全场所，如城市中含基本生活服务设施的广场、绿地、公园、停车场、操场、地下室等。

3 避难疏散场地指标要求

应急避难场所并非所有区域都适合避难要求，如陡坡、建筑物已经倒塌或即将倒塌的危险区、污染区、可能被水淹没的低洼处等，因此，应该准确统计应急避难场所的有效避难区域面积[8,9]。国内外根据实际情况及经验设定人均有效避难面积不少于3 m2，临时性的面积不少于1 m2，非临时性的面积不少于2 m2[10-12]。事实上目前国内许多城市包括不少大城市人均有效避难面积不足1 m2，主要原因是一些地方对此还不够重视。

4 避难疏散场地选取

根据建立应急避难场所的各项指标要求，利用GIS空间检索功能可快速定位并勾划出不同等级的应急避难场所。图2是利用ARCGIS软件的空间检索功能提取的武汉市基本符合应急避难场所要求的一些开放空间，包括公园、绿地、学校与体育馆等区域，紧急情况时可对这些空间进行编号加以妥善使用。

按建立应急避难场所的各项指标要求，等级不同所要求的面积也不尽相同，下面以武汉市为例来划分不同等级的应急避难场所。利用ARCGIS空间检索功能根据规定的等级参数查找出武汉市相应的区域，再按要素分别导出不同的文件，建立不同级别的开放空间，可将其分为一类、二类、三类。紧急情况时可根据需要合理使用它们。

5 避难归属划分与疏散路线优化

根据建立应急避难场所的各项指标要求，利用GIS空间分析功能可得到城市的避难归属图，在为社区居民规划不同的疏散路线中，可借助于GIS网络分析功能进行路线优化，具体流程如图3所示。

根据以上的避难空间可达性研究，文章研究的避难服务域分析的公式为：

∑aij=m

(1)

Std.aij={0dij>Rmax；1dij<=Rmax}

(2)

其中，aij为需求点i与避难场所j的归属关系，aij=0为i避难不归属于j，aij=1为i避难归属于j，i=1，2，…，m，j=1，2，…，n。

前文基于空间可达性的避难归属分析只考虑了社区居民在一定的距离范围内可找到避难场所，但有重要因素没有考虑到，就是每个社区居民人口数量及每个避难场所有效容量不相同，如果按就近原则避难极有可能部分场所人员过分拥挤，反之则一些场所严重闲置。这就要求综合考虑社区居民人口数量、避难场所有效容量以及距离。其算法以上述距离求解方程为基础构建距离矩阵A，考虑三方面主要因素求出最优解，确定每个社区在紧急情况下有明确、对应的避难场所。矩阵方程如下：

(3)

(4)

aij={0dij>d(i+1)j；dij<=d(i+1)j}

(5)

(6)

其中，Pi为避难场所i的人口数；Cj为避难场所有效容量比；aij=1为i避难不归属于j，当aij不为0与1时为i避难归属于j。

相对于国外，我国应急避难相关规划工作起步较晚，少数城市比较重视，如唐山市，提出了中心—固定—紧急避震疏散空间三个等级的层次体系。总体来说，许多城市对此重视不够，相关工作进展缓慢。本文运用GIS网络分析方法，综合考虑社区居民人口数量、避难场所有效容量以及距离三方面因素，构建距离矩阵方程，研究结果对城市应急避难工作的规划与开展有很好的参考价值。

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[12] 卢兆明，林 鹏，黄河潮.基于GIS的都市应急疏散系统[J].应急救援，2005，8(2)：35-40.

Study on emergency shelter evacuation planning on the basis of GIS★

Luo Xiaolong Pu Heng

(CollegeofGlobalScience,YangtzeUniversity,Wuhan430100,China)

Starting from aspects of basic citizens living equipment and emergent equipment layout, according basic emergency shelter evacuation principles, the paper considers emergency shelter evacuation space demand, evacuation space accessibility and evacuation optimization, applies GIS spatial analysis method, establishes emergency evacuation planning scheme, which has provided some referring value for urban emergency shelter evacuation planning.

community, emergency shelter, evacuation space, GIS

1009-6825(2017)10-0007-02

2017-01-21

罗小龙(1974- )，男，博士，副教授

TU984

A

★：此文为长江大学教学研究项目阶段性研究成果，项目名称《地理信息科学专业导师制人才培养模式的改革与实践》(项目编号：JY2015035)