警力快速响应及其空间布局优化

景海涛，原世伟，李 伟

(河南理工大学 测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454003)



警力快速响应及其空间布局优化

景海涛，原世伟，李 伟

(河南理工大学 测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454003)

警力的快速响应能够有效地打击和震慑违法犯罪行为，提升公民生活的安全感。随着我国城市规模的快速扩大，公安机构、移动警务室等警力资源的空间布局对于快速响应机制的影响也在日益增大。合理的空间布局，不仅可以保证警力资源的快速响应，还可以降低出警成本，优化警力资源配置。以由道路网和建成区组成的模拟城市作为数据源，借助相关GIS软件，依据最大覆盖模型初步确定公安机构的选址，结合中心地服务范围和空间位置评价指标，对公安机构的选址进行优化，同时在规定时间内无法达到的区域设置移动警务室，完成警力资源部署，确保警力空间布局最优，快速响应范围最大。

GIS；快速响应；覆盖模型；空间位置评价；选址

目前，我国进入“中等收入转型升级陷阱”敏感期，各种社会问题凸显，社会治安形势严峻[1]。其中，城市治安问题比较突出，具体表现为：暴恐活动带来的现实威胁增大，刑事犯罪发案率较高，严重影响公众安全感，直接影响到人民群众生活的幸福感，对构建社会主义和谐社会提出挑战。2007年，我国警察万人配比是13.8人，而其它主要国家警察万人配比分别为：美国32.5人，英国26.0人，德国31.6人，法国24.3人，俄罗斯84.6人，南非31.3人[2]。面对当前形势，科学配置警力资源，应用快速响应机制，能够有效提高工作效率，解决治安任务艰巨性与警力资源有限性的矛盾。

通常，警力资源优化配置往往侧重于与公安机关相关的法制、制度、科技装备、专业人员和价值导向等方面，而对于其空间布局则缺乏充分考虑。在经济快速发展，城市规模不断扩大，道路网日趋复杂的形势下，空间布局在警力资源配置中的重要性逐渐增加，人们开始关注空间布局对于警力资源部署的影响。

将GIS引入警力资源配置中，可以有效地存储、组织、管理警务地理信息，提高警务地理信息的利用率，实现警力资源可视化。其空间分析功能可以为警力资源在空间上的合理布局提供支持，实现警力资源空间化，保障警力快速、高效地到达事发现场，助力城市快速响应机制的建立，打击、震慑暴恐和刑事犯罪等事件，进而提高公民的安全感和满意度。

1 警力资源科学配置相关理论

1.1 快速响应

快速响应机制[3]是指公安等警力资源接到指令后，在规定时间内迅速出警，抵达事发现场，处置事件。虽然在城镇化的进程中，城市基础设施日益完善，为警力资源出警提供了便利的交通条件，但与此同时，城市规模的日益庞大，道路网的日益复杂也为警力资源在空间布局与快速响应上增加了难度[4]。

1.2 覆盖选址模型

1.3 中心地服务范围

中心地是指向周边地区提供服务或物品的地方。中心地服务范围则是指中心地的影响范围，即其提供的服务可作用或物品可以到达的范围。本研究需要明确已选设施点的服务范围，以便于进一步优化调整，使其空间布局更加趋于合理，因此借助于GIS确定在既定条件下设施点的服务范围。

2 警力资源科学配置数据准备

如图1所示，研究选取某地城市模拟数据，比例尺为1∶10 000，范围为365 km2，街道办事处的数目是30个，地图图层包括城市建成区和道路网，主要包含各种地理要素和属性数据，具体情况如下：城市建成区指城市已建成的区域，包含居民区、商业区及学校、居委会、派出所等各类公共服务设施等，属性数据有要素的编号、名称、面积、人口、类别和级别等信息，作为研究中警力资源需求点和设施待选点；城市道路网包含城市中主干道、次干道和部分支路等，属性数据中包括要素的编号、道路长度、道路名称、道路宽度和道路等级等信息，作为研究的地理网络环境。

图1 城市模拟数据

除此之外，与警力资源科学配置相关信息如下：1)通常一个街道办事处对应一个派出所；2)根据公安部颁布的《110接处警工作规则》规定[11]：处警接到指令后，凡危及公民人身、财产安全的重大、紧急报警，市区必须在5 min内到达现场；3)移动警务室开始普遍出现在城市中[12]。

3 警力资源科学配置实现

ArcGIS软件具有强大的地理要素转换、网络分析和缓冲区分析等功能，操作相对简便，对于非专业人员，经过一定时间培训，即可进行操作。ArcGIS网络分析工具集中包含位置分配和服务区功能，其中，位置分配功能可用于求解最大覆盖模型，解决派出所选址问题，服务区功能可用于解决中心地服务范围问题。

通过GIS强大的空间分析功能，以城市建成区、路网数据为基础，结合覆盖选址模型与中心地服务范围等理论，为公安机关和移动警务室等警力资源的部署与优化提供科学依据，不仅能够解决警力资源空间布局的问题，还能保障其快速响应范围，其技术流程如图2所示。

图2 警力资源配置技术流程

具体步骤如下：

1)选址点与地理网络环境设置：城市建成区既包括居民区、商业区，又包括各类公共服务设施，因此，城市建成区既是需求点，又是选址点。利用ArcGIS要素转换工具将城市建成区图层的面状要素转换成对应的点要素，作为选址点；再由城市道路网图层生成以长度为成本的网络数据集，作为进行选址和空间分析的基础，如图3所示。

图3 选址点和网络数据集

2)依据最大覆盖模型，确定需求点、选址点、阻抗中断值和设施点数目等参数。假设某一时间段的城市道路上，车辆平均行驶速度为40 km/h，则在5 min内最长距离约为3 333 m，即为阻抗中断值；根据街道办事处数目暂设置派出所数目为30个，然后利用网络分析中位置分配功能求解最大覆盖模型，实现派出所选址，其结果如图4所示。

图4 位置分配结果

3)派出所选址完成后，需要确定其快速响应服务范围，以便于为其空间布局进一步分析与优化提供依据。通过网络分析中服务区分析功能，结合中心地服务范围理论，确定快速响应范围，如图5所示。

图5 派出所快速响应范围

4)确定派出所快速响应服务范围后，引入定量指标参数评价其空间布局合理性，进而对其空间布局进行优化。

5)优化完成后，对于快速响应未覆盖的城区，部署移动警务室，实现快速响应全市域覆盖。之后可以随时根据城市路网状况，实时更新警力快速反应覆盖范围现状，并根据GPS定位调整移动警务室的位置。

4 警力资源科学配置分析与优化

由图5可以看出：虽然快速响应服务范围覆盖了大部分城区，但由于地理网络不完备等因素的影响，仍有少数城区不能覆盖，同时，出现相邻派出所服务范围交叉覆盖的情形，因此，派出所布局是否合理仍有待进一步分析检验。

综上所述，为便于定量计算，本文将整个城区依照泰森多边形模型为各派出所生成辖区，即派出所的管辖区域(见图6)，并定义了以辖区为单位的服务覆盖率和服务重复覆盖率，作为派出所空间布局合理性的评价指标[12-14]。辖区内服务覆盖面积分为两类：1)辖区内设施点服务覆盖面积(如图7b中阴影部分Sx)；2)相邻设施点服务重复覆盖面积(如图7c中阴影部分Sy)，两类覆盖面积会出现交叉覆盖的情形(如图7a所示)。定义服务覆盖率为Px，可看作是设施点在辖区内服务覆盖面积与辖区面积之比，即Px=(Sx/S)×100%，其中S为辖区面积，用于表示设施点在辖区内的服务覆盖程度；定义服务重复覆盖率为Py，可看作是相邻设施点服务重复覆盖面积与设施点服务覆盖面积之比，即Py=(Sy/Sx)×100%，用于表示辖区内服务冗余程度，Px，Py的值可根据实际需求设置。

图6 派出所空间布局及辖区

假设某辖区面积S=6 704 476 m2，辖区内设施点服务覆盖面积Sx=2 345 237 m2，相邻设施点服务重复覆盖面积Sy=1 378 998 m2，那么根据以上算式，辖区内设施点服务覆盖率Px=34.98%，重复覆盖率为Py=58.80%，表示该辖区服务覆盖程度较低，且重复覆盖程度过高，辖区内设施点可以考虑删除或调整。某辖区面积S=5 908 433 m2，辖区内设施点服务面积Sx=4 857 591 m2，相邻设施点服务面积为Sy=801 349 m2，那么该辖区服务覆盖率Px=82.21%，重复覆盖率为Py=16.50%，表明该辖区服务覆盖程度较好，且重复覆盖程度较低，该设施点空间布局合理，可以保留。

图7 覆盖率和重复覆盖率定义

设定条件Px≥75%，Py≤25%，对研究区进行分析发现：城市内部辖区均满足设定条件，而边缘辖区因路网不完善造成服务覆盖率较低，在考虑其他设施点的布局后决定对其内部设施点保留，待路网完善后再进行调整。获取所有设施点的整体服务范围，即警力快速响应服务范围现状，对于未覆盖的城区部署移动警务室，如此基本实现警力快速响应全城区覆盖(如图8所示)。

5 结束语

本研究借助ArcGIS软件，依据最大覆盖模型初步确定派出所的位置，依据中心服务范围理论获取警力快速响应服务范围，然后根据合理性评价指标优化派出所空间布局，最后在快速响应无法覆盖的区域部署移动警务室，实现警力快速响应的全市域覆盖，完成警力资源的科学配置。但是，在研究过程中，作为关键数据的地理网络还不够完善，只包括城市主干道和次干道，不包含数量众多的普通道路，造成部分城区，特别是边缘地区，存在一定的分析误差，在今后的研究中需要不断完善。同时，研究内容不仅仅局限于派出所、移动警务室等公安机构，安检、消防等也可根据其在警力配置中的权重来合理安排空间布局，提升处警效率，降低出警成本。

图8 移动警务室布局

[1] 李佐军.中国进入“中等收入转型升级陷阱”敏感期[N].中国经济时报,2014-05-30.

[2] 黄新春.论警力资源的科学配置与使用[J].公安研究,2009(2):64-74.

[3] 卢郁希,王卜,刘仲秋.公安机关快速响应机制建设研究[J].中国人民公安大学学报(自然科学版),2014(3):41-43.

[4] 贾艳红，汤立辉，刘付程，等.连云港突发刑事安全事件GIS响应研究[J].测绘与空间地理信息,2015，38(9):17-19.

[5] 肖俊华,侯云先.应急物资储备库多级覆盖选址模型的构建[J].统计与决策,2012(23):45-48.

[6] 葛春景,王霞,关贤军.重大突发事件应急设施多重覆盖选址模型及算法[J].运筹与管理,2011(5):50-56.

[7] 万远，史廷玉，雷雨，等.基于GIS的应急逃生模拟系统的研究与实现[J].测绘与空间地理信息,2015，38(10):10-12.

[8] 谢顺平,冯学智,都金康.基于网络Voronoi图启发式和群智能的最大覆盖空间优化[J].测绘学报,2011(6):778-784.

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[10] 陈明.基于空间连续需求的最大覆盖选址模型及应用[J].物流技术,2014(5):169-172.

[11] 李海涛.110接处警运行机制及常见警情处置对策[J].法制与经济(中旬),2013(2)：119-120.

[12] 周杰,于洋,李骑宏,等.北京市流动警务室使用状况及改进对策研究[J].今日中国论坛,2013(11):228-229.

[13] 李伟,景海涛,王莉,等.森林防火监测站选址及可视域分析[J].测绘科学,2015(1):77-80.

[14] 郭文月,刘海砚,余岸竹,等.一种基于阻抗等级划分的整体最优空间位置分配方法[J].测绘工程,2015，25(3):21-25.

[责任编辑：张德福]

Rapid response and spatial distribution optimization for the police

JING Haitao,YUAN Shiwei,LI Wei

(School of Surveying and Land Information Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454003,China)

The rapid response of police can effectively control and frighten criminal acts,and improve the citizens’ sense of security.With the rapid expansion of our country,the spatial distributions of police resources (public security organization,mobile police room,etc.) become more and more important to the rapid response mechanism.Reasonable spatial distribution,can ensure not only the rapid response of police resources,but also reduce the cost and optimize the allocation of police resources.The paper takes the simulation city composed of road network and built-up area as data source.With the help of GIS and maximum covering model,the police can preliminarily determine the location of the public security agencies,then optimize the public security organizations’ location based on the theories of center service scope and spatial position evaluation index,and set up mobile police site in the area,which cannot be covered within the prescribed time.The completion of police resources deployment can ensure the rapid response,the best spatial distribution and biggest influence scope of police resources.

GIS; rapid responding; coverage model; spatial position evaluation; site selection

引用著录：景海涛，原世伟，李伟.警力快速响应及其空间布局优化[J].测绘工程，2017，26(1)：42-46.

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2017.01.009

2015-09-24

河南省基础与前沿技术研究项目(142300410149)

景海涛(1967-)，男，教授，博士.

P208

A

1006-7949(2017)01-0042-05