防災避難場所規(guī)劃方法及其應用研究.pdf

1、隨著避難場所對城鄉(xiāng)安全和可持續(xù)發(fā)展的重要性被廣泛認可，避難場所建設正由示范、試點轉向大面積鋪開建設，然而，避難場所規(guī)劃還沒有形成成熟的理論框架和技術方法?？h域城鎮(zhèn)避難場所規(guī)劃指標，避難場所選址評價、布局優(yōu)化與責任區(qū)劃分方法等重點和難點問題還沒有完全解決，這已成為推進避難場所建設的瓶頸。本文利用防災減災工程及防護工程、公共設施選址、地理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和應急管理等學科的基礎理論與方法，對這些問題開展了系統(tǒng)深入的分析研究，取得了一些具

2、有科學意義和應用價值的研究成果。
　　我國避難場所規(guī)劃標準基本上是針對大中城市制定的，縣域城鎮(zhèn)避難場所規(guī)劃的理論基礎非常薄弱，有限的研究成果所提出的規(guī)劃指標適用性較差。本文提出以地震災害為主要防御災種的縣域城鎮(zhèn)避難場所分類，各類避難場所的功能、規(guī)模、有效避難面積、服務范圍和應急設施配置等規(guī)劃技術指標和要求，以及應急道路的分類和有效寬度的技術指標。利用該技術指標分別規(guī)劃了一個鄉(xiāng)和縣城鎮(zhèn)的避難場所系統(tǒng)，規(guī)劃結果的分析表明，技術指標的適

3、用性較好。該技術指標初步形成了縣域城鎮(zhèn)避難場所規(guī)劃技術指標體系框架，相關研究成果已編入國家標準《防災避難場所設計規(guī)范》（報批稿）。
　　傳統(tǒng)的評價方法難以簡單、定量的評價候選避難場所條件的優(yōu)劣。為解決候選場所選址適宜性評價問題，本文以城鎮(zhèn)避難場所系統(tǒng)規(guī)劃的關鍵——固定避難場所為研究對象，構建了選址適宜性評價指標體系并給出了評價標準。借助TOPSIS方法中理想點的概念，提出了基于理想點已知部分屬性權重信息的選址適宜性評價模型和求解方

4、法。以各方案與負理想點的加權偏差再等權集結的偏差最小為目標，屬性權重的部分信息為約束條件，求取指標權重。通過與現(xiàn)有模型的算例比較，該模型符合規(guī)劃的實際情況，遵循悲觀準則確定權重降低了決策風險，且模型求解簡單。該方法不但可以評價固定避難場所優(yōu)劣和選擇中心避難場所，也可以為改造、完善避難場所提供參考。
　　現(xiàn)有的避難場所布局優(yōu)化與責任區(qū)劃分模型存在目標過多造成求解困難，對約束條件考慮不足和責任區(qū)劃分不合理等問題。為了解決“用最低的成本

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

6、br>　　同時實現(xiàn)選址評價、布局優(yōu)化和責任區(qū)劃分是避難場所規(guī)劃的難題之一，目前還沒有一種有效的解決方法。利用本文提出的選址適宜性評價指標體系和評價標準，建立了基于目標規(guī)劃的選址評價、布局優(yōu)化和責任區(qū)劃分的綜合模型，利用改進粒子群算法解決了難以在多項式內求得最優(yōu)解的問題。通過與現(xiàn)有模型的算例比較，該模型簡化了規(guī)劃程序，適用范圍廣，所選定場所的適宜性好。該方法為城鎮(zhèn)固定避難場所選址評價、布局優(yōu)化與責任區(qū)劃分及其求解問題給出了一攬子的解決方案

7、。
　　現(xiàn)有的避難場所規(guī)劃決策支持系統(tǒng)，還沒有實現(xiàn)數(shù)學模型和算法與GIS空間數(shù)據(jù)支持功能的有效融合。本文以ArcGIS10為開發(fā)平臺，基于本文提出的規(guī)劃模型和算法，運用C＃程序語言設計并開發(fā)了行業(yè)內通用的基于GIS的避難場所規(guī)劃決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了防災避難信息存儲、查詢和修改，候選避難場所篩選，避難場所評價、優(yōu)化與責任區(qū)劃分，以及規(guī)劃結果的可視化等功能。系統(tǒng)將GIS空間分析功能與避難場所規(guī)劃模型和求解算法有效耦合，借助GIS