城市应急避难所的建立与应急方案研究

本科毕业论文题目城市应急避难所的建立与应急方案研究院别数学与信息科学学院专业数学与应用数学指导教师刘好斌评阅教师班级2011级1班姓名唐兰学号201102411992015年4月21日城市应急避难所的建立与应急方案的研究摘要：目前我国自然灾害发生较多，大城市不仅需要应对频发的自然灾害，例如地震、洪水、海啸等；还要预防恐怖袭击、传染疾病、工业灾害等社会灾害．近几十年来，由于自然变异加速、人口急剧增长、社会经济不断发展、城市化进程加快等因素，灾害的种类、破坏效应、危害程度等都呈现出前所未有的新特点．如果一旦发生灾害，该如何紧急疏散人群，如何进行人员安置，如何解决避难人群基本生存问题，于是应急避难场所应运而生，它能够迅速疏散以及容纳大量受灾人群，并为受灾人群提供基本生存物资．当城市发生严重自然灾害，尤其地震灾害时，不可能也没有必要把所有居民疏散到城市外的安全地区．在整个城市防灾减灾系统中，近年的经验说明建立应急避难所是灾前应急的最有效的措施．规划建设城市特别是对大城市和特大城市的应急避难所，是应对城市地震、火灾和水灾等重大突发性灾害事件，减小伤亡和损失的一项重要措施．城市建设避难场所已势在必行,为了提高应急避难所的应急能力，减少人员伤亡和财产损失，非常有必要对应急避难所的应急能力进行综合评价，在避难场的规划过程中应引入科学决策的方法．首先，在建立该城市的应急避难场所之前，要充分分析该城市规划特点以及应急避难场所建设存在的问题，还要考察该城市的现有资源，并根据该城市的实际情况，确定出相关的应急避难场所规划目标．该城市所建设的应急避难场所体系为市级避难场所，实际规划时选址是一大重点．在城市集中建设区选址之后，还要结合市区环境特点、场所建设规模的大小来划分和确定场所的责任服务范围，并同时做好场所功能的使用、设备设施的配套．因此需要对该城市交通图，居民分布数据，医院分布情况进行分析，分别建立了交通分布模型，居民分布模型，医院概率分布模型．然后，从为居民提供服务效果出发，可以选择构造出“服务效果效用函数”．对应急避难所得适宜性进行评价．再以覆盖全部居民点所必需的最少应急避难所数量为目标函数，以保证每个居民点至少被覆盖一次为约束，建立一个优化模型．最后，结合优化模型结果以及该城市的实际情况为相关部门设计应急预案．本文为了检验建立模型的有效性，选择了四川泸州为研究对象，得出出泸州现有的12个应急避难所的适宜性大小，并进行排序．得到泸州外国语学院的适宜性最高，四川警察学院次之，泸州职业技术学院再次之．详细的适宜性排名见表一．对泸州的应急避难场所进行评价，得出泸州至少还需建129个应急避难所，详细的建设位置见表二．最后坚持以人为本，从最大程度保护人民群众的生命安全角度出发，根据应急避难所服务的范围确定，并以此给出相关的应急预案．关键词：应急避难场所；规划；评价模型；Abstract：Keywords：1绪论1．1研究背景与意义1.1.1研究背景我国特大城市一般人口比较密集，但单体建筑物越来越高，城市中心城区建筑之间空间狭小，城市内部开敝空间严重不足，可逃生路径非常有限，同时道路交通立体化发展，避灾通道不顺畅等问题，造成城市灾害隐患加大，风险高度集中．城市相对农村是一个人口密集，是经济、政治、文化、科技信息的交流中心．如果城市遭遇自然灾害或是人为伤害，对城市的发展肯定有巨大的影响．随着我国城市现代化进程的加快，城市受到灾害性事件威胁的风险也越来越大．并且我国是世界上自然灾害最严重的国家之一，各种自然灾害在我国几乎都发生过，洪涝、干旱、火灾、地震、泥石流等灾情连年不断，尤其近年来我国自然灾难更加深重：2008初的南方冰雪冻灾、“5.12”汶川大地震和南方多省市的暴雨洪涝灾害，2009-2010年西南大干旱和低温雪灾、2010年4月14号青海省玉树县7.1级大地震、2013年4月20日四川省芦山县发生7.0级地震，给人民生命财产造成了巨大损失．总所周知，日本是地震多发的一个国家，一旦发生大地震，造成的城市损失将会比较严重．如1995年日本阪神7．2级大地震，除了造成6434人直接死亡以外，还同时产生了30万人以上的庞大的避难人群．2011年3月发生了有史以来最大的一次地震，由地震引起的核泄露给全世界带来了恐慌，但是日本的抗震防灾系统和应急避难系统处于世界领先地位，应急避难所的建立与研究也处于世界前沿．日本的应急避难场所体系主要是以防灾公园、学校体育馆等大型公共建筑、城市绿地三方面为主，而它们在地震频发的日本对灾民的避难行动与避难生活发挥了重要的作用．地震应急避难场所可在公园、绿地、广场、体育场、学校运动场和室内公共的场、馆、所选址，但须避开地震断裂带和洪涝、山体滑坡、泥石流等自然灾害易发生地段；选择地势较为平坦空旷且地势略高，易于排水，适宜搭建帐篷的地形；选择室内公共的场、馆、所作为地震应急避难场所或作为地震应急避难场所配套设施用房的，应达到当地抗震设防要求，鉴定合格后方可启用．应急避难场所应有方向不同的两条以上与外界相通的疏散道路，并要在周边和场所内设置明显的指示标志和疏散路线图目前，我国已有很多城市重视应急避难所的建立，如北京、上海、深圳等人口密集，系统复杂的城市．但是却有很多城市并不重视应急避难所的建立，直到2008年汶川大地震出现，接着四川多地时不时地发生地震，才有人重视应急避难所的建立．但像泸州这种二线城市，并不是很重视应急避难所建立，因为在后文对泸州应急避难所的评价来看，出现诸多避难所的不适宜，即当大型灾难发生时，泸州没办法对当地人们进行及时的补救．很多地方只是觉得公园是玩耍的地方，只考虑到美观，有经济效应，并没有考虑到能否用于应急避难所．当巨大灾害发生时，加上人们缺乏相应的逃生意识，那么这些公园也就没有发挥出相应的功能，到时候必将出现秩序混乱，继而出现严重的灾难和巨大的损失．所以本文研究对象和研究重点：即以城市应急避难场所为研究对象，探讨我国现有规划建设中存在的问题，通过本文研究，丰富和完善城市应急避难场所规划方法和手段，为相关规划的编制和规范完善提供一定的科学依据．针对我国城市应急避难场所规划中的几个关键问题，将研究重点放在如何构建特大城市系统的应急避难场所体系上，包括特大城市统筹城乡场所体系如何构建，中心区场所紧急避难能力如何更加科学合理评估，大事件发生后中心区人群如何安全疏散以及特大城市应急避难场所如何进行配套规划建设等几个关键问题上，以期进一步充实我国相关理论与技术规范．1．1．2研究意义大城市不仅需要应对频发的自然灾害，例如地震、洪水、海啸等；还要预防恐怖袭击、传染疾病、工业灾害等社会灾害．近几十年来，由于自然变异加速、人口急剧增长、社会经济不断发展、城市化进程加快等因素，灾害的种类、破坏效应、危害程度等都呈现出前所未有的新特点．如果一旦发生灾害，该如何紧急疏散人群，如何进行人员安置，如何解决避难人群基本生存问题，于是应急避难场所应运而生，它能够迅速疏散以及容纳大量受灾人群，并为受灾人群提供基本生存物资，它是“城市中的诺亚方舟”．当城市发生严重自然灾害，尤其地震灾害时，不可能也没有必要把所有居民疏散到城市外的安全地区．在整个城市防灾减灾系统中，近年的经验说明建立应急避难所是灾前应急的最有效的措施．规划建设城市特别是对大城市和特大城市的应急避难所，是应对城市地震、火灾和水灾等重大突发性灾害事件，减小伤亡和损失的一项重要措施．由于疏散安置工作事先没有规划，避难秩序混乱，对城市生产、生活、交通、安全管理带来极大的麻烦．不难想象，在大城市如果没有一大批安全的避难场所，如果广大市民缺乏防灾避险的基本知识，一旦发生重大灾害和突发事件，导致公众社会秩序混乱和失控，将会造成非常严重的社会动荡和损失．因此，科学、合理、高水平地规划建设不同特点的城市应急避难场所，已成为现代化大都市发展的内在要求．1997年12月颁布的《中华人民共和国防震减灾法》，其中第三十五条规定：“地震灾区的县级以上地方人民政府应当组织民政和其他有关部门和单位，迅速设置避难场所和救济物资供应点，提供救济物品，妥善安排灾民生活，做好灾民的转移安置工作．”因此，科学地规划紧急避难所对于城市防灾减灾及灾后重建都有着重要的意义．总的来说，如果城市有建设或规划多个应急避难场所，那么当城市发生灾害预警时，人们还可紧急避难到避难所中，获得短时间内的安全．所以说全国各地区都应当大力推进应急避难所的建设和规划工作，按照相关标准来建设城市应急避难所，尽量减轻人员伤亡．但需要注意的是，目前我国多个城市内部所建设的应急避难所都不符合标准，有的避难场所仅仅只能作疏散场地使用，并不能实现避难．关于这一点，值得我们在以后工作中深入研究．最后，本文选择一个真实的城市，对该城市的应急避难场所进行研究，希望能够举一反三，用于更多的城市应急避难场所的评价与规划．1．2研究对象及研究内容1.2.1研究对象本文研究的对象：城市应急避难场所，应急避难所是指利用城市公园、绿地、广场、学校操场等场地，经过科学的规划、建设与规范化管理，能为社区居民提供安全避难、基本生活保障及救援、指挥的场所．随着城市现代化建设的加快，应急避难场所的建设已经成为城市公共安全的一项重要内容．1.2.2研究内容本文研究内容：城市的应急避难城所是否合理的评价方法给出合理的评价模型与方法，并对防灾给出具体的意见．并以经历过地震的泸州为具体研究对象，希望将此方法推广应用到任何城市．本文将采用计算机模拟进行计算，对泸州的应急避难场所给出合理建议．2城市应急避难所的评价模型的建立2.1对城市的条件进行分析1）对城市交通分布的分析：一般意义上，影响交通分布的因素包括交通源的状况(反映为交通产生、吸引),交通工具及交通设施情况(反映为交通区间的交通阻抗,如时间、距离等),出行在交通吸引源、交通工具及交通设施状况构成的系统中,按照其本身的内在规律选择其目的地,同时满足供求(即产生、吸引)平衡的原则,,因此，找出交通分布的内在规律，交通区间的交通分布量与交通区的交通分布量与交通区的吸引量成正比，交通区间的交通分布量与交通区间的阻抗成反比．按照其供求平衡的原则,即可得到一般意义上的交通分布函数模型．（2）对居民分布的分析：假设在理想的地表形态上人口围绕城市中心呈圆形分布，根据人口分布规律可知，离城市中心越远的地方，人口密度越小，按照地理系统的信息熵最大化原则围绕城市中心分布，为了求出人口空间分布模型，将城市地图数字化，地图上的每一象元可以称为一个“细胞”，最后借助最大熵方法导出居民分布模型．（3）对医院分布情况的分析：医院在城市中的分布是呈离散分布的，且较靠近城市中心的地方，出现医院的概率越小，离城市中心一定距离范围内的地方，出现医院的概率较大，在越靠近城市边缘的地方，出现医院的概率越小，因此可得出医院分布的概率函数，为中间型正态分布函数．（4）对应急避难所的适宜性分析：应急避难所的适宜性情况直接影响为市民提供服务的效果，则将对应急避难所的适宜性的评价转化为对市民提供服务效果的评价，因此，构造了“服务效果效用函数”作为适宜性评价函数．其中评价函数是由两部分组成，一是服务面积比，用以说明应急避难所的空间服务能力；二是服务人口比，用以说明应急避难所为避难人群提供服务的情况，据此，构造出应急避难所的适宜性评价函数．（5）对应急避难所的优化分析：根据各应急避难所在城市区域内的分布位置，应急避难所必须能满足整个城市人口的避难需求，覆盖到所有的居民区，建立一个位置集合覆盖模型，以能覆盖全部居民点所必需的最少应急避难所数量和位置为目标函数，以保证每个居民点至少被覆盖一次为约束，建立一个优化模型．其中应找出城市中科学的规划建设与规范化管理，能为社区居民提供安全避难的基本生活保障，及救援指挥的应急避难所为侯选应急避难所，然后运用Lingo软件求出实际应建立的应急避难所，并将已有的应急避难所排出，即得出该城市还需建立的应急避难所的最少个数及位置．2.2对模型进行必要假设及相关符号说明2.2.1模型假设1.不考虑人流高峰期，突发事件对道路交通的影响；2.假设城市是一个圆，在理