城市应急服务设施布局优化模型研究

张磊 王征

摘 要：中国幅员辽阔，美丽的山川河流，广阔的森林海洋，为社会经济发展提供着充沛的自然资源。然而，我们也应看到，我国也是世界上自然灾害最为严重的国家之一，地域广、种类多、频率高、损失重等特征，对各地的应急服务系统是一项严峻的考验。城市应急服务设施的布局关系着救灾、救险工作的效率，决定着物流网络的负担和营运时间的长短，直接影响防灾控制水平，关系着人民的生命和财产安全。本文从城市应急服务设施的基本架构入手，阐述其重要作用和影响因素，进而分析一个科学合理的布局模型对应急系统效率的重要作用，通过直观的模型进行研究分析，旨在探索一个高效率、低成本的城市应急服务设施布局模式。

关键字：应急服务设施影响因素布局模型优化研究

1.突发公共事件分类及其新型特点

随着社会模式的变化和城区的扩张，原有的应急服务设施显现出诸多弊端，难以满足种类繁多、险情复杂的突发公共事件特点，因此，优化应急服务设施布局迫在眉睫，建立合理模型之前，了解目前城市面临的突发公共事件类型，及其新型特点是前提和基础。

应急服务设施一般针对的是突发的灾害和紧急事件、危机事件，此类事件时间紧迫、难以预测、需要紧急处理，对社会影响相对较大。根据突发性公共事件的性质、引发机制、发展过程，我们主要把突发性公共事件分为以下四种类型：自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件。

近些年，突发公共事件呈现出一些新型特点，主要有：首先，频发性。城市范围内经济财富聚集，来来福利的同时也增大了突发事件产生的风险。自然环境在工业化和城市化的排挤下，遭到破坏，各类灾害的频发度不断增强。

其次，放大性。城市是一个行政区划的政治、经济、文化中心，人口密度越大其影响范围越广，加之恶劣地质地理坏境的影响，突发事件造成的损失日益扩大化。

再次，多样性与复杂性。各类灾害作用方式日益交融，形成复杂性的破坏形式，特别相对于农村，城市的突发性事件种类更多，防范工作面临更为重要的挑战。

最后，难以防范性。随着经济社会的发展，网络服务、新型交通工具层出不穷，各行各业的领导防范意识和群众自我防护能力差异较大，给防灾、控灾带来了难度，很难寻求一个统一的布局模式。

2.我国应急服务设施布局的影响因素及主要问题

2.1 应急设施的分类及选址特点

一般情况，我们将应急服务设施按性质区分为三种类型——紧急性应急服务设施、应急避难设施及战略资源储备设施。

紧急性应急服务设施的主要考虑目标是时效性，它必须有效地满足其覆盖范围内的需求，才能切实保障人民的生命财产安全。该类设施有两大建设目的：一是预防衍生的次生灾害的发生；二是满足应急需求的基本要求。常见的该类设施主要有消防站、医院救护中心以及警察局等。

应急避难设施是为突发事件时人群疏散和避难提供场所的设施，主要利用城市的公园、广场、学校操场、运动场绿地等，通过科学合理的规划，发挥其最大容纳度和安全度。此类设施一般没有时效限制，具有大众化和普及化特点。

战略资源储备设施是物质基础设施，主要用于战略应急救援物资的生产储备、调拨及紧急配送，确保应急救援所需物资的及时供应。在地震救援、抗洪抢险、矿难救灾中发挥着至关重要的作用。战略资源储备设施同时肩负着对物资储备的监督管理，要做到及时补充和更新。

2.2 应急服务设施的选址特点

为了提高应急服务的水平和工作效率，尽可能降低系统运行费用，在设置应急服务设施之前，要充分考虑到应急服务设施的合理布局，正确地选择应急服务设施的地理位置。

总的来说，应当综合考虑以下影响因素：

（1）考虑法律政策及社会效益。城市应急服务设施的布局是一项复杂的系统工程，要考虑多方面因素，既要考虑国家政策法律、安全标准，又要顾及建设成本和社会效益。

（2）考虑区域风险及多重设置。合理布局时，要采用风险分析方法逐个分析各个区域的风险，预测各区域应急资源需求情况，例如人口数量、经济重要性等；同时注意布局需要分散并多重设置，能够在短期内提供大量的应急设施。

（3）考虑选址目标及覆盖区域。突发事件的发生事先很难预测，而后果往往严重，因此城市应急服务设施应该尽可能的覆盖相应的区域；在考虑应急服务设施的选址目标时，要从公平性和使用效率的角度考量。

3.城市应急服务设施的布局模型研究

20 世纪70 年代以来，国内外学者对城市应急服务设施的布局研究越来越关注，既涉及科学技术领域，也涉及计划管理、政策等部门。其中，Oded Berman 和 Dmitry Krass 提出了广义最大覆盖模型，MJohn Hodgson指出求解 P-中值模型需要两方面的数据，为进一步优化布局模式提供了理论基础。

（1）P- 中心问题 。P- 中心模型即在设施点给定的情况下，求任一需求点到与它最近设施的最小最大距离 P- 中心模型。取决于所选设施位置的不同，总体来说，离设施点距离最远的需求点位置也就可能不同，最大需求距離随着设施点位置的改变而变化，因此也叫极小化极大问题。

（2）P- 中值问题。这类模型是指在一个给定的数量和位置的需求集合和一个候选设施位置的集合下。本质上说，就是为P个设施找到合适的位置，然后指派每个需求点到一个特定的设施，尽量达到设施点和需求点间的最小目标值，故又称为最小和问题。

（3）最大覆盖模型。这是在给定的物流设施数量的前提下设置的模型，要求覆盖尽可能多的需求点，其中蕴含的假设是当决策者没有足够的资源去满足所有的需求时，他们不得不寻求变通的方法，选择最大化所能满足的需求。

（4）集合覆盖模型。用最小数量的设施去覆盖所有的需求点是其根本目标，因为在模型中考虑了建立服务设施的成本，因此不需要限定建立的设施数目。换句话说，如果每个设施建设费用相同，就达到了修建设施的最小数量。

通过总结、分析以上几种布局模型，我们发现了其优缺点：中心模型具有能够最快的服务最远端的需求点面积是最害的情况下，也最优。但其也有显著的缺点，若一需求点偏远且需求量少，按照方法，将至少有一点靠近，浪费较严重。中值模式的优点在于考虑成本、总距离最小，但是要求设施点必须布置在与需求点特定距离之内才可。集合覆盖模型能够覆盖到所有需求点，却导致系统资源消耗太大，没有重点考虑。而最大覆盖模型，做到了最大化利用资源，却没有考虑需求规模。

在实际进行布局工作时，应根据不同的目的、投资的金额，充分考虑覆盖范围、救灾时限等约束条件，选择最科学合理的布局模式，优化城市应急服务设施布局。

参考资料：

[1]黎青松，杨伟，曾传华.中心问题与中位问题的研究现状[J].系统工程， 2005, （5）： 11- 16.

[2]计雷，池宏，陈安.突发事件应急管理[M〕.北京:高等教育出版社，2006.

作者简介：

张磊 1979.04 男 河北唐山 本科 中级 唐山曹妃甸新区规划建设局，河北理工大学在职研究生