城市應急服務設施布局優化模型研究

張磊 王征

摘 要：中國幅員遼闊，美麗的山川河流，廣闊的森林海洋，為社會經濟發展提供著充沛的自然資源。然而，我們也應看到，我國也是世界上自然災害最為嚴重的國家之一，地域廣、種類多、頻率高、損失重等特征，對各地的應急服務系統是一項嚴峻的考驗。城市應急服務設施的布局關系著救災、救險工作的效率，決定著物流網絡的負擔和營運時間的長短，直接影響防災控制水平，關系著人民的生命和財產安全。本文從城市應急服務設施的基本架構入手，闡述其重要作用和影響因素，進而分析一個科學合理的布局模型對應急系統效率的重要作用，通過直觀的模型進行研究分析，旨在探索一個高效率、低成本的城市應急服務設施布局模式。

關鍵字：應急服務設施影響因素布局模型優化研究

1.突發公共事件分類及其新型特點

隨著社會模式的變化和城區的擴張，原有的應急服務設施顯現出諸多弊端，難以滿足種類繁多、險情復雜的突發公共事件特點，因此，優化應急服務設施布局迫在眉睫，建立合理模型之前，了解目前城市面臨的突發公共事件類型，及其新型特點是前提和基礎。

應急服務設施一般針對的是突發的災害和緊急事件、危機事件，此類事件時間緊迫、難以預測、需要緊急處理，對社會影響相對較大。根據突發性公共事件的性質、引發機制、發展過程，我們主要把突發性公共事件分為以下四種類型：自然災害、事故災難、公共衛生事件和社會安全事件。

近些年，突發公共事件呈現出一些新型特點，主要有：首先，頻發性。城市范圍內經濟財富聚集，來來福利的同時也增大了突發事件產生的風險。自然環境在工業化和城市化的排擠下，遭到破壞，各類災害的頻發度不斷增強。

其次，放大性。城市是一個行政區劃的政治、經濟、文化中心，人口密度越大其影響范圍越廣，加之惡劣地質地理壞境的影響，突發事件造成的損失日益擴大化。

再次，多樣性與復雜性。各類災害作用方式日益交融，形成復雜性的破壞形式，特別相對于農村，城市的突發性事件種類更多，防范工作面臨更為重要的挑戰。

最后，難以防范性。隨著經濟社會的發展，網絡服務、新型交通工具層出不窮，各行各業的領導防范意識和群眾自我防護能力差異較大，給防災、控災帶來了難度，很難尋求一個統一的布局模式。

2.我國應急服務設施布局的影響因素及主要問題

2.1 應急設施的分類及選址特點

一般情況，我們將應急服務設施按性質區分為三種類型——緊急性應急服務設施、應急避難設施及戰略資源儲備設施。

緊急性應急服務設施的主要考慮目標是時效性，它必須有效地滿足其覆蓋范圍內的需求，才能切實保障人民的生命財產安全。該類設施有兩大建設目的：一是預防衍生的次生災害的發生；二是滿足應急需求的基本要求。常見的該類設施主要有消防站、醫院救護中心以及警察局等。

應急避難設施是為突發事件時人群疏散和避難提供場所的設施，主要利用城市的公園、廣場、學校操場、運動場綠地等，通過科學合理的規劃，發揮其最大容納度和安全度。此類設施一般沒有時效限制，具有大眾化和普及化特點。

戰略資源儲備設施是物質基礎設施，主要用于戰略應急救援物資的生產儲備、調撥及緊急配送，確保應急救援所需物資的及時供應。在地震救援、抗洪搶險、礦難救災中發揮著至關重要的作用。戰略資源儲備設施同時肩負著對物資儲備的監督管理，要做到及時補充和更新。

2.2 應急服務設施的選址特點

為了提高應急服務的水平和工作效率，盡可能降低系統運行費用，在設置應急服務設施之前，要充分考慮到應急服務設施的合理布局，正確地選擇應急服務設施的地理位置。

總的來說，應當綜合考慮以下影響因素：

（1）考慮法律政策及社會效益。城市應急服務設施的布局是一項復雜的系統工程，要考慮多方面因素，既要考慮國家政策法律、安全標準，又要顧及建設成本和社會效益。

（2）考慮區域風險及多重設置。合理布局時，要采用風險分析方法逐個分析各個區域的風險，預測各區域應急資源需求情況，例如人口數量、經濟重要性等；同時注意布局需要分散并多重設置，能夠在短期內提供大量的應急設施。

（3）考慮選址目標及覆蓋區域。突發事件的發生事先很難預測，而后果往往嚴重，因此城市應急服務設施應該盡可能的覆蓋相應的區域；在考慮應急服務設施的選址目標時，要從公平性和使用效率的角度考量。

3.城市應急服務設施的布局模型研究

20 世紀70 年代以來，國內外學者對城市應急服務設施的布局研究越來越關注，既涉及科學技術領域，也涉及計劃管理、政策等部門。其中，Oded Berman 和 Dmitry Krass 提出了廣義最大覆蓋模型，MJohn Hodgson指出求解 P-中值模型需要兩方面的數據，為進一步優化布局模式提供了理論基礎。

（1）P- 中心問題 。P- 中心模型即在設施點給定的情況下，求任一需求點到與它最近設施的最小最大距離 P- 中心模型。取決于所選設施位置的不同，總體來說，離設施點距離最遠的需求點位置也就可能不同，最大需求距離隨著設施點位置的改變而變化，因此也叫極小化極大問題。

（2）P- 中值問題。這類模型是指在一個給定的數量和位置的需求集合和一個候選設施位置的集合下。本質上說，就是為P個設施找到合適的位置，然后指派每個需求點到一個特定的設施，盡量達到設施點和需求點間的最小目標值，故又稱為最小和問題。

（3）最大覆蓋模型。這是在給定的物流設施數量的前提下設置的模型，要求覆蓋盡可能多的需求點，其中蘊含的假設是當決策者沒有足夠的資源去滿足所有的需求時，他們不得不尋求變通的方法，選擇最大化所能滿足的需求。

（4）集合覆蓋模型。用最小數量的設施去覆蓋所有的需求點是其根本目標，因為在模型中考慮了建立服務設施的成本，因此不需要限定建立的設施數目。換句話說，如果每個設施建設費用相同，就達到了修建設施的最小數量。

通過總結、分析以上幾種布局模型，我們發現了其優缺點：中心模型具有能夠最快的服務最遠端的需求點面積是最害的情況下，也最優。但其也有顯著的缺點，若一需求點偏遠且需求量少，按照方法，將至少有一點靠近，浪費較嚴重。中值模式的優點在于考慮成本、總距離最小，但是要求設施點必須布置在與需求點特定距離之內才可。集合覆蓋模型能夠覆蓋到所有需求點，卻導致系統資源消耗太大，沒有重點考慮。而最大覆蓋模型，做到了最大化利用資源，卻沒有考慮需求規模。

在實際進行布局工作時，應根據不同的目的、投資的金額，充分考慮覆蓋范圍、救災時限等約束條件，選擇最科學合理的布局模式，優化城市應急服務設施布局。

參考資料：

[1]黎青松，楊偉，曾傳華.中心問題與中位問題的研究現狀[J].系統工程， 2005, （5）： 11- 16.

[2]計雷，池宏，陳安.突發事件應急管理[M〕.北京:高等教育出版社，2006.

作者簡介：

張磊 1979.04 男 河北唐山 本科 中級 唐山曹妃甸新區規劃建設局，河北理工大學在職研究生