基于GIS的消防站布局研究
——以濟寧市消防專項規劃為例

陳 蓓 韓冬梅 顧媛媛

（濟寧市規劃設計研究院，山東 濟寧 272000）

1 研究背景

近幾年我國火災災害發生頻率高，涉及面廣，造成社會生命財產損失大，社會反響強烈，暴露出人們消防意識的淡薄和城市消防工作的薄弱環節。因此，中央高度重視城市消防工作，加大了消防事業的建設及管理力度。2017年3月17日，新的《城市消防站建設標準》批準發布，對消防站建設提出新的指導要求。2016年8月16日，山東省公安消防總隊印發《山東省微型消防站建設標準》，對微型消防站建設提出統一標準和要求。城市消防問題越來越受到各級政府的重視。消防專項規劃是消防工作的重中之重，編制消防規劃，合理布局城市消防站，對于逐步完善和實施消防設施建設，提高城市綜合抗御火災的能力具有重要的指導意義[1]。

隨著濟寧城鎮的快速發展，高層建筑、公共人員密集性場所大量出現，天然氣、液化石油氣、煤氣等危險品廣泛使用，軌道線網建設提上日程，火災危險性不斷增大。致使消防支隊接出警和搶險救援次數逐年大幅上升，社會搶險救援出警比例越來越高。另外濟寧市已發布新一輪城市總體規劃，對行政區劃調整后的濟寧市的規模與發展框架重新定位，也對城市消防工作提出了更高、更新的目標和要求。啟動城市消防專項規劃能夠在上位規劃的指導下，建立城市消防安全體系，對于完備濟寧消防安全功能、提高公共消防服務能力、保障城市消防安全具有不可或缺的指導作用。

2 濟寧市消防站布局現狀分析

2.1 消防站數量偏少，平均轄區范圍較大

按照中心城區現狀城市建設用地面積196.39 km2計算至少應建28個消防站，現有消防站僅占應有數的35.7%。現有普通消防站平均責任區面積遠遠大于國家標準4～7 km2，普通消防站5 min服務區覆蓋率28.9%，難以保證消防車5 min之內迅速達到責任區邊緣的要求。

2.2 特勤消防站不足，無法滿足搶險救援需求

根據《城市消防規劃規范》（GB 51080—2015），特勤消防站的特勤任務服務人口不宜超過50 萬人/站，濟寧中心城區現狀人口177 萬人，僅有一處特勤消防站，嚴重超出規范要求。隨著高層建筑、地下空間等多種救援需求的快速增加，現有特勤站裝備警力難以支撐和保障濟寧成為淮海經濟區中心城市的目標。

2.3 消防裝備建設滯后城市發展

消防裝備配備整體不達標，濟寧市消防車配備指標0.18 輛/萬人，未達到標準指標0.48 輛/萬人。消防車輛結構不合理，缺乏特種專勤消防車等特殊用途消防車，難以滿足城市特種救援的需要。另外裝備的整體性能低、更新慢、缺乏定期更新和維修。

3 基于GIS的火災風險評估

3.1 評價指標體系

為了能夠全面反映濟寧中心城區火突風險的各個方面，規劃從火災危險性、易損性、抗災能力三個方面著手，根據中心城區消防規劃相關現狀調研資料、圖紙及統計數據，篩選出相應的評估指標，進行各項緩沖區分析并綜合加權疊加，形成火災風險度綜合評價圖。

3.1.1 危險性

危險源起火的程度直接對火災風險的大小產生影響，因此選取重點消防單位、火災危險源（加油加氣站、天然氣門站、燃氣管線等）、建筑高度作為衡量危險性的指標因子。

3.1.2 易損性

易損性是承災體易于遭受火災影響的性質，不同區域承受火災風險的能力不同，火災對其造成的破壞程度也不同，因此造成了火災風險性的差異。本規劃選用地區的易損性特征作為評估火災風險等級的基本原則之一，用人口密度、建筑密度、經濟密度等因子反映中心城區易損性特征。

3.1.3 抗災能力

抗災能力主要指發生火災時的應對能力，消防站布局、消防通道、消火栓等是城市抗災功能的重要組成部分，合理地進行規劃與建設，可以有效地把火災事故扼死在搖籃中，從整體上降低火災的風險[2]。規劃選取消防站責任區覆蓋程度、消防通道、消火栓作為影響因子進行評估。

3.2 評估方法及結果

指標因子的基準得分為Si，權重為Wi，用因子指標的評分與該因子對應的權值相乘，并進行累加，得到指標最后的評估分數（公式1），再將各指標進行加權平均（公式2），得評價單元的火災風險值。

把中心城區的火災風險劃分為5個等級，分別表示中心城區的火災風險為極高、較高、中等、較低、低。通過計算獲得火災風險評估結果，并和火災風險等級之間建立對應關系，具體內容如表1所示。

表1 評價結果與火災風險等級之間的對應關系

借助gis手段，利用濟寧市總規中心城區路網、現狀建筑分布、人口分布、用地性質等信息對各類因子進行緩沖區分析，然后將各因子圖層按照研究指標進行識別疊加后，生成火災危險性、易損性和抗災能力3個分項評估結果。再將火災危險性、易損性和抗災能力評估結果進行疊加，按照表1的評價等級劃分標準進行等級劃分。

4 濟寧市消防站規劃布局研究

借助于GIS系統落實消防站的科學布局，通過模擬5 min之內消防車可以達到的區域，明確其布局合理與否，由此展開更為科學且有效的規劃[3]。在道路信息網中，在部分路段上會對消防車等具有特殊情況的車輛給予優先通行權，但是一旦有消防車在城市中通過，還是會受到其他車輛的影響。若是考慮消防車的行走時間，將不能單純地分析道路設計車速，還是應該重點依照道路實際擁擠行走的時間加以計算[4]。各個路段平時及高峰時段的車流量需要合理地分析，獲取的相關數據應該依照具體的情況加以確定，依照地區城市規劃和城市本身的用地性質，在實際調查的過程中，對建立的GIS系統模型展開討論，由此判斷交通流量的實際分布情況。

濟寧市的消防規劃原則上是將濟寧市行政范圍全包括，但是由于城市非建設用地人煙稀少，農村分布又成散點分布，不適宜消防規范“5分鐘”要求，因此，濟寧中心城區為本次規劃的重點研究范圍。《濟寧市城市總體規劃（2014-2030）》中關于城市各類建設用地的安排符合城市遠期發展的總體要求，作為濟寧市中心城區消防規劃遠期規劃的參考依據，至規劃期末，城市建設用地面積為385 km2，為消防站空間布局的研究范圍。

4.1 合理的構建交通網絡

以《濟寧市城市總體規劃（2014-2030）》路網為基礎，利用ArcGIS網絡分析（Network Analyst）技術，構建濟寧市交通網絡。首先建立文件地理數據庫，構建網絡數據集，然后把線狀要素類（例如道路、高架等）加入到模型中，并設置網絡的連通性、通行成本、轉彎等網絡屬性。在此基礎上，還可以模擬單行線、路口禁轉、路口紅燈等待等常見路況。由于消防車具有道路優先權，可不考慮單行、紅燈等實際道路限制。另外根據濟寧中心城區所有出租車在2018年6月里實時平均運行速度及外地同等城市消防車車速經驗，確定濟寧中心城區消防車時速為主干30～35 km/h，次干、支路為25～30 km/h。由此構建交通網絡。

4.2 模擬火災發生點

理論上每一棟建筑都有發生火災的可能，都應為潛在的火災發生點，但是城市的建設用地范圍非常大，建模的工作量太大了。有學者研究表明，可將城市道路圍合的地塊中心點代表火災發生點。如果地塊面積偏大，在地塊內增加若干火災發生點，減小誤差，增加規劃的合理性。

4.3 消防站候選地址模擬

依據責任區劃分原則，將濟寧中心城區遠期用地劃分為14個大的分區，利用ArcGIS“位置分配”原理，使用最小化設施點數模型，經過計算，系統自動選擇出78處消防站[5]。再使用最大化覆蓋模型，分別計算當消防站個數為76、77、79時的選址情況，最后經過結果對比分析，發現76個消防站的情況既能有效覆蓋中心城區建設用地又比較經濟合理。依據每個消防站輻射的火災發生位置，劃分出76個消防責任分區，然后對每個責任區進行站址優化，依據最大化覆蓋模型和最小化阻抗模型計算每個責任區內的消防站，最終確定76個消防站的具體選址，其中現狀保留10個，遠期規劃新增66個。

5 結語

本文以濟寧市中心城區為研究對象，借助gis系統開展火災風險評估工作，模擬消防站的5分鐘救援到達能力。從4～7 km2的責任區面積理論要求和5分鐘消防響應時間兩個方面科學合理的確定了消防站的數量和位置，從而使消防規劃更切合實際、更具指導性和可操作性， 能夠有效降低中心城區火災風險，保障城市消防安全。