基于韌性城市理論的城市公共安全與災(zāi)害評估體系構(gòu)建

于寧 盧海軍 于嘉

(齊齊哈爾大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院 黑龍江齊齊哈爾 161006)

將韌性城市理念引進(jìn)城市建設(shè)工作，降低或減輕由于災(zāi)害造成的城市損失，實(shí)現(xiàn)有效資源的合理化調(diào)配，保障城市快速恢復(fù)[1]。盡管各地在加大對韌性城市的建設(shè)，提高城市韌性能力，但“城市病”的發(fā)生也對韌性城市的建設(shè)與發(fā)展造成抑制與影響[2]。根據(jù)國際專家委員會等有關(guān)人員的多次會議，明確了提高城市防災(zāi)能力的首要工作是建立城市公共安全與災(zāi)害評估體系，制定具有代表性的評估指標(biāo)，及時感知城市內(nèi)可能誘發(fā)安全事故的因素。趙冬月等人[3]研究了地區(qū)性城市群公共安全多災(zāi)種綜合風(fēng)險評估，制訂風(fēng)險防控規(guī)劃，通過綜合考慮社會經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、歷史災(zāi)情、防災(zāi)減災(zāi)等因素，實(shí)現(xiàn)評估，但是該方法由于量化的評估指標(biāo)不佳，導(dǎo)致評估結(jié)果差。鄒芳等人[4]提出了精準(zhǔn)防災(zāi)導(dǎo)向下災(zāi)害易發(fā)性評價及防災(zāi)策略，通過地理加權(quán)回歸模型（GWR），結(jié)合一般回歸模型（OLS）的比較，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價研究，但是該方法的評估結(jié)果與實(shí)際結(jié)果偏差大。針對上述問題，該文將以韌性城市理論作為研究背景，設(shè)計一種針對城市公共安全與災(zāi)害的評估體系構(gòu)建方法，基于客觀性、全面性原則開展此次工作，以此種方式提高城市的應(yīng)急能力與防災(zāi)能力。

1 韌性城市理論的評估體系構(gòu)建方法

1.1 建立安全與災(zāi)害評估指標(biāo)

在設(shè)定評價指標(biāo)前，識別城市安全風(fēng)險事件，選擇的評價指標(biāo)包括韌性城市人口特性、城市基本抗災(zāi)能力、韌性城市脆弱度，將其作為韌性城市公共安全與災(zāi)害評估一級指標(biāo)[5]。考慮到韌性城市存在人口密集、人口流動性大等特點(diǎn)，將城市中的自然人作為公共安全與災(zāi)害的最終承受對象，明確人口特性屬于單獨(dú)考慮因素。同時，根據(jù)國家聯(lián)合減災(zāi)戰(zhàn)略，明確城市基本抗災(zāi)能力指標(biāo)由社會自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)因素與自然活動綜合決定。基于上述分析，提出針對韌性城市的安全與災(zāi)害評估指標(biāo)，如表1所示。

表1 基于韌性城市理論建立安全與災(zāi)害評估指標(biāo)

根據(jù)表1 可知，基于韌性城市理論建立安全與災(zāi)害評估指標(biāo)分為三級，包括3 個一級指標(biāo)、7 個二級指標(biāo)、6個三級指標(biāo)，其中二級指標(biāo)分別為城市基本經(jīng)濟(jì)能力、城市社會服務(wù)能力、城市社會保障能力、城市綜合建設(shè)與發(fā)展能力、人口密度、人口遷移增長率等指標(biāo)，人口密度、人口遷移增長率、失業(yè)率是一個二級指標(biāo)。三級指標(biāo)分別是人均生產(chǎn)值、社會服務(wù)機(jī)構(gòu)覆蓋率、公共交通承載量等。按照上述表1所示的格式，填充安全與災(zāi)害評估指標(biāo)不斷，完成基于韌性城市理論的評估指標(biāo)設(shè)計。

1.2 基于AHP法的評價指標(biāo)權(quán)重計算

在引入韌性城市理論的基礎(chǔ)上，建立安全與災(zāi)害評估指標(biāo)，引入AHP方法劃分各個指標(biāo)的權(quán)重。將各個評價指標(biāo)按照其在指標(biāo)體系當(dāng)中的重要性，劃分到不同的集合[6]。指標(biāo)因素集合中包含重要指標(biāo)因素、較重要指標(biāo)因素、一般重要指標(biāo)因素、不重要指標(biāo)因素和不必考慮指標(biāo)因素這5種類型。結(jié)合1～9的標(biāo)度法，對隨機(jī)兩個指標(biāo)因素進(jìn)行重要性對比，并按照表2 中的內(nèi)容完成對各個指標(biāo)因素的標(biāo)度設(shè)計。

表2 各指標(biāo)因素比較標(biāo)度

表2中A和B均為指標(biāo)因素集合當(dāng)中的某一指標(biāo)，針對所有指標(biāo)完成兩兩重要性對比，并將得出的結(jié)果作為城市公共安全與災(zāi)害評估的判斷矩陣。采用平方根的方法計算判斷矩陣的特征量以及最大特征值，最大特征值的計算公式為

公式（1）中，λmax為判斷矩陣當(dāng)中的最大特征值；C為判斷矩陣中所有評估指標(biāo)因素集合；Wi為某一評估指標(biāo)因素的特征量；n為評估指標(biāo)因素集合中包含的評估指標(biāo)因素個數(shù)。按照從大到小的順序，確定各個指標(biāo)因素的權(quán)重。

公式（2）中，χi為某一評估指標(biāo)因素i 的權(quán)重；γ為評估指標(biāo)因素對應(yīng)的標(biāo)度。通過公式（2）計算得出各個評估指標(biāo)因素的權(quán)重，為后續(xù)風(fēng)險值的計算與結(jié)果的量化提供依據(jù)。

1.3 城市公共安全與災(zāi)害風(fēng)險值計算與評估結(jié)果量化

該文選擇的評估指標(biāo)既包含正向指標(biāo)又包含逆向指標(biāo)，因此倒數(shù)形式處理各個逆向指標(biāo)。同時，為了避免指標(biāo)量綱與量級影響評價結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)化處理數(shù)據(jù)，引入Z標(biāo)準(zhǔn)化方法，公式為

公式（3）中，Z為評價數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果；Win為某一評價指標(biāo)i的數(shù)據(jù)n正理想解；ξin為不同評估指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性系數(shù)，通常情況下ξin的取值在0～1 之間。在評價數(shù)據(jù)代入公式得出結(jié)果小于1 時，說明評價數(shù)據(jù)不符合城市公共安全與災(zāi)害評估的要求，舍去數(shù)據(jù)。根據(jù)評估結(jié)果對城市公共安全與災(zāi)害的抵御能力等級進(jìn)行評定。將其劃分為5 個不同等級，分別為強(qiáng)抵御能力、較強(qiáng)抵御能力、中等抵御能力、較弱抵御能力和弱抵御能力。各個等級分別對應(yīng)災(zāi)害預(yù)警、防御能力、災(zāi)后重建能力等各項基本能力的綜合結(jié)果。

2 實(shí)例應(yīng)用分析

為了驗證評估體系的有效性和可行性，選擇以某城市作為評估對象。首先歸納總結(jié)該城市發(fā)展情況。在明確該城市基本建設(shè)和各個發(fā)展階段變化的基礎(chǔ)上，結(jié)合論述思路，選擇出該城市公共安全與災(zāi)害評估指標(biāo)，分別從自然因素、社會隱私、制度因素、公眾行為因素等方面獲取多種評估指標(biāo)。應(yīng)用Delphi法統(tǒng)計評估指標(biāo)，并得出其均值和方差，其中評估指標(biāo)均值的計算公式為

公式（4）中，E為評估指標(biāo)的統(tǒng)計結(jié)果均值；ai為某一評估指標(biāo)i 的權(quán)重；ni為某一評估指標(biāo)i 的統(tǒng)計結(jié)果；k為常數(shù)。評估指標(biāo)統(tǒng)計結(jié)果方差計算公式為

公式（5）中，σ2為評估指標(biāo)的統(tǒng)計結(jié)果方差。從評估指標(biāo)中選取安全和防災(zāi)方面指標(biāo)，結(jié)合城市公共安全要求，分配指標(biāo)權(quán)重，權(quán)重分配結(jié)果見表3。

表3 城市公共安全與災(zāi)害評估指標(biāo)權(quán)重分配

應(yīng)用該文的評估體系構(gòu)建方法完成評估體系的構(gòu)建。利用該評估體系對該城市公共安全與災(zāi)害進(jìn)行評估，并將得到的評估結(jié)果繪制成表4。

表4 城市公共安全與災(zāi)害評估結(jié)果記錄表

表4 中各項內(nèi)容的評價總分均為100，以此為標(biāo)準(zhǔn)，評估在不同發(fā)展階段的公共安全與災(zāi)害，并將其與專家軟件得出的評分結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果繪制成圖1。

圖1 本文方法構(gòu)建的評估體系與專家打分結(jié)果對比

圖1 中記錄的A～E 為該城市發(fā)展中經(jīng)濟(jì)、安全和防災(zāi)等方面變化的各個階段，從A階段到E階段，無論是經(jīng)濟(jì)方面還是安全與防災(zāi)方面，其綜合水平不斷提升。從圖1 中可知，該城市的公共安全與災(zāi)害抵御能力呈現(xiàn)出明顯上升的趨勢，與該城市建設(shè)發(fā)展的程度一致，按照該文方法構(gòu)建的評估體系得出的評價結(jié)果與專家評分軟件得出的結(jié)果基本一致，說明按照評估體系得出的結(jié)果具有一定可信度，進(jìn)而證明其具備可行性。除此之外，通過上述得出的評估結(jié)果為該城市未來發(fā)展提供意見：首先，該城市總體公共安全與災(zāi)害防御能力較強(qiáng)，增設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)對災(zāi)害預(yù)警的設(shè)施；其次，提升現(xiàn)有預(yù)警設(shè)施、體系的監(jiān)測預(yù)警精度；最后，該城市災(zāi)后評估和恢復(fù)的能力較弱，提升其災(zāi)后對事故的調(diào)查能力以及對損失的評估能力，并完善災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警制度、應(yīng)急預(yù)案等，提升災(zāi)后恢復(fù)能力。結(jié)合上述意見采取相應(yīng)的措施，促進(jìn)城市公共安全與災(zāi)害抵御能力的全面提升。

3 結(jié)語

在社會進(jìn)一步的建設(shè)、規(guī)劃與發(fā)展中，發(fā)現(xiàn)了韌性城市存在一定的公共安全危險，這種危險不僅影響城市的持續(xù)化發(fā)展與建設(shè)，也誘發(fā)城市公共安全事件的發(fā)生。針對此問題，該文以韌性城市理論為基礎(chǔ)，從建立城市安全與災(zāi)害評估指標(biāo)、基于AHP法的評價指標(biāo)權(quán)重計算、城市公共安全與災(zāi)害風(fēng)險值計算與評估結(jié)果量化3 個方面，設(shè)計了基于韌性城市理論的城市公共安全與災(zāi)害評估體系構(gòu)建方法。通過實(shí)驗證明，該文評估體系評估結(jié)果與專家評分軟件得出結(jié)果一致，該方法具有一定可信度和可行性。在后續(xù)的研究中，將對不同城市和地區(qū)的公共安全與災(zāi)害事件進(jìn)行評價，從而為城市建設(shè)和發(fā)展提供依據(jù)。