超大型城市應急物資儲備庫選址研究
——以北京為例

劉晨君 武裝 杜佳琪 付琬舒

引言

隨著城市化進程的加快，城市人口日益集中、密度增大，突發事件多重疊加給城市安全運行帶來的風險和影響越發明顯。2012 年7 月北京遭遇近百年來最強暴雨及洪澇災害，造成160.2 萬人受災，經濟損失高達116.4 億元；2023 年7 月北京暴雨導致死亡33 人，18 人失蹤，近129 萬人受災。超大型城市在遭受突發自然災害的情況時，因救援不力導致的人員傷害、財產損失和經濟損失都是非常巨大的。

2022 年2 月應急管理部印發《“十四五”國家應急體系規劃》，明確提出要加強物資實物儲備，完善儲備倉庫布局。2022 年10 月，應急管理部發文提出應急物資保障存在短板和不足，應急物資儲備結構布局還需優化。

現有文獻結合具體地區特點、綜合考慮影響因素、選址目標定量化、科學確定選址數量、合理設定約束條件和響應合理分區等進行實證研究的則很少。本文針對超大型城市救援儲備庫選址問題，分析了超大型城市自身的特殊性、選址目標定量化、約束條件體系化等，構建了多層次指標評價體系，合理確定城市選址數量并運用Voronoi 圖進行了響應分區。既統籌考慮了救援儲備基地的建設成本和運行維護成本，又考慮了應急物資儲備系統的整體布局，進而實現了在規定救援時限內綜合應急救災成本的最小化。

問題提出

（一）基于應急物資儲備庫選址的超大型城市的特殊性分析

由于受全球氣候變化影響，北京防災減災救災形勢嚴峻復雜。強降雨、冰雪、高溫等極端天氣仍是面臨的主要災害，對首都經濟社會活動、城市正常運行和生態環境等造成嚴重威脅。城市在各種傳統和新型災害面前的暴露度和脆弱性顯著加大，一種災害引發多類型、復合型災害鏈，孤立、局部危害轉變為系統性循環危害的風險不斷加劇。這就要求必須對涉及多領域、多層次綜合管理問題的城市災害系統性風險管理進行主動、深入的研究，合理規劃應急物資儲備選址，提高應急救援力量應對全災種全鏈條系統性安全風險的應對和處置能力。

基于應急物資儲備庫選址，超大型城市有如下特殊性。

（1）超大型城市轄區面積相對一般城市較大而相對省級則較小。北京轄區面積相對一般大中型城市面積很大，如以太原市為例，其共包含6 個區、3 個縣、1 個縣級市，管轄面積6909 平方千米，僅為北京轄區面積的42.1%。但相比其他省來說則較小，如相對環繞北京地區的河北省來看，河北省總面積18.88 萬平方千米，下轄11 個地級市，共有49個市轄區、21 個縣級市、97 個縣或自治縣；而北京全市下轄僅16 個區，總面積1.641 萬平方千米，僅為河北省面積的8.69%。

（2）超大型城市人口較為集中。截至2021 年年末，北京市常住人口2188.6 萬人、人口密度每平方千米1334.51人，分別為太原市的4.06 倍（539.1 萬人）和1.71 倍（780人/km2）。北京人口數相比較多且主要集中于城區。可見特大城市無論相比一般省市還是大城市來說，人口更為集中和密集，導致救援需求集中且數量很難確定。

（3）超大型城市區域交通特別發達。北京有2 個國際機場，國家級高速公路8 條，且有通往各區縣的國道、公路、地鐵和城鐵，相比一般省市城市交通更為發達。

（4）超大型城市核心區地價昂貴。以房價為例，北京核心區的房價基本在10 萬元/平方米以上，地價非常昂貴且北京核心區基本沒有建設用地，太原市的房價均價為9500～11000 元/平方米，而北京市周邊即河北省一般區縣的房價僅為7000～12000 元/平方米。

因此，超大型城市具有的特殊性，決定了其在應急物資儲備庫選址的理念、方法或模型等方面都與傳統省市區域的選址方法不同。

（二）北京市應急物資儲備庫布局、建設現狀與存在問題

《北京市“十四五”時期應急管理事業發展規劃》提出“要科學規劃應急物資倉儲分布” “綜合考慮區域災害風險、物資需求規模、交通物流條件等情況，開展應急物資倉儲規劃選址布局，提升應急物資儲備庫空間覆蓋能力，確保在儲應急物資快速響應保障”。

目前，北京市采取新建、改擴建、租賃等方式，因地制宜、統一規劃和統籌推進建成以市級應急物資儲備庫為核心，區級應急物資儲備庫為支撐，街道（鄉鎮）儲備庫（點）為補充的市、區、街道（鄉鎮）三級應急物資儲備體系。“十四五”期間規劃再建1～2 座現代化市級綜合應急物資儲備庫，主要用于儲備應對處置自然災害、事故災難等突發事件所需的一般性應急救援及救助保障物資。

基于上述城市特征和建設現狀，調查與分析表明，目前北京市應急物資儲備庫選址與建設依然存在以下主要問題。

一是應急物資儲備體系規劃有待完善。北京市雖然已基本建立了以市級應急物資儲備庫為主的應急物資儲備網絡體系，但應急物資儲備庫的結構體系規劃仍有待進一步優化。若布局規劃不合理可能會產生應急救援響應低效、建設成本過高、缺乏約束等問題。

二是儲備庫應急救援水平有待提升。北京市應急物資儲備庫存儲物資數量與品種、救援能力、救援響應距離等方面，尚不能滿足快速響應災害和高效處理各類災害性突發事件的現實需求。

三是物資儲備庫的功能有待提升。北京目前應急物資儲備的功能主要防范的是洪澇、消防等單一災害與風險事件，而強降雨、洪澇、高溫等主要的自然災害，在突發事件應對的預防措施與救援方法的多樣性和有效性方面仍然存在不足。

四是應急物資儲備庫網絡之間缺乏密切協作。中央級、市級和區縣級的應急儲備庫/中心網之間缺乏密切聯系與協作，合作能力有待提升，一旦突發災害和風險事件，多個應急儲備點、中心間不能高效協調應對和抵御災害。

五是應急物資儲備庫缺乏專業規劃和運作。通常突發災害或事件的類型和級別往往不同，應急救援所需要的物資種類和數量不同，相應儲備庫的功能就不同，儲備物資應能科學歸類和快速調用。而北京市大多數物資儲備庫缺乏專業化的應對各類突發災害和事件的能力。

此外，應急物資儲備庫選址規劃缺乏超前布局。在選址問題上，北京缺乏不同級別物資儲備庫的戰略統籌規劃，缺乏整體布局。應急物資儲備庫的選址缺乏完善的體系化建設規劃，僅局限于對單個物資儲備庫的建設與規劃。而且對區域內的應急物資儲備庫的應急響應區域劃分不清。可能造成多個應急點共同參與應急救援行動，浪費了大量的救援人力、物力和財力。

評價模型構建

鑒于超大型城市的特征、選址目標與約束條件等，論文結合層次分析法對各方案進行指標評價，最終得出3 個最優選址并進行相應分區。

（一）準則層影響因素

北京市市級應急物資儲備庫選址的目標層是優化北京市應急物資儲備庫選址，而準則層是確保實現目標層的各個影響因素準則及子準則。

1.交通設施因素

交通條件：要確保應急救災物資在限定時間窗內送達城市區域內的任何受災需求點，對選址區域周邊交通方便程度要求很高，如周邊交通道路進出路線數量、通路質量、干線通行數量、道路通行能力等。因此，最好在核心區外圍靠近交通樞紐如高速公路路口、機場附近等交通便捷的地方進行布局。

基礎設施條件：由于儲備物資可能長期保存，因此，物資儲備庫選址應要求供水、供電、供氣和通信等基礎硬件設施能穩定運行，能夠始終保障中心日常管理運行的需求。

2.自然環境因素

自然環境因素主要考慮超大型城市應急物資儲備庫選址的水文地質、氣候變化等重要影響因素。通常情況下應急物資要在空氣干燥且流通性好的環境中長期放置。

選址環境要素：嚴禁在空氣流通性差、常年積水潮濕、易受洪水侵襲的地區選址，例如規避在北京境內的永定河、北運河、拒馬河等主要河流的流經地區內選址（圖1）。

圖1 2023年7月31日北京市門頭溝地區積水嚴重

地形條件：應選擇地勢平坦開闊、海拔適中的區域，并考慮特殊情況下便于直升飛機的起降。北京地區地勢呈西北較高東南較低態勢。因此，不適宜在太西、太北的地方建立應急物資儲備庫。

3.抗災風險因素

各區縣的風險系數可通過以下方式測算獲得：通過數字化的信息手段，根據歷史上各區縣重大災害或事故發生的統計數據，測算突發災害和事故的發生概率和嚴重程度，進而評估測算各區的風險度系數。

抗災脆弱性通常與區域人口總量、人口密度、經濟水平、增長潛力、城市基礎建設水平密切關聯。因此，不同災害突發情境下，應急物資儲備庫的安全系數不同，造成儲備物資損壞程度也不同，因此，應選擇安全系數非常高的地區作為應急物資儲備庫地址。

4.社會人口因素

主要考慮各區縣人口數量、聚集密度以及臨近核心地區生產力經濟因素。將人口數量多密度大的區縣、周邊人口密集區域，如學校、商場和居民住宅密集區等作為物資儲備庫地址篩選的重要條件（圖2）。而且應急物資儲備庫的建立更應考慮經濟實力強或未來發展潛力大的地區。

圖2 北京豐臺區保障封控居民物資供應

此外，選址還要考慮對區域覆蓋率、儲備庫建設使用面積和最大可儲存容量等基本問題。

5.經濟發展因素

由于超大型城市核心區獲取土地的成本以及建設運營管理成本很高，進而導致救災物資采購運輸成本也相對較高。因此，應考慮在核心區外圍邊緣，土地成本、建設成本及后期運營儲存成本都較低的地區作為儲備庫選址點。在滿足應急救援目標和發揮救災物資儲備庫功能的基礎上，考慮儲備庫的建設運營成本等經濟費用，才能凸顯應急物資儲備庫的減災價值。

（二）方案層數據選擇

方案層是按照準則層的要求，選取北京市適合應急物資儲備庫選址的區域。

1.方案選取

北京市分為東城、西城、朝陽等16 個市轄區。基于上述準則層的五個影響因素，排除無效數據以及噪聲數據。考慮應急物資儲備庫應在城市核心區的邊緣地帶選址，以便在超大型城市突發災害或事故時可以迅速響應。經過實地調研和數據收集、整理和分析并結合相關政策，最終選定昌平區、懷柔區、順義區、大興區、房山區、門頭溝區6 個區為北京市市級應急物資儲備庫備選選址區域。

2.儲備庫選址數量

通過專家調研與論證，最終確定北京市市級應急救災物資儲備庫的數量為3 個。

（三）構建應急選址數學結構模型

1.參數定義

為更好地使用數學分析模型，將現實選址問題用AHP 模型數學參數表示。其中，U 表示選址的目標層、B 表示準則層、C 表示方案層。選址模型準則層的因素表示如下：交通設施因素B1、自然環境因素B2、抗災風險因素B3、社會人口因素B4、經濟發展因素B5。方案層如下：昌平區C1、懷柔區C2、順義區C3、大興區C4、房山區C5、門頭溝區C6（圖3）。

圖3 多層次結構關系圖

2.建立AHP 模型

運用層次分析法（AHP）數學模型并用相關算法優選北京市市級應急物資儲備庫建設區域，通過整合上述目標、影響因素及各區相關數據，模型的目標層、準則層、方案層。可以運用模糊綜合評判理論及方法將定性影響因素定量化，直接得到重要性的評價分數值；再運用層次分析法相關理論將復雜決策問題分解轉化為若干簡單的下層次因素，進而比較和計算各因素間的重要關系得出不同方案的權重值，將權重數值按大小排序得出各方案優劣的次序。

3.構建判斷數列矩陣

為得到同層同級任意兩因素間比較后的重要性合理量化值，并且確保重要性排序的判斷結果更加準確，我們使用9類比較尺度。通過采集相關數據，結合專家調查意見和相關數據分析，得到基于相對目標層重要性的準則層B 的成對比較結果。

4.AHP 模型求解

首先，根據數學公式AW=λmax·W，計算求出判斷矩陣A的最大特征根λmax的值及相應的特征向量W。其次，計算判斷對比的一致性指標，對判斷矩陣進行一致性檢驗。當隨機一致性比率CR＜0.10 時，說明模型層次分析得出的權重系數分配合理，即重要性排序結果有滿意的一致性。否則，重新評估判斷矩陣中元素的取值，直到通過模型的一致性檢驗。最后，對得出的6 個層次組合權向量進行排序，最終得到北京市最佳應急中心的選址區域的排序。具體見表1。

表1 權重、組合權重層次總排序

5.AHP 模型選址合理性分析

由表 1 中AHP 的計算結果可以得出，昌平區的組合權重值排名第一，即昌平區為北京市市級應急物資儲備庫選址最佳區位。昌平區南邊毗鄰海淀、朝陽，離核心區東城、西城很近，東北毗鄰順義和懷柔，轄區內有多條高速、鐵路，京張高鐵智能動車組經過北京昌平站。由于層次分析法每次只能從原有方案組中選出一個最優方案。因此，對去掉昌平區后剩余的5 個區，重復AHP 模型法的步驟進行第二輪優選，結果組合權重值排名第一的是大興區；同理，第三輪優選是門頭溝區。這里不再贅述。

三個區（靠近核心區的部分）地勢相對平坦且環抱首都功能核心區（東城、西城）、城市功能拓展區（朝陽、海淀、豐臺和石景山區），便于應急救災物資低成本儲存和快速救援運送。因此，選擇在昌平區、大興區和門頭溝區三個備選區域中建立應急物資儲備庫，這樣確保在總體上符合救援及時敏捷性、經濟高效性等方面的要求。

Voronoi 圖與北京儲備庫救援響應分區

Voronoi 圖是相對平面n個離散點而言，它把平面分為幾個不重合的區，每一個區包括一個點，該點所在的區是到該點距離最近點的集合。

應急資源儲備庫責任分區問題與V 圖的劃分本質一樣。若把V 圖應用在應急救援資源儲備選址中：一是能夠從宏觀層面整體上對區域內現有應急資源儲備選址布局下的應急救援范圍與救援分區空間結構進行科學優化，為降低應急物資儲備庫的救援減災成本提供基礎保障；二是當區域內突發災害出現某受災需求點時，能夠快速實現對該受災點最近的救援物資儲備庫的選擇與啟動，有助于災害初期應急救援物資調度的快速決策。

通過上述在昌平、大興和門頭溝三個區建立市級應急物資儲備庫點位的分析，得到如圖4 所示的北京市市級應急救援響應分區Voronoi 圖。在實際分區時，還應將3 個市級選址的具體位置和救援物資配給結合起來考慮。

圖4 北京市應急物資中心響應分區圖

結語

面對突發事件的影響，超大型城市規劃建設物資儲備庫勢在必行。本文對于解決超大型城市多個應急物資儲備庫的選址與響應分區的實際問題具有一定的現實指導與借鑒意義，但仍有不足，如分析因素不全面，僅針對共性因素而未能針對不同超大型城市個性因素進行分析；此外，本文對所收集到的部分定性數據進行了一定的主觀評估，因此，準確度有一定的不足。今后可以采取專家組、群體判斷的方法來克服這個缺點和不足。

未來北京應積極推進應急物資統一存放、統一管理，提高市級綜合應急物資儲備庫的支撐保障能力，并實現與河北省東北部、天津市北部區域的應急物資保障協同，形成以市級綜合性應急物資儲備中心庫為核心，市各專項應急物資儲備庫為支撐，區級綜合性和專項應急物資庫為補充的應急物資分布格局。