基于AHP和GIS的城市火災風險評估

摘要：城市火災風險評估對于降低火災發生概率、減少火災損失具有重要作用，而建立簡便高效的火災風險評估模型一直是熱點與難點問題。在收集、整理A市歷史火災數據的基礎上，結合城市POI（PointofInterest，興趣點）數據，構建A市火災風險評估體系。選出火災起數、火災傷亡人數、人口密度、人均生產總值、距消防站距離、消火栓覆蓋率等12個評價指標，采用層次分析法確定各指標的權重。以500m×500m的漁網作為評價單元，構建火災風險評估模型。通過GIS空間分析進行指標量化，最終得到A市火災風險評估圖。

關鍵詞：風險評估；城市火災；POI；層次分析法

中圖分類號：X932" " " 文獻標識碼：A" " " "文章編號：2096-1227（2025）01-0026-03

火災防控對于城市的發展至關重要，特別是超市、學校、醫院等人員密集場所，一旦發生火災，極易造成重大的人員傷亡。對城市總體火災風險進行研判和評估，有利于采取針對性措施解決重點突出問題。因此，科學合理地評估城市火災風險狀況已經成為消防部門亟須關注的問題。近年來，眾多學者對于城市火災風險評估做了許多研究，尤亞云等[1]采用貝葉斯網絡，建立動態城市消防安全協同治理效果評估模型，為全面提升城市消防安全水平提供決策支持?；馂娘L險評估技術的應用和發展要結合大數據，充分發揮定量風險評估方法的優勢和決策的科學性。GIS軟件在城市火災風險評估的應用，不僅增加了數據的豐富性，同時，通過專題數據輔助專家打分，也提高了火災風險評估過程中的計算精度和效率。城市區域的火災風險評估的目的是根據不同的火災風險級別，配置消防救援力量，指導城市消防系統規劃。因此，本文通過層次分析法，同時結合GIS軟件分析，對城市火災風險進行評估。

1 研究區域及數據來源

1.1" 研究區域概述

A市，位于廣東省東部偏南，介于東經115°43′10″至116°21′02″，北緯23°05′40″至23°31′48″，總面積1 620.02km2。全市設18個鎮、7個街道、1個鄉、3個國營農場。截至2022年末，全市戶籍人口251.65萬人，其中城鎮人口111.92萬人[2]。根據A市2012—2021年2919起較為重大的火災數據統計分析，住宅發生火災數量為1760起，高達60%，并且，電氣火災是造成火災事故最多的原因，總計1962起，占據總數的67%。因此，合理構建火災風險評估體系，對于降低A市火災風險、減少火災造成的損失具有重要意義。

1.2" 數據來源

本文通過高德、百度地圖等獲取A市的POI（Point of Interest，興趣點）數據，依據名稱、類型、經緯度等對POI數據進行篩選，對照火災風險評估體系重新進行分類，獲得火災起數、火災傷亡人數、火災經濟損失、人口密度、人均生產總值、消火栓覆蓋率等12個指標。

2 研究方法

2.1" 層次分析法

層次分析法是較為常用的指標權重處理方法。該方法簡潔實用，并能夠取得較好效果。用層次分析法分析問題大體要經過以下五個步驟：建立層次結構模型；構造判斷矩陣；層次單排序；層次總排序；一致性檢驗[3]。本文采用層次分析法，對A市火災風險進行評估。其中，一級指標分為三部分內容，分別是危險性、暴露度和脆弱性（城市抵御風險的能力）。其中，危險性包括火災起數、火災傷亡人數、火災經濟損失、易燃易爆化學品生產儲存企業；暴露度包括人口密度，人均生產總值，住宅，醫院、學校、托兒所、養老院，圖書館、博物館、檔案室；脆弱性包括距消防站距離、消防站分布、消火栓覆蓋率。

為了使城市火災風險評估體系盡可能地客觀，避免人為因素的主觀影響，采用調查問卷方式，隨機發送給8名風險評估專家，再綜合8名專家給出的評估觀點并加以統計歸納，通過科學分析并打分來建立判斷矩陣。判斷矩陣的各要素采用1-9標度法。

對應于判斷矩陣最大特征根的特征向量，經歸一化后記為W。定義一致性指標。為了衡量CI的大小，引入隨機一致性指標RI。定義一致性比率。如果CR＜0.1，則可認為判斷矩陣的不一致程度在容許的范圍之內，通過一致性檢驗，否則需要對判斷矩陣進行修正。根據專家評估小組的討論結果可以整理出各個判斷矩陣有關的研究結果，通過SPSS軟件計算得出各級指標權重，見表1。經過驗證，一致性檢驗均為通過。

2.2" GIS空間分析

GIS軟件能夠進行復雜運算及數據分析，選擇合適的工具和方法，可以提高數據處理的效果和效率[4]。分別依次添加A市火災數據、易燃易爆化學品生產儲存企業、住宅等數據，搜索創建漁網并打開，然后設置單元高度和寬度，選擇500m×500m的漁網作為研究區域的基本評價單元。幾何類型選擇輸出面要素，生成漁網。再通過剪裁工具使漁網圖與A市行政區劃保持一致。打開漁網屬性，選擇分級色彩，值字段選擇Count，然后應用。將A市行政區劃數據放置在漁網數據下方，得到各二級指標漁網圖。

疊加分析是GIS中的一項非常重要的空間分析功能。疊加的結果不僅生成了新的空間關系，還將輸入的多個數據層的屬性聯系起來產生新的屬性關系。采用自然間斷點分級法對柵格數據進行分類，并依據分類結果對區域屬性表進行分級賦值，實現標準化處理。搜索柵格計算器并打開，分別選擇一級指標對應的二級指標標準化后的柵格數據，乘以各自對應二級指標的權重再相加后，得到A市一級指標圖。疊加表達式為：

3 火災風險評估圖分析

根據得到的數據圖進行分析，可以得出A市火災風險的空間分布特征。即A市不同區域內，其火災風險呈現出一定的差異性和聚集性。從危險性上可以得知，中高風險區域主要集中在A市中心城區以及城市東部和北部的部分鄉鎮，這與歷史火災數據以及易燃易爆化學品生產儲存企業的分布位置相關。

基于暴露程度分析，城區中心地帶及東部部分區域存在中高風險，主要原因在于這些區域經濟繁榮，醫院、商業體及公共設施比較完善和集中，吸引了大量外來人口涌入，并且人員流動性非常大。這些區域存在的火災風險也較其他區域更大，火災一旦發生，就會因為過大的人員密度而導致疏散和逃生困難，極易造成重大事故。因此，為降低其火災風險，必須注意合理設計與布局消防疏散逃生設施、路線，確保對火災緊急情況的有效應對。

通過對比分析發現，A市的老城區中心區域及東北部分區域更為脆弱。究其原因來看，該區域內的消防站和消火栓在分布上存在一定的不合理。有的區域設置的消防站數量較少，有的距離火災高發點的距離較遠，使得火災發生時不足以發揮其救援處置功能，致使錯過最佳撲救時機。一些老舊小區、綜合性市場等建筑的人員密集，燃燒物眾多，如果不能在火災出現的第一時間予以及時處理，后續火勢擴大后便難以短時間撲滅?；诖?，在消防設施布設時應綜合城市功能及當前布設進行科學合理的設置，消防部門應與城建部門緊密協作，有效溝通，在城市規劃過程中充分考慮到消防設計，以此保證城市居民的安全。

從A市的火災風險評估圖可以得知，高風險和中高風險區域主要集中在城區中心和東部位置。這些區域人口密度大，建筑密集，經濟較為發達，人員流動大，火災發生時容易造成嚴重后果。雖然消防站點的分布和消火栓的數量相對其他區域較多，但是仍然不能滿足當地的消防需求。西部區域多為山區，交通相對欠發達，人煙稀少，雖然距離消防站較遠，消火栓數量分布較少，總體的火災風險為中低風險。南部區域人口密度不大，醫院、學校等人員密集場所也相對較少，因此，總體的火災風險為中低風險和低風險。北部區域多為中低風險和低風險區域，靠近城區部分鄉鎮存在中風險區域。

4 結束語

根據A市的火災風險評估圖可以得知，城區中心以及東部部分鄉鎮火災風險較高，應該加大這些區域的消防安全整治和監督檢查力度，同時，還應該通過線上線下開展消防宣傳教育活動，增強群眾的消防安全意識。其他區域雖多為低風險和中低風險區域，總體的消防需求并不高，但也不能疏于防范，以免造成嚴重的火災事故?？傊ㄟ^對城市火災風險的評估，消防部門可以及時發現和解決消防重點突出問題，提高城市火災防控能力。因此，消防部門應該高度重視城市火災風險評估工作，將科學研究和實踐經驗相結合，不斷提高評估的準確性和可靠性。只有這樣，才能更好地保障城市的火災安全，為人們創造一個安全的生活環境。

參考文獻

[1]尤亞云，李強，申智超，等.基于貝葉斯網絡的城市消防安全協同治理效果評估[J].消防科學與技術，2022，41（5）：630-634.

[2]揭陽市人民政府.普寧市概況[EB/OL].http：//www.jieyang.gov.cn/zjjy/xqgl/pns/

[3]王瑞豐，翟延亮，張寶君，等.基于GIS與AHP耦合技術的承德地區地質災害危害性評價[J].現代地質，2023，37（4）：1023-1032.

[4]朱萍.基于GIS-AHP的城市消防安全評估體系研究：以XX市為例[J].中國房地產業，2020（12）：51.