论文部分内容阅读
摘 要：消防站布局對城市非常重要，是城市防灾抗灾的基础。本文依托ArcGis软件在对北京城区的分区人口密度和火灾发生次数进行可视化并分析的基础上，利用GIS的缓冲区分析、叠加分析等方法对北京市城区内的一级消防站的布局进行分析研究，得出可视化结果，对北京市城区消防站点的优化布局提出合理化的建议。同时也能够为GIS软件应用于其他城市的各类布局优化提供一个可以借鉴的新思路。
关键词：Gis 消防布局 可视化
随着构建和谐社会步伐的推进，人们对城市安全愈加关注，消防规划布局的地位越来越重要。加之近年来我国消防灾害事件频发，颇受广大媒体和人民关注的有2015年8月12日的天津港爆炸事件，2015年1月2日的哈尔滨仓库火灾事故等，这些灾难性事件给人民的生命和财产带来了的巨大的损失，引起了国家和社会各界对消防安全的重视。城市消防站是一项重要的城市公共基础服务设施，因此，城市消防站的空间布局极为重要。但是，目前我国大部分城市的消防站建设都落后于经济社会的发展，空间布局也不合理。当前城市消防站规划方法主观性较大，缺乏量化数据支持。消防站的数量和功能位置布局，应能保证其责任区范围能覆盖整个地理区域，使消防车接到报警后能及时赶到火灾现场。研究科学合理的城市消防站布局优化方法，具有十分重要的意义。本文针对北京市现有消防站布局，充分利用GIS系统将定性、定量与定位的分析的方法相结合，对影响消防布局的各种因素进行量化分析并且将数据进行可视化，从而较科学、合理地找到城市消防站的优化布局，且得出一些具有普遍指导意义的新思路和方法，可为城市消防规划与建设提供理论依据。此外，本文研究的消防站的布局优化方法将为城市的消防规划与建设提供方法指导和空间决策支持，从而提高城市整体防范和抗御重大火灾事故的能力。
一、数据可视化及分析
根据北京市统计信息网北京市统计年鉴数据可知，人口密度信息2014年北京市城区各区的人口密度（单位：人/平方公里）如下：东城区 21736；西城区 25767；朝阳区8618；丰台区7521；石景山区 7709；海淀区 8539。将人口密度数据运用ArcGis工具进行可视化，得到如下结果，点的密度代表人口密度。
备注：由于资源有限，本文将原来的北京宣武区和崇文区与东城和西城进行合并，近似表示最新地图。（下同）由上图可以很直观的看出东城和西城的人口密度明显很大，对这两个区域消防站的布局要适当增加数量，合理布局，以确保发生灾难时及时得到救助，保护人民的生命财产安全。根据北京市统计年鉴数据可知，北京城区2014年火灾事故起数统计如下（单位：起）：东城区为147；西城区为138；朝阳区为594；丰台区为436；石景山区为99；海淀区为453。
利用ArcGis软件对2014年火灾事故起数进行可视化可得到如下火灾事故图。
二、消防站点现状布局优化指标
随着北京市城区的发展，其消防站的建设是一个动态的过程。因此对消防站布局的研究必然是基于现有的状况而开展的。研究之初已经存在部分消防站点，这些消防站在一定时期内保障了城市的安全，贡献着自己的能量。但现有消防站有很多局限性。基于以上前提，本文研究的布局方法基于以下假设：1、认可现有消防站的应急救援能力，将在继续使用；2、由于城市的发展以及灾害的增多，现有消防站存在覆盖“盲点”，处于不安全状态，同时现有消防站具有重复交叉覆盖现像，造成现有建设的浪费。因此，需要对“盲点”进行“补漏”，对“重复交叉”进行优化，既增加消防站点也对现有站点进行优化，使得消防站点实现最大覆盖。实际上，在很多城市中，由于种种因素，无法达到覆盖。由此，本文所确定的消防站布局优化目标主要有以下两点：经济：资源配置最少。由于消防站的建设涉及土地、规划、建筑等多部门，且建设成本较大，因此，从经济性的角度来看，城市消防站点数量越少越好，能够节省成本。安全：服务范围最广。消防站的建设，是以保证城市安全为前提的。因此，从安全的角度来看，必须保证消防站覆盖的范围尽量广泛，特别是要覆盖重大事故需求点。
现得到2009年北京市消防站点的规划图（北京市规划委员会网站）如下：
本文选取北京市城区为研究对象，对北京城区的一级消站点进行消防站点的进行分析并优化。
三、消防站点布局及优化分析
利用GIS系统辅助进行消防站的布局主要是通过GIS系统模拟5min内消防车能够到达的区域，来判断消防站的布局是否合理，从而指导我们编制城市消防规划。这里采取文献[2]中北京城区的平均行车速度16km/h。由于道路交通网数据的欠缺，本文充分利用GIS的缓冲区分析来代替根据道路网计算覆盖率的方法，对现有消防站点进行缓冲区分析，根据平均行车速度得到5min可到达的距离约为1.3km。得到如图4所示橘红色缓冲图；根据2009年预计建设的消防站点图进行分析，利用缓冲区分析，得到如图4所示的蓝色缓冲区图。
由图4橘红色缓冲图可以看出，当前一级消防站点5min可覆盖的区域明显不足且分布不均衡，并且消防站点存在很多重叠覆盖现像，作为火灾发生次数较多的朝阳区，一级消防站点太少不足以胜任紧急救援的任务。图4蓝色缓冲图可以明显的看出，新规划的消防站点数量明显高于旧的消防站点数量，反映出消防站点的必要性；新的消防站点对人口密度较大的东城区和西城区进行了充分的考虑，但是新建的消防站点仍然对火灾发生较频繁的朝阳、海淀、丰台的保护不够力度。综合图4橘红色和蓝色缓冲图可以看出5min到达范围在人口密度比较集中的东城西城覆盖较全面，但是存在较多的重叠，仍然有一些没有覆盖到的盲点。虽然新增消防站点后对朝阳区等进行了加强防护，但是覆盖率仍然没有达到标准，可以通过调整一级消防站点的位置或者增加二级消防站点的方法进行优化。
四、结语
GIS 作为一个功能全面的地理信息系统，其最大的特点就是它的可视化工程，将很多数据可视化的展现，让人一目了然。其实GIS可供我们利用的功能远不止消防站布局。我们还可以利用 GIS 系统选定消防站到着火地点的最佳路线，并且通过数字交通系统控制沿途的红绿灯信号，以保证消防车通行的顺畅，这样可以大大增加消防站的保护范围，缩短到达火场的时间，从而提高灭火成功率。GIS 系统还可以将建筑内外的构造、布局进行三维建模存入数据库，如果我们能够很好的利用这些资源，对灭火救援来说将会有较大的帮助。
由于时间和精力有限，本文对消防站布局的分析存在很多的局限性，未来应当继续细化，搜集北京市道路网，重大火灾发生具体位置等数据，利用GIS强大的数据存储和可视化的优点来对消防站布局进行优化。
参考文献：
[1]白华. 基于GIS的城市老城区消防站布局优化研究[D].湖南科技大学，2010.
[2]张鸿鹤. GIS系统在消防站布局中的应用[J]. 武警学院学报，2012，10：16-17.
[3]邓轶，李爱勤，窦炜. 城市消防站布局规划模型的对比分析[J]. 地球信息科学，2008，02：242-246.
[4]魏铼，李含伦，刘琦，陈静怡，崔一娇. 基于GIS和AHP的消防站点规划[J]. 消防科学与技术，2010， 09：827-831.
关键词：Gis 消防布局 可视化
随着构建和谐社会步伐的推进，人们对城市安全愈加关注，消防规划布局的地位越来越重要。加之近年来我国消防灾害事件频发，颇受广大媒体和人民关注的有2015年8月12日的天津港爆炸事件，2015年1月2日的哈尔滨仓库火灾事故等，这些灾难性事件给人民的生命和财产带来了的巨大的损失，引起了国家和社会各界对消防安全的重视。城市消防站是一项重要的城市公共基础服务设施，因此，城市消防站的空间布局极为重要。但是，目前我国大部分城市的消防站建设都落后于经济社会的发展，空间布局也不合理。当前城市消防站规划方法主观性较大，缺乏量化数据支持。消防站的数量和功能位置布局，应能保证其责任区范围能覆盖整个地理区域，使消防车接到报警后能及时赶到火灾现场。研究科学合理的城市消防站布局优化方法，具有十分重要的意义。本文针对北京市现有消防站布局，充分利用GIS系统将定性、定量与定位的分析的方法相结合，对影响消防布局的各种因素进行量化分析并且将数据进行可视化，从而较科学、合理地找到城市消防站的优化布局，且得出一些具有普遍指导意义的新思路和方法，可为城市消防规划与建设提供理论依据。此外，本文研究的消防站的布局优化方法将为城市的消防规划与建设提供方法指导和空间决策支持，从而提高城市整体防范和抗御重大火灾事故的能力。
一、数据可视化及分析
根据北京市统计信息网北京市统计年鉴数据可知，人口密度信息2014年北京市城区各区的人口密度（单位：人/平方公里）如下：东城区 21736；西城区 25767；朝阳区8618；丰台区7521；石景山区 7709；海淀区 8539。将人口密度数据运用ArcGis工具进行可视化，得到如下结果，点的密度代表人口密度。
备注：由于资源有限，本文将原来的北京宣武区和崇文区与东城和西城进行合并，近似表示最新地图。（下同）由上图可以很直观的看出东城和西城的人口密度明显很大，对这两个区域消防站的布局要适当增加数量，合理布局，以确保发生灾难时及时得到救助，保护人民的生命财产安全。根据北京市统计年鉴数据可知，北京城区2014年火灾事故起数统计如下（单位：起）：东城区为147；西城区为138；朝阳区为594；丰台区为436；石景山区为99；海淀区为453。
利用ArcGis软件对2014年火灾事故起数进行可视化可得到如下火灾事故图。
二、消防站点现状布局优化指标
随着北京市城区的发展，其消防站的建设是一个动态的过程。因此对消防站布局的研究必然是基于现有的状况而开展的。研究之初已经存在部分消防站点，这些消防站在一定时期内保障了城市的安全，贡献着自己的能量。但现有消防站有很多局限性。基于以上前提，本文研究的布局方法基于以下假设：1、认可现有消防站的应急救援能力，将在继续使用；2、由于城市的发展以及灾害的增多，现有消防站存在覆盖“盲点”，处于不安全状态，同时现有消防站具有重复交叉覆盖现像，造成现有建设的浪费。因此，需要对“盲点”进行“补漏”，对“重复交叉”进行优化，既增加消防站点也对现有站点进行优化，使得消防站点实现最大覆盖。实际上，在很多城市中，由于种种因素，无法达到覆盖。由此，本文所确定的消防站布局优化目标主要有以下两点：经济：资源配置最少。由于消防站的建设涉及土地、规划、建筑等多部门，且建设成本较大，因此，从经济性的角度来看，城市消防站点数量越少越好，能够节省成本。安全：服务范围最广。消防站的建设，是以保证城市安全为前提的。因此，从安全的角度来看，必须保证消防站覆盖的范围尽量广泛，特别是要覆盖重大事故需求点。
现得到2009年北京市消防站点的规划图（北京市规划委员会网站）如下：
本文选取北京市城区为研究对象，对北京城区的一级消站点进行消防站点的进行分析并优化。
三、消防站点布局及优化分析
利用GIS系统辅助进行消防站的布局主要是通过GIS系统模拟5min内消防车能够到达的区域，来判断消防站的布局是否合理，从而指导我们编制城市消防规划。这里采取文献[2]中北京城区的平均行车速度16km/h。由于道路交通网数据的欠缺，本文充分利用GIS的缓冲区分析来代替根据道路网计算覆盖率的方法，对现有消防站点进行缓冲区分析，根据平均行车速度得到5min可到达的距离约为1.3km。得到如图4所示橘红色缓冲图；根据2009年预计建设的消防站点图进行分析，利用缓冲区分析，得到如图4所示的蓝色缓冲区图。
由图4橘红色缓冲图可以看出，当前一级消防站点5min可覆盖的区域明显不足且分布不均衡，并且消防站点存在很多重叠覆盖现像，作为火灾发生次数较多的朝阳区，一级消防站点太少不足以胜任紧急救援的任务。图4蓝色缓冲图可以明显的看出，新规划的消防站点数量明显高于旧的消防站点数量，反映出消防站点的必要性；新的消防站点对人口密度较大的东城区和西城区进行了充分的考虑，但是新建的消防站点仍然对火灾发生较频繁的朝阳、海淀、丰台的保护不够力度。综合图4橘红色和蓝色缓冲图可以看出5min到达范围在人口密度比较集中的东城西城覆盖较全面，但是存在较多的重叠，仍然有一些没有覆盖到的盲点。虽然新增消防站点后对朝阳区等进行了加强防护，但是覆盖率仍然没有达到标准，可以通过调整一级消防站点的位置或者增加二级消防站点的方法进行优化。
四、结语
GIS 作为一个功能全面的地理信息系统，其最大的特点就是它的可视化工程，将很多数据可视化的展现，让人一目了然。其实GIS可供我们利用的功能远不止消防站布局。我们还可以利用 GIS 系统选定消防站到着火地点的最佳路线，并且通过数字交通系统控制沿途的红绿灯信号，以保证消防车通行的顺畅，这样可以大大增加消防站的保护范围，缩短到达火场的时间，从而提高灭火成功率。GIS 系统还可以将建筑内外的构造、布局进行三维建模存入数据库，如果我们能够很好的利用这些资源，对灭火救援来说将会有较大的帮助。
由于时间和精力有限，本文对消防站布局的分析存在很多的局限性，未来应当继续细化，搜集北京市道路网，重大火灾发生具体位置等数据，利用GIS强大的数据存储和可视化的优点来对消防站布局进行优化。
参考文献：
[1]白华. 基于GIS的城市老城区消防站布局优化研究[D].湖南科技大学，2010.
[2]张鸿鹤. GIS系统在消防站布局中的应用[J]. 武警学院学报，2012，10：16-17.
[3]邓轶，李爱勤，窦炜. 城市消防站布局规划模型的对比分析[J]. 地球信息科学，2008，02：242-246.
[4]魏铼，李含伦，刘琦，陈静怡，崔一娇. 基于GIS和AHP的消防站点规划[J]. 消防科学与技术，2010， 09：827-831.