基本信息
- 項目名稱：
- 基于GIS與AHP層次分析法的消防站點規(guī)劃研究與實現(xiàn)
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 城市火災是城市安全的一大隱患，因此城市消防設施總體布局是城市防災規(guī)劃中的重要內(nèi)容。本次研究所采用的GIS與AHP相結合的方法，充分利用了GIS本身的空間分析，數(shù)據(jù)處理，查詢等功能進行規(guī)劃，能夠充分考慮復雜多樣的數(shù)據(jù)及其相互影響，使規(guī)劃分析具有更大的靈活性和通用性，能夠最大程度的降低空間選址的復雜性，克服了主觀選址的隨意性和不確定性，在一定程度上滿足了相關消防部門的規(guī)劃要求。
- 詳細介紹：
- 城市火災是城市安全的一大隱患，因此城市消防設施的總體布局是城市防災規(guī)劃中的重要內(nèi)容，合理規(guī)范的消防設施建設和消防站的布局可以提高城市的防火滅火能力，防止和減少火災的危害，保衛(wèi)城市經(jīng)濟建設成果，保衛(wèi)城市居民的生命安全，創(chuàng)造一個安全的城市環(huán)境。 近年來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市建設步伐越來越快，城市規(guī)模越來越大，城市消防設施規(guī)劃建設相對滯后，城市綜合抗御火災能力與城市快速發(fā)展不協(xié)調的問題逐漸顯露出來。目前國內(nèi)消防規(guī)劃最突出的問題就是消防站點數(shù)量不足。消防站的設置原則是：于接警5分鐘后，可到達責任區(qū)的邊緣；責任區(qū)面積宜為4平方公里到7平方公里之間。然而我國許多城市遠未達及此標準。隨著城市的范圍在不斷地擴大，消防站點卻沒有相應地增加，不能有效地保障城市安全。另外，對于已建成的消防站點，也存在著空間分布不均、規(guī)劃不當?shù)葐栴}。例如:消防站周圍的交通擁擠、道路狹窄等可以導致消防車通行受阻，無法及時接近火場，從而貽誤了救災的最佳時機。除此之外，現(xiàn)有的消防站點的空間分布呈現(xiàn)不同程度的分布不均。相比之下，西方國家的消防站點的建設相對比較完善。這些國家城市的消防站點的布置都較為密集，規(guī)劃布局較為合理，消防隊到達火災現(xiàn)場的時間較短，有利于控制火勢蔓延，從而將災害損失降至最低。另外，目前全國消防站點的建設機制不順暢，建設周期長，所以要優(yōu)先選出最急需建設的消防站點優(yōu)先建設，對于優(yōu)先級較低的消防站滯后建設。除此之外，根據(jù)《城市消防規(guī)劃建設管理規(guī)定》的有關規(guī)定，消防站點的規(guī)劃應以《城市規(guī)劃法》為依據(jù)，并且根據(jù)《中華人民共和國消防條例》及其實施細則的有關規(guī)定實施依法管理。 目前消防站點規(guī)劃常用的兩種方法主要有傳統(tǒng)的抽象數(shù)學模型方法和GIS與AHP相結合的方法。傳統(tǒng)的抽象數(shù)學模型方法主要是先根據(jù)消防站選址的要求選定需要研究的要素（確定問題），然后用一系列數(shù)學方程式或幾何符號表達影響選址的各個要素（建立模型），最后根據(jù)上一步的數(shù)學方程式求解（模型求解）。該方法有以下特點：能夠解決因子單一的選址問題，有些問題比如密度數(shù)據(jù)很難用數(shù)學方程式表達，模型的建立太復雜需要較高的數(shù)學功底，數(shù)學模型向計算機模型轉化比較復雜，抽象的模型容易脫離實際，難以考慮復雜多樣的要素及其相互影響，選址方法的通用性差，很難為決策人員提供直觀、交互的分析工具。具體到一個城市的消防站點的規(guī)劃建設中，要涉及到交通、人口、經(jīng)濟等各方面的海量數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的選址分析方法幾乎不能用于實際操作。 而GIS與AHP相結合的方法則充分利用了GIS本身的空間分析、數(shù)據(jù)處理、查詢等功能進行規(guī)劃。它具有以下特點：選址的過程中能夠很好的考慮復雜多樣性的數(shù)據(jù)及其相互影響；不需要大量復雜的數(shù)學方程式去描述各個因素的空間位置；選址分析具有更大的靈活性并且便于數(shù)據(jù)更新；選址模型容易理解；有現(xiàn)成的GIS軟件可以利用，不必從底層開發(fā)實現(xiàn)基礎的分析功能；現(xiàn)成的GIS二次開發(fā)功能能夠很好的開發(fā)出可供人機交互的界面。目前GIS與AHP結合的方法是規(guī)劃問題發(fā)展的趨勢，前人已經(jīng)對利用GIS進行規(guī)劃的方法進行了大量研究，但是具體到消防站點的選址問題上缺乏成熟的選址方案和試驗。 在總結前人研究的基礎上，本次研究分析了消防站點規(guī)劃的基本原則，提出了基于GIS和AHP層次分析法的消防站點規(guī)劃的技術方案。以北京市三環(huán)內(nèi)的數(shù)據(jù)為例，綜合運用GIS網(wǎng)絡分析法、緩沖區(qū)分析法、疊加分析法，設計了選址的AHP模型，實現(xiàn)了消防站選址影響因子的客觀選取以及綜合權重的賦值。并用實驗驗證了技術方案的可行性，雖然考慮的因素不夠充分但可以為今后的規(guī)劃提供可供借鑒的技術思路和方案。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目前GIS技術在城市消防規(guī)劃中的應用可以分為城市消防規(guī)劃管理與城市消防規(guī)劃設計兩大主要領域。目前前者已經(jīng)相對比較成熟，并已發(fā)揮巨大作用，但針對城市消防規(guī)劃設計的GIS應用目前還處于起步階段。在西方國家的城市消防規(guī)劃中，其應用仍集中在社會分析、規(guī)劃制約、專題制圖等較基本層次上，GIS的應用潛力遠未得到充分的開發(fā)。而在我國， GIS空間分析技術，特別在運用GIS來發(fā)展預測和規(guī)劃等方面的運用還不很廣泛。
科學性、先進性及獨特之處
- 本次研究通過GIS與AHP層次分析法聯(lián)合應用對消防站進行選址規(guī)劃，涉及到考慮的因素主要有到最近消防站點的道路距離，人口密度以及建筑物著火后的損失三個因素。其中對于把建筑物受災后的損失放在規(guī)劃中的考慮因素內(nèi)是本研究的一個創(chuàng)新點。再通過調查問卷的形式以及AHP層次分析法的綜合應用計算出各個因子所占的權重，然后進行疊加分析，求解出需要新建消防站的區(qū)域。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 輔助解決目前北京市消防站分布不均勻所造成的無法及時救援的問題，為消防部分和應急部門提供支持和決策信息。
學術論文摘要
- 城市火災是城市安全的一大隱患，因此城市消防設施總體布局是城市防災規(guī)劃中的重要內(nèi)容。本次研究所采用的GIS與AHP相結合的方法，充分利用了GIS本身的空間分析，數(shù)據(jù)處理，查詢等功能進行規(guī)劃，能夠充分考慮復雜多樣的數(shù)據(jù)及其相互影響，使規(guī)劃分析具有更大的靈活性和通用性，能夠最大程度的降低空間選址的復雜性，克服了主觀選址的隨意性和不確定性，在一定程度上滿足了相關消防部門的規(guī)劃要求。
獲獎情況
- 2010年9月發(fā)表于由中國消防協(xié)會主辦的中文核心期刊《消防科學與與技術》 2010年12月發(fā)表于由中國消防協(xié)會、中山大學、清華大學和中國科技大學在廣州主辦的第五屆消防性能化與消防工程研討會（EI） The 5th Conference on Performance-based Fire and Fire Engineering
鑒定結果
- 第一篇論文已經(jīng)可以檢索，第二篇已經(jīng)收到錄取確認公函，并已經(jīng)簽署協(xié)議，正在等待檢索
參考文獻
- [1]郭俊青.淺析城市消防規(guī)劃現(xiàn)狀與對策[J].消防技術與產(chǎn)品信息，2008,1:64-67 [2]王慶國，譚皓.設施空間選址中的GIS技術支持[J].測繪與空間地理信息，2004,27（5）:33-34,50 [3]馮曾哲，劉桂娟，李曉梅.一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)衛(wèi)生服務站點選址問題的數(shù)學模型及求解[J].泰山醫(yī)學院學報，2006,27（6）:103-105 [4]李曉翠，張躍鵬，金澄.GIS在空間選址中的應用現(xiàn)狀分析[J].測繪科學與工程，2006,26（4）:29-32 [5]中華人民共和國公安部，中華人民共和國建設部，中華人民共和國國家計劃委員會，中華人民共和國財政部，城市消防規(guī)劃建設管理規(guī)定[S].1989.9 [6]中華人民共和國主席令第23號，城市規(guī)劃法[S].1989.12， [7]中華人民共和國公安部，城市消防站建設標準[S].2006.5， [8]中華人民共和國國務院，中華人民共和國消防條例[S].1984.5， [9]中華人民共和國建委，城市規(guī)劃定額指標暫行規(guī)定[S].1980.12， [10]戴曉愛，仲鳳呈，蘭燕，劉珊紅.GIS與層次分析法結合的超市選址研究與實現(xiàn)[J].測繪科學，2009，34（1）:184-186 [11]姜啟源，謝金星，葉俊.數(shù)學模型[M].第三版.北京：高等教育出版社，2003:224-243
同類課題研究水平概述
- 目前消防站點規(guī)劃常用的兩種方法主要有傳統(tǒng)的抽象數(shù)學模型方法和GIS與AHP相結合的方法。傳統(tǒng)的抽象數(shù)學模型方法主要是先根據(jù)消防站選址的要求選定需要研究的要素（確定問題），然后用一系列數(shù)學方程式或幾何符號表達影響選址的各個要素（建立模型），最后根據(jù)上一步的數(shù)學方程式求解（模型求解）。該方法有以下特點：能夠解決因子單一的選址問題，有些問題比如密度數(shù)據(jù)很難用數(shù)學方程式表達，模型的建立太復雜需要較高的數(shù)學功底，數(shù)學模型向計算機模型轉化比較復雜，抽象的模型容易脫離實際，難以考慮復雜多樣的要素及其相互影響，選址方法的通用性差，很難為決策人員提供直觀、交互的分析工具。具體到一個城市的消防站點的規(guī)劃建設中，要涉及到交通、人口、經(jīng)濟等各方面的海量數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的選址分析方法幾乎不能用于實際操作。 而GIS與AHP相結合的方法則充分利用了GIS本身的空間分析、數(shù)據(jù)處理、查詢等功能進行規(guī)劃。它具有以下特點：選址的過程中能夠很好的考慮復雜多樣性的數(shù)據(jù)及其相互影響；不需要大量復雜的數(shù)學方程式去描述各個因素的空間位置；選址分析具有更大的靈活性并且便于數(shù)據(jù)更新；選址模型容易理解；有現(xiàn)成的GIS軟件可以利用，不必從底層開發(fā)實現(xiàn)基礎的分析功能；現(xiàn)成的GIS二次開發(fā)功能能夠很好的開發(fā)出可供人機交互的界面。目前GIS與AHP結合的方法是規(guī)劃問題發(fā)展的趨勢，前人已經(jīng)對利用GIS進行規(guī)劃的方法進行了大量研究，但是具體到消防站點的選址問題上缺乏成熟的選址方案和試驗。 在總結前人研究的基礎上，本次研究分析了消防站點規(guī)劃的基本原則，提出了基于GIS和AHP層次分析法的消防站點規(guī)劃的技術方案。以北京市三環(huán)內(nèi)的數(shù)據(jù)為例，綜合運用GIS網(wǎng)絡分析法、緩沖區(qū)分析法、疊加分析法，設計了選址的AHP模型，實現(xiàn)了消防站選址影響因子的客觀選取以及綜合權重的賦值。并用實驗驗證了技術方案的可行性，雖然考慮的因素不夠充分但可以為今后的規(guī)劃提供可供借鑒的技術思路和方案。
