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常规消防站和微型消防站的层次选址研究

作者: 来源: 阅读次数: 日期:2020-09-30


 

1. 标题

· Hierarchical siting of macro fire station and micro fire station

· 常规消防站和微型消防站的层次选址研究

 

2. 相关成果

· Wenhao Yu*, Yujie Chen*, Menglin Guan. Hierarchical siting of macro fire station and micro fire station. Environment and Planning B: Urban Analytics and City Science, 2020, 0(0): 1-17. Online. DOI: 10.1177/2399808320958424.

· Wenhao Yu*,Yujie Chen*, Zhanlong Chen, et al. Service Area Delimitation of Fire Stations with Fire Risk Analysis: Implementation and Case Study. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2020, 17(6):2030. DOI: 10.3390/ijerph17062030

· https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/2399808320958424

 

3. 成果团队成员

· 禹文豪,博士,154.com皇冠,副教授,楚天学者,主要从事地图综合、空间数据挖掘及智慧城市应用等研究。(联系邮箱:ywh_whu@126.com;个人网站:http://grzy.cug.edu.cn/yuwenhao/zh_CN/index.htm

· 陈玉洁,硕士研究生,154.com皇冠。研究方向为地图综合和空间数据挖掘。

· 陈占龙,博士,154.com皇冠,教授,博士生导师,主要从事地理信息系统理论与基础软件研发、时空数据挖掘与地理计算、空间认知与推理等研究。

· 管梦林,硕士研究生,154.com皇冠。研究方向为地图综合和空间数据挖掘。

 

4. 成果介绍

消防应急服务是城市公共卫生和安全体系的重要组成部分,其布局合理性直接影响救灾响应的效率。一般的公共服务相比,城市消防服务具有特定响应时间、覆盖需求最大化、工作负载均衡和成本最小化等特点。一般的设施选址只考虑其中的个方面;此外,传统研究将所有消防站建模为同一层次,考虑消防服务系统的层次结构。我国公共应急服务机构提出了一系列优化举措,通过设置具有不同能力的消防站来建立分级消防服务体系。相比于常规消防站微型消防站人力、物力、财力消耗少,救援响应时间短,服务灵活方便;微型消防站是常规消防站的有力补充。在此背景下,本文提出了一种基于不同层次的消防设施选址模型(图1

在该层次模型的第一,最大覆盖模型(MLCP, maximal covering location problem)适用于对常规消防站的选址。相比于现有消防站的分布情况,在第一层选址结果中,消防站的布局更为均衡,大幅提高了常规救援需求的覆盖率(图2)。层次模型的第二层利用集合覆盖模型(LSCP, location set covering problem) 对具有工作负载限制的微型消防站布局进行优化,以满足对重点单位和小区的全覆盖,并补充覆盖常规消防站的服务盲区(图3)。为了准确评估实际消防救援需求该研究使用消防大数据(如历史火灾事件数据、社区建筑年龄数据和人口数据)估计位置灾风险。

考虑到城市火灾风险的动态性,本研究进一步采用动态资源配置来提高消防资源的利用率。具体上,常规消防站设施较为固定,而微型消防站因为场所要求不高,资源配置较为灵活。因此,我们选择对微型消防站进行资源动态分配。为预测日间和夜间不同时段的消防需求,我们分别使用随机森林(RF, random forest)和地理加权回归(GWRgeographical weighted regression)探测不同时间段的火灾风险差异(图4。然后,以资源利用最大化和运输成本最小化为目标,提出了在一定成本下的动态资源分配方案(图5根据分析结果,该模型可以根据不同的需求对消防设施进行动态分配,提高系统的整体效益和实用价值。


 

1 层次选址模型图。

 

 

(a)                                  (b)

2 现有常规消防站的分布情况(a)和模型优化后的选址结果(b)对比。

 

 

3 层次模型对常规消防站和微型消防站的选址组合结果。

 

 

4 预测的白天(a)和夜(b)时间段火灾风险对比

 

 

(a)                                (b)

5 白天(a)和夜(b)各微型消防站资源的分配情况(总资源200

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