CN101882294A

CN101882294A - 一种基于准则的城市火灾风险评估方法

Info

Publication number: CN101882294A
Application number: CN2010102090057A
Authority: CN
Inventors: 吴军; 吴美文; 贺俊杰
Original assignee: SHANGHAI BEIAN INDUSTRIAL Co Ltd; Shanghai Fire Research Institute of Ministry of Public Security
Current assignee: SHANGHAI BEIAN INDUSTRIAL Co Ltd; Shanghai Fire Research Institute of Ministry of Public Security
Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2010-11-10

Abstract

本发明提出了一种基于准则的城市火灾风险评估方法。该方法：(1)提出了城市火灾风险评估指标体系框架；(2)可按各指标计算方法计算指标值，并根据指标值分级准则确定各指标因子值；(3)根据各指标因子值和相应计算方法，分别计算城市固有火灾风险水平、城市消防保护水平、城市可接受火灾风险水平和城市火灾风险水平；(4)对城市火灾风险水平可接受性进行判定。本发明具有综合、简洁的特征，不仅能解决利用城市总体规划相关信息进行城市火灾风险水平预评估的问题，而且能以半定量方式解决城市火灾风险分布的问题，提供城市不同区域之间风险比较的技术基础，为消防规划提供相关论证依据，同时可为城市消防安全管理提供相对丰富的风险信息。

Description

一种基于准则的城市火灾风险评估方法

技术领域

本发明属于城市公共消防安全技术领域，具体涉及一种火灾风险评估方法。具体地说是一种基于指标因子值选取准则、半定量的城市火灾风险评估方法。

本发明的一个具体应用(尤其但是非排他的)是城市消防规划，其建议通过城市规划相关信息进行城市火灾风险评估论证，从而达到依据区域火灾风险高低合理配置城市消防资源的目的。

背景技术

以火灾风险作为公共消防资源配置的基础，不仅能够做到合理而且能够体现优化目标。因此，在城市消防规划中，以火灾风险评估为起点的应用越来越普遍。比如，随着城市化进程的不断加快，城市人口与城市面积不断扩张，需要建设多少消防站？这些消防站如何布点最合适？要科学地回答这些问题，必须要建立科学、合理的建站准则或原则。一般情况，希望能够做到用最少的消防站保护所有的风险区域，并且高风险区域所需消防车到场时间应更短。因此，如果能够知道各个消防保护区域的风险分布，显然对建立科学、合理的建站准则或原则至关重要。因此，在进行消防规划论证时，城市火灾风险评估变得越来越重要。

目前，国内外相关机构或个人已开发了许多火灾风险评估方法，从方法学的角度，大致可分为定性法、半定量法和定量法。

火灾风险评估方法中的定性法主要用于识别最不利火灾事件，其主要方法有安全检查表法、风险分类指示器法(Risk Category Indicator Method)、纵火风险评估检查表法(Arson Risk Assessment Checklist)等。这类方法主要以规范或规章的有关规定为评判依据，以简单方式确定火灾风险特征，从而采取指令性方式解决消防安全问题。

火灾风险评估方法中的半定量方法主要用于确定火灾的相对风险，也称为火灾风险分级法。比较典型的方法有风险值矩阵法(Risk Value Matrix Method)、消防安全评估系统(Fire Safety Evaluation System)法、具体商业财产评估表(Specific Commercial Property Evaluation Schedule)法、道氏火灾爆炸指数(Dow Fire and Explosion Index)法、火灾等级层次法(Hierarchical Approach)、SIA81-Gretener法、火灾风险指数法(Fire Risk Index Method)等。半定量法由于其快捷简便、结构化强的特点，应用较为广泛。然而缺点是针对特定类型建筑、工艺开发的，不具有普适性，尤其是因素选择和权重确定；另外，评价结果与方法开发者的知识水平、经验以及相关历史数据积累等密切相关，具有一定主观性。

火灾风险评估方法中的定量方法主要用于确定火灾的实际风险，其通过明确的假设、数据以及数学关联，追溯产生量化结果并反映潜在的火灾风险分布，也称为概率法。比较典型的方法有CRISP(Computation of Risk Indices by Simulation Procedures)法、FiRECAM(Fire Risk Evaluation and Cost Assessment Model)法、BFSEM法(The Building Fire Safety Engineering Method)、火灾评价及风险评估(Fire Evaluation and Risk Assessment)法、风险分析事件树法、β可靠指数火灾风险评估法等。这类方法优点是结果反映了风险不确定的本质，缺点是需要大量的数据资料和时间。

通过分析以上各类方法的优缺点可以看出，任何一种火灾风险评估方法都不是万能的，均是基于特定的应用对象和背景产生，有具体的适用范围，在其针对的具体问题和场景应用范围内有较好的适用性。在具体实践中，在现有方法不能满足需求的情况下，评估者往往需根据评估目的、评估对象、评估阶段等的不同，以及所能掌握的人力、物力、财力等资源情况，发明合适的火灾风险评估方法。

通常，针对消防规划应用的目的，现有的火灾风险评估方法往往存在以下一个或几个问题：

1、许多方法仅仅针对建筑火灾风险，而不是针对消防规划的区域火灾风险。这些方法主要用于建筑消防设计、建筑消防安全管理、建筑消防安全监管或保险费率厘定等。

2、即使是针对消防规划的城市火灾风险评估方法，有些方法的指标体系框架过于庞杂，存在层次不清、目的不明或针对性不强的问题，不利于应用。火灾风险评估方法并不是指标越多越好，需要根据评估的目的而定。相反，指标越多，在指标分层时，就可能混淆指标类型或层次，有的甚至逻辑上不能自恰。另外，由于指标多，应用时所需信息就会比较繁杂，出错的可能性增大，且权重分配难以具有普适性，方法普适性就存在问题。

3、现有方法缺乏对于城市规划的尚未建成的区域进行火灾风险预估的功能，或缺乏对于建成区域和尚未建成区域统一的评估方法。

为了克服以上现有火灾风险评估方法的缺点或针对消防规划应用的不适用性，特提出本发明，以期达到方法具有综合、简洁、可靠性高、稳定性强等特征，使评估者能够通过影响城市火灾风险要素的相关指标判定准则，确定城市火灾风险分布图，为确定城市消防保护的薄弱环节，改善或提升城市消防保护水平，提供相对丰富的区域火灾风险信息，同时为消防规划提供相关论证依据。

发明内容

本发明的目的在于提出一种综合、简洁、可靠性高、稳定性强城市火灾风险评估方法，以便能够：

(1)评估城市现有区域火灾风险大小，确定城市火灾风险分布图，为确定城市消防保护的薄弱环节，改善或提升城市消防保护水平，提供相对丰富的区域火灾风险信息。

(2)预估城市规划区域火灾风险大小，确定规划区域火灾风险分布图，为合理配置消防资源，科学进行消防规划，提供相对丰富的区域火灾风险信息。

针对上述发明目的，本发明的技术方案包括构建城市火灾风险评估指标体系、计算指标值及选取对应因子值、计算城市火灾风险水平、判定城市火灾风险和确定城市火灾风险控制策略以及划分城市火灾风险等级和确定相应的行动路线等内容。

具体技术方案说明如下：

(1)城市火灾风险评估指标体系构建

通过对影响城市火灾风险的因素进行分类、总结，将城市火灾风险影响因素(用R表示)分为“城市固有火灾风险水平”(用R_H表示)、“城市消防保护水平”(用P_F表示)和“城市可接受火灾风险水平”(用R_A表示)三个基本方面。

所谓“城市固有火灾风险水平”是指在不考虑消防保护的前提下，由于城市规划建设因素的影响，可能引发的最不利火灾危害水平。因此，只要城市中存在规划建设，则就会存在固有火灾风险。这与《建筑设计防火规范》对于防火对象的理解一致，即城市中只要有规划建设，只要有建筑，就应采用防火规范规定的各种保护措施加以防范。“城市固有火灾风险水平”仅与城市规划建设特征相关。从该方面因素中提炼出“容积率”、“平均楼层数”、“土地用途”3个指标构成城市火灾风险评估指标体系。

所谓“城市消防保护水平”是指为了应对城市固有火灾风险而提供的各种消防保护措施的保护水平。城市消防保护用以降低城市固有火灾风险水平。“城市消防保护水平”越高，出现最不利火灾危害对应的概率越低。从该方面因素中提炼出“消防队平均响应时间”和“室外消火栓密度”2个指标构成城市火灾风险评估指标体系。

所谓“城市可接受火灾风险水平”是指城市火灾风险共担的主体对城市火灾风险水平的接受程度。由于风险无法完全消除，因此风险管理理论认为，通过风险控制策略，将风险降低到风险共担者普遍可以接受的水平之内，即达到成功控制风险的目的。“城市可接受火灾风险水平”越低，意味着城市消防安全需求水平越高。“城市可接受火灾风险水平”仅与城市社会经济发展特征相关。从该方面因素中提炼出“人口密度”和“经济密度”2个指标构成城市火灾风险评估指标体系。

由上述指标构成的城市火灾风险评估指标体系如附图1所述。对各个指标的相关描述如下：

1)容积率

该指标从建设强度角度反映了城市固有火灾风险水平。一般而言，在地块用地面积不变的情况下，容积率值大的区域的火灾风险较之容积率值低的区域的火灾风险高。

2)平均楼层数

该指标从建筑高度角度反映了城市固有火灾风险水平。一般而言，平均楼层数值大的区域的火灾风险较之平均楼层数值低的区域的火灾风险高。

3)土地用途

根据对建设用地的分类，将该指标细化为“工业和仓储用地面积所占比例”、“公共设施用地面积所占比例”、“居住用地及其它用地面积所占比例”三个子指标。对一个区域，通过统计计算“工业和仓储用地面积所占比例”、“居住用地及其它用地面积所占比例”、“公共设施用地面积所占比例”的不同取值，表征该区域城市固有火灾风险水平的高低。

4)消防队平均响应时间

该指标对作为消防响应第一要素的时间进行衡量，无疑具有代表性，而且能够量化表征，可操作性也强。同时，可通过以消防队响应时间为主线，兼顾考虑消防装备和消防人员配备情况。其中，兼顾考虑消防装备和消防人员配备，可通过检查响应保护区域的消防队是否达到消防站建设标准而达到目的。另外，由于消防队平均响应时间不仅考虑了消防站布局位置，而且以设置消防车平均通行速度的方式综合考虑了市政消防车通道状况。“消防队平均响应时间”综合考虑了消防站布局位置、市政消防车通道状况、响应区域的消防站消防装备和消防人员配备情况。

5)室外消火栓密度

该指标是衡量公共消防供水的代表性指标。消防供水主要包括消防水源和供水设施两部分。消防水源是指可利用的用于扑救火灾的水资源，主要包括市政给水管网、天然水源(如江河、湖泊、水库、海洋、地下水等)和人工水源(如城市二次再生水、消防水池、景观水池、游泳池等)等。消防供水设施主要包括供水管网、消火栓(消防水鹤)、消防水池、取(供)水泵房等。消防供水是确保有效扑灭火灾的重要条件。据相关火灾统计，在成功扑救火灾的案例中，九成以上的火场供水条件较好，而在扑救失利的火灾中，八成以上的火场消防供水不足。从评估消防供水的角度，可选取“储水类型”、“储水能力”、“配水管网布局”(包括管径、环状还是枝状等)、“消火栓布局”以及“管网压力”等指标进行衡量。“储水类型”、“储水能力”和“管网压力”指标所反映的城市消防供水能力在同一个城市不同区域缺乏可比性。因此，可通过以消火栓布局为主线，兼顾考虑配水管网情况，确定城市供水能力衡量指标是比较合适的。其中，兼顾考虑配水管网，可通过检查消火栓所在配水管网的管径及布置图达到目的。

6)人口密度

该指标主要表征城市可接受火灾风险水平。一般而言，人口密度较大的区域，城市可接受火灾风险水平较低。

7)经济密度

该指标主要表征城市可接受火灾风险水平。一般而言，经济密度较大的区域，城市可接受火灾风险水平较低。

(2)指标值的计算及对应因子值的选取

构成上述城市火灾风险指标体系的各指标计算方法如下所示，其中指标值的分级以及对应因子的取值采用蒙特卡罗仿真模拟后得出。

1)容积率

“容积率”指标值采用A表示，其赋值采用a表示。其计算方法如下：

假设一定地块内的总建筑面积用S_A表示，建筑用地面积用L_A表示，则由容积率的定义可知，此地块的容积率A的计算公式如下：

A = \frac{S_{A}}{L_{A}}

式1

如果两个地块的容积率分别为A₁、A₂，建筑用地面积分别为L_A1、L_A2，则由这两个地块构成的大地块的容积率计算公式如下：

A = \frac{A_{1} * L_{A 1} + A_{2} * L_{A 2}}{L_{A 1} + L_{A 2}}

式2

同理，由n个地块构成的大地块的容积率计算公式为：

A = \frac{Σ_{i = 1}^{n} A_{i} * L_{Ai}}{Σ_{i = 1}^{n} L_{Ai}}

式3

其中，第i个地块的容积率和建筑用地面积分别为A_i、L_Ai。

根据上述计算方法，进行蒙特卡洛仿真，得出指标分级准则与对应因子赋值如表1所示。

表1容积率指标分级准则与因子赋值

分级	准则	赋值a＝
分级	准则	赋值a＝	一级	A＜1.0	1.0
二级	1.0≤A＜1.5	1.1	一级	A＜1.0	1.0
二级	1.0≤A＜1.5	1.1	三级	1.5≤A＜2.0	1.2
四级	2.0≤A＜2.6	1.3	三级	1.5≤A＜2.0	1.2
四级	2.0≤A＜2.6	1.3	五级	2.6≤A＜3.2	1.4
六级	3.2≤A＜3.8	1.5	五级	2.6≤A＜3.2	1.4
六级	3.2≤A＜3.8	1.5	七级	3.8≤A＜4.3	1.6
八级	4.3≤A＜4.9	1.7	七级	3.8≤A＜4.3	1.6
八级	4.3≤A＜4.9	1.7	九级	4.9≤A＜5.5	1.8
十级	5.5≤A＜6.0	1.9	九级	4.9≤A＜5.5	1.8
十级	5.5≤A＜6.0	1.9	十一级	A≥6.0	2.0

2)平均楼层数

“平均楼层数”指标值采用B表示，其赋值采用b表示。其计算方法如下：

假设一定地块的容积率用A表示，建筑密度用D表示，则此地块的平均楼层数B的计算公式如下：

B = \frac{A}{D}

式4

同容积率计算方法一样，由n个地块构成的大地块的平均楼层数计算公式为：

B = \frac{Σ_{i = 1}^{n} A_{i} * L_{Ai}}{Σ_{i = 1}^{n} D_{i} * L_{Ai}} = \frac{A * Σ_{i = 1}^{n} L_{Ai}}{Σ_{i = 1}^{n} D_{i} * L_{Ai}}

式5

其中，第i个地块的容积率、建筑用地面积以及建筑密度分别为A_i、L_Ai以及D_i。

根据上述计算方法，进行蒙特卡洛仿真，得出指标分级准则与对应因子赋值如表2所示。

表2平均楼层数指标分级准则与因子赋值

分级	准则(单位：层)	赋值b＝
分级	准则(单位：层)	赋值b＝	一级	B＜1.7	1.0
二级	1.7≤B＜2.4	1.1	一级	B＜1.7	1.0
二级	1.7≤B＜2.4	1.1	三级	2.4≤B＜3.1	1.2
四级	3.1≤B＜3.8	1.3	三级	2.4≤B＜3.1	1.2
四级	3.1≤B＜3.8	1.3	五级	3.8≤B＜4.5	1.4
六级	4.5≤B＜5.2	1.5	五级	3.8≤B＜4.5	1.4
六级	4.5≤B＜5.2	1.5	七级	5.2≤B＜5.9	1.6
八级	5.9≤B＜6.6	1.7	七级	5.2≤B＜5.9	1.6
八级	5.9≤B＜6.6	1.7	九级	6.6≤B＜7.3	1.8
十级	7.3≤B＜8.0	1.9	九级	6.6≤B＜7.3	1.8
十级	7.3≤B＜8.0	1.9	十一级	B≥8.0	2.0

3)土地用途

“土地用途”指标值采用C表示，其赋值采用c表示。

“土地用途”指标由“工业及仓储用地面积所占比例”、“公共设施用地面积所占比例”以及“居住用地及其他用地面积所占比例”等3个子指标构成，其对应的指标值分别采用C₁、C₂、C₃表示。该指标赋值采用以下公式进行计算：

c＝2*C₁+1.6*C₂+1.4*C₃ 式6

其中，C₁+C₂+C₃＝100％。

说明：“土地用途”指标不进行分级与对应因子赋值，该指标赋值直接由式6计算得出。

4)消防队平均响应时间

“消防队平均响应时间”指标值采用T表示，其赋值采用t表示。其计算方法如下：

如附图2所示，假定距离评估区域最近的消防站为FS，该消防站距离评估区域四个顶点的最快时间分别为T₁、T₂、T₃、T₄，则针对评估区域的消防队平均响应时间计算方法为：

T = \frac{Σ_{i = 1}^{4} T_{i}}{4}

式7

更具一般性的公式为：

T = \frac{Σ_{i = 1}^{n} T_{i}}{n}

式8

其中，n为评估区域的顶点数。

说明：在本发明中，消防队响应时间是指消防队接到出动指令至抵达火场的时间段，包括消防队接警出动时间和行车到场时间，一般而言消防队接警出动时间为1分钟。同时，消防队包括公安消防队、政府专职消防队和企业消防队。由于我国义务消防队仅作为辅助灭火救援力量，尚无证据证明其一般具备战斗力，因此在消防队平均响应时间时不予考虑。

根据上述计算方法，进行蒙特卡洛仿真，得出指标分级准则与对应因子赋值如表3所示。

表3消防队平均响应时间指标分级准则与因子赋值

1分级	准则(单位：分钟)	赋值t＝
1分级	准则(单位：分钟)	赋值t＝	一级	T≤3.5	2.0
二级	3.5＜T≤4.5	1.9	一级	T≤3.5	2.0
二级	3.5＜T≤4.5	1.9	三级	4.5＜T≤5.5	1.8
四级	5.5＜T≤6.5	1.7	三级	4.5＜T≤5.5	1.8
四级	5.5＜T≤6.5	1.7	五级	6.5＜T≤7.5	1.6
六级	7.5＜T≤8.5	1.5	五级	6.5＜T≤7.5	1.6
六级	7.5＜T≤8.5	1.5	七级	8.5＜T≤9.5	1.4
八级	9.5＜T≤10.5	1.3	七级	8.5＜T≤9.5	1.4
八级	9.5＜T≤10.5	1.3	九级	10.5＜T≤11.5	1.2
十级	11.5＜T≤12.5	1.1	九级	10.5＜T≤11.5	1.2
十级	11.5＜T≤12.5	1.1	十一级	T＞12.5	1.0

5)室外消火栓密度

“室外消火栓密度”指标值采用W表示，其赋值采用w表示。其计算方法如下：

假设一定地块内的室外消火栓数量用N_HY表示，建筑用地面积用L_A表示，则此地块的室外消火栓密度W的计算公式如下：

W = \frac{N_{HY}}{L_{A}}

式9

室外消火栓数量的计量范围包括构成此地块周边马路上的市政消火栓、地块内非市政范畴的室外消火栓、消防水鹤以及天然水源的消防取水口。消防水鹤可按照式11折算成室外消火栓数量。

式10

其中，Q为消防水鹤设计流量。考虑消防水鹤的设置和使用目前尚存在一定不确定性因素(如路况条件、加水流量、消防车一次载水量等)，往往用于消防车往返运水灭火，因此设定了折算系数0.8。

另外，如果某个室外消火栓布置在枝状管网之上，且布置在直径小于100的管径之上，则此消火栓不计入消火栓统计数；如果某个室外消火栓布置在枝状管网之上或布置在直径小于100的管径之上，则此消火栓仅按0.5个计入消火栓统计数。

根据上述计算方法，进行蒙特卡洛仿真，得出指标分级准则与对应因子赋值如表4所示。

表4室外消火栓密度指标分级准则与因子赋值

分级	准则(单位：个/平方公里)	赋值w＝
分级	准则(单位：个/平方公里)	赋值w＝	一级	W＜5	1.0
二级	5≤W＜10	1.1	一级	W＜5	1.0
二级	5≤W＜10	1.1	三级	10≤W＜15	1.2
四级	15≤W＜20	1.3	三级	10≤W＜15	1.2
四级	15≤W＜20	1.3	五级	20≤W＜25	1.4
六级	25≤W＜30	1.5	五级	20≤W＜25	1.4
六级	25≤W＜30	1.5	七级	30≤W＜35	1.6
八级	35≤W＜40	1.7	七级	30≤W＜35	1.6
八级	35≤W＜40	1.7	九级	40≤W＜45	1.8
十级	45≤W＜50	1.9	九级	40≤W＜45	1.8
十级	45≤W＜50	1.9	十一级	W≥50	2.0

6)人口密度

“人口密度”指标值采用E表示，其赋值采用e表示。其计算方法如下：

假设一定地块内的人口数量用N_P表示，建筑用地面积用L_A表示，则此地块的人口密度E的计算公式如下：

E = \frac{N_{P}}{L_{A}}

式11

根据上述计算方法，进行蒙特卡洛仿真，得出指标分级准则与对应因子赋值如表5所示。

表5人口密度指标分级准则与因子赋值

分级	准则(单位：人/平方公里)	赋值e＝
分级	准则(单位：人/平方公里)	赋值e＝	一级	E＜2500	0.00
二级	2500≤E＜3750	0.03	一级	E＜2500	0.00
二级	2500≤E＜3750	0.03	三级	3750≤E＜5000	0.06
四级	5000≤E＜6250	0.09	三级	3750≤E＜5000	0.06
四级	5000≤E＜6250	0.09	五级	6250≤E＜7500	0.12
六级	7500≤E＜8750	0.15	五级	6250≤E＜7500	0.12
六级	7500≤E＜8750	0.15	七级	8750≤E＜10000	0.18
八级	10000≤E＜11250	0.21	七级	8750≤E＜10000	0.18
八级	10000≤E＜11250	0.21	九级	11250≤E＜12500	0.24
十级	12500≤E＜14000	0.27	九级	11250≤E＜12500	0.24
十级	12500≤E＜14000	0.27	十一级	E≥14000	0.30

7)经济密度

“经济密度”指标值采用F表示，其赋值采用f表示。其计算方法如下：

假设一定地块内的国内生产总值(GDP)用N_GDP表示，建筑用地面积用L_A表示，则此地块的人口密度F的计算公式如下：

F = \frac{N_{GDP}}{L_{A}}

式12

根据上述计算方法，进行蒙特卡洛仿真，得出指标分级准则与对应因子赋值如表6所示。

表6经济密度指标分级准则与因子赋值

分级	准则(单位：万元/平方公里)	赋值f＝
分级	准则(单位：万元/平方公里)	赋值f＝	一级	F＜2500	0.00
二级	3750≤F＜3850	0.03	一级	F＜2500	0.00
二级	3750≤F＜3850	0.03	三级	5000≤F＜5200	0.06
四级	6250≤F＜6550	0.09	三级	5000≤F＜5200	0.06
四级	6250≤F＜6550	0.09	五级	7500≤F＜7900	0.12
六级	8750≤F＜9250	0.15	五级	7500≤F＜7900	0.12
六级	8750≤F＜9250	0.15	七级	10000≤F＜10600	0.18
八级	11250≤F＜11950	0.21	七级	10000≤F＜10600	0.18
八级	11250≤F＜11950	0.21	九级	12500≤F＜13300	0.24
十级	13750≤F＜15000	0.27	九级	12500≤F＜13300	0.24
十级	13750≤F＜15000	0.27	十一级	F≥15000	0.30

(3)城市火灾风险水平计算

在对构成城市火灾风险评估指标体系的各指标进行了准则化之后，即可进行城市火灾风险与抗御火灾能力计算，计算过程如下：

1)城市固有火灾风险水平计算

通过(2)部分各指标赋值，确定评估区域的城市固有火灾风险水平如下：

R_H＝a*b*c 式13

2)城市消防保护水平计算

通过(2)部分各指标赋值，确定评估区域的城市消防保护水平如下：

P_F＝t*w 式14

3)城市可接受火灾风险水平计算

通过(2)部分各指标赋值，确定评估区域的城市可接受火灾风险水平如下：

R_A＝2.15-e-f 式15

4)城市火灾风险水平计算

在分析、确定了城市固有火灾风险水平R_H、城市消防保护水平P_F和城市可接受火灾风险水平R_A后，确定评估区域的城市火灾风险水平R如下：

R = \frac{R_{H}}{R_{A} * R_{F}}

式16

本发明中城市火灾风险评估方法一般适用于具有相同土地用途、相对独立的街区(block)范围，或具有不同土地用途或由相对独立街区构成但面积不大于1平方公里的区域范围。

为了体现方法的灵活性，提出以下处理方法对区域火灾风险进行综合，以达到更大区域(乃至整个城市)火灾风险评估的目的。

假设城市(或较大区域)由n个街区构成，各街区火灾风险水平以及用地面积分别为R_i、L_Ai，其中i＝1，2，…，n。则，由这n个街区构成的城市(或较大区域)的火灾风险水平为：

R = \frac{Σ_{i = 1}^{n} R_{i} * L_{Ai}}{Σ_{i = 1}^{n} L_{Ai}}

式17

(4)城市火灾风险判定和风险控制策略确定

根据式17，如果R＞1，则表明城市火灾风险水平不可接受，应通过进一步提高城市消防保护水平改善城市火灾风险水平状况；如果R＝1，则表明城市火灾风险水平处于临界状态，城市固有火灾风险水平、城市消防保护水平以及城市可接受火灾风险水平刚好达到平衡，应持续监测城市火灾风险水平的变化；如果R＜1，则表明城市火灾风险水平可接受，仍可在成本效益基础上进一步提高城市消防安全保护水平。

风险控制措施可能包括：

1)引入城市火灾风险管理机制。

2)控制评估区域容积率、建筑密度等城市规划指标(仅针对尚未建设区域)。

3)调整现有消防站布局或规划新增消防站，调整消防站辖区范围，改善消防站中消防装备及消防人员配备状况。

4)配水管网改造，改善现有室外消火栓布局，完善消防供水规划，监测消防供水建设。

5)加强消防安全宣传、教育、培训。

6)提升社会单位消防安全管理水平。

7)加强消防安全监督检查。

等等。

(5)风险等级划分与可能的行动路径

根据城市火灾风险水平分布，结合城市的实际状况，确定本城市的城市火灾风险等级划分，明确不同等级风险的行动优先顺序，如表7。

表7风险等级和可能的行动路径

针对城市火灾风险评估结果和不同等级风险的行动优先顺序，就能够制定出处置城市火灾风险的具体方案。

有益效果

本发明提出的一种基于准则的城市火灾风险评估方法具有综合、简洁的特征，不仅能解决利用城市总体规划相关信息进行城市火灾风险水平预评估的问题，而且能以半定量方式解决城市火灾风险分布的问题，提供城市不同区域之间风险比较的技术基础，为消防规划提供相关论证依据，同时可为城市消防安全管理提供相对丰富的风险信息。

附图说明

图1城市火灾风险评估指标体系框架示意图。

图2消防队平均响应时间计算示意图。

图3评估区域范围图。

图4评估区域固有火灾风险水平分布图。

图5评估区域消防保护水平分布图。

图6评估区域火灾风险水平分布图。

具体实施方式

本发明具体实施方式按如下步骤执行：

(1)确定评估的总体区域范围。该总体区域最小为1个街区，最大可以是整个城市的建设用地范围，即不包含城市总体规划用地中的“水域和其他用地”。

(2)划分评估子区域。以城市道路为边界，将总体区域范围划分为若干个面积不超过1平方公里的子区域，这些子区域最好具有相同的土地用途，且相对独立，如一个个城市街区。

(3)调查各子区域和评估总体区域内的消防站。调查内容包括各子区域容积率、建筑密度、土地用途、室外消火栓数量、人口密度以及经济密度，和各消防站布局位置、消防装备及消防人员配备情况。

(4)依据式1～式5，式7～式12计算各子区域的各评估指标值。

(5)依据表2～表7以及式6，确定各子区域的各评估指标对应的因子取值。

(6)依据式13～式17，分别确定各子区域的城市固有火灾风险水平、城市消防保护水平、城市可接受火灾风险水平、城市火灾风险水平。

(7)绘制城市火灾风险水平分布地图。

(8)依据式17，确定城市总体区域的城市火灾风险水平。

(9)确定城市消防保护薄弱环节。根据所确定的薄弱环节，可制定降低城市火灾风险的对策和处置城市火灾风险的具体方案。

针对应用目的不同，可适当简化以上步骤。

下面以一个实例进一步具体说明本发明具体实施方式。

如附图3所示，是某城市所辖某区，现对该区域进行火灾风险评估。该区域的基本信息是：截至2008年底，该评估区域范围总面积60.73平方公里，建设用地面积51.57平方公里；户籍人口108.16万人，常住人口119.48万人；地区生产总值(GDP)680.29亿元，其中第一产业增加值完成5.62亿元，第二产业增加值完成379.46亿元，第三产业增加值完成295.21亿元，三次产业占GDP比重为分别为0.8％，55.8％，43.4％。

根据本发明具体实施方式所述的评估步骤，评估如下：

(1)确定评估的总体区域范围

附图3所示区域即为评估总体区域范围。

(2)划分评估子区域

根据区域内土地用途的分布特征，以及区域内道路和街区等自然边界特征，共划分307个评估子区域，如附图3所示。子区域最小面积0.02平方公里，最大面积1.38平方公里，总面积51.57平方公里，平均面积0.168平方公里，标准差0.197平方公里。

(3)调查各子区域和评估总体区域内的消防站

通过调查，该评估区域范围内共计7个消防站，共计23辆水罐(泵浦)消防车，3辆举高消防车，334名消防员。

(4)计算各子区域的各评估指标值

依据式1～式5，式7～式12，分别计算每个子区域的容积率、平均楼层数、消防队平均响应时间、室外消火栓密度、人口密度和经济密度等指标值，其描述统计如表8所示

表8各子区域评估指标值计算结果描述统计

(5)确定各子区域的各评估指标对应的因子取值

依据表2～表7以及步骤(4)所计算得出的各指标值，确定各子区域各评估指标对应的因子取值，其描述统计如表9所示。

表9各子区域评估指标对应因子取值结果描述统计

对于土地用途指标，该指标不进行分级与对应因子赋值，该指标赋值直接由式6计算得出。对于所有评估子区域而言，工业及仓储用地面积所占比例为100％的子区域有0个，公共设施用地面积所占比例为100％的子区域有10个，居住用地及其他用地面积所占比例为100％的子区域有294个。

(6)计算城市火灾风险水平

依据式13～式17，分别确定各子区域的城市固有火灾风险水平、城市消防保护水平、城市可接受火灾风险水平、城市火灾风险水平描述统计如表9所示：

表9各子区域城市火灾风险水平统计

(7)绘制城市火灾风险水平地图。

根据(6)计算结果，绘制城市火灾风险水平地图如附图4-附图6所示。

图4中用同一色系不同深浅表示各评估示范区域固有火灾风险水平的高低，可将固有火灾风险水平分为4级，其中颜色最深代表固有火灾风险水平极高，然后由深至浅依次代表固有火灾风险水平等级为高、中、低。

图5中用同一色系不同深浅表示各评估示范区域消防保护水平的高低，可将消防保护水平分为4级，其中颜色最深代表消防保护水平极高，然后由深至浅依次代表消防保护水平等级为高、中、低。

图6中用同一色系不同深浅表示各评估示范区域火灾风险水平的高低，可将区域火灾风险水平分为4级，其中颜色最深代表火灾风险水平极高，然后由深至浅依次代表火灾风险水平等级为高、中、低。

(8)确定城市总体区域的城市火灾风险水平。

依据式17，计算得出评估总体区域的城市火灾风险值为0.54，其值小于1，表明城市火灾风险水平可接受，仍可在成本效益基础上进一步提高城市消防安全保护水平。

(9)确定城市消防保护薄弱环节

根据上述城市火灾风险评估结果，可将高风险区域确定为城市消防保护薄弱环节，可根据需要有针对性地制定降低城市火灾风险的对策和处置城市火灾风险的具体方案。

Claims

1.一种基于准则的城市火灾风险评估方法，其特征在于，具体步骤包括：

(1)构建城市火灾风险评估指标体系；

(2)按各指标计算方法计算指标值，并根据指标值分级准则确定各指标因子值；

(3)分别计算确定城市固有火灾风险水平、城市消防保护水平、城市可接受火灾风险水平和城市火灾风险水平；

(4)对城市火灾风险水平可接受性进行判定；

其中：所述的城市火灾风险评估指标体系如下：

设城市火灾风险水平用R表示，影响城市火灾风险水平分为3个基本因素：

一、城市固有火灾风险水平，用R_H表示；它由如下3个指标构成：容积率，用a表示；平均楼层数，用b表示；土地用途，用c表示；

二、城市消防保护水平，用P_F表示；它由如下2个指标构成：消防队平均响应时间，用t表示；室外消火栓密度，用w表示；

三、城市可接受火灾风险水平，用R_A表示；它如下由2个指标构成：人口密度，用e表示；经济密度，用f表示；

所述的城市固有火灾风险水平、城市消防保护水平、城市可接受火灾风险水平和城市火灾风险水平计算方法分别如下：

R_H＝a*b*c 式(1)

P_F＝t*w 式(2)

R_A＝2.15-e-f 式(3)

R = \frac{R_{H}}{P_{F} * R_{A}}

式(4)。

2.根据权利要求1所述的基于准则的城市火灾风险评估方法，其特征在于，所述的指标分级准则，是所述的城市火灾风险评估指标体系的“容积率”、“平均楼层数”、“消防队平均响应时间”、“室外消火栓密度”、“人口密度”和“经济密度”6个指标的分级准则，分别如表1～6所述；“土地用途”指标不进行分级与对应因子赋值，该指标赋值直接由算式(5)计算得出；

表1容积率指标分级准则与因子赋值

分级准则赋值a＝一级 A＜1.0 1.0 二级 1.0≤A＜1.5 1.1 三级 1.5≤A＜2.0 1.2 四级 2.0≤A＜2.6 1.3 五级 2.6≤A＜3.2 1.4 六级 3.2≤A＜3.8 1.5

分级准则赋值a＝七级 3.8≤A＜4.3 1.6 八级 4.3≤A＜4.9 1.7 九级 4.9≤A＜5.5 1.8 十级 5.5≤A＜6.0 1.9 十一级 A≥6.0 2.0

表2平均楼层数指标分级准则与因子赋值

分级准则(单位：层) 赋值b＝一级 B＜1.7 1.0 二级 1.7≤B＜2.4 1.1 三级 2.4≤B＜3.1 1.2 四级 3.1≤B＜3.8 1.3 五级 3.8≤B＜4.5 1.4 六级 4.5≤B＜5.2 1.5 七级 5.2≤B＜5.9 1.6 八级 5.9≤B＜6.6 1.7 九级 6.6≤B＜7.3 1.8 十级 7.3≤B＜8.0 1.9 十一级 B≥8.0 2.0

表3消防队平均响应时间指标分级准则与因子赋值

分级准则(单位：分钟) 赋值t＝一级 T≤3.5 2.0 二级 3.5＜T≤4.5 1.9 三级 4.5＜T≤5.5 1.8

分级准则(单位：分钟) 赋值t＝四级 5.5＜T≤6.5 1.7 五级 6.5＜T≤7.5 1.6 六级 7.5＜T≤8.5 1.5 七级 8.5＜T≤9.5 1.4 八级 9.5＜T≤10.5 1.3 九级 10.5＜T≤11.5 1.2 十级 11.5＜T≤12.5 1.1 十一级 T＞12.5 1.0

表4室外消火栓密度指标分级准则与因子赋值

分级准则(单位：个/平方公里) 赋值w＝一级 W＜5 1.0 二级 5≤W＜10 1.1 三级 10≤W＜15 1.2 四级 15≤W＜20 1.3 五级 20≤W＜25 1.4 六级 25≤W＜30 1.5 七级 30≤W＜35 1.6 八级 35≤W＜40 1.7 九级 40≤W＜45 1.8 十级 45≤W＜50 1.9 十一级 W≥50 2.0

表5人口密度指标分级准则与因子赋值

分级准则(单位：人/平方公里) 赋值e＝一级 E＜2500 0.00 二级 2500≤E＜3750 0.03 三级 3750≤E＜5000 0.06 四级 5000≤E＜6250 0.09 五级 6250≤E＜7500 0.12 六级 7500≤E＜8750 0.15 七级 8750≤E＜10000 0.18 八级 10000≤E＜11250 0.21 九级 11250≤E＜12500 0.24 十级 12500≤E＜14000 0.27 十一级 E≥14000 0.30

表6经济密度指标分级准则与因子赋值

分级准则(单位：万元/平方公里) 赋值f＝一级 F＜2500 0.00 二级 3750≤F＜3850 0.03 三级 5000≤F＜5200 0.06 四级 6250≤F＜6550 0.09 五级 7500≤F＜7900 0.12 六级 8750≤F＜9250 0.15 七级 10000≤F＜10600 0.18

分级准则(单位：万元/平方公里) 赋值f＝八级 11250≤F＜11950 0.21 九级 12500≤F＜13300 0.24 十级 13750≤F＜15000 0.27 十一级 F≥15000 0.30

“土地用途”指标由“工业及仓储用地面积所占比例”、“公共设施用地面积所占比例”以及“居住用地及其他用地面积所占比例”3个子指标构成；其对应的指标值分别采用C₁、C₂、C₃表示，该指标赋值采用以下公式进行计算：

c＝2*C₁+1.6*C₂+1.4*C₃ 式(5)

其中，C₁+C₂+C₃＝100％。

3.根据权利要求1或2所述的基于准则的城市火灾风险评估方法，其特征在于，所述的城市火灾风险水平可接受性进行判定的步骤为：如果R＞1，则表明城市火灾风险水平不可接受，应通过进一步提高城市消防保护水平改善城市火灾风险水平状况；如果R＝1，则表明城市火灾风险水平处于临界状态，城市固有火灾风险水平、城市消防保护水平以及城市可接受火灾风险水平刚好达到平衡，应持续监测城市火灾风险水平的变化；如果R＜1，则表明城市火灾风险水平可接受，仍可在成本效益基础上进一步提高城市消防安全保护水平。