針對超強(qiáng)臺風(fēng)的大規(guī)模人群疏散模式研究

張媛媛 陳亮 黎婷 王佳佳

摘要：指出了我國是受臺風(fēng)災(zāi)害影響最嚴(yán)重的國家之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均每年約有7個臺風(fēng)登陸影響我國，嚴(yán)重威脅到人民群眾的生命財產(chǎn)安全。以超強(qiáng)臺風(fēng)為背景，分析了影響抗臺風(fēng)人群疏散關(guān)鍵性信息，并基于臺風(fēng)動態(tài)信息的刷新性，提出了“態(tài)勢感知-權(quán)衡決策-序貫應(yīng)對”的大規(guī)模人群疏散模式。以提高抗臺風(fēng)人群轉(zhuǎn)移的效率，提升抗臺風(fēng)人群轉(zhuǎn)移的科學(xué)性與可行性，增強(qiáng)我國應(yīng)對臺風(fēng)災(zāi)害的能力，從而保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：臺風(fēng)；疏散；態(tài)勢感知；權(quán)衡決策；序貫應(yīng)對

中圖分類號：O224

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：16749944（2017）10001103

1 引言

我國位于亞歐大陸東部太平洋西海岸，緊鄰西北太平洋熱帶氣旋生成地，是受熱帶氣旋影響最嚴(yán)重的國家之一。尤其在全球氣候變化和快速城市化背景下，超強(qiáng)臺風(fēng)災(zāi)害的發(fā)生頻率和強(qiáng)度還會有所增加。東南沿海地區(qū)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，人口集中工業(yè)發(fā)達(dá)且以低山丘陵為主，一旦超強(qiáng)臺風(fēng)在這些地區(qū)登陸會造成風(fēng)災(zāi)、城市內(nèi)澇、山體滑坡、泥石流等災(zāi)害，將影響城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)工商業(yè)正常發(fā)展，給人民群眾帶來巨大的經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失，甚至威脅人們生命安全。2016年9月15日超強(qiáng)臺風(fēng)“莫蘭蒂”于廈門登陸，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，共造成福建、浙江、江蘇、上海、江西五?。ㄖ陛犑校?48萬人受災(zāi)，失蹤死亡44人，緊急轉(zhuǎn)移56.7萬人，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)117.1億元。目前，我國《國家中長期科技發(fā)展綱要》已將臺風(fēng)災(zāi)害列為影響國家公共安全的主要自然災(zāi)害之一，明確提出要切實(shí)增強(qiáng)臺風(fēng)災(zāi)害應(yīng)急處置能力，保障人們生命財產(chǎn)安全亦成為國家發(fā)展的重大需求，可見對抗臺風(fēng)人群疏散的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

隨著對臺風(fēng)災(zāi)害認(rèn)識地不斷增多，對臺風(fēng)災(zāi)害的重視程度也不斷增加，國內(nèi)外對臺風(fēng)研究不斷增多，成果豐碩。在臺風(fēng)信息感知方面，對于臺風(fēng)生成、強(qiáng)度、中心位置、中心風(fēng)速、中心氣壓、移速移向、風(fēng)圈半徑、臺風(fēng)未來一段時間內(nèi)的行徑路徑、強(qiáng)度變化、影響范圍、降雨量，和風(fēng)暴潮等方面的研究取得豐碩成果（王慧等[1]，鄭鋒等[2]，Li 等[3]，F(xiàn)ranklin[4]，陳永林[5]，Wei[6]）。同時也有許多學(xué)者結(jié)合潛在影響區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害信息和人口信息，對泥石流、山體滑坡、洪水和內(nèi)澇等衍生災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警研究（Grings等[7]，傅承琦[8]，Wu 等[9]）。

2 態(tài)勢感知

態(tài)勢感知是對臺風(fēng)及其發(fā)展勢態(tài)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，對臺風(fēng)可能影響區(qū)域信息進(jìn)行收集、分析，對抗臺風(fēng)人群疏散是否能夠順利進(jìn)行具有基礎(chǔ)性作用。態(tài)勢感知可分為兩個部分：臺風(fēng)信息感知，潛在受災(zāi)地區(qū)及其周邊地區(qū)信息感知。共同為權(quán)衡決策提供相對精準(zhǔn)的信息用于制定科學(xué)的抗臺風(fēng)人群疏散方案。

2.1 臺風(fēng)信息感知

影響我國的臺風(fēng)生成于廣闊的低緯度熱帶海洋，主要分布在4個相對集中的海區(qū)：南海中北部的海面；菲律賓群島以東和琉球群島附近海面；馬里亞納群島附近海面；馬紹爾群島附近海面。海洋面積遼闊，氣象站稀少，以往臺風(fēng)生成后很不容易發(fā)現(xiàn)，只有過往船只經(jīng)過或者移動到島嶼附近才能發(fā)現(xiàn)，由于臺風(fēng)信息千變?nèi)f化很難及時感知，對抗臺風(fēng)人群疏散行動的展開產(chǎn)生了不利影響。

臺風(fēng)在海上生成之后受各種因素影響各種信息會發(fā)生巨大變化，這些信息的變化對準(zhǔn)確預(yù)測臺風(fēng)路徑，特別是登陸地點(diǎn)、臺風(fēng)強(qiáng)度、風(fēng)圈半徑、降水量大小將產(chǎn)生重大影響。在臺風(fēng)登陸前后，由于下墊面等特征發(fā)生了顯著的變化，復(fù)雜的海-氣、陸-氣及臺風(fēng)與中緯度系統(tǒng)的相互作用，使臺風(fēng)的路徑、強(qiáng)度、風(fēng)力、降水范圍降水量更具不確定性[10]。通過釋放無線電探空儀、飛機(jī)，攜帶各種必要儀器在臺風(fēng)可能發(fā)生的地區(qū)上空，以偵察、氣象雷達(dá)、氣象衛(wèi)星等手段，感知臺風(fēng)強(qiáng)度、風(fēng)圈半徑、移動速度、預(yù)測路徑、預(yù)測降水量變化等，如圖1所示。

圖1 臺風(fēng)信息感知

2.2 潛在受災(zāi)地區(qū)及周邊可疏散地信息

在氣象部門發(fā)布臺風(fēng)路徑、臺風(fēng)風(fēng)圈半徑以及降水范圍后，可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)確定大致受災(zāi)范圍。為決策部門提供精確的信息以制定合理的人群疏散方案需及時準(zhǔn)確的感知潛在受災(zāi)地區(qū)信息及周邊可疏散地信息。需要感知的關(guān)鍵信息包括受災(zāi)地人口、地質(zhì)、道路交通、救援力量、通訊條件、周邊可疏散地信息等。

人口信息主要是人口年齡段構(gòu)成結(jié)構(gòu)信息，分為小孩、青壯年、老人；人口性別構(gòu)成結(jié)構(gòu)信息，分為男性女性；人口分布信息居住范圍集中與否。地質(zhì)信息主要包括地形地貌信息，是否容易引發(fā)泥石流、滑坡、城市內(nèi)澇等次生災(zāi)害。道路交通信息主要包括距離疏散點(diǎn)道路交通網(wǎng)分布情況、道路交通通行情況信息。救援力量信息包括可能受災(zāi)地區(qū)內(nèi)以及周邊可用于投入到人群疏散的人員力量、交通工具、生活物質(zhì)、醫(yī)療救援物質(zhì)及人員等信息。通訊條件信息主要包括有線和無線通信覆蓋及其保障信息。周邊可疏散地信息主要包括空間大小、生活醫(yī)療物質(zhì)信息等，從而確定可接納疏散人員數(shù)量，如圖2所示。

3 權(quán)衡決策

權(quán)衡決策是在態(tài)勢感知的基礎(chǔ)上進(jìn)行決策，是抗臺風(fēng)人群疏散行動成功與否決定性的一環(huán)?？古_風(fēng)指揮部在感知各種信息后權(quán)衡利弊做出人群疏散決策，決策出疏散人群、疏散時間、疏散地點(diǎn)、疏散路徑、疏散交通工具等。決策需權(quán)衡各方面信息因素并且要體現(xiàn)科學(xué)性、可行性和風(fēng)險性。如圖3所示權(quán)衡決策的流程圖。

3.1 決策無效風(fēng)險

決策無效的風(fēng)險表示因?yàn)闆Q策不當(dāng)而造成人群疏散行動無效的風(fēng)險。降低決策無效風(fēng)險需要感知大量準(zhǔn)確的臺風(fēng)信息，從而能相對準(zhǔn)確預(yù)測臺風(fēng)強(qiáng)度、降水量、風(fēng)圈半徑等信息，對疏散人口、疏散范圍等決策做出正確的疏散決策。臺風(fēng)信息千變?nèi)f化不斷刷新，正確感知其信息做出準(zhǔn)確預(yù)測需增加監(jiān)測時長周期，即感知到臺風(fēng)信息相對完善的情況下做出疏散決策。

3.2 決策不及時風(fēng)險

決策不及時風(fēng)險表示因決策不及時導(dǎo)致錯過最佳人群疏散時間的風(fēng)險。降低決策不及時風(fēng)險即在臺風(fēng)到達(dá)以前保證受災(zāi)區(qū)域人群疏散完全，需要提前進(jìn)行疏散決策為人群疏散提供充足的疏散時間。如何確定最佳疏散時間，就需要疏散用時、臺風(fēng)到達(dá)時間的確定進(jìn)而決策而定。

決策無效風(fēng)險與決策不及時風(fēng)險為此消彼長的一對矛盾關(guān)系，決策的時候需要平衡二者。降低決策無效風(fēng)險需要壓縮人群疏散時間進(jìn)而增加決策不及時風(fēng)險，反之降低決策不及時風(fēng)險會壓縮對臺風(fēng)監(jiān)測時長，從而會加大決策無效的風(fēng)險。要想達(dá)到兩者的平衡主要考慮時間因素，即尋找一個疏散時間點(diǎn)在保證臺風(fēng)到達(dá)以前受災(zāi)區(qū)域人群能完全疏散，同時又能準(zhǔn)確地疏散人群。

4 序貫應(yīng)對

受災(zāi)區(qū)人群疏散完成時間受疏散策略影響，序貫應(yīng)對是“態(tài)勢感知-權(quán)衡決策-序貫應(yīng)對”大規(guī)模人群疏散模式實(shí)施疏散的環(huán)節(jié)，是本模式下人群疏散行動能否成功有效完成的重要保證。序貫應(yīng)對是將整個疏散行動分成若干個階段，每個階段作為獨(dú)立的部分根據(jù)態(tài)勢感知的信息做出權(quán)衡決策，然后進(jìn)行人群疏散行動。序貫應(yīng)對是一個動態(tài)的過程，在進(jìn)行分層次分階段有序疏散的同時，對臺風(fēng)及其預(yù)測信息的態(tài)勢感知也在不斷刷新，為決策部門提供決策關(guān)鍵信息，決策部門根據(jù)這些信息權(quán)衡決策，適時適當(dāng)?shù)卣{(diào)整人群疏散方案。根據(jù)臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)展的時間和空間過程性，分為時間維度序貫應(yīng)對和空間維度序貫應(yīng)對。

4.1 時間維度序貫應(yīng)對

時間上，根據(jù)臺風(fēng)到達(dá)受災(zāi)地區(qū)的時間先后將受災(zāi)地區(qū)劃分為三個時間區(qū)域，每個區(qū)域都作為一個獨(dú)立區(qū)域進(jìn)行分階段的有序疏散。臺風(fēng)災(zāi)害最先影響的區(qū)域設(shè)為一級危險區(qū)域，臺風(fēng)災(zāi)害最后影響的區(qū)域設(shè)為二級危險區(qū)域，按照一級、二級、三級危險區(qū)域依次有序的疏散人群。

如圖4所示，假設(shè)決策指揮部門在綜合各種信息后將距離臺風(fēng)到達(dá)小時區(qū)域設(shè)為警戒區(qū)，距離臺風(fēng)到達(dá)小時區(qū)域設(shè)為開始疏散區(qū)。臺風(fēng)到達(dá)警戒線后危險區(qū)域進(jìn)行警戒疏散準(zhǔn)備，有關(guān)部門發(fā)布疏散預(yù)警信息，救援指揮力量進(jìn)入戰(zhàn)備工作狀態(tài)，按照先前計(jì)劃疏散人員進(jìn)入疏散準(zhǔn)備狀態(tài)，疏散路徑進(jìn)入交通管制狀態(tài)限制車流量保證路徑通暢，醫(yī)療救援應(yīng)急突發(fā)救援部門進(jìn)入工作準(zhǔn)備狀態(tài)，隨時應(yīng)對突發(fā)狀況。一級危險區(qū)域進(jìn)行警戒疏散的同時決策部門不斷地對臺風(fēng)信息進(jìn)行感知，權(quán)衡利弊后隨時對決策進(jìn)行調(diào)整，如果預(yù)測臺風(fēng)路徑強(qiáng)度等信息變化對現(xiàn)階段疏散行動無影響則按原計(jì)劃繼續(xù)進(jìn)行有序疏散，如果發(fā)生改變影響到現(xiàn)階段疏散行動則重新進(jìn)行態(tài)勢感知-權(quán)衡決策-序貫應(yīng)對，對剩下區(qū)域疏散行動進(jìn)行及時調(diào)整。決策的調(diào)整一切以態(tài)勢感知信息為依據(jù)。

4.2 空間維度序貫應(yīng)對

空間上，受災(zāi)地區(qū)因地質(zhì)條件不同，交通道路網(wǎng)分布不同，區(qū)域內(nèi)人員結(jié)構(gòu)不同使得各部分疏散難度緊急程度不同，可綜合考慮這些因素將受災(zāi)區(qū)域劃分為三個區(qū)域，按危險等級從高到低劃分為一級危險區(qū)域、二級危險區(qū)域、三級危險區(qū)域。在人群疏散的時候按照危險等級由高到低進(jìn)行疏散，首先將一級危險區(qū)域人員疏散到周圍合適疏散安置點(diǎn)，在疏散的同時指揮部實(shí)時不間斷的對臺風(fēng)信息進(jìn)行態(tài)勢感知，如果臺風(fēng)信息發(fā)生重大變化且影響到現(xiàn)階段疏散行動，則再次權(quán)衡決策制定新的人群疏散方案，如未發(fā)生變化則進(jìn)行二級危險區(qū)域人員疏散，同時仍然進(jìn)行態(tài)勢感知，對臺風(fēng)信息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測把控，從而確定是否需要對決策做出相應(yīng)調(diào)整，如需要則再次進(jìn)行權(quán)衡決策，制定新的疏散方案，不需要，就繼續(xù)按照原來的疏散方案疏散三級危險人群，直到全區(qū)域疏散人群轉(zhuǎn)移到安全疏散安置點(diǎn)。

5 結(jié)語

臺風(fēng)災(zāi)害威力大破壞強(qiáng)，給我國人民群眾帶來重大經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失，甚至威脅到人民群眾的生命安全。實(shí)踐表明，面對超強(qiáng)臺風(fēng)高效有序的人群疏散行動是確保人民生命安全的重要措施。在此提出的“態(tài)勢感知-權(quán)衡決策-序貫應(yīng)對”的大規(guī)模人群疏散模式是面向超強(qiáng)臺風(fēng)，在深度感知臺風(fēng)信息和潛在受災(zāi)地區(qū)信息的基礎(chǔ)上，權(quán)衡無效風(fēng)險和決策不及時風(fēng)險做出決策，給出序貫應(yīng)對的疏散方案。整個疏散模式基于動態(tài)的臺風(fēng)信息刷新，在臺風(fēng)信息不斷變化的情況下進(jìn)行新的感知-決策-應(yīng)對，在不斷地感知-決策，再感知-再決策的情況下及時有效地調(diào)整人群疏散方案。從而做出具有科學(xué)性、合理性、低風(fēng)險性、經(jīng)濟(jì)性的大規(guī)模人群疏散模式，以保障人民群眾的生命安全。

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