基于統(tǒng)計(jì)分析的云貴高原火災(zāi)特征研究

周會(huì)會(huì)，孫曉宇，蘇文彬

(1.公安消防部隊(duì)高等專(zhuān)科學(xué)校，云南 昆明 650208； 2.廣西工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530008)

火災(zāi)的防與滅是人與自然災(zāi)害的斗爭(zhēng)，是一項(xiàng)高危作業(yè)，加之云貴高原森林覆蓋面廣，林內(nèi)枯木倒木較多，地表可燃物載量較大，尤其遇到干旱少雨的冬春季節(jié)，容易發(fā)生火災(zāi)。稍有不慎就可能造成人員傷亡[1-3]。云貴高原屬低緯度內(nèi)陸高原山區(qū)，海拔較高，地勢(shì)北高南低，山川縱橫交錯(cuò)，隨著海拔的升高，大氣壓力、氧氣質(zhì)量濃度以及環(huán)境溫度等都會(huì)發(fā)生顯著的變化，這在客觀上導(dǎo)致云貴高原地區(qū)火災(zāi)特征、形成原因與平原地區(qū)有著顯著的差異，Li等[4]比較了西藏和合肥地區(qū)正庚烷油池火的燃燒特性，發(fā)現(xiàn)相同油盤(pán)尺寸下高海拔地區(qū)的燃燒速率、熱輻射通量和羽流溫度低于低海拔地區(qū)，相同燃燒速率下高緯度的熱輻射通量小于低緯度。已有研究從試驗(yàn)、模擬方面研究高原與平原火災(zāi)的區(qū)別，較少涉及運(yùn)用統(tǒng)計(jì)知識(shí)分析火災(zāi)事故。因此，本文以2006—2016年云南、貴州各州市發(fā)生的火災(zāi)為研究對(duì)象，對(duì)來(lái)源于公安部消防局的火災(zāi)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，研究云貴高原火災(zāi)空間分布，旨在進(jìn)一步揭示云貴高原火災(zāi)的蔓延規(guī)律、分布狀況，最大限度地避免火災(zāi)帶來(lái)的損失。

1 數(shù)據(jù)和方法

云南、貴州火災(zāi)事故數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)消防年鑒[5]，見(jiàn)表1和表2。運(yùn)用R語(yǔ)言分析方法對(duì)分區(qū)火災(zāi)數(shù)據(jù)進(jìn)行層次聚類(lèi)研究[6]，探究云貴高原火災(zāi)事故的空間分布特征。聚類(lèi)分析的基本步驟和介紹參見(jiàn)文獻(xiàn)[6]。對(duì)不同起火原因下火災(zāi)事故的發(fā)生數(shù)、火災(zāi)的直接經(jīng)濟(jì)損失、火災(zāi)事故造成的死亡人數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

表1 2006—2016年貴州年度火災(zāi)事故數(shù)據(jù)

表2 2006—2016年云南年度火災(zāi)事故數(shù)據(jù)

2 云貴高原火災(zāi)基本情況

對(duì)云南、貴州兩個(gè)省份2006—2016年的火災(zāi)事故數(shù)據(jù)繪制成時(shí)間序列圖，見(jiàn)圖1。從圖中可以發(fā)現(xiàn)貴州火災(zāi)事故起數(shù)在2006—2013年處于低頻率區(qū)，2014年事故起數(shù)呈遞增發(fā)展，這與貴州近年來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)迅速發(fā)展、農(nóng)村電器用電量急劇增加有直接的聯(lián)系。對(duì)于火災(zāi)的直接經(jīng)濟(jì)損失而言，近年來(lái)遞增趨勢(shì)十分明顯，特別是2015年火災(zāi)損失達(dá)到最大值17 666.6萬(wàn)元，主要是因?yàn)橘F州省報(bào)京侗寨火災(zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)970萬(wàn)元。

圖1 2006—2016年云南/貴州2項(xiàng)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)變化

2006—2016年云南火災(zāi)事故起數(shù)先遞增后遞減，這是由于自2014年以來(lái)國(guó)務(wù)院消防工作組加大考察政府消防工作力度，加之近幾年昆明南博會(huì)的舉辦，云南省政府加大對(duì)消防的財(cái)政投入，一定意義上減少了火災(zāi)事故的發(fā)生。但是由于在2014—2015年發(fā)生了迪慶香格里拉古城和大理州巍山縣拱辰樓火災(zāi)，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失共計(jì)9 363余萬(wàn)元。

3 云貴高原火災(zāi)空間分布特征

我國(guó)土地遼闊，因自然條件、地理位置的差異，導(dǎo)致高原與平原火災(zāi)有明顯的不同，不僅如此，在同一緯度下，發(fā)生火災(zāi)的差異性也十分明顯[7-8]。本文研究分為“兩地四個(gè)年份”，25個(gè)地理分區(qū)，以每隔5年為一時(shí)間段，選取2006、2010、2014、2016四年為參考值，采用R語(yǔ)言將云南、貴州的火災(zāi)發(fā)生起數(shù)、火災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失生成空間分布圖，相同顏色的表示發(fā)生火災(zāi)事故具有相似性的區(qū)域，空間分布圖在一定程度上反映了測(cè)度火災(zāi)指標(biāo)在空間分布上具有一定的空間特征。云貴高原火災(zāi)發(fā)生起數(shù)空間分布特征如圖2所示，直接經(jīng)濟(jì)損失空間分布特征如圖3所示。

圖2 火災(zāi)發(fā)生起數(shù)空間分布

圖3 直接經(jīng)濟(jì)損失空間分布

圖2反映了云貴高原火災(zāi)發(fā)生起數(shù)的分布，分析發(fā)現(xiàn)，2006—2016年云貴高原火災(zāi)主要發(fā)生在省會(huì)城市昆明、貴陽(yáng)及其周邊地區(qū)，其中2010—2014年昆明火災(zāi)發(fā)生起數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)的火災(zāi)發(fā)生起數(shù)，2016年貴陽(yáng)的火災(zāi)發(fā)生起數(shù)要遠(yuǎn)高于昆明和其他地區(qū)。而且，自2014年起火災(zāi)發(fā)生起數(shù)以昆明為中心的周邊區(qū)域遞增，曲靖、紅河火災(zāi)起數(shù)增加，然而到2016年火災(zāi)發(fā)生起數(shù)以貴陽(yáng)為中心的接壤區(qū)域遞增。而且火災(zāi)發(fā)生起數(shù)頻數(shù)較高的地區(qū)主要集中在云南和貴州交界的地方，而這些區(qū)域也是云貴主要交通干線(xiàn)連接便利的區(qū)域。

不同年份火災(zāi)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失分布情況不同，從2006—2016年云貴高原火災(zāi)的空間分布圖來(lái)看，火災(zāi)造成云南、貴州兩省各州市的直接經(jīng)濟(jì)損失隨時(shí)間的推移呈現(xiàn)由點(diǎn)到面的擴(kuò)展，其中三點(diǎn)值得注意。(1)以旅游業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的州市近些年火災(zāi)導(dǎo)致的直接經(jīng)濟(jì)損失明顯增加；(2)貴州省東部地區(qū)，尤其黔東南地區(qū)，火災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失居高不下；(3)火災(zāi)導(dǎo)致的直接經(jīng)濟(jì)損失呈現(xiàn)出以省會(huì)城市為中心的聚集現(xiàn)象。其中，2006年火災(zāi)直接損失主要分布在曲靖；2010、2014年貴州省主要在黔東南地區(qū)。這是因?yàn)?014年1月26日，位于黔東南的最大侗寨(報(bào)京大寨)發(fā)生火災(zāi)造成巨大的直接經(jīng)濟(jì)損失。

結(jié)合圖2、圖3的分布特征，2006年這段時(shí)間火災(zāi)發(fā)生起數(shù)較多的區(qū)域，同時(shí)也是直接經(jīng)濟(jì)損失較高的區(qū)域，如昆明、曲靖、貴陽(yáng)等。然而2010年以后，火災(zāi)發(fā)生起數(shù)較高的區(qū)域與直接經(jīng)濟(jì)損失并沒(méi)有完全的對(duì)應(yīng)關(guān)系，雖然火災(zāi)發(fā)生起數(shù)較高的昆明、貴陽(yáng)、曲靖、紅河等區(qū)域的經(jīng)濟(jì)損失相對(duì)較高，但是省會(huì)城市的外圍區(qū)域，如貴州的黔東、黔北、黔東南以及云南的文山、大理等區(qū)域火災(zāi)起數(shù)雖然較少，但直接經(jīng)濟(jì)損失卻異常高，究其原因是這些地區(qū)遠(yuǎn)離省會(huì)城市，遠(yuǎn)離主要的交通干線(xiàn)，經(jīng)濟(jì)水平較差，消防設(shè)施配備不足，交通通暢情況不容樂(lè)觀，消防出警時(shí)效性較差，往往較小的火災(zāi)也能造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

4 火災(zāi)區(qū)域聚類(lèi)及原因分析

4.1 云貴高原火災(zāi)聚類(lèi)分析

反應(yīng)火災(zāi)事故的指標(biāo)包括火災(zāi)起數(shù)、死/傷人數(shù)、直接經(jīng)濟(jì)損失、燒毀面積、受災(zāi)戶(hù)數(shù)6個(gè)指標(biāo)，無(wú)論哪一個(gè)單獨(dú)的指標(biāo)來(lái)反應(yīng)一個(gè)地區(qū)火災(zāi)狀況，都是片面的，因此綜合考慮6個(gè)指標(biāo)，來(lái)反映不同地區(qū)火災(zāi)狀況，是較為穩(wěn)妥的方法。層次聚類(lèi)，是多指標(biāo)綜合分析的一種聚類(lèi)分析方法。層次聚類(lèi)分析方法首先對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)的多維指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后采用適當(dāng)?shù)木嚯x計(jì)算方法，計(jì)算各指標(biāo)之間的“距離”，通過(guò)“距離”的遠(yuǎn)近來(lái)反映地區(qū)間的相似程度。最后得出火災(zāi)狀況相似的區(qū)域。并通過(guò)層次聚類(lèi)綜合反映出云貴高原火災(zāi)狀況分布特征及狀況。

層次聚類(lèi)的理論方法：設(shè)有兩個(gè)類(lèi)，Ca，Cb，分別有元素na、nb，元素x∈Ca，y∈Cb，元素間的距離記為d(x，y)，類(lèi)間距離記為D(Ca，Cb)。采用最臨近類(lèi)的最小距離法，本文運(yùn)用R語(yǔ)言，采用馬氏距離測(cè)度標(biāo)準(zhǔn)化后的火災(zāi)起數(shù)、死/傷人數(shù)、直接經(jīng)濟(jì)損失、燒毀面積、受災(zāi)戶(hù)數(shù)6個(gè)維度數(shù)據(jù)的“距離”，并以此“距離”為依據(jù)，采用ward法通過(guò)計(jì)算兩個(gè)類(lèi)之間所有變量的最小方差的平方和，作為最小距離對(duì)各區(qū)域進(jìn)行分類(lèi)。

為了更深刻研究分析云貴高原各區(qū)域火災(zāi)事故空間的分布特征，通過(guò)層次聚類(lèi)分析方法，對(duì)云南、貴州25個(gè)地區(qū)2006—2010年以及2011—2016年分別進(jìn)行層次聚類(lèi)分析。通過(guò)聚類(lèi)將綜合火災(zāi)狀況分為4類(lèi)，分別為：較輕、一般、嚴(yán)重、非常嚴(yán)重4個(gè)等級(jí)。如圖4所示，顏色不同代表不同的類(lèi)，同理相同顏色深度的地區(qū)為火災(zāi)類(lèi)型相似的區(qū)域。

圖4 層次聚類(lèi)結(jié)果空間分布

由圖4可知，2006—2010年火災(zāi)狀況較輕的區(qū)域主要分布在貴州的西部地區(qū)和云南的西南部地區(qū)，到2011—2016年火災(zāi)狀況較輕的地區(qū)主要分布在貴州的北部和南部地區(qū)，云南的中部和西部地區(qū)；火災(zāi)狀況一般的區(qū)域在2006—2010年主要分布在云南的西北部和南部地區(qū)，到2011—2016年分布范圍縮減到云南西南部以及貴州與云南交界的西部地區(qū)；火災(zāi)狀況嚴(yán)重的區(qū)域主要分布在云南的中西部區(qū)域以及以貴陽(yáng)為中心的貴州中部地區(qū)，到2011—2016年則主要分布在云南的西北部地區(qū)；火災(zāi)事故非常嚴(yán)重的區(qū)域，在2006—2010年主要分布在云南昆明和貴州黔東南，2011—2016年則分布區(qū)域擴(kuò)大到云南東部及東北部區(qū)域以及貴州貴陽(yáng)。

具體分析2006—2010年云貴高原火災(zāi)，昆明、黔東南為火災(zāi)狀況非常嚴(yán)重的區(qū)域，2011—2016年在前5年的基礎(chǔ)上增加了貴陽(yáng)、大理、文山、曲靖，火災(zāi)有增大的趨勢(shì)。這是因?yàn)?010年西南5省發(fā)生重大旱災(zāi)，云南受災(zāi)程度較重。第二類(lèi)的各個(gè)指標(biāo)都比較嚴(yán)重，地區(qū)比較多，特別是前6年，后5年二類(lèi)地區(qū)有向偏遠(yuǎn)地區(qū)蔓延的趨勢(shì)，政府部門(mén)應(yīng)該重視偏遠(yuǎn)地區(qū)的消防工作，加強(qiáng)財(cái)政投入，提高火災(zāi)初期處置力量。第三類(lèi)從2006—2016年麗江、普洱、昭通、黔西南州4個(gè)地區(qū)火災(zāi)概況控制的比較好。第一類(lèi)從2006—2016年云南各個(gè)指標(biāo)由東南向北方向發(fā)展，貴州各個(gè)指標(biāo)由西北向東南方向發(fā)展。根據(jù)聚類(lèi)分析結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，火災(zāi)嚴(yán)重得多是遠(yuǎn)離省會(huì)的州市，且多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，這與當(dāng)?shù)厝罕姷南腊踩庾R(shí)密不可分，同時(shí)也說(shuō)明農(nóng)村地區(qū)防火工作不容小覷。由于云南、貴州人口主要由少數(shù)民族組成，生產(chǎn)和生活用火習(xí)慣不利于火源的管理，因此，根據(jù)火災(zāi)空間分布的規(guī)律與特點(diǎn)，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用耖_(kāi)展防火教育，提高其防火意識(shí)，對(duì)于減少人為火災(zāi)造成的損失非常重要[1]。

4.2 高原火災(zāi)原因分析

為了深入分析2006—2016年云南、貴州兩省火災(zāi)事故起火原因，選取放火、電氣、生產(chǎn)作業(yè)、用火不慎、吸煙及玩火6個(gè)指標(biāo)，從數(shù)據(jù)上得到這6個(gè)指標(biāo)在起火原因上占了很大的比例，選擇具有合理性。

通過(guò)火災(zāi)發(fā)生的原因繪制圖5，對(duì)云南、貴州兩地由不同起火原因引起的火災(zāi)事故起數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析。由圖5可以看出，云南火災(zāi)發(fā)生起數(shù)從大到小依次為用火不慎、電氣、玩火、吸煙、生產(chǎn)作業(yè)及放火，并且在2014年用火不慎引發(fā)的火災(zāi)達(dá)到最大值。圖5反映出貴州地區(qū)火災(zāi)發(fā)生原因起數(shù)從大到小依次為電氣、用火不慎、玩火、生產(chǎn)作業(yè)、放火及吸煙，其中電氣、用火不慎引發(fā)的火災(zāi)在2015年達(dá)到最高值。這是因?yàn)?008年12月以來(lái)，我國(guó)西南大部分地區(qū)降水量持續(xù)偏少，特別是云貴高原地區(qū)東部的旱情日趨嚴(yán)重，氣候較干燥，引發(fā)火災(zāi)的頻率較高[9]。此外，由圖2、圖3分析得知火災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失較高的地區(qū)除了經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口眾多的省會(huì)城市外，主要分布在偏遠(yuǎn)、交通不便的少數(shù)民族聚集區(qū)，如黔東南、文山等地區(qū)，加之云南、貴州山區(qū)較多，大多山區(qū)居民文化程度低，至今保留著利用木柴取暖、燒荒積肥、祭祀點(diǎn)香等習(xí)慣。這些都是造成火災(zāi)發(fā)生起數(shù)較多的原因。此外，云南是全國(guó)煙草生產(chǎn)區(qū)，吸煙的群眾較多，消防安全意識(shí)淡薄，亂扔煙蒂導(dǎo)致火災(zāi)事故頻繁發(fā)生。因此，要加強(qiáng)居民消防安全意識(shí)觀念及農(nóng)村火災(zāi)防控工作，普及消防法律法規(guī)知識(shí)，定期開(kāi)展防火檢查，從源頭上遏制火災(zāi)的發(fā)生。

圖5 2006—2016年云南/貴州省不同火災(zāi)原因的起數(shù)

5 結(jié)論及建議

5.1 結(jié)論

通過(guò)本文研究可得結(jié)論：(1)從火災(zāi)發(fā)生起數(shù)看，發(fā)生起數(shù)主要集中在省會(huì)中心城市。火災(zāi)導(dǎo)致的直接經(jīng)濟(jì)損失呈現(xiàn)出以省會(huì)城市為中心的聚集現(xiàn)象，貴州東部地區(qū)，尤其黔東南地區(qū)，火災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失居高不下。(2)從云貴高原火災(zāi)發(fā)生起數(shù)的變化過(guò)程來(lái)看，云南和貴州接壤地區(qū)，火災(zāi)起數(shù)上升幅度較大，而這些地區(qū)恰恰是云貴高原交通要道。(3)從火災(zāi)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失變化過(guò)程來(lái)看，火災(zāi)導(dǎo)致的直接經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重程度，以省會(huì)為中心逐漸變化到遠(yuǎn)離省會(huì)的邊遠(yuǎn)地區(qū)，而這些遠(yuǎn)離省會(huì)城市的地區(qū)往往旅游業(yè)開(kāi)始興起，并且發(fā)展較快。(4)2006—2016年電氣、用火不慎在云南、貴州兩省的火災(zāi)發(fā)生起數(shù)居高不下，并且在2013—2014年增長(zhǎng)較快。

5.2 建議

為做好云貴高原消防安全工作，建議：(1)加強(qiáng)云南、貴州兩省交通干線(xiàn)的消防力量配備，應(yīng)著重防范道路交通火災(zāi)，最大限度地減少交通主干道火災(zāi)事故的發(fā)生。(2)在推進(jìn)以省會(huì)城市為中心的消防裝備建設(shè)的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)區(qū)縣一級(jí)消防裝備的建設(shè)，尤其是邊緣性地區(qū)、少數(shù)民族聚集區(qū)。(3)建立旅游新興地區(qū)、少數(shù)民族文化區(qū)消防安全管理制度，重點(diǎn)防范生產(chǎn)、生活用火引發(fā)的火災(zāi)。

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