遼寧地區(qū)地震應(yīng)急地區(qū)系數(shù)的初步研究

于 浩，于楮芃，王萬寧，張文靜，趙明朝

（遼寧省地震局，遼寧 沈陽 110034）

0 引言

強震發(fā)生后，采取必要的防震減災(zāi)措施，盡可能的減少地震造成的傷亡和損失是應(yīng)急工作面臨的一項艱巨的任務(wù)。第一時間開展地震應(yīng)急工作對于減輕任何一個地區(qū)的地震災(zāi)害來說，都是十分重要的。但是，通過研究救災(zāi)案例的過程中發(fā)現(xiàn)，同等強度地震發(fā)生的不同地區(qū)，其地震應(yīng)急工作的緊迫程度、規(guī)模和人力物力的投入都有很大的差別。而震后災(zāi)情往往處于黑箱期無法及時獲取。只有通過收集整理，對地震資料進行分析提前制定救援需求等關(guān)系式，才能在震后對救援物資的實際需求做出預(yù)評估，進而通過合理調(diào)度救援物資、分配救援力量，順利開展地震應(yīng)急救援工作。

1 地震應(yīng)急地區(qū)系數(shù)概念

同等強度地震發(fā)生的不同地區(qū)，救災(zāi)工作的開展會有很大差別，如何合理的分配人力、物力、財力，提高震后救災(zāi)效率，這就需要引入地區(qū)系數(shù)的概念［1］。

地震應(yīng)急地區(qū)系數(shù)是描述各地區(qū)在遭受同等強度地震破壞時，所表現(xiàn)出來的應(yīng)急緊迫程度、應(yīng)急重要程度和應(yīng)急救援強度的大小的指標。該指標大小取決于該受災(zāi)地區(qū)的社會屬性特征，而與地震本身的強度或大小無關(guān)。

2 地區(qū)系數(shù)的影響因素

現(xiàn)用地區(qū)系數(shù)的影響因素為人口和財產(chǎn)密集程度、政治經(jīng)濟輻射中心、少數(shù)民族僑胞居住地、核心生命線工程和危險源密集區(qū)。但隨著地震應(yīng)急對策的不斷深入，地區(qū)系數(shù)的影響因素可以進一步挖掘與更新，數(shù)據(jù)信息采集也存在老化過期，不適合當(dāng)今的國情［2］。通過大量的數(shù)據(jù)收集與理論分析，現(xiàn)采用地震救援影響因素的指標體系中貢獻率最高的六項指標作為制定地區(qū)系數(shù)表達式的數(shù)據(jù)來源進行分析。分別是建筑物抗震能力、危險源水平、疏散場地面積、公路密度、手機普及率、人口密度。

2.1 建筑物抗震能力

大量建筑物構(gòu)成了一個城市的基本工程性設(shè)施。它作為影響震后人員傷亡和經(jīng)濟損失規(guī)模的主要承載體——建筑物的抗震能力是影響地區(qū)系數(shù)最重要的因素。

2.2 危險源水平

地震作為突發(fā)性的事件，一旦該地區(qū)受到地震打擊，危險源可能會造成一系列的次生災(zāi)害或連鎖反應(yīng)，造成更大的人員傷亡與經(jīng)濟損失。所以一個地區(qū)危險源的建設(shè)水平對該地區(qū)的地震影響十分巨大。

2.3 疏散場地面積

疏散場地是市民避難行動和避難生活的空間，避難場地的面積、種類、設(shè)施是一個地區(qū)綜合防災(zāi)能力、減災(zāi)資源的支持力度的最好表現(xiàn)，它在地震發(fā)生過程中以及災(zāi)后重建、城市復(fù)興過程中都有著重要的作用。

2.4 公路密度

公路建設(shè)作為經(jīng)濟發(fā)展的血脈，是最能體現(xiàn)地區(qū)發(fā)展實力的重要指標。公路作為震后交通的基礎(chǔ)保障有著不可或缺的作用，公路的輻射里程越大就越能提高地震應(yīng)急的效率。

2.5 手機普及率

作為震后通訊廣播基礎(chǔ)設(shè)施，手機或固話是能夠反映一個地區(qū)通訊保障能力的重要參數(shù)，也是反映地區(qū)經(jīng)濟水平的重要指標，通過數(shù)據(jù)分析獲取手機覆蓋范圍可以有效的調(diào)動救援力量開展應(yīng)急救援工作。

2.6 人口密度

地震應(yīng)急工作的開展要建立在特定的自然環(huán)境與居民分布特征的基礎(chǔ)上展開，人口密度可以反映一個地區(qū)的自然條件、社會條件。人口密度同時又與資源、經(jīng)濟緊密結(jié)合，具有較強的經(jīng)濟意義（表1）。

表1 各市影響因素數(shù)據(jù)

3 地區(qū)系數(shù)的算法研究

通過分析與實驗，得出地震應(yīng)急地區(qū)系數(shù)的計算函數(shù)為［3-5］：

f（wj）為基數(shù)，f（sj）為修正系數(shù)。以各因素的貢獻率作為參考，將建筑物抗震能力、危險源控制水平、疏散場地面積作為基數(shù)參考數(shù)據(jù)，將公路密度、手機普及率、人口密度作為修正系數(shù)的參考值。地區(qū)系數(shù)的研究是以多指標進行綜合評價為前提，所以本研究采用線性綜合評價模型

xij為第i個評價對象的第j項指標值，ωi為評價指標xj的權(quán)重系數(shù)（ωi≥0，∑ωi=1），Yi為第i個被評價對象的綜合評價值。從模型上看影響評價結(jié)果可靠性的因素有兩點：無量綱化的方法和加權(quán)系數(shù)的選擇。

3.1 無量綱化的方法選擇

在多指標綜合評價的過程中，各指標之間的單位和量級不同，所以要對評價對象原始指標數(shù)據(jù)做無量綱化處理來消除原始指標量綱影響。對同一個評價對象，各種無量綱化的方法得出的結(jié)論往往不一致，所以本研究采用了五種常用的線性無量綱化的方法對數(shù)據(jù)進行處理，利用斯皮爾曼等級相關(guān)系數(shù)法，來檢驗對同一對象的兩種評估排序在統(tǒng)計學(xué)意義上是否一致，借此對無量綱化的方法進行比較和選優(yōu)，這樣可以很大程度上避免表面上的合理性掩蓋著實際上的不合理性的現(xiàn)象。

斯皮爾曼系數(shù)

n為評價對象的總數(shù)，rs越大正相關(guān)程度越強，一致性越強，反之越差，rs等于1認為XY等級完全正相關(guān)。

表2 無量綱化篩選的“合理排序”結(jié)果

3.2 加權(quán)系數(shù)的選擇

現(xiàn)有加權(quán)系數(shù)的選擇是專家調(diào)查法，是通過專家對每一層次各因素的相對重要性給出判斷，寫出判斷矩陣，通過矩陣最大特征根和特征向量判斷矩陣一致性，獲取加權(quán)系數(shù)。此方法受限于專家的選擇、數(shù)量、權(quán)威程度、領(lǐng)域范圍等因素的制約，影響計算結(jié)果。所以本研究暫采用客觀賦權(quán)法中的標準差系數(shù)法來制定權(quán)重，其思路是直接將各評價指標的標準差系數(shù)向量進行歸一化處理，結(jié)果即為信息量權(quán)數(shù)。某個指標的標準差越大，說明在同一指標內(nèi)，各方案取值差距越大，在綜合評價中所起的作用越大，其權(quán)重也越大；相反，某個指標的標準差越小，在綜合評價中所起的作用越小，其權(quán)重也應(yīng)越?。ū?）。

表3 影響因素的權(quán)重分配

圖1 遼寧省各市地區(qū)系數(shù)Fig.1 Coefficient of geshidi area of Liaoning province

4 結(jié)論

（1） 地區(qū)系數(shù)作為救災(zāi)需求模型的參數(shù)之一，該參數(shù)大小僅代表該受災(zāi)地區(qū)的社會屬性特征，而與地震本身的強度或大小無關(guān)。地區(qū)系數(shù)選取的影響因素數(shù)據(jù)來源截止到2016年12月，影響因素的選擇與計算方法的研究日后還將成為修正模型的主要研究方向。

（2） 選用不同的無量綱化的方法實際上會產(chǎn)生不同的評價值，從而得到相應(yīng)的等級排序，根據(jù)序號總和理論，在逐步探索合理等級排序依據(jù)的前提下，可以根據(jù)無量綱化方法所做的等級排序與合理等級排序的等級相關(guān)系數(shù)來進行無量綱化方法的優(yōu)選，在一定程度上具備應(yīng)用價值和理論意義。

（3） 我省各地市地區(qū)系數(shù)差異還是較為明顯，沈陽、大連作為我省主要經(jīng)濟發(fā)展城市地區(qū)系數(shù)值偏高，在今后地震應(yīng)急救援強度分配上勢必成為突出的救援地區(qū)。二級救援地區(qū)為朝陽、錦州、鞍山、丹東。三級救援地區(qū)為鐵嶺、撫順、營口。四級救援地區(qū)為葫蘆島、阜新、盤錦、遼陽、本溪。

（4）東北地區(qū)分為山地和平原兩大地貌區(qū)，屬溫帶季風(fēng)氣候，四季分明。根據(jù)上述設(shè)計思路該地震應(yīng)急地區(qū)系數(shù)關(guān)系式可以整體上應(yīng)用于吉林、黑龍江等地勢地貌相近的省市，也可使用在街道、小區(qū)中，并作為救援物資不均勻發(fā)放的依據(jù)。