跨區(qū)域應(yīng)急協(xié)作視角下化工園區(qū)空間布局的失衡與應(yīng)對策略分析*

王 飛，胡小麗，魏玖長

(1. 中山大學(xué) 國際金融學(xué)院，廣東 珠海 519082； 2. 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 管理學(xué)院， 安徽 合肥 230026)

0 引言

化工園區(qū)內(nèi)分布著大量危險源和污染源，這些危險化學(xué)品不僅種類繁多且儲備密集，一旦發(fā)生事故很容易產(chǎn)生“多米諾骨牌效應(yīng)”，從而造成嚴(yán)重的社會影響，如： 2015年天津港“8·12”特別重大火災(zāi)爆炸事故，造成165人遇難，8人失聯(lián)，并產(chǎn)生了極為負(fù)面的社會影響[1]。隨著工業(yè)化進(jìn)程加快，全國化工園區(qū)數(shù)量逐年遞增，且呈現(xiàn)出集中分布的態(tài)勢，這大大增加了跨區(qū)域重大突發(fā)事件發(fā)生的可能性，但同時也為區(qū)域應(yīng)急協(xié)作一體化提供了地緣基礎(chǔ)。

目前，我國化工園區(qū)之間還未形成完備的應(yīng)急協(xié)作體制，尤其在應(yīng)急物資的儲備方面，各園區(qū)間尚未形成系統(tǒng)性的資源共享、聯(lián)動儲備應(yīng)急預(yù)案。由于各化工園區(qū)應(yīng)急資源和應(yīng)急能力有限，因此在應(yīng)對重大突發(fā)事件時往往需要外部應(yīng)急物資的支持。如何實現(xiàn)跨區(qū)域應(yīng)急協(xié)作成為化工園區(qū)應(yīng)急管理領(lǐng)域的重點和難點問題。

針對跨區(qū)域應(yīng)急合作，Namkoong等[2]指出要避免化工園區(qū)重大災(zāi)害損失，僅從事態(tài)縱向發(fā)展的演化過程著手是不全面的，應(yīng)更多地考慮化工園區(qū)的特征與集中分布的區(qū)域風(fēng)險性，其中關(guān)鍵性問題在于如何界定區(qū)域應(yīng)急協(xié)作的邊界[3-4]。目前，國內(nèi)做法主要是從地緣政治、經(jīng)濟的角度選擇區(qū)域應(yīng)急協(xié)作的對象，如“京津冀”、“長三角”與“珠三角”區(qū)域應(yīng)急協(xié)作機制的構(gòu)建[5]，而從應(yīng)急能力水平與應(yīng)急需求匹配性的角度來看，這種區(qū)域應(yīng)急協(xié)作的思路很難滿足化工園區(qū)應(yīng)急救援需求。

基于此，本文將結(jié)合自組織特征映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類方法和多元線性回歸研究全國范圍內(nèi)化工園區(qū)安全事故的空間分布規(guī)律及其影響因素；并從風(fēng)險分布與應(yīng)急協(xié)作需求的匹配性角度，討論我國現(xiàn)有應(yīng)急協(xié)作機制存在的潛在問題，如：以地緣經(jīng)濟為基礎(chǔ)的應(yīng)急協(xié)作能否滿足現(xiàn)實需求等；最后，本文將從化工園區(qū)的空間布局規(guī)劃、應(yīng)急聯(lián)動模式與信息共享機制等方面提出若干政策建議。

1 文獻(xiàn)回顧

關(guān)于風(fēng)險情境下化工園區(qū)應(yīng)急管理的研究主要聚焦于以下3個方面。

1)安全規(guī)劃。傳統(tǒng)的化工園區(qū)安全規(guī)劃以土地利用規(guī)劃分區(qū)為基本原則，充分考慮到對人體健康及環(huán)境脆弱性的影響，進(jìn)一步定量確定準(zhǔn)確的安全距離和可承受風(fēng)險[6]。由于缺乏系統(tǒng)化的程序和方法，化工園區(qū)選址及內(nèi)部布局出現(xiàn)眾多不合理的情況，許銘等[7]揭示了重大化工園區(qū)危機事故的頻繁發(fā)生往往與其安全規(guī)劃不合理密切相關(guān)，如與人口密集的居民區(qū)、民用設(shè)施、水源等脆弱性環(huán)境的安全距離嚴(yán)重不足；楊春生[8]從選址規(guī)劃、布局規(guī)劃、企業(yè)準(zhǔn)入規(guī)劃和安全生產(chǎn)規(guī)劃的制度體系入手，力圖通過合理的園區(qū)規(guī)劃來降低園區(qū)整體性風(fēng)險。

2)應(yīng)急能力?，F(xiàn)有研究主要從應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急保障、應(yīng)急專家等方面強調(diào)應(yīng)急能力的建設(shè)。如陳文濤和葛世友[9]以危險化學(xué)品泄漏事故為對象，從園區(qū)企業(yè)、園區(qū)自身、外部救援3大責(zé)任主體角度分析應(yīng)急救援能力；李菲菲和龐素琳[10]針對應(yīng)急響應(yīng)能力的評估、安全事故事后重建及環(huán)境改善提出了相應(yīng)的解決方案；張海波和童星[11]則強調(diào)了應(yīng)急管理者的能力在事故救援中的重要作用。

3)政府角色。目前應(yīng)急管理研究工作中，普遍側(cè)重政府部門在應(yīng)急管理中的角色扮演[12]，如張海波[13]提出政府應(yīng)當(dāng)主張從構(gòu)建立體化的應(yīng)急預(yù)案體系、樹立風(fēng)險評估科學(xué)理念、健全以情景構(gòu)建為主線的預(yù)案管理流程、完善應(yīng)急演練檢驗與優(yōu)化預(yù)案機制以及提高應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化水平5個方面進(jìn)行重點改進(jìn)與完善。

通過文獻(xiàn)回顧可知，研究者們從多個角度運用不同技術(shù)方法對化工園區(qū)危機事故的影響因素進(jìn)行了探索與研究。然而，學(xué)者們大多進(jìn)行了化工園區(qū)宏觀管理的理論探究及技術(shù)應(yīng)用研究，尚缺乏空間聚類基礎(chǔ)上跨區(qū)域應(yīng)急協(xié)作的實證研究。

2 研究設(shè)計

2.1 研究方法

自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Self-Organizing Feature Map)是一種基于無監(jiān)督學(xué)習(xí)方法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論，目前已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)聚類、排序和樣本檢測等方面。自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含輸入層和輸出層，輸入層是每個變量數(shù)據(jù)構(gòu)成的神經(jīng)元(聚類變量)，輸出層則是根據(jù)各變量之間的內(nèi)在關(guān)系形成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(聚類結(jié)果)。整個聚類過程主要分為2大基本過程：競爭和合作。競爭過程就是最優(yōu)匹配神經(jīng)元的選擇過程，即選擇各變量內(nèi)在結(jié)構(gòu)聚類特征最為明顯的樣本；合作過程則是以最優(yōu)匹配神經(jīng)元為中心，提供相鄰神經(jīng)元在拓?fù)漕I(lǐng)域中的空間位置，由此形成聚類初步結(jié)果，即形成多個相似樣本的特定類別；2部分之間密切相關(guān)，缺一不可，共同完成聚類過程。

有別于傳統(tǒng)聚類方法，SOFM的主要優(yōu)點為超高的自適應(yīng)識別功能，即無須事先設(shè)定分類標(biāo)準(zhǔn)，該程序可根據(jù)各組數(shù)據(jù)內(nèi)在客觀聯(lián)系自動生成分類結(jié)果，從而保證分類結(jié)果的科學(xué)性。這種方法更加適用于無法明確界定分類標(biāo)準(zhǔn)的情況，本文中各地區(qū)危機事故結(jié)構(gòu)復(fù)雜，誘因多樣，使用SOFM模型更有利于形成較合理的聚類結(jié)果。

2.2 變量選取與樣本收集

本文以現(xiàn)有研究為基礎(chǔ)，分別從化工園區(qū)的應(yīng)急能力、應(yīng)急制度、園區(qū)信息及災(zāi)害事故信息4個方面選取SOFM模型的輸入變量。

化工園區(qū)的應(yīng)急制度主要體現(xiàn)為應(yīng)急預(yù)案制度的設(shè)計與執(zhí)行情況，包括園區(qū)、地方應(yīng)急預(yù)案及跨區(qū)域協(xié)作預(yù)案數(shù)量，年度預(yù)案演練次數(shù)。化工園區(qū)信息包括園區(qū)等級及園區(qū)企業(yè)密度；化工園區(qū)的等級分為國家級、省級和省級以下3個層級，分別編碼為1、2、3；企業(yè)密度=入駐企業(yè)數(shù)量/園區(qū)規(guī)模(規(guī)劃面積)?；@區(qū)的事故類型以爆炸引起的災(zāi)害事故居多，因此本文將該變量設(shè)置為虛擬變量，其中“1”表示爆炸，“0”表示其他類型。

本文基于中華人民共和國應(yīng)急管理部網(wǎng)站搜集的近15 a全國的化工園區(qū)事故，園區(qū)信息來源于中國化工網(wǎng)及各化工園區(qū)官網(wǎng)，園區(qū)的制度指標(biāo)信息從各地方應(yīng)急管理部門網(wǎng)站獲得，園區(qū)交通信息來源于《中國統(tǒng)計年鑒》，經(jīng)缺失值處理后，最終確定了203條樣本。

3 研究結(jié)果

3.1 空間布局分析

2001—2016年，我國化工園區(qū)在各省的分布及園區(qū)災(zāi)難事故所造成的人員傷亡如圖1～2所示。圖2中，顏色越深說明死亡人數(shù)越多。由此可以看出，我國化工園區(qū)危機事故集中發(fā)生于沿海地區(qū)和西北地區(qū)，從整體空間布局上看，“東—西”、“南—北”呈現(xiàn)出較大差異，且各地區(qū)化工園區(qū)數(shù)量與傷亡人數(shù)之間并不一定成正比。這說明化工園區(qū)危機事故還存在其他重要影響因素，為探究這個問題，本文擬通過SOFM模型與多元統(tǒng)計回歸進(jìn)行深入分析。

圖1 各省化工園區(qū)數(shù)量Fig.1 Numbers of chemical industry parks in each province

圖2 2001-2016年間化工園區(qū)事故傷亡人數(shù)的空間分布Fig.2 Spatial distribution of casualties caused by accidents in chemical industry parks during 2001-2016

3.2 空間聚類分析

基于SOFM模型算法，得出的分類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3(a)所示，六邊形中的軸線表示拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的距離，其中深色代表更大的距離，淺色反之；相似神經(jīng)元之間顯示相似的顏色。各神經(jīng)元權(quán)重距離和分類結(jié)果如表1所示。4組神經(jīng)元所對應(yīng)的危機事故在中國地圖上的空間分布如圖3(b)所示，其中顏色一致代表綜合情況相似。

表1 SOFM分類結(jié)果Table 1 Classification results of SOFM

注：顏色深度：取值1～4，顏色深度遞減

圖3 SOFM分類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與空間分布Fig.3 The classification results of SOFM in terms of topological structure and spatial distribution

3.3 事故誘因分析

本文利用SOFM模型將各個變量值作為輸入神經(jīng)元導(dǎo)入，輸出的各特征變量的拓?fù)潢P(guān)系如圖4所示(亦稱為“地溫圖”)，主要通過顏色分布的相似性對變量關(guān)系進(jìn)行定性分析。從多邊形顏色可判斷，傷亡人數(shù)中，六邊形顏色“由上而下、由左至右”顏色逐步加深，代表事故后果的變化趨勢相應(yīng)加重。而在交通情況、應(yīng)急資源、應(yīng)急預(yù)案、演練及區(qū)域協(xié)作預(yù)案的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖中，情況大致相反，這說明其與傷亡人數(shù)之間存在反方向相關(guān)關(guān)系；災(zāi)難類型與傷亡人數(shù)之間存在弱負(fù)相關(guān)關(guān)系；園區(qū)規(guī)模和入駐企業(yè)數(shù)量方向相反，對傷亡人數(shù)都有較弱影響。

圖4 危機事故關(guān)鍵影響因素拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.4 Topological structure of key influencing factors for crisis accidents

基于SOFM模型的事故誘因分析結(jié)果，本文通過多元線性回歸模型進(jìn)一步驗證該結(jié)論。表2結(jié)果顯示，化工園區(qū)的應(yīng)急能力與應(yīng)急制度建設(shè)和安全事故等級之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系；園區(qū)基礎(chǔ)信息方面，企業(yè)密度與安全事故傷亡人數(shù)具有正相關(guān)關(guān)系；事故信息方面，結(jié)果表明爆炸類安全事故所引發(fā)的不良后果更嚴(yán)重。

4 討論與建議

針對研究結(jié)果，分別從“宏觀空間布局、中觀跨區(qū)域協(xié)作和微觀誘因控制”3個方面，為化工園區(qū)集中區(qū)域內(nèi)的空間布局優(yōu)化、應(yīng)急能力水平建設(shè)提出相應(yīng)政策建議。

4.1 優(yōu)化化工園區(qū)空間布局，尋求風(fēng)險效益平衡

首先，本文對我國化工園區(qū)的空間布局進(jìn)行了整體分析。目前我國化工園區(qū)空間布局以區(qū)域優(yōu)勢為導(dǎo)向，大多忽略了化工園區(qū)集中區(qū)域的高風(fēng)險與應(yīng)急協(xié)作能力不足的問題，這種空間布局的失衡使得政府無法形成高效、統(tǒng)一的應(yīng)急體制。應(yīng)急管理者應(yīng)綜合考慮化工園區(qū)大區(qū)域風(fēng)險的空間分布、應(yīng)急能力的分布(包括化工園區(qū)物資儲備、國家物資儲備庫儲備、國家應(yīng)急救援隊伍等)以及各化工園區(qū)地理位置，制定科學(xué)的區(qū)域應(yīng)急協(xié)作地理邊界，從而實現(xiàn)化工園區(qū)空間布局的優(yōu)化。此外，從方法論上，本文利用自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，通過分析化工園區(qū)近15 a的安全生產(chǎn)事故特征及誘因的相似度，為如何界定應(yīng)急合作區(qū)域提供了一種分析方案。

表2 多元線性回歸結(jié)果Table 2 Results of multiple linear regression

注：因變量：傷亡人數(shù)；+p<0.1，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001

4.2 構(gòu)建應(yīng)急聯(lián)動新模式，形成集中區(qū)域應(yīng)急合力

本文研究結(jié)果強調(diào)了區(qū)域間的應(yīng)急聯(lián)動機制在有效抵抗危機事故過程中的重要作用?？鐓^(qū)域應(yīng)急協(xié)作預(yù)案是區(qū)域間應(yīng)急信息及資源流動的基礎(chǔ)，研究結(jié)果表明，化工園區(qū)協(xié)作預(yù)案數(shù)量越多，參與方的危機事故越少。因此，實現(xiàn)跨區(qū)域應(yīng)急協(xié)作的關(guān)鍵在于構(gòu)建科學(xué)的應(yīng)急聯(lián)動機制，能夠從跨區(qū)域應(yīng)急協(xié)作的視角設(shè)計應(yīng)急物資的儲備、調(diào)度方案以及跨區(qū)域應(yīng)急協(xié)作的預(yù)案制度。

4.3 搭建化工園區(qū)信息管理平臺，加強安全源頭治理

本文研究結(jié)果表明，化工園區(qū)的企業(yè)密度是安全事故的重要誘因之一，因此從園區(qū)層面的安全管理角度，地方政府及園區(qū)管理者應(yīng)努力尋求化工園區(qū)規(guī)模與入駐企業(yè)數(shù)量之間的平衡點，提高園區(qū)內(nèi)的應(yīng)急管理意識與水平，通過搭建化工園區(qū)內(nèi)的信息管理平臺，實現(xiàn)對各企業(yè)運營過程中安全管理活動的動態(tài)評價與監(jiān)督。

5 結(jié)論

1)以區(qū)域優(yōu)勢為導(dǎo)向的化工園區(qū)空間布局是化工園區(qū)集中區(qū)域高風(fēng)險與應(yīng)急能力失衡的重要原因，同時也是政府無法形成高效跨區(qū)域應(yīng)急協(xié)作機制的制約因素。

2)綜合考慮化工園區(qū)空間布局與應(yīng)急能力水平，通過科學(xué)制定區(qū)域應(yīng)急協(xié)作地理邊界，實現(xiàn)區(qū)域共享模式下的應(yīng)急物資優(yōu)化配置。

3)從化工園區(qū)的內(nèi)部管理(如園區(qū)規(guī)劃、安全管理等)與外部協(xié)作(跨區(qū)域應(yīng)急協(xié)作機制的構(gòu)建)2個層面提高園區(qū)應(yīng)急管理的效率。