火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)約束下城市消防站布局與應(yīng)急救援能力提升策略

摘要：當(dāng)前，城市高層建筑、地下空間、?；穲鏊葟?fù)雜區(qū)域數(shù)量明顯增多，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)出高密度、多災(zāi)種、突發(fā)性特點(diǎn)?；诖耍曰馂?zāi)風(fēng)險(xiǎn)約束為背景，針對(duì)城市消防站布局與應(yīng)急救援能力展開分析，提出城市消防站布局調(diào)整方案與應(yīng)急救援能力提升策略，旨在進(jìn)一步提高城市消防站的救援能力，搭建現(xiàn)代化消防體系，保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)約束；城市消防站布局；應(yīng)急救援能力

隨著城市規(guī)模逐步擴(kuò)大，人員密度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，建筑設(shè)施的復(fù)雜程度也日益提升，對(duì)城市安全管理提出了全新要求。作為城市安全威脅之一，火災(zāi)可能造成人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)城市發(fā)展建設(shè)與人民群眾安全產(chǎn)生威脅。因此，需要調(diào)整城市消防站規(guī)劃布局，提高其應(yīng)急救援能力，以保障城市安全，提高災(zāi)害應(yīng)對(duì)效率。以火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)約束為切入點(diǎn)，針對(duì)城市消防站布局與應(yīng)急救援能力提升展開分析，已成為一項(xiàng)重要課題。

1 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)約束下的城市消防站布局調(diào)整

1.1" 定位-分配（LA）模型

定位-分配模型為數(shù)據(jù)工具，其作用為分析設(shè)施選址與資源配置。將其應(yīng)用于消防站布局中，可以幫助管理人員確定消防隊(duì)最佳位置與合理數(shù)量，確保對(duì)消防需求點(diǎn)進(jìn)行全覆蓋，實(shí)現(xiàn)消防快速響應(yīng)。

1.1.1" 數(shù)據(jù)收集與處理

收集城市各區(qū)域包括歷史火災(zāi)記錄、建筑類型、人口密度等信息在內(nèi)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)。借助地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，繪制火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)布局圖。了解城市道路網(wǎng)絡(luò)、交通流量等交通數(shù)據(jù)，以保證消防響應(yīng)時(shí)間計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性[1]。

1.1.2" 模型構(gòu)建

以火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)布局圖與交通數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)完成LA模型搭建。在模型中，選擇居民區(qū)、商業(yè)區(qū)等消防需求點(diǎn)為需求節(jié)點(diǎn)；選擇預(yù)備消防站位置為設(shè)施節(jié)點(diǎn)；選擇最小化消防響應(yīng)時(shí)間、最大化消防需求點(diǎn)覆蓋率等為目標(biāo)函數(shù)；選擇消防站數(shù)量限制、消防站服務(wù)半徑等條件為約束條件。

1.1.3" 模型求解

選擇遺傳算法、模擬退火算法等完成LA模型求解工作。依托迭代計(jì)算，計(jì)算滿足目標(biāo)函數(shù)與約束條件的消防站最佳位置與數(shù)量。

1.1.4" 結(jié)果分析與優(yōu)化

對(duì)求解結(jié)果進(jìn)行分析，評(píng)估消防站布局的合理性和有效性。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，對(duì)消防站布局進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以進(jìn)一步提高應(yīng)急救援能力。

1.2" 計(jì)算原理

以迪克斯特拉（Dijkstra）算法為基礎(chǔ)，對(duì)消防站覆蓋區(qū)域、最短路徑和就近消防站的求解進(jìn)行研究。采用廣度優(yōu)先的思路，從起點(diǎn)開始，逐步向外擴(kuò)張，每擴(kuò)大一條路徑上的鄰域，并對(duì)其進(jìn)行更新，直到遍歷所有點(diǎn)為止，這里的距離可以是長度、時(shí)間、費(fèi)用等。算法假設(shè)v1至vn的最短路徑是{v1，v2，……vn}，則{v1，v2，……vn}也是v1至vn的最短路徑，其中1≤i≤n。這種算法的主要思想是：在求最短路徑時(shí)，確定起點(diǎn)，添加子集合P與Q，其中P集合只包括起點(diǎn)，Q集合包括除起點(diǎn)以外的其他點(diǎn)（含頂點(diǎn)至起點(diǎn)的距離，Q中某頂點(diǎn)的距離表示起點(diǎn)至該頂點(diǎn)的距離，與起點(diǎn)相鄰的頂點(diǎn)距離為實(shí)際數(shù)值，與起點(diǎn)不能直接相鄰的頂點(diǎn)的距離為∞）。從Q中尋找與起始點(diǎn)最近的一個(gè)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上向P移動(dòng)這個(gè)點(diǎn)，從Q移動(dòng)這個(gè)點(diǎn)，并對(duì)Q中每個(gè)點(diǎn)到起始位置的位置進(jìn)行更新，這樣反復(fù)進(jìn)行，直到所有的點(diǎn)都被遍歷完畢，也就是Q是空的。比如，在圖1中，求出從A到F之間的最短路徑，可以分成6步。

第一步：把起始點(diǎn)A放在集合P上，并且把從A到開始的路線距離記為0，用A（0）表示，把除了A以外的其他頂點(diǎn)都放到集合Q里，把每個(gè)頂點(diǎn)到A的距離都記下來，鄰近的頂點(diǎn)B、C是B（3）、C（5），其他不是直接鄰近A的頂點(diǎn)是∞，得到集合P={A（0）}，Q={B（3），C（5），D（∞），E（∞），F(xiàn)（∞）}。

第二步：將從集合Q中到起始點(diǎn)A的路線最短的點(diǎn)B置進(jìn)集合P內(nèi)，并對(duì)集合Q內(nèi)任意點(diǎn)到A的路線距離進(jìn)行再計(jì)算。C和A是有聯(lián)系的，所以，路線的距離不會(huì)改變。剩下的D、E、F并不連接到A，所以，要對(duì)它與組P中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的距離進(jìn)行再次計(jì)算，求出與A之間的最近距離。在D、E、F中，D和B是直接鄰近的，B-D等于6，由此得出A-B-D最短是9，用D（9）表示。則集合P={A（0），B（3）}，Q={C（5），D（9），E（∞），F(xiàn)（∞）}。

第三步：在Q中，將離A路線最近的C（5）移入集合P，并對(duì)Q內(nèi)的點(diǎn)的間距進(jìn)行更新，得到集合P={A（0），

B（3），C（5）}，Q={D（9），E（12），F(xiàn)（∞）}。

第四步：在Q中，將距A路線最近的D（9）移入集合P，并對(duì)Q內(nèi)的點(diǎn)的間距進(jìn)行更新，得到集合P={A（0），

B（3），C（5），D（9）}，Q={E（12），F(xiàn)（13）}。

第五步：在Q中，將距A路線最近的E（12）移至集合P，對(duì)Q中的點(diǎn)之間的距離進(jìn)行更新，將F附近的點(diǎn)變成D、E，它們與A之間的最短距離分別是D（9）、E（12），相應(yīng)的F距離A是13，所以，更新F的距離之后是13。得到集合P={A（0），B（3），C（5），D（9），E（12）}，

Q={F（13）}。

第六步：將Q中剩下的F點(diǎn)移入集合P中，集合P={A（0），B（3），C（5），D（9），E（12），F(xiàn)（13）}。此時(shí)已遍歷全部的節(jié)點(diǎn)，得到各節(jié)點(diǎn)與起點(diǎn)A的最短路徑距離，其中A至F的最短路徑為13，（A→B→D→F）。

1.3" 約束條件

1.3.1" 模型約束

以住宅小區(qū)、商業(yè)區(qū)等消防需求點(diǎn)作為需求節(jié)點(diǎn)，消防站可能存在的場所則作為設(shè)施節(jié)點(diǎn)。在設(shè)定火災(zāi)響應(yīng)時(shí)間和火災(zāi)需求點(diǎn)覆蓋范圍等指標(biāo)時(shí)，需要綜合多種限制。消防服務(wù)站的規(guī)模是制約城市消防設(shè)施發(fā)展的一個(gè)主要制約條件，城市的消防設(shè)施是有限的，不能無限制地建造，需要根據(jù)城市規(guī)模和財(cái)政預(yù)算等多方面因素，對(duì)其進(jìn)行合理的規(guī)劃。消防站的服務(wù)半徑也是一個(gè)重要限制因素，每一個(gè)消防站都有它自己的服務(wù)區(qū)域，如果超過了這個(gè)區(qū)域，就不能對(duì)火情做出快速反應(yīng)，需要保證消防站的布置能夠?qū)⑺械男枨簏c(diǎn)都包括在內(nèi)。

1.3.2" 算法約束

該方法需要在消防設(shè)施數(shù)量、服務(wù)半徑等限制下，采用迭代式求解方法，找到滿足消防響應(yīng)時(shí)間最短、消防需求點(diǎn)覆蓋度最大等優(yōu)化指標(biāo)的消防站點(diǎn)及數(shù)量。該方法通過對(duì)求解空間的查找，對(duì)目前的求解結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，如果不符合，就對(duì)其進(jìn)行修正，直到發(fā)現(xiàn)全部的限制和最終的優(yōu)化結(jié)果為止[2]。

1.3.3" 結(jié)果約束

通過對(duì)其解的分析，在評(píng)價(jià)消防設(shè)施布置方案的合理性與正確性時(shí)，應(yīng)根據(jù)其限制條件來判定其可行性。比如，核查消防設(shè)施的數(shù)目是否超標(biāo)，各個(gè)需求點(diǎn)是否在其覆蓋范圍之內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，基于評(píng)價(jià)的消防站布置方案，也要在一定的約束范圍之內(nèi)，不能打破消防站數(shù)量和服務(wù)半徑等指標(biāo)的制約，從而保證最優(yōu)選址方案能夠更好地滿足當(dāng)?shù)氐膶?shí)際需要，并能夠更好地提升城市的應(yīng)急救災(zāi)能力。

2 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)約束下城市消防站應(yīng)急救援能力提升策略

2.1" 提高人員素養(yǎng)

受城市化建設(shè)程度影響，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)復(fù)雜程度日益提高，對(duì)消防員專業(yè)技能、應(yīng)急反應(yīng)能力以及心理素質(zhì)提出了較高要求。為提高消防員綜合實(shí)力，在日常訓(xùn)練階段，除需開展火災(zāi)撲救、搶險(xiǎn)救援等基礎(chǔ)技能專項(xiàng)訓(xùn)練，還需開展拓展技能訓(xùn)練，如開展新型建筑材料知識(shí)學(xué)習(xí)、新能源技術(shù)學(xué)習(xí)、新型火災(zāi)處置方法訓(xùn)練、特殊火災(zāi)處置方法訓(xùn)練等，在保證救援安全性的基礎(chǔ)上提高救援速度。鑒于火災(zāi)現(xiàn)場情況瞬息萬變，應(yīng)開展實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，以此來提高消防員的隨機(jī)應(yīng)變能力。通過模擬現(xiàn)實(shí)火災(zāi)場景，提高消防員的應(yīng)急反應(yīng)能力與團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，規(guī)范滅火流程及作業(yè)章程。同時(shí)，在模擬現(xiàn)實(shí)火災(zāi)場景時(shí)，應(yīng)遵循多元化原則，確保消防員可以應(yīng)對(duì)不同類型建筑火情，確保其自身安全。

2.2" 提升裝備水平

火災(zāi)發(fā)展速度迅猛，滅火裝備的水平直接關(guān)乎最終救援成效，同時(shí)也對(duì)保障消防員的人身安全起著至關(guān)重要的作用。因此，提高消防站裝備水平，是當(dāng)前城市消防隊(duì)伍建設(shè)的重點(diǎn)工作之一。在社會(huì)不斷發(fā)展的當(dāng)下，傳統(tǒng)滅火設(shè)備已難以滿足日益復(fù)雜的消防救援需求。鑒于此，城市消防站應(yīng)引進(jìn)智能化救援設(shè)備、高效滅火設(shè)備等先進(jìn)裝備，并將其靈活應(yīng)用于消防救援工作當(dāng)中，以提升救援效果，確保救援安全[3]。

2.3" 完善指揮體系

科學(xué)、完善的應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)是消防隊(duì)伍快速、精準(zhǔn)、高效完成救援工作的核心。第一，應(yīng)保證指揮系統(tǒng)具有科學(xué)、合理的組織架構(gòu)，明確各部門管理人員及救援人員職能與權(quán)限，確保在面對(duì)火災(zāi)事故時(shí)可以迅速做出響應(yīng)，避免出現(xiàn)指揮混亂情況，提高決策的科學(xué)性。第二，引進(jìn)信息化設(shè)備。信息傳遞效率與準(zhǔn)確性可以決定救援效果。引進(jìn)信息化通信系統(tǒng)，可以提高智慧信息傳遞效率與精準(zhǔn)性，確保各個(gè)救援單元可以明確自身職能，提高救援的針對(duì)性。

2.4" 優(yōu)化綜合保障機(jī)制

在應(yīng)對(duì)火災(zāi)等突發(fā)事件時(shí)，高效、全面的綜合保障機(jī)制能夠確保救援行動(dòng)的順利進(jìn)行，為消防隊(duì)員提供堅(jiān)實(shí)的后盾支持。首先，要重視對(duì)物資的調(diào)配和統(tǒng)籌，按照救災(zāi)的現(xiàn)實(shí)需要，對(duì)物資進(jìn)行科學(xué)調(diào)配，以保證在緊急情況下，可以快速調(diào)動(dòng)充足的物資進(jìn)行救災(zāi)[4]。在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)跨部門、跨地域的協(xié)同和聯(lián)系，達(dá)到資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的目的，從而提升整個(gè)搜救效率。其次，加強(qiáng)后勤保障工作。在滅火作業(yè)中，消防員要求有足夠的補(bǔ)給，有較好的休息條件。因此，要有完善的應(yīng)急物流系統(tǒng)，保證搶險(xiǎn)救災(zāi)物資的快速補(bǔ)給與更新，使消防員有一個(gè)舒適安全的休息環(huán)境。最后，注重科技支撐和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。為進(jìn)一步提升救災(zāi)工作的智能化、精準(zhǔn)化水平，必須大力推廣和運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。同時(shí)，充分調(diào)動(dòng)消防員的創(chuàng)造性與想象力，積極探尋滅火救援的新方法和新途徑。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過運(yùn)用定位-分配（LA）模型等數(shù)學(xué)工具，結(jié)合迪克斯特拉（Dijkstra）等算法，可以對(duì)城市消防站進(jìn)行合理布局，確保在突發(fā)情況下能夠迅速響應(yīng)并有效控制火情。提升消防隊(duì)員的專業(yè)技能、應(yīng)急反應(yīng)能力和心理素質(zhì)，引進(jìn)先進(jìn)的消防裝備和技術(shù)，完善指揮體系和綜合保障機(jī)制，是提高城市消防隊(duì)?wèi)?yīng)急救援能力的關(guān)鍵舉措。通過合理布局消防站與提升應(yīng)急救援能力，可以有效降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，推動(dòng)城市的和諧穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張俊，霍非舟，張欽欽，等.考慮火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)與多級(jí)覆蓋的城市消防站選址優(yōu)化[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2024，20（8）：143-149.

[2]王雅榮，趙海鵬，周慰濤，等.整合多因素影響的城市消防站布局優(yōu)化實(shí)踐[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2024，43（4）：551-556.

[3]趙元新，李虹，宋亞婷，等.基于GIS網(wǎng)絡(luò)分析的城市消防站布

局與改進(jìn)研究：以武漢市為例[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2024，14（4）：

83-88.

[4]劉謙.城市消防站設(shè)計(jì)與城市發(fā)展需求的問題及研究[J].水上安全，2024（1）：110-112.