警力快速響應及其空間布局優化

景海濤，原世偉，李 偉

(河南理工大學 測繪與國土信息工程學院，河南 焦作 454003)

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警力快速響應及其空間布局優化

景海濤，原世偉，李 偉

(河南理工大學 測繪與國土信息工程學院，河南 焦作 454003)

警力的快速響應能夠有效地打擊和震懾違法犯罪行為，提升公民生活的安全感。隨著我國城市規模的快速擴大，公安機構、移動警務室等警力資源的空間布局對于快速響應機制的影響也在日益增大。合理的空間布局，不僅可以保證警力資源的快速響應，還可以降低出警成本，優化警力資源配置。以由道路網和建成區組成的模擬城市作為數據源，借助相關GIS軟件，依據最大覆蓋模型初步確定公安機構的選址，結合中心地服務范圍和空間位置評價指標，對公安機構的選址進行優化，同時在規定時間內無法達到的區域設置移動警務室，完成警力資源部署，確保警力空間布局最優，快速響應范圍最大。

GIS；快速響應；覆蓋模型；空間位置評價；選址

目前，我國進入“中等收入轉型升級陷阱”敏感期，各種社會問題凸顯，社會治安形勢嚴峻[1]。其中，城市治安問題比較突出，具體表現為：暴恐活動帶來的現實威脅增大，刑事犯罪發案率較高，嚴重影響公眾安全感，直接影響到人民群眾生活的幸福感，對構建社會主義和諧社會提出挑戰。2007年，我國警察萬人配比是13.8人，而其它主要國家警察萬人配比分別為：美國32.5人，英國26.0人，德國31.6人，法國24.3人，俄羅斯84.6人，南非31.3人[2]。面對當前形勢，科學配置警力資源，應用快速響應機制，能夠有效提高工作效率，解決治安任務艱巨性與警力資源有限性的矛盾。

通常，警力資源優化配置往往側重于與公安機關相關的法制、制度、科技裝備、專業人員和價值導向等方面，而對于其空間布局則缺乏充分考慮。在經濟快速發展，城市規模不斷擴大，道路網日趨復雜的形勢下，空間布局在警力資源配置中的重要性逐漸增加，人們開始關注空間布局對于警力資源部署的影響。

將GIS引入警力資源配置中，可以有效地存儲、組織、管理警務地理信息，提高警務地理信息的利用率，實現警力資源可視化。其空間分析功能可以為警力資源在空間上的合理布局提供支持，實現警力資源空間化，保障警力快速、高效地到達事發現場，助力城市快速響應機制的建立，打擊、震懾暴恐和刑事犯罪等事件，進而提高公民的安全感和滿意度。

1 警力資源科學配置相關理論

1.1 快速響應

快速響應機制[3]是指公安等警力資源接到指令后，在規定時間內迅速出警，抵達事發現場，處置事件。雖然在城鎮化的進程中，城市基礎設施日益完善，為警力資源出警提供了便利的交通條件，但與此同時，城市規模的日益龐大，道路網的日益復雜也為警力資源在空間布局與快速響應上增加了難度[4]。

1.2 覆蓋選址模型

1.3 中心地服務范圍

中心地是指向周邊地區提供服務或物品的地方。中心地服務范圍則是指中心地的影響范圍，即其提供的服務可作用或物品可以到達的范圍。本研究需要明確已選設施點的服務范圍，以便于進一步優化調整，使其空間布局更加趨于合理，因此借助于GIS確定在既定條件下設施點的服務范圍。

2 警力資源科學配置數據準備

如圖1所示，研究選取某地城市模擬數據，比例尺為1∶10 000，范圍為365 km2，街道辦事處的數目是30個，地圖圖層包括城市建成區和道路網，主要包含各種地理要素和屬性數據，具體情況如下：城市建成區指城市已建成的區域，包含居民區、商業區及學校、居委會、派出所等各類公共服務設施等，屬性數據有要素的編號、名稱、面積、人口、類別和級別等信息，作為研究中警力資源需求點和設施待選點；城市道路網包含城市中主干道、次干道和部分支路等，屬性數據中包括要素的編號、道路長度、道路名稱、道路寬度和道路等級等信息，作為研究的地理網絡環境。

圖1 城市模擬數據

除此之外，與警力資源科學配置相關信息如下：1)通常一個街道辦事處對應一個派出所；2)根據公安部頒布的《110接處警工作規則》規定[11]：處警接到指令后，凡危及公民人身、財產安全的重大、緊急報警，市區必須在5 min內到達現場；3)移動警務室開始普遍出現在城市中[12]。

3 警力資源科學配置實現

ArcGIS軟件具有強大的地理要素轉換、網絡分析和緩沖區分析等功能，操作相對簡便，對于非專業人員，經過一定時間培訓，即可進行操作。ArcGIS網絡分析工具集中包含位置分配和服務區功能，其中，位置分配功能可用于求解最大覆蓋模型，解決派出所選址問題，服務區功能可用于解決中心地服務范圍問題。

通過GIS強大的空間分析功能，以城市建成區、路網數據為基礎，結合覆蓋選址模型與中心地服務范圍等理論，為公安機關和移動警務室等警力資源的部署與優化提供科學依據，不僅能夠解決警力資源空間布局的問題，還能保障其快速響應范圍，其技術流程如圖2所示。

圖2 警力資源配置技術流程

具體步驟如下：

1)選址點與地理網絡環境設置：城市建成區既包括居民區、商業區，又包括各類公共服務設施，因此，城市建成區既是需求點，又是選址點。利用ArcGIS要素轉換工具將城市建成區圖層的面狀要素轉換成對應的點要素，作為選址點；再由城市道路網圖層生成以長度為成本的網絡數據集，作為進行選址和空間分析的基礎，如圖3所示。

圖3 選址點和網絡數據集

2)依據最大覆蓋模型，確定需求點、選址點、阻抗中斷值和設施點數目等參數。假設某一時間段的城市道路上，車輛平均行駛速度為40 km/h，則在5 min內最長距離約為3 333 m，即為阻抗中斷值；根據街道辦事處數目暫設置派出所數目為30個，然后利用網絡分析中位置分配功能求解最大覆蓋模型，實現派出所選址，其結果如圖4所示。

圖4 位置分配結果

3)派出所選址完成后，需要確定其快速響應服務范圍，以便于為其空間布局進一步分析與優化提供依據。通過網絡分析中服務區分析功能，結合中心地服務范圍理論，確定快速響應范圍，如圖5所示。

圖5 派出所快速響應范圍

4)確定派出所快速響應服務范圍后，引入定量指標參數評價其空間布局合理性，進而對其空間布局進行優化。

5)優化完成后，對于快速響應未覆蓋的城區，部署移動警務室，實現快速響應全市域覆蓋。之后可以隨時根據城市路網狀況，實時更新警力快速反應覆蓋范圍現狀，并根據GPS定位調整移動警務室的位置。

4 警力資源科學配置分析與優化

由圖5可以看出：雖然快速響應服務范圍覆蓋了大部分城區，但由于地理網絡不完備等因素的影響，仍有少數城區不能覆蓋，同時，出現相鄰派出所服務范圍交叉覆蓋的情形，因此，派出所布局是否合理仍有待進一步分析檢驗。

綜上所述，為便于定量計算，本文將整個城區依照泰森多邊形模型為各派出所生成轄區，即派出所的管轄區域(見圖6)，并定義了以轄區為單位的服務覆蓋率和服務重復覆蓋率，作為派出所空間布局合理性的評價指標[12-14]。轄區內服務覆蓋面積分為兩類：1)轄區內設施點服務覆蓋面積(如圖7b中陰影部分Sx)；2)相鄰設施點服務重復覆蓋面積(如圖7c中陰影部分Sy)，兩類覆蓋面積會出現交叉覆蓋的情形(如圖7a所示)。定義服務覆蓋率為Px，可看作是設施點在轄區內服務覆蓋面積與轄區面積之比，即Px=(Sx/S)×100%，其中S為轄區面積，用于表示設施點在轄區內的服務覆蓋程度；定義服務重復覆蓋率為Py，可看作是相鄰設施點服務重復覆蓋面積與設施點服務覆蓋面積之比，即Py=(Sy/Sx)×100%，用于表示轄區內服務冗余程度，Px，Py的值可根據實際需求設置。

圖6 派出所空間布局及轄區

假設某轄區面積S=6 704 476 m2，轄區內設施點服務覆蓋面積Sx=2 345 237 m2，相鄰設施點服務重復覆蓋面積Sy=1 378 998 m2，那么根據以上算式，轄區內設施點服務覆蓋率Px=34.98%，重復覆蓋率為Py=58.80%，表示該轄區服務覆蓋程度較低，且重復覆蓋程度過高，轄區內設施點可以考慮刪除或調整。某轄區面積S=5 908 433 m2，轄區內設施點服務面積Sx=4 857 591 m2，相鄰設施點服務面積為Sy=801 349 m2，那么該轄區服務覆蓋率Px=82.21%，重復覆蓋率為Py=16.50%，表明該轄區服務覆蓋程度較好，且重復覆蓋程度較低，該設施點空間布局合理，可以保留。

圖7 覆蓋率和重復覆蓋率定義

設定條件Px≥75%，Py≤25%，對研究區進行分析發現：城市內部轄區均滿足設定條件，而邊緣轄區因路網不完善造成服務覆蓋率較低，在考慮其他設施點的布局后決定對其內部設施點保留，待路網完善后再進行調整。獲取所有設施點的整體服務范圍，即警力快速響應服務范圍現狀，對于未覆蓋的城區部署移動警務室，如此基本實現警力快速響應全城區覆蓋(如圖8所示)。

5 結束語

本研究借助ArcGIS軟件，依據最大覆蓋模型初步確定派出所的位置，依據中心服務范圍理論獲取警力快速響應服務范圍，然后根據合理性評價指標優化派出所空間布局，最后在快速響應無法覆蓋的區域部署移動警務室，實現警力快速響應的全市域覆蓋，完成警力資源的科學配置。但是，在研究過程中，作為關鍵數據的地理網絡還不夠完善，只包括城市主干道和次干道，不包含數量眾多的普通道路，造成部分城區，特別是邊緣地區，存在一定的分析誤差，在今后的研究中需要不斷完善。同時，研究內容不僅僅局限于派出所、移動警務室等公安機構，安檢、消防等也可根據其在警力配置中的權重來合理安排空間布局，提升處警效率，降低出警成本。

圖8 移動警務室布局

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[責任編輯：張德福]

Rapid response and spatial distribution optimization for the police

JING Haitao,YUAN Shiwei,LI Wei

(School of Surveying and Land Information Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454003,China)

The rapid response of police can effectively control and frighten criminal acts,and improve the citizens’ sense of security.With the rapid expansion of our country,the spatial distributions of police resources (public security organization,mobile police room,etc.) become more and more important to the rapid response mechanism.Reasonable spatial distribution,can ensure not only the rapid response of police resources,but also reduce the cost and optimize the allocation of police resources.The paper takes the simulation city composed of road network and built-up area as data source.With the help of GIS and maximum covering model,the police can preliminarily determine the location of the public security agencies,then optimize the public security organizations’ location based on the theories of center service scope and spatial position evaluation index,and set up mobile police site in the area,which cannot be covered within the prescribed time.The completion of police resources deployment can ensure the rapid response,the best spatial distribution and biggest influence scope of police resources.

GIS; rapid responding; coverage model; spatial position evaluation; site selection

引用著錄：景海濤，原世偉，李偉.警力快速響應及其空間布局優化[J].測繪工程，2017，26(1)：42-46.

10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2017.01.009

2015-09-24

河南省基礎與前沿技術研究項目(142300410149)

景海濤(1967-)，男，教授，博士.

P208

A

1006-7949(2017)01-0042-05