基于統計分析的云貴高原火災特征研究

周會會，孫曉宇，蘇文彬

(1.公安消防部隊高等專科學校，云南 昆明 650208； 2.廣西工商職業技術學院，廣西 南寧 530008)

火災的防與滅是人與自然災害的斗爭，是一項高危作業，加之云貴高原森林覆蓋面廣，林內枯木倒木較多，地表可燃物載量較大，尤其遇到干旱少雨的冬春季節，容易發生火災。稍有不慎就可能造成人員傷亡[1-3]。云貴高原屬低緯度內陸高原山區，海拔較高，地勢北高南低，山川縱橫交錯，隨著海拔的升高，大氣壓力、氧氣質量濃度以及環境溫度等都會發生顯著的變化，這在客觀上導致云貴高原地區火災特征、形成原因與平原地區有著顯著的差異，Li等[4]比較了西藏和合肥地區正庚烷油池火的燃燒特性，發現相同油盤尺寸下高海拔地區的燃燒速率、熱輻射通量和羽流溫度低于低海拔地區，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、模擬方面研究高原與平原火災的區別，較少涉及運用統計知識分析火災事故。因此，本文以2006—2016年云南、貴州各州市發生的火災為研究對象，對來源于公安部消防局的火災數據進行統計分析，研究云貴高原火災空間分布，旨在進一步揭示云貴高原火災的蔓延規律、分布狀況，最大限度地避免火災帶來的損失。

1 數據和方法

云南、貴州火災事故數據來源于中國消防年鑒[5]，見表1和表2。運用R語言分析方法對分區火災數據進行層次聚類研究[6]，探究云貴高原火災事故的空間分布特征。聚類分析的基本步驟和介紹參見文獻[6]。對不同起火原因下火災事故的發生數、火災的直接經濟損失、火災事故造成的死亡人數進行統計分析。

表1 2006—2016年貴州年度火災事故數據

表2 2006—2016年云南年度火災事故數據

2 云貴高原火災基本情況

對云南、貴州兩個省份2006—2016年的火災事故數據繪制成時間序列圖，見圖1。從圖中可以發現貴州火災事故起數在2006—2013年處于低頻率區，2014年事故起數呈遞增發展，這與貴州近年來經濟社會迅速發展、農村電器用電量急劇增加有直接的聯系。對于火災的直接經濟損失而言，近年來遞增趨勢十分明顯，特別是2015年火災損失達到最大值17 666.6萬元，主要是因為貴州省報京侗寨火災造成直接經濟損失達970萬元。

圖1 2006—2016年云南/貴州2項火災統計指標變化

2006—2016年云南火災事故起數先遞增后遞減，這是由于自2014年以來國務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的舉辦，云南省政府加大對消防的財政投入，一定意義上減少了火災事故的發生。但是由于在2014—2015年發生了迪慶香格里拉古城和大理州巍山縣拱辰樓火災，造成的直接經濟損失共計9 363余萬元。

3 云貴高原火災空間分布特征

我國土地遼闊，因自然條件、地理位置的差異，導致高原與平原火災有明顯的不同，不僅如此，在同一緯度下，發生火災的差異性也十分明顯[7-8]。本文研究分為“兩地四個年份”，25個地理分區，以每隔5年為一時間段，選取2006、2010、2014、2016四年為參考值，采用R語言將云南、貴州的火災發生起數、火災直接經濟損失生成空間分布圖，相同顏色的表示發生火災事故具有相似性的區域，空間分布圖在一定程度上反映了測度火災指標在空間分布上具有一定的空間特征。云貴高原火災發生起數空間分布特征如圖2所示，直接經濟損失空間分布特征如圖3所示。

圖2 火災發生起數空間分布

圖3 直接經濟損失空間分布

圖2反映了云貴高原火災發生起數的分布，分析發現，2006—2016年云貴高原火災主要發生在省會城市昆明、貴陽及其周邊地區，其中2010—2014年昆明火災發生起數要遠遠高于其他地區的火災發生起數，2016年貴陽的火災發生起數要遠高于昆明和其他地區。而且，自2014年起火災發生起數以昆明為中心的周邊區域遞增，曲靖、紅河火災起數增加，然而到2016年火災發生起數以貴陽為中心的接壤區域遞增。而且火災發生起數頻數較高的地區主要集中在云南和貴州交界的地方，而這些區域也是云貴主要交通干線連接便利的區域。

不同年份火災造成的直接經濟損失分布情況不同，從2006—2016年云貴高原火災的空間分布圖來看，火災造成云南、貴州兩省各州市的直接經濟損失隨時間的推移呈現由點到面的擴展，其中三點值得注意。(1)以旅游業為主導產業的州市近些年火災導致的直接經濟損失明顯增加；(2)貴州省東部地區，尤其黔東南地區，火災直接經濟損失居高不下；(3)火災導致的直接經濟損失呈現出以省會城市為中心的聚集現象。其中，2006年火災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。這是因為2014年1月26日，位于黔東南的最大侗寨(報京大寨)發生火災造成巨大的直接經濟損失。

結合圖2、圖3的分布特征，2006年這段時間火災發生起數較多的區域，同時也是直接經濟損失較高的區域，如昆明、曲靖、貴陽等。然而2010年以后，火災發生起數較高的區域與直接經濟損失并沒有完全的對應關系，雖然火災發生起數較高的昆明、貴陽、曲靖、紅河等區域的經濟損失相對較高，但是省會城市的外圍區域，如貴州的黔東、黔北、黔東南以及云南的文山、大理等區域火災起數雖然較少，但直接經濟損失卻異常高，究其原因是這些地區遠離省會城市，遠離主要的交通干線，經濟水平較差，消防設施配備不足，交通通暢情況不容樂觀，消防出警時效性較差，往往較小的火災也能造成較大的經濟損失。

4 火災區域聚類及原因分析

4.1 云貴高原火災聚類分析

反應火災事故的指標包括火災起數、死/傷人數、直接經濟損失、燒毀面積、受災戶數6個指標，無論哪一個單獨的指標來反應一個地區火災狀況，都是片面的，因此綜合考慮6個指標，來反映不同地區火災狀況，是較為穩妥的方法。層次聚類，是多指標綜合分析的一種聚類分析方法。層次聚類分析方法首先對目標數據的多維指標數據進行標準化處理，然后采用適當的距離計算方法，計算各指標之間的“距離”，通過“距離”的遠近來反映地區間的相似程度。最后得出火災狀況相似的區域。并通過層次聚類綜合反映出云貴高原火災狀況分布特征及狀況。

層次聚類的理論方法：設有兩個類，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)，類間距離記為D(Ca，Cb)。采用最臨近類的最小距離法，本文運用R語言，采用馬氏距離測度標準化后的火災起數、死/傷人數、直接經濟損失、燒毀面積、受災戶數6個維度數據的“距離”，并以此“距離”為依據，采用ward法通過計算兩個類之間所有變量的最小方差的平方和，作為最小距離對各區域進行分類。

為了更深刻研究分析云貴高原各區域火災事故空間的分布特征，通過層次聚類分析方法，對云南、貴州25個地區2006—2010年以及2011—2016年分別進行層次聚類分析。通過聚類將綜合火災狀況分為4類，分別為：較輕、一般、嚴重、非常嚴重4個等級。如圖4所示，顏色不同代表不同的類，同理相同顏色深度的地區為火災類型相似的區域。

圖4 層次聚類結果空間分布

由圖4可知，2006—2010年火災狀況較輕的區域主要分布在貴州的西部地區和云南的西南部地區，到2011—2016年火災狀況較輕的地區主要分布在貴州的北部和南部地區，云南的中部和西部地區；火災狀況一般的區域在2006—2010年主要分布在云南的西北部和南部地區，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；火災狀況嚴重的區域主要分布在云南的中西部區域以及以貴陽為中心的貴州中部地區，到2011—2016年則主要分布在云南的西北部地區；火災事故非常嚴重的區域，在2006—2010年主要分布在云南昆明和貴州黔東南，2011—2016年則分布區域擴大到云南東部及東北部區域以及貴州貴陽。

具體分析2006—2010年云貴高原火災，昆明、黔東南為火災狀況非常嚴重的區域，2011—2016年在前5年的基礎上增加了貴陽、大理、文山、曲靖，火災有增大的趨勢。這是因為2010年西南5省發生重大旱災，云南受災程度較重。第二類的各個指標都比較嚴重，地區比較多，特別是前6年，后5年二類地區有向偏遠地區蔓延的趨勢，政府部門應該重視偏遠地區的消防工作，加強財政投入，提高火災初期處置力量。第三類從2006—2016年麗江、普洱、昭通、黔西南州4個地區火災概況控制的比較好。第一類從2006—2016年云南各個指標由東南向北方向發展，貴州各個指標由西北向東南方向發展。根據聚類分析結果不難發現，火災嚴重得多是遠離省會的州市，且多位于偏遠地區，這與當地群眾的消防安全意識密不可分，同時也說明農村地區防火工作不容小覷。由于云南、貴州人口主要由少數民族組成，生產和生活用火習慣不利于火源的管理，因此，根據火災空間分布的規律與特點，對當地居民開展防火教育，提高其防火意識，對于減少人為火災造成的損失非常重要[1]。

4.2 高原火災原因分析

為了深入分析2006—2016年云南、貴州兩省火災事故起火原因，選取放火、電氣、生產作業、用火不慎、吸煙及玩火6個指標，從數據上得到這6個指標在起火原因上占了很大的比例，選擇具有合理性。

通過火災發生的原因繪制圖5，對云南、貴州兩地由不同起火原因引起的火災事故起數進行對比分析。由圖5可以看出，云南火災發生起數從大到小依次為用火不慎、電氣、玩火、吸煙、生產作業及放火，并且在2014年用火不慎引發的火災達到最大值。圖5反映出貴州地區火災發生原因起數從大到小依次為電氣、用火不慎、玩火、生產作業、放火及吸煙，其中電氣、用火不慎引發的火災在2015年達到最高值。這是因為2008年12月以來，我國西南大部分地區降水量持續偏少，特別是云貴高原地區東部的旱情日趨嚴重，氣候較干燥，引發火災的頻率較高[9]。此外，由圖2、圖3分析得知火災直接經濟損失較高的地區除了經濟發達、人口眾多的省會城市外，主要分布在偏遠、交通不便的少數民族聚集區，如黔東南、文山等地區，加之云南、貴州山區較多，大多山區居民文化程度低，至今保留著利用木柴取暖、燒荒積肥、祭祀點香等習慣。這些都是造成火災發生起數較多的原因。此外，云南是全國煙草生產區，吸煙的群眾較多，消防安全意識淡薄，亂扔煙蒂導致火災事故頻繁發生。因此，要加強居民消防安全意識觀念及農村火災防控工作，普及消防法律法規知識，定期開展防火檢查，從源頭上遏制火災的發生。

圖5 2006—2016年云南/貴州省不同火災原因的起數

5 結論及建議

5.1 結論

通過本文研究可得結論：(1)從火災發生起數看，發生起數主要集中在省會中心城市。火災導致的直接經濟損失呈現出以省會城市為中心的聚集現象，貴州東部地區，尤其黔東南地區，火災直接經濟損失居高不下。(2)從云貴高原火災發生起數的變化過程來看，云南和貴州接壤地區，火災起數上升幅度較大，而這些地區恰恰是云貴高原交通要道。(3)從火災造成的直接經濟損失變化過程來看，火災導致的直接經濟損失嚴重程度，以省會為中心逐漸變化到遠離省會的邊遠地區，而這些遠離省會城市的地區往往旅游業開始興起，并且發展較快。(4)2006—2016年電氣、用火不慎在云南、貴州兩省的火災發生起數居高不下，并且在2013—2014年增長較快。

5.2 建議

為做好云貴高原消防安全工作，建議：(1)加強云南、貴州兩省交通干線的消防力量配備，應著重防范道路交通火災，最大限度地減少交通主干道火災事故的發生。(2)在推進以省會城市為中心的消防裝備建設的同時，應加強區縣一級消防裝備的建設，尤其是邊緣性地區、少數民族聚集區。(3)建立旅游新興地區、少數民族文化區消防安全管理制度，重點防范生產、生活用火引發的火災。

參考文獻：

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