遼寧地區地震應急地區系數的初步研究

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

強震發生后，采取必要的防震減災措施，盡可能的減少地震造成的傷亡和損失是應急工作面臨的一項艱巨的任務。第一時間開展地震應急工作對于減輕任何一個地區的地震災害來說，都是十分重要的。但是，通過研究救災案例的過程中發現，同等強度地震發生的不同地區，其地震應急工作的緊迫程度、規模和人力物力的投入都有很大的差別。而震后災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系式，才能在震后對救援物資的實際需求做出預評估，進而通過合理調度救援物資、分配救援力量，順利開展地震應急救援工作。

1 地震應急地區系數概念

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

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

2 地區系數的影響因素

現用地區系數的影響因素為人口和財產密集程度、政治經濟輻射中心、少數民族僑胞居住地、核心生命線工程和危險源密集區。但隨著地震應急對策的不斷深入，地區系數的影響因素可以進一步挖掘與更新，數據信息采集也存在老化過期，不適合當今的國情［2］。通過大量的數據收集與理論分析，現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系數表達式的數據來源進行分析。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

大量建筑物構成了一個城市的基本工程性設施。它作為影響震后人員傷亡和經濟損失規模的主要承載體——建筑物的抗震能力是影響地區系數最重要的因素。

2.2 危險源水平

地震作為突發性的事件，一旦該地區受到地震打擊，危險源可能會造成一系列的次生災害或連鎖反應，造成更大的人員傷亡與經濟損失。所以一個地區危險源的建設水平對該地區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、設施是一個地區綜合防災能力、減災資源的支持力度的最好表現，它在地震發生過程中以及災后重建、城市復興過程中都有著重要的作用。

2.4 公路密度

公路建設作為經濟發展的血脈，是最能體現地區發展實力的重要指標。公路作為震后交通的基礎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急的效率。

2.5 手機普及率

作為震后通訊廣播基礎設施，手機或固話是能夠反映一個地區通訊保障能力的重要參數，也是反映地區經濟水平的重要指標，通過數據分析獲取手機覆蓋范圍可以有效的調動救援力量開展應急救援工作。

2.6 人口密度

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

表1 各市影響因素數據

3 地區系數的算法研究

通過分析與實驗，得出地震應急地區系數的計算函數為［3-5］：

f（wj）為基數，f（sj）為修正系數。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參考數據，將公路密度、手機普及率、人口密度作為修正系數的參考值。地區系數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的權重系數（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果可靠性的因素有兩點：無量綱化的方法和加權系數的選擇。

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據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據進行處理，利用斯皮爾曼等級相關系數法，來檢驗對同一對象的兩種評估排序在統計學意義上是否一致，借此對無量綱化的方法進行比較和選優，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象。

斯皮爾曼系數

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

表2 無量綱化篩選的“合理排序”結果

3.2 加權系數的選擇

現有加權系數的選擇是專家調查法，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，獲取加權系數。此方法受限于專家的選擇、數量、權威程度、領域范圍等因素的制約，影響計算結果。所以本研究暫采用客觀賦權法中的標準差系數法來制定權重，其思路是直接將各評價指標的標準差系數向量進行歸一化處理，結果即為信息量權數。某個指標的標準差越大，說明在同一指標內，各方案取值差距越大，在綜合評價中所起的作用越大，其權重也越大；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，其權重也應越小（表3）。

表3 影響因素的權重分配

圖1 遼寧省各市地區系數Fig.1 Coefficient of geshidi area of Liaoning province

4 結論

（1） 地區系數作為救災需求模型的參數之一，該參數大小僅代表該受災地區的社會屬性特征，而與地震本身的強度或大小無關。地區系數選取的影響因素數據來源截止到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生不同的評價值，從而得到相應的等級排序，根據序號總和理論，在逐步探索合理等級排序依據的前提下，可以根據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系數來進行無量綱化方法的優選，在一定程度上具備應用價值和理論意義。

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

（4）東北地區分為山地和平原兩大地貌區，屬溫帶季風氣候，四季分明。根據上述設計思路該地震應急地區系數關系式可以整體上應用于吉林、黑龍江等地勢地貌相近的省市，也可使用在街道、小區中，并作為救援物資不均勻發放的依據。