北京市應急避難場所的空間布局與服務效能評估

魏本勇 譚慶全 李曉麗

摘要：基于GIS空間分析技術和實際調查數據，通過構建避難場所綜合服務效能指數，對北京市應急避難場所的空間分布特征及其服務效能進行了評估。結果表明：北京市應急避難場所分布具有明顯的空間不均勻性，其綜合服務效能大體可以分為4個層級，綜合服務效能最低的地區主要集中于北京城市發展新區和生態涵養發展區。北京市避難場所總體分布與人口分布趨勢基本一致，但其總體設計容量遠低于需求容量，且區域間差異明顯。北京市主城區基本都是避難場所服務配置缺口面積較高的區域。綜合考慮多方面影響因素，加強避難場所布局與人口避難需求之間的協調統一，是提高應急避難場所服務效能的根本途徑。

關鍵詞：避難場所;疏散;空間布局;北京市

中圖分類號：P315.953 ??文獻標識碼：A ??文章編號：1000-0666（2019）02-0295-09

0 ?引言

避難疏散是減輕自然災害影響與損失的重要措施，規劃建設城市應急避難場所對于國家防災減災救災工作的開展具有重要的意義。科學合理地規劃建設不同類型的城市應急避難場所，已成為現代城市發展的內在要求。加強城市、特別是特大城市應急避難場所的規劃建設，用于應對突發性重大災害事件，是城市綜合防災減災的重要措施之一（修濟剛等，2006）。

國外城市應急避難場所的建設起步較早，其在公共設施規劃建設等相關理論研究進展及實踐方面也都有著豐富的經驗積累，如最優區位模型（Cooper，1963）、區位理論研究（Teitz，1968;Bigman，ReVelle，et al，1978）、區位選擇影響因素分析（Emily，1997）、可達性研究（Talen，2001;Naess，2006）、規劃決策支持系統研究（Ribeiro，Antunes，2002;Huang，2006）等。

我國自1995年開始相繼出臺多個相關的法律法規及部門規章，以有效應對各種災害及災后救援與重建。2008年中國地震局發布了《地震應急避難場所場址及配套設施（GB21734—2008）》，規定了地震應急避難場所的分類、場址選擇及設施配置的要求。同時，全國多省（市）、地區也相繼出臺了地方性的應急避難場所建設規劃標準等政策法規，各級政府對避難場所的建設工作有了更新的認識（李志強等，2013）。理論研究方面，目前，國內專家學者在城市應急避難場所的規劃建設（蘇幼坡等，2004a，b）、場所效能分析（黃典劍等，2006;史曉瑞等，2016）、區位選擇（陳志芬等，2010a，b;袁昀等，2015）、空間布局（劉少麗，2012;徐禮鵬等，2012;施益軍，2015）及應急疏散策略（王海鷹，2005;黃靜等，2011）等領域也取得了一定進展。針對北京地區，熊焰等（2014）采用層次分析法構建了一種應急避難場所減災能力的評價指標體系，并在北京市朝陽區進行了應用評估;周愛華等（2016），聶麗和王艷慧（2017）則利用GIS兩步移動搜尋法對北京城區應急避難場所的可達性進行了分析;高偉等（2018）則對北京豐臺長辛莊社區級的地震應急避險場所分布進行了評估。

雖然我國已經初步建立了比較完整的防災減災法規和管理體系，圍繞城市應急避難場所的規劃建設，國內學者也進行了廣泛探討并取得了一定進展，但其理論基礎與方法體系仍不夠完善，各地實際規劃建設中也暴露出諸多問題，仍亟需系統的理論基礎與科學的方法體系來指導。隨著城市現代化建設進程的加快，人民生活水平的不斷提高，城市整體防震減災功能仍遠遠落后于經濟建設發展的問題日益突出。為了預防各種突發事件，減少災害損失，就必須建立起有效的城市綜合防災減災應急體系。城市應急避難場所，作為城市綜合防災體系建設的重要組成部分，其空間布局和規劃建設對城市的正常運營和發展至關重要，也將直接影響其為社會公眾提供服務的效果，因而建立科學的測度方法對其布局的合理性進行評價是十分必要的。本文通過構建一種城市應急避難場所綜合服務效能的評估方法，結合GIS空間分析技術和實際調查數據，對北京市應急避難場所的空間分布特征及其服務效能進行了評估，并基于評估結果給出了北京市避難場所規劃建設優化建議。

1 研究區概況

北京市包含16個區，總面積達1.64萬km2，是我國大陸東部多地震的地區之一。北京地處華北平原地震帶、山西地震帶與張家口—渤海地震帶的交匯區，地震構造背景復雜，活動斷裂發育，歷史上曾發生過多次強烈地震。除地震外，滑坡、崩塌等地質災害，暴雨、火災及化學泄露等突發災害或突發公共安全事件也嚴重威脅著北京地區的公共安全。

北京市一直十分重視城市綜合防災減災相關建設工作。2003年，在北京市朝陽區元大都城垣遺址公園建成了我國第一個地震應急避難場所，為地震應急避難場所建設樹立了示范。2004年北京市出臺了地方標準《地震應急避難場所標志（DB11/224—2004）》，并將城市應急避難場所規劃寫入了《北京市城市總體規劃（2004—2020）》。然而，由于北京市尤其是城六區（東城區、西城區、朝陽區、海淀區、豐臺區和石景山區）人口密集，建筑密度大且高層建筑多，一旦遭遇重大災害或突發公共安全事件，實施應急避難及救援的任務更重，因此對應急避難場所的數量與空間布局要求更高。

2 數據與方法

2.1 數據資料

本文所用應急避難場所數據，主要是按照2008年中國地震局發布的《地震應急避難場所場址及配套設施（GB21734—2008）》標準來統計。數據來源于北京市地震局的實際調查統計資料，截至2016年12月，北京市應急避難場所共有120個。

本文所用人口數據為由北京市2010年第六次全國人口普查主要數據公報中公里格網化（1×1 km）的2010年北京市人口格網數據。

2.2 避難場所服務半徑的確定

國內外關于不同級別的應急避難場所服務半徑的規劃標準并不完全一致，一般規定緊急避難場所的服務半徑為500～1 500 m，步行5～10 min到達;固定避難場所為2 000～5 000 m，步行0.5～1.0 h到達（蘇幼坡，劉瑞興，2004b）。參考上述標準，筆者將中國地震局確定的3類不同級別的地震應急避難場所的服務半徑分別定義為3 000 m（Ⅰ類）、2 000 m（Ⅱ類）和500 m（Ⅲ類），并以此為依據進行避難場所服務范圍面積的計算。

2.3 避難場所服務范圍和人口覆蓋度的確定

基于不同級別應急避難場所的服務半徑，利用ArcGIS空間分析技術中的緩沖區分析，通過計算緩沖區面積來確定不同級別避難場所的服務范圍。之后，結合2010年北京市公里格網的人口數據，再利用ArcGIS空間分析工具中“區域分析”來統計不同避難場所服務范圍內的常住人口覆蓋程度。

2.4 避難場所服務效能評估模型

城市應急避難場所不僅是民眾用于躲避災難的最重要的安全場所，也是一項城市公共服務設施，因而其規劃建設除了考慮民眾到達設施的便利性外，還應關注不同地點民眾實際享有避難場所的公平性與合理性。在參考已有研究的基礎上（蘇幼坡，劉瑞興，2004b;劉少麗，2012;史曉瑞等，2016;周玉科等，2018），本文從可達性、公平性和效率性3個方面來評估北京市不同區（縣）現有應急避難場所的服務效能。由于應急避難場所的主要服務對象為需要避難的人，因而在對避難場所服務效能的具體評價指標選擇上均以服務區內的人口為基本設計參數。

應急避難場所的可達性A，以避難場所的服務人口比P，即應急避難場所服務范圍所覆蓋的人口數占研究區域總人口的比例來衡量。具體表達式為：

式中：PTS為所有應急避難場所服務范圍內的總人口數;PT為研究區域內的總人口數;r為應急避難場所提供服務的最大半徑。

應急避難場所空間分布的公平性J，以研究區域內人均可達的有效應急避難場所面積（SP）來衡量。應急避難場所的有效面積指扣除房屋、設施、道路、水面及樹木等面積后可用于應急安置的有效面積，具體表達式為：

式中：ST為研究區域內所有應急避難場所的有效總面積;PTS為所有應急避難場所服務范圍內的總人口數。

應急避難場所服務的效率性E，以避難場所的服務容量比C，即研究區域內所有應急避難場所設計容量之和與區域內人口總數的比值來衡量。具體表達式為：

研究區域內所有應急避難場所總設計人口容量，PT為研究區域內的總人口數。

同時，還構建了避難場所綜合服務指數SI，來衡量不同區縣地震應急避難場所的綜合服務效能：

式中：w代表評估服務效能的不同方面的權重。

避難場所綜合服務效能各權重的確定，采取的是專家打分法。評分范圍是0～1，分值越高，代表其對綜合服務效能評估的重要性越高。通過專家對3個方面重要性的打分，可以得到其權重平均值分別為w1=0.50，w2=0.25，w3=0.25。相對于其他2個方面，避難場所的應急可達性，應是其綜合服務效能中的首要保證環節。

為保證計算標準的統一，在計算避難場所綜合服務指數時，對其各評價指標進行了無量綱標準化，即以各指標的最大值為基值進行標準化處理，以消除指標量綱差異的影響。

2.5 城市避難場所服務缺口評估

為提供城市應急避難場所優化建議，本文還提出了城市避難場所服務面積缺口指標，即一定服務半徑下，研究區避難人口所需避難場所面積與現有應急避難場所有效避難面積之間的差。其具體表達公式如下：

式中：SG為避難場所服務配置缺口面積;SN為研究區域內避難人口所需避難場所面積;∑ST為現有應急避難場所有效避難面積總和;r為應急避難場所的服務半徑。當SG>0時，表明該區域的避難場所存在服務人口配置缺口。

本文假定以研究區避難場所服務范圍內的覆蓋人口數為全部所需避難人口數。根據國內外避難場所的規劃設計標準，一般人均有效避難面積設計為1～3 m2，據此本文所用3類不同級別的地震應急避難場所的人均有效避難面積分別按2 m2（Ⅰ類）、1.5 m2（Ⅱ類）和1 m2（Ⅲ類），并以此為依據計算避難人口所需避難場所面積。依據避難場所服務配置缺口，結合城市人口分布和現有避難場所的空間布局，即可給出未來城市應急避難場所建設優化的參考建議。

3 研究結果

3.1 空間分布

《地震應急避難場所場址及配套設施（GB21734—2008）》中，按照場所設施配置和可安置受助人員天數，將地震應急避難場所分為3類：Ⅰ類地震應急避難場所，具備綜合設施配置，可安置受助人員30天以上;Ⅱ類地震應急避難場所，具備一般設施配置，可安置受助人員10～30天;Ⅲ類地震應急避難場所，具備基本設施配置，可安置受助人員10天以內。按此標準，截至2016年12月，北京市統計在案的應急避難場所共有120個，包括Ⅰ類應急避難場所11個，Ⅱ類47個，Ⅲ類62個，總面積達1 831.45萬m2（圖1）。

在120個應急避難場所中，包括75個公園、25個學校操場、7個城市廣場、6個綠地、6個體育場和1個停車場。就避難場所數量的區域分布看，昌平區、大興區、通州區、房山區和朝陽區最多，分別為20，15，12，11，11個;平谷、延慶、順義和懷柔區的應急避難場所數量較少。就面積分布（圖1）看，朝陽區、昌平區和大興區最高，分別達980.08萬m2，171.85萬m2和107.76萬m2;平谷區和懷柔區的應急避難場所面積最低，分別只有1.03萬m2和10.86萬m2。就不同等級的避難場所數量分布看，Ⅰ類避難場所主要在朝陽區，共5個;Ⅱ類主要位于昌平區，共19個;Ⅲ類避難場所主要位于房山區和通州區，各有11個（表1）。北京市現有的應急避難場所分布具有明顯的空間不均勻性。

3.2 服務范圍

圖2表明，在限定的服務半徑范圍內，北京市現有應急避難場所的總服務面積為807.32 km2，占區域總面積的4.92%。就服務面積的絕對值看（表2），昌平區（185.14 km2）、朝陽區（165.24 km2）和大興區（60.56 km2）避難場所總的服務面積最大，這與其擁有的避難場所的總面積最高也基本一致。從服務面積（SS）占區域總面積（SA）的比例看，東城區（55.33%）、西城區（41.56%）和朝陽區（36.31%）的服務面積比例最高，也反映出這3個區避難場所的服務范圍在區域內相對最廣。

從圖2可見，北京市人口分布也具有顯著的空間不均勻性。2016年北京市常住人口密度平均為1 324人/ km2。作為首都功能核心區的西城區（2.49萬人/km2）和東城區（2.10萬人/km2）區域人口密度最高;城市功能擴展區的朝陽區、海淀區、石景山區和豐臺區，平均人口密度也在0.81萬人/km2;而其他區域的人口密度則均在0.17萬人/km2以下;人口密度最低的延慶區和懷柔區，分別只有164人/km2和185人/km2。

從區域人口覆蓋度（表2）看，在限定的服務半徑范圍內，北京市現有應急避難場所服務面積所覆蓋人口總數為634.44萬人，單位服務面積所覆蓋的平均人口數為0.79人/m2。朝陽區（191.86萬）、昌平區（100.66萬）、海淀區（84.24萬）避難場所服務范圍所覆蓋的總人口數最高;而延慶區（0.56萬）、順義區（3.34萬）和房山區（4.47萬）避難場所服務范圍所覆蓋的總人口數最低。但從單位服務面積所覆蓋的人口（PTS/SS）看，西城區（2.83人/m2）、東城區（1.97人/m2）和海淀區（1.58人/m2）是避難場所服務范圍覆蓋人口密度最高的區域;而延慶區（0.01人/m2）、房山區（0.30人/m2）和門頭溝區（0.43人/m2）則是最低的區域。

3.3 各區（縣）避難場所的服務效能分析

從綜合服務效能指數（圖3a）看，以指數分布自然斷裂點0.2，0.4和0.6為分界點，北京市16個區的地震應急避難場所綜合服務效能 大體可以分為4個層級：昌平和門頭溝區地震應急避難場所的綜合服務效能最高，其綜合服務指數 分別達到0.65和0.60;朝陽、東城、西城和延慶綜合服務效能次之;大興、石景山、海淀和懷柔區的綜合指數較低（0.2～0.4）;通州、豐臺、房山、密云、順義和平谷區應急避難場所的綜合服務效能指數最低，均低于0.2。

從服務效能評估的可達性來看，延慶區、房山區和門頭溝區的人均可達有效避難場所的面積最高，其中，延慶區人均達到55.36 m2，房山區和門頭溝區人均也分別達到6.80 m2和2.92 m2;人均可達有效避難場所面積最低的地區分別是豐臺區、海淀區和西城區，其人均面積分別為0.19 m2，0.33 m2和0.40 m2（圖3b）。

由避難場所服務人口比（圖3c）可見，昌平區（0.61）、朝陽區（0.54）和東城區（0.50）應急避難場所服務范圍所覆蓋的人數均達到了其區域總人口數的50%及以上，其服務人口比例最高;而延慶區（0.02）、平谷區（0.02）和順義區（0.04）應急避難場所的服務人口比最低，均未超過其區域總人口的5%。

從現有應急避難場所的服務容量看（圖3d），門頭溝區、延慶區和昌平區應急避難場所設計的避難容量占區域人口總數的比例最高，分別達到60%，41%和35%;而平谷區（0.01）、順義區（0.02）和豐臺區（0.02）避難場所的服務容量比最低，即相對于其區域人口總數，區域內應急避難場所設計的避難容量最低。

從圖3可以看出，城市避難場所的服務效能受多方面因素影響：有效避難場所面積、避難場所服務人口數量、區域人口總數等。如延慶區，如果單看其人均有效可達避難場所面積，其值最高，反映出其人均有效可利用的避難場所面積最大;但其服務人口，只占區域總人口的2%。出現這種現象的原因是其區域內地震應急避難場所的有效面積不低（31萬m2），但其場所位置相對偏僻，與區域內人口密度的分布并不一致，導致其避難場所在服務半徑范圍內所能覆蓋的人口數只有0.56萬人，為全市最低，也就產生了人均有效可達避難場所面積高而實際服務人口比低的現象。因而，在對城市應急避難場所布局進行合理性評估時，必須綜合考慮多方面的因素，不能單純以絕對面積和數量作為唯一衡量標準。

3.4 服務配置缺口及優化建議

對北京市不同區（縣）應急避難場所服務配置缺口進行評估發現，總體上北京市應急避難場所有效避難面積只能滿足47.28%的避難需求。由圖4可見，北京市應急避難場所服務配置缺口大致可以分為4個層級：朝陽區為第一層級，屬于服務配置缺口面積最高的區，為192.44萬m2;海淀、西城、大興、豐臺、昌平和東城區為第二層級，屬于服務配置缺口面積次高區，其缺口面積為50～100萬m2;密云、懷柔、通州、順義、石景山和平谷區為第三層級，屬于服務配置面積與需求面積相差不大區，其缺口面積為0.5～10萬m2;門頭溝、房山和延慶區為第四層級，屬于服務配置面積無缺口區，即服務配置面積能夠滿足服務范圍所覆蓋人口的需求面積。

避難場所的規劃與區域人口分布的統一，是發揮避難場所避災與安置功能的基礎。雖然圖2中北京市避難場所分布與人口分布趨勢基本吻合，避難場所基本集中于人口密集區，但其總體設計容量遠低于需求容量，且區域間差異明顯。從圖4中可以看出，首都功能核心區和城市功能擴展區，基本都是避難場所服務配置缺口面積較高的區域，因為這些地區人口密度最高，其對避難場所服務配置的需求也最高。這些區域除了可以適當增加和開發利用新的應急避難場所（如綠地、公園和廣場外），還可以通過城市部分功能外遷的方式，疏散一部分人口，以降低區域人口密度。對于城市發展新區和生態涵養發展區，由于人口密度總體較低，其對避難場所服務配置的需求也相對較低，因而這些區域避難場所的服務配置缺口面積相對較小，也有個別地區（如延慶區、房山區等）現有的避難場所服務配置面積已基本滿足區域服務覆蓋人口的避難需求。對于這些地區，除了充分利用現有避難場所空間，提高其綜合服務效能外，也需要繼續適當增加和開發利用新的避難場所點，以承接首都功能核心區的人口外溢，適應未來區域人口的變化。

同時，城市避難場所的服務效能受多方面因素的影響，應該全面考慮其空間布局的公平性、可達性和效率性。另外，可用作避難場所規劃設計的空敞地空間冗余度、區域地形地貌條件、備用避難場所的安全性等，也都是制約應急避難場所規劃布局的客觀因素，在避難場所規劃建設時都應該加以考慮。總之，在進行城市避難場所的規劃布局時，應該以城市人口分布為基本依據，以基本避難需求為導向，以避難場所的可達性為基本保障，兼顧布局的公平性和效率性，以最低的投入成本，獲得最高的利用效率，滿足最廣的需求。

4 結論與討論

本文基于調查數據對北京市現有應急避難場所的空間分布進行了分析，并通過構建綜合服務效能指數來評估北京市不同區縣應急避難場所的服務效能，給出了優化建議。

總體上，北京市應急避難場所的分布與人口分布趨勢基本吻合，但其總體設計容量遠低于需求容量，且區域間差異明顯。就綜合服務效能指數看，北京市16個區的地震應急避難場所綜合服務效能大體可以分為4個層級，其中，綜合服務效能最低的地區主要集中于北京城市發展新區（如順義、房山、通州區等）和生態涵養發展區（如平谷、密云區）。就服務配置缺口看，北京市各區（縣）避難場所的服務配置缺口面積大致也可以分為4個層級。首都功能核心區和城市功能擴展區，基本都是避難場所服務配置缺口面積較高的區域，因為這些地區人口密度最高，其對避難場所服務配置的需求也最高。而城市發展新區和生態涵養發展區，由于人口密度總體較低，其對避難場所服務配置的需求也相對較低，因而這些區域避難場所的服務配置缺口面積相對較小，甚至個別地區避難場所的服務配置面積已基本滿足區域服務覆蓋人口的避難需求。城市應急避難場所的合理性布局必須考慮多方面的影響。綜合規劃，按區域施行，加強避難場所布局與人口避難需求之間的協調統一，是提高城市避難場所服務效能的根本途徑。

本文基于北京市避難場所和人口分布，對其空間布局和服務效能進行整體評估，因而不可避免地存在一些不足和需要繼續深入研究的問題。首先，對于避難場所服務區的確定是基于緩沖區分析，而緩沖區是基于居民與場所之間的直線距離進行的評價，其結果往往會夸大避難場所的實際服務水平。發展基于實際道路網絡數據來計算的服務面積，會更接近于客觀實際的服務水平。其次，由于避難場所都是不規則面積，因而矢量化的避難場所空間形態對于提高避難場所實際服務水平的評估也有影響。另外，本文在計算人口需求時，沒有區分城鎮人口和農村人口，是因為首先對于北京地區而言，農村人口只占其總人口的13.50%，且主要分布于北京市的生態涵養發展區，這些地區的人口密度較低，其避難場所的服務配置基本能夠滿足當前需要;其次，由于北京特殊的區位和功能，面對突發事件或者災害時，其應急處置措施基本是一致的。因而，本文將北京市總人口作為一個整體加以分析。最后，本文對于避難場所的服務配置缺口的計算，是以避難場所服務范圍所覆蓋的人口為基本避難需求進行的求解。嚴格來說，這并不是真實意義上的避難需求，因而今后增加基于特定突發事件或災害（如地震事件）情景設計的應急避難需求分析，對于增強城市災害應急管理，提高社會的應急響應行動，更具現實意義和參考意義。

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