基于Pathfinder疏散模擬和GIS分析的避難場所適老化研究

黃 菁 俞慶慶 楊虎翼

（安徽大學商學院，安徽 合肥 230601）

我國幅員遼闊，地形，氣候復雜多樣，每年受自然災害影響的人口數量約為2億人。自2008年汶川地震后，我國應急避難場所不斷發展，到如今應急避難場所體系已初步形成。但由于民眾對避難場所及建筑物抗震技術的認知有限，現階段我國避難場所仍以室外為主，對多災種的兼容性低，且在服務老年群體的避難需求，減輕二次傷害風險上存在較大提升空間。2020年第七次人口普查數據顯示，我國60歲及以上人口已經超過2.6億，占總人口數18.70%，我國老齡化進程進一步加快。積極應對人口老齡化、完善國家應急管理體系成為治理能力現代化的要求。

在考慮老齡人避難需求及特征的防災規劃方面，西方國家及日本由于較早進入老齡化階段，相關研究較為成熟。Pearson[1]和Shields[2]分別研究了生存環境和不同功能建筑中老年人、輪椅殘障人群的避難速度，日本學者大西一嘉等[3]重點關注大災害的福祉避難場所選址。近年來，國內學者也開始關注老齡人口視角下的防災體系規劃，姜傳勝等[4]利用現場模擬試驗，對殘障人士和老人的動作速率進行調查分析，蘇幼坡等[5]探討了老年社會發生重大地震災害時老年人的應急救援問題。在場所規劃領域，朱延飛等[6]探討了國外防災避難場所的發展特點以及人文關懷理念對我國的啟示。當前國內外關于適老化的避難研究主要集中在理論層面，以區域和城市等大中尺度為主，對國內基層單元如街道等微觀層面進行實踐改造嘗試較少，理論研究的實踐指導價值尚未展現。文章在以往研究基礎上，借鑒國內外建設經驗，根據問卷結果進行數據梳理，對合肥市廬陽區三孝口街道和杏花公園區域開展定量測度和實踐模擬，為合肥市避難場所適老化的后續研究提供建議和材料參考。

1 調查對象

以往對于老年人群行為數據的研究多基于國外群體樣本，研究成果鑒于各國家教育、醫療與社會發展水平的不同，存在一定差異性。文章對老年人群的人體工學相關數據進行了問卷調查，主要收集老年人群基本信息、靜臥數據、行走數據等，于2021年7月分3次完成，發放問卷共計100份。由于問題的私密性和相關測度問題對測量工具和計算能力的要求，受限于樣本局限性，除親人協助測度的受訪者外，部分問卷回答效果并不理想，剔除其中60歲以下的受訪者數據，總計回收60份有效問卷，獲得了有關老年人群疏散速度、靜臥占用空間、合適的廁所扶手高度等與適老化改造高度相關的數據。

從靜臥占用空間的統計結果可知，老年人平均靜臥占地面積約為1 m2。在54份關于平地行走速度測量的有效答案中，老年人步行速度表現出部分差異化，不同年齡段的平均步行速度有細微差異。為了數據能夠準確測度，分別對6個年齡段的平均速度、最大速度和最小速度進行統計。對老年人家中安置的廁所扶手高度，也在問卷中進行了調查，得到平均廁所扶手高度為71.81 cm，高度填寫最大值為110 cm，最小值為50 cm。受訪者步行速度統計如表1所示。

表1 受訪者步行速度統計

2 研究區域

老年人移動能力有限，緊急情況下老年人最有效的避難范圍往往不超過街道轄區。文章聚焦小尺度，挑選了合肥市老齡人口占比較高的三孝口街道進行避難場所研究。三孝口街道區域如圖1所示。

圖1 三孝口街道區域

三孝口街道，位于安徽省合肥市廬陽區，老齡化率相對較高，轄區總面積2.9 km2。杏花公園，在三孝口街道管轄范圍內，西臨風景區，東、南、北三面屬居住用地和商業用地。公園主入口人流量較大，由寬10 m左右的夾道與空間開闊的港灣式公交停車場相連，日常人流疏散。西入口直通環西景區，人流量較小，其他三個入口通向居民區，居民可達性較高。杏花公園主要服務小區有杏花小區、杏花南區和合肥市人民群眾政府第三生活區等。

園內配備有較完善的防災避難設施、棚宿區、應急供水供電點、物資供應處以及醫療救護防疫區等。查閱《合肥市人口疏散基地及應急避難場所建設布局規劃》（2015—2020年），杏花公園有效避難面積13 萬m2，可容納人數約3.7萬人。

3 杏花公園適老化改造

3.1 改造目標

日本的避難場所適老化體系較為完善。擁有專門服務老年人、殘疾人等弱勢群體的福祉型避難場所，包括獨立的福祉型避難場所以及一般避難場所。其中福祉型避難場所由政府考察相關可利用建筑，結合已有設施基礎、避難者規模等因素進行確定。除了國營設施外，政府也會與可用的民營場地所有者進行協商。

文章將三孝口街道選定為改造區域，利用問卷調研數據，對服務于三孝口街道內社區群眾的主要區級應急避難場所（杏花公園）進行測度模擬，探索在一般避難場所中設置建筑型福祉避難室，就實驗結果考慮在三孝口區域內尋找設置獨立性避難場所的必要性。

3.2 選址測度與老年人群逃生模擬

杏花公園地塊分類衛星圖如圖2所示。

圖2 杏花公園地塊分類衛星圖

為了在杏花公園中探索設置建筑型的福祉避難室，對衛星圖片進行GIS處理，將杏花公園用地簡單劃分為四類區域，即植被茂密區、水域、建筑物占地以及大型開闊場等四類。僅大型開闊場地符合建設建筑型避難室的要求。

為了確定福祉避難室的精確位置，文章以測度計算的三孝口老年人步行速度數據，計算適合三孝口街道老年人的避難服務半徑。鑒于問卷調查是在全合肥地區展開，樣本結果存在隨機性，計算所得不同年齡段老年人群步行平均速度數據，需要與三孝口街道不同年齡段的老年人口數據進行加權平均計算，結果得出三孝口街道的老年人口的平均速率Vavg=0.84 m/s。

三孝口不同年齡段人口數據加權計算如表2所示。

表2 三孝口不同年齡段人口數據加權計算

根據《城市抗震防災規劃標準》(GB 50413—2007)的規定，緊急避震疏散場所的服務半徑宜在步行10 min的可達范圍內[7]。不考慮避難過程中其他影響因素，將0.84 m/s作為老年人的步行速率，計算得到老年人10 min內的平均出行距離為504 m。

受城市路網狀況的影響，老年人504 m的步行范圍與以此構成的避難圓域并不相符，以杏花公園周圍小區為例，利用百度地圖的測距功能，發現從小區門口至杏花公園大門的最長距離約為310 m，至杏花公園中心空地區域的最短距離約為450 m。同時考慮到災害發生時路面被破壞情況以及人員擁堵情況，文章以400 m作為老年人群10 min內疏散范圍的半徑。對杏花公園主要服務的小區進行GIS處理，將轉化的小區幾何形式的中心點作為小區的點位置，利用buffer工具，以400 m作為半徑在地圖上圈畫出老年人的有效避難范圍。杏花公園周邊小區400 m老人疏散圈如圖3所示。

圖3 杏花公園周邊小區400 m老人疏散圈

區域疊加確定選址如圖4所示。

圖4 區域疊加確定選址

通過對杏花公園周圍不同小區老年人群有效疏散范圍的疊加，剪切出一塊同時滿足多個小區老年人10 min避難要求的重疊區。將重疊避難區域與杏花公園中的大型開闊用地進行疊加比較，提取出在此區域內的兩塊空地，分別記作A地與B地。

為了找出最優福祉避難室，文章利用Pathfinder軟件對三孝口地區11 000名老人進行模擬疏散演練，依照杏花公園道路結構進行疏散模型構建，通過對調查問卷中肩寬與平均步行速度等數據的整理分析，以0.84 m/s的平均步行速率與45.58 cm的肩寬作為中老年人的基礎數據，以此分析軟件中11 000名老年人在模擬疏散演練中分別到達A、B兩地所需的時間。結果表明，到達A地需要2 495.5 s，到達B地需要3 037.8 s。

A、B兩點模擬疏散時間如圖5、圖6所示。

圖5 A點模擬疏散時間

圖6 B點模擬疏散時間

經過綜合比較分析，調研小組最終選定A地作為福祉型避難室的建設地點，同時經過計算，A地區域共2 833.344 m2，除去建筑墻體面積，假設建筑為兩層，福祉避難室有效面積為5 600 m2。在《防災避難場所設計規范》中緊急避難期的人均有效避難面積為0.5 m2，根據問卷調查的數據，老人的平均靜臥面積約1 m2，同時避難時還應考慮生活用品堆放、輪椅等面積以及保證輪椅通行的安全通道面積，參考日本福祉型避難場所的人均有效避難面積為2～4 m2[7]，選取人均避難面積2.5 m2，經過計算，該福祉避難室可以容納2 240位老人，無法滿足整個三孝口街道11 025位老年人的避難需求。

在室內避難場所容量不足的情況下，文章在三孝口街道區域范圍內挑選了杏花公園東南角的老年大學作為獨立的福祉型避難場所，對杏花公園避難場所進行補充。老年大學是老年人群繼續社會化的重要活動場所，是老年人關于城市的認知圖式里較為鮮明的意象。鑒于三孝口街道的老年大學位于大部分社區的400 m有效避難圈內且距杏花公園較近，方便災時物資互援和信息互通，有利于形成對杏花公園避難場所的有效補充，有利于加深老年人群對避難場所的感知和了解，選取老年大學設置為獨立福祉型避難場所。

3.3 改造策略

針對三孝口街道內避難場所的適老化改造內容包括杏花公園內A地設置福祉避難室，保障老年人群在10 min內安全抵達避難室并以最快速度進行安頓；在避難場所容量不足情況下，積極與周圍建筑溝通進行聯合改造，將杏花公園東南側的老年大學納入獨立福祉型避難場所的備選地址，老年大學作為獨立福祉型避難場所，有利于加深老年人群對避難場所的感知和了解，在老年人的認知圖式里留下鮮明的意象；福祉避難室內，每位老人配置2.5 m2的避難面積，配置可容納更多志愿者與醫療人員的休息區。場地內采用無障礙設施，配備輪椅、助聽器等輔助設備供老人自取。避難室的廁所配置72 cm高的扶手，地面做大面積防滑處理。

4 結語

我國老齡人口比持續攀升的社會現實對規劃行業提出新的要求，除了日常生活中居住和社交空間的適老化改造，防災避難場所等規劃隱性工程也需要更多考慮代際差異，關注弱勢群體的時空特性。文章在探討老年人群避難能力的基礎上選擇了較為現實的街道尺度，利用軟件進行智能測度與模擬，在實踐基礎上探索解決避難場所適老化改造的實際問題。證實街道可以在已有的大面積室外避難場所內，利用相對充裕的空間建立避難福祉室對其災時服務加以補充，面對避難福祉室容量不足的問題，可以征用現有老年活動相關的建筑設施作為獨立的福祉型避難場所，加強平災結合。未來可以更多關注老年人的避難數據和內部避難需求差異，深化建筑型避難場所的建筑標準和內部規劃細節。