防災避險綠地可達性阻礙系數研究
——以四川長寧縣中心城區為例

唐德富

（中規院（北京）規劃設計有限公司海南分公司，海口 570100）

可達性是指從一個點到達另一個點的難易程度。1959 年漢森（W.G.Hansen）首次提出“可達性”的概念，漢森最早將可達性運用于交通網絡方面，可達性的評價與3 個因素有關：交通成本、區位吸引力、區位需求力[1]。本文在繼承和學習現有理論基礎和研究方法的同時，結合四川長寧6.0 級地震的現實情況，將可達性的影響因素轉化為對阻礙系數的研究。

1 研究概況

2019 年6 月17 日，長寧發生6.0 級地震，震源深度16 km，震中心北緯28.34°，東經104.90°，震中距離長寧縣中心城區約22 km。此次地震導致死亡13 人，重傷200 余人。宜賓市處于華鎣山基底大斷裂南段，華鎣山基底斷裂帶長300 多km，以北東方向貫穿該市全境，控制著宜賓的地震活動。該基底大斷裂帶與西北向的雅安—峨眉—宜賓（江安-合江深大斷裂和長寧—珙縣—筠連—敘永）基底斷裂帶，形成深部基底斷裂構造格局，構成宜賓潛在震源區。為此，省地震局將宜賓區域劃為可能發生6.0 級地震風險的潛在震源區，如圖1所示。

圖1 四川省、重慶市斷裂系統圖

2 數據來源及研究方法

2.1 數據來源

本文研究區域涉及的中心城區邊界、防災避險綠地、人口、道路長度、寬度和坡度等相關數據來源于《長寧縣城市總體規劃》。街道路網格局、中心城區高程分析原始數據來自于2019 年高清衛星影像。通過GIS 地理配準工具將衛星影像圖進行校正和相關數據矢量化處理，建立路網屬性數據庫。相關數據分析處理如圖2～5 所示。

圖2 人口密度分布圖

圖3 道路寬度圖

2.2 研究方法

2.2.1 最鄰近距離法

最鄰近距離法主要用于分析空間要素分布的集聚情況，也就是某要素在地理空間上相互臨近程度的指標[2]。運用最鄰近距離法測定點狀要素與最鄰近點的距離為ri，得到表征空間鄰近程度的平均最鄰近距離ri，公式為

式中：ri為平均最鄰近距離；rE為理論最鄰近距離；n 為防災避險點要素數量；A 為研究區域面積；D 為點密度；R 為最鄰近指數，即實際最鄰近距離與理論最鄰近距離的比值。通常情況下，當R>1 時呈現均勻分布狀態，當R<1 時呈現集聚分布狀態，當R=1 時呈現隨機分布狀態。

圖4 道路坡度分布圖

圖5 中心城區高程分析圖

2.2.2 核密度分析法

核密度分析認為某一事件可以在一定區域的地理位置發生，并且不同位置發生的次數不同[3]。此方法用于研究中心城區人口分布密度和防災避險綠地的空間分布外，還用于以道路交叉口為節點，將阻礙公式賦值后分析路段的阻礙系數并進行可視化。公式為

式中：n 為事件在空間區域中發生的次數；hn為帶寬，即搜索半徑；為核函數。

2.2.3 線性回歸分析法

通過相關實驗數據分析，設變量y 與x 之間存在某種相關關系，其中x 是可控制的變量，y 是可預測的隨機變量，變量x 可以影響變量y，但是變量x 不能完全決定變量y[4]。這時x 與y 之間不確定性的關系可以表示為

式中：x 代表自變量，y 代表因變量，回歸模型f（x）描述了y 與x 的線性關系，即f（x）的回歸函數。

3 可達性阻礙系數構建

3.1 道路長度阻礙因子模型建立

利用Spss 軟件分析不同道路長度所需不同時間的統計數據。首先將實驗分為4 個小組，每個小組5人，利用每個小組在同1 條道路的模擬實驗值做線性相關分析。實驗數據中取擬合優度R2的最大值，即R2=0.9781 為本次實驗的最大值。R2越趨近于1 說明關于道路長度與避險速度的函數線性相關性越高，實驗的精度越高（圖6）。

圖6 長度與速度的函數關系圖

通過線性回歸分析方法得到速度的函數表達式，再將道路長度比上速度之間的關系式，即為該條道路避險所需的理論時間。由于不同的城市有不同的街道尺度和不同的防災避險綠地面積，因此將該理論值與最鄰近指數R 的乘積作為道路長度的阻礙系數公式，公式為

式中：λα為道路長度阻礙系數；為連接交叉口i點到j 點的道路總長度；-0.0024+5.4091 為連接交叉口i 點到j 點的道路總長度與速度之間的函數關系式。

3.2 道路坡度阻礙因子模型建立

同理，在道路長度寬度相同且坡度不同的情況下做模擬實驗，運用Spss 軟件建立道路坡度與速度之間的線性關系式[5]。實驗結果得到R2=0.9944，為本次實驗的最大值。R2越趨近于1 說明關于道路坡度與避險速度的函數線性相關性越高，實驗的精度越高。坡度與速度的函數關系如圖7 所示。

圖7 坡度與速度的函數關系圖

將道路長度假定為1，同理得出道路坡度阻礙系數公式

式中：λβ為道路坡度阻礙系數值；（-0.136Cij+5.52）為連接交叉口i 點到交叉口j 點道路坡度與速度之間的函數關系式。

3.3 道路寬度阻礙因子模型建立

實驗過程發現當道路寬度越寬時對避險人員的容量越大，因此道路越暢通阻礙系數越小，反之阻礙系數越大。公式為

式中：λγ為道路寬度阻礙系數值；為服務人口與街道寬度之間的關系式，隨著人口的增加道路承載力下降，阻礙系數增加，隨著道路寬度的增加承載力上升，阻礙系數降低。P 為現狀街道容納人口的數量；Lij為連接交叉口i 到j 的道路長度；Wij為連接交叉口i 到j的道路寬度；Mij為連接交叉口i 點到交口j 點的道路權重值，用于解釋連接交叉口i 點到交叉口j 點的道路到達防災避險綠地的綜合實力；Dij為連接交叉口i 點到j 點的道路與最鄰近防災避險綠地邊界的距離。

4 結論與不足

4.1 結論

通過道路長度、道路寬度、道路坡度3 個因子的模型建立，分析不同影響因子之間的關系。由于各個影響因子之間相互獨立且互不影響，因此由3 個影響因子相加得出防災避險綠地可達性的阻礙系數公式

4.2 不足

本研究區選取防災避險綠地為面積大于2000 m2的公園、綠地、廣場，排除了面積較小的綠地廣場和學校操場，研究結果可能會低估長寧縣中心城區防災避險綠地的可達性阻礙系數。另外，為降低防災避險綠地可達性阻礙系數，規劃過程中采取的方法僅為新增防災避險綠地或連接斷頭路，由于中心城區的路網格局和城市形態基本定型，因此不考慮拓寬道路或降低坡度。