一、成果簡介
本成果面向城市消防規劃，提出了一種面向規劃的區域火災風險評估技術，構建了一套基于火災風險的城市消防站布局評估與優化技術，并開發研制了相應的軟件工具平臺。
成果重點解決了區域火災風險評估模型構建、滅火救援力量響應標準制定、基于風險的城市消防站布局評估計算方法構建、基于風險的城市消防站布局優化數學建模和算法設計等技術難題。
成果為城市消防站布局評估與優化提供了全新的成套化的方法、技術與工具，可以量化分析城市區域火災風險水平，基于城市區域火災風險水平科學評估城市消防站布局的合理性和經濟性，發現消防站布局中存在的問題和薄弱環節，并提出消防站布局規劃優化的多種解決方案，為當地優化城市消防站布局、節約消防站建設成本投入、提高消防站布防效率發揮積極的作用，顯著提高我國城市消防站布局規劃與建設的科學性和有效性。
二、成果主要特點
本成果具體包括一種面向規劃的區域火災風險評估技術、一種基于火災風險的城市消防站布局評估技術和一種基于火災風險的城市消防站布局優化技術。
1、面向規劃的區域火災風險評估技術
（1）提出了一系列區域定義、劃分原則和依據，并給出了具體的區域劃分方法。
（2）從面向規劃出發，深入解析了區域火災風險影響因素，論證了構成區域火災風險評估指標體系各指標的抽取過程，進而構建完整的區域火災風險評估指標體系。
（3）給出了指標權重確定、指標分值賦值方法、區域火災風險計算方法和區域火災風險等級劃分依據。
2、基于火災風險的城市消防站布局評估方法
（1）制定了基于火災風險的滅火救援力量響應標準，規定了根據不同的火災風險等級匹配不同的滅火救援力量響應時間。
（2）提出了基于火災風險的城市消防站布局評估分析網絡，采用“事故簇”理念，確定了消防站請求點的確定方法。
（3）定義了消防站響應覆蓋率、消防站交叉響應覆蓋率和消防站平均響應時間三個消防站布局性能評估指標，建立了基于上述三個指標的城市消防站布局評估技術。
3、基于火災風險的城市消防布局優化方法
（1）構建了基于火災風險的城市消防站布局優化數學模型，優化目標敘述為：選取盡可能少的消防站數量，最大化覆蓋消防請求響應。約束條件主要有：可選設施點數量約束和請求點基于火災風險的消防響應時間約束。
（2）提出了實現城市消防站布局優化數學模型優化目標的兩步法求解策略，第一步建立集合覆蓋模型，得到為了滿足所有保護區域的需求而應該需要的最少消防站數量；第二步建立最大化覆蓋模型，通過布局已知數量的消防站使各消防站保護范圍最大化。
（3）針對上述求解策略，設計了模型求解數值算法，運算過程中，使用Hillsman進程編輯成本矩陣，使用啟發式算法求解，大幅度提高了算法的效率，較好解決了現實中大規模消防站布局優化的需求。
三、成果與國內外同類技術對比
技術參數 |
國內外同類研究 |
本項目成果 |
本項目成果的先進性 |
區域顆粒度 |
城市、區（鎮）等現有行政區劃 |
以街區為對象進行劃分，面積不大于0.5平方公里 |
領先 |
適用對象 |
既有建成區 |
建成區、規劃區均適用 |
領先 |
是否考慮風險 |
不考慮或定性分析為主 |
基于風險，量化風險與消防站布局結果的關系，建立基于風險的消防響應標準 |
領先 |
評估指標 |
響應時間作為單一指標 |
消防站響應覆蓋率、交叉響應覆蓋率和平均響應時間等三個指標 |
領先 |
適用規模 |
<50座 |
>100座 |
領先 |
計算速度 |
>5分鐘，或無法計算 |
1分鐘 |
領先 |
底層技術 |
數理分析 |
大數據、人工智能算法、GIS |
領先 |
應用場景 |
以學術研究、實驗室驗證為主 |
在全國10余座大、中、小城市進行應用 |
領先 |
四、成果應用場景
適用于各級城市建成區、規劃區火災風險評估、消防站布局現狀評估和消防站布局優化。
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轉載自：應急管理部上海消防研究所 (shfri.com.cn)
