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摘要：城市应急避难所空间配置问题一直以来都是灾害防治与城市安全领域关注的重点。本论文针对城市居民以最快速度，尽最大可能达到符合容纳要求的应急避难所这一问题，融合遥感影像数据，高精度人口分布资料，交通路网资料以及专家知识等数据，将智能体模型与多准则决策方法结合起来进行城市避难所的空间配置问题研究。

关键词：城市应急避难所;智能体模型;空间配置

引言

最近几年，世界各国城市出现了自然灾害与人为灾害"上升趋势。为避免城市居民生命财产受到损害，城市中设置应急避难所并给予及时公共安全保障具有重要意义。在各种科技减灾中，城市避难所的规划和建设是减少城市灾害风险的有效途径，也是确保城市居民人身和财产安全的重要途径。科学合理的城市避难所规划与建设，对于城市防灾有着十分重要的意义。

一.空间数据获取与处理

为了执行应急疏散模拟和避难所空间配置决策，需要准备3类空间数据：道路网络图层、备选避难所图层和人口分布图层。利用人口普查资料只能获得以人口统计单元为精度的人口分布数据。为了得到较高精度且能支持人员应急疏散仿真的人口分布数据，本研究中试图对各住宅建筑内人口数量进行估计。从现有的研究来看，虽然在精细尺度上有许多影响居住人口迁移的因素，但是在精细估算人口迁移过程中，建筑物的能力是主要评价因素称为。因此，通过遥感图像及实地调查得到住宅建筑图层，其中需包括建筑楼层信息等，此外还需研究区域人口普查数据及人口普查统计单元对应的行政区划等。假定某人口统计单元中（如某居委）有N幢住宅建筑。则其中n幢住宅建筑的居民数可由式（1）及（2）求得：

式子为： PB（n）为人口统计单元中n栋住宅建筑人口;PB（n，a）为人口统计单元中甲年龄段人口;A为划分年龄段人口;PS（a）为人口单元中甲年龄组人口;SB（i）为人口单元中乙年龄组人口;FB（i）为住宅建筑面积。与传统人口统计数据相比较，采用式（1），式（2），能够更精细地估计出研究区住宅建筑内各年龄阶段人口数量，为进一步实施合理应急疏散过程做铺垫。

二.应急疏散智能体模型模拟

（一）政府智能体不具有空间属性，但是具备一系列非空间性的属性和行为，对避难所智能体和居民智能体形成约束。其在城市疏散和避难所管理的法规设立上起到重要作用。政府智能体能够约束避难所的服务范围，即指定哪些居民将去往哪个避难所进行疏散避难。它还能对居民组织防灾避灾演练，在灾害发生时帮助和组织居民有序地离开住宅去往就近避难所。疏散过程结束后，政府智能体能够对疏散过程进行统计，形成的统计结果用来支持进一步的分析等。【1】。

（二）避难智能体首先要做的就是从空间数据模块给出的避难图层中选择避难地点，如地震，大火灾等灾难场景时，智能体会选择公园，大绿地以及广场等来放置居民，而对洪灾场景时，则会选择学校，图书馆以及文化中心等来选择避难地点，当突然出现小范围紧急事件时，则会选择事发周围绿地或者空地等来放置居民。避难所智能体之第二工作为根据道路网络及政府智能体所指定之避难服务职责范围（如不同行政级别之辖区范围），产生每一避难所之空间服务，同时记录此服务内所有住户之相关资讯，包含年龄及性别。这个智能体的第三任务就是对每一个避难所都要统计出在它管辖范围内，应该到这个地方去避难的住户人数和每一个住户到这个避难所的时间。

三.应急疏散模拟过程

在搭建好智能体模型之后即可进行疏散模拟过程。在本研究中，我们把连续时间变换成具有同样时间区间的离散时间，更进一步。例如，设定每进一步一个时间间隔是10s，某居民智能体转速是1.2米/秒，则每进一步一个时间，居民智能体就运动12米。按照时间更进一步，在进行模拟过程之后会产生对应于时间更进一步的模拟图层。每时更进一步，若当前时刻与住宅建筑内某居民智能体出楼时刻相等，则智能体离开其住宅前往避难所。与此同时，已行进于路上的居民智能体也会按照某种优化路径方法由住宅前往相应避难所中，按照公式（3）计算所得速度步行，而不断更新自身位置信息，若某居民已抵达避难所时，识别居民智能体状态为“已抵达”。自第t1时刻起，至第tN时刻止（指全部居民已抵达城市避难所），程序运行循环往复进行疏散避难模拟，最终得到进一步与时间相对应的第N层模拟疏散流程。

四.满足疏散避难需求的判定

智能体模拟所产生之结果以以下三种状况为判断准则：1.避难所容量无法满足住户避难需求之状况，2.住户前往就近避难所之撤离时间太长之状况，3.应急撤离时有大量民众长期拥挤于部分区段。

若评估结果没有出现以上三种情形，或问题程度仍处于可调整范围之内，将此次智能体疏散模拟所采用备选避难所位置确定为最终避难所位置，从而给出最终研究区域避难资源配置决策方案及建议。

五.多准则决策及权重敏感性分析本

利用AHP （Analytic Hierarchy Process）对避难所选址的影响因子进行多准则决策分析，并通过分析获得的选址适宜性专题图，形成选址方案，但AHP存在的一个缺点是该方法很难判定专家为AHP成对比较矩阵打分的不确定性和不精确性。AHP虽能将投入的判据按其重要性进行排序，但无法准确给出某一判据较另一判据重要多少，故判据权重往往成为最具争议性与不确定性的影响因素。为了解决这类问题，本研究采用Chen等人称为所提OAT（One-at-a-Time）法，按照准则相对重要度指标顺序变化AHP配对比较矩阵某一要素的数值，而无需改变其它要素的数值，然后根据灵敏度评估的结论对 AHP矩阵进行修改，形成最后的权值，并根据这些权值对各个指标的权重进行加权，形成适合度的专题图，同时考虑到高适应性区域土地利用现状，以及避难资源的分配决策，确定新避难所【2】。

结语

通过对智能体的模拟分析，可以为避难所的空间选址和有关的规划决策支持。本文提出了一种基于政府主体和庇护所主体的智能体结构，并利用两种智能主体之间的交互与推理来进行撤离过程的模拟;利用多标准决策法进行选址，对空间分布进行循环检验，以实现最后紧急情况下的空间布局。

参考文献

[1] 李翔. 基于GIS的地震应急避难场所布局分析与优化研究—以西安市主城区为例[D]. 西安建筑科技大学.

[2] 徐礼鹏， 刘启蒙， 孙娇娇. 基于GIS的安庆市应急避难场所空间布局特征分析与优化[J]. 测绘与空间地理信息， 2012， 35（2）：5.

作者简介：贾涵（1988-），女，南阳师范学院，硕士，讲师，研究方向为城市规划与设计;

校级科研青年项目（项目编号：2020QN026 ）

河南省科技攻关项目 （项目编号：222102320368 ）

校级科研青年项目（项目编号：2022QN017 ）