左林陽(yáng) 李培劍 鄭飛揚(yáng)

(1.昆明理工大學(xué)建筑工程學(xué)院 昆明 650500； 2.云南省消防救援總隊(duì) 昆明 650500)

0 引言

火災(zāi)過(guò)程中，消防撲救是阻止火災(zāi)蔓延的一個(gè)關(guān)鍵因素，不同消防救援力量的介入時(shí)間決定火場(chǎng)情況及火災(zāi)規(guī)模的大小，直接影響消防隊(duì)滅火作戰(zhàn)策略。因此，消防及時(shí)救援是減少火災(zāi)損失、成功撲救火災(zāi)的關(guān)鍵。目前，各國(guó)規(guī)范中均規(guī)定了對(duì)消防隊(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求，如英國(guó)、美國(guó)為5 min，日本為4 min[1]，我國(guó)規(guī)范[2]要求原則上消防隊(duì)到達(dá)轄區(qū)邊緣的時(shí)間不超過(guò)5 min。但消防響應(yīng)過(guò)程中消防行車(chē)時(shí)間易受接警時(shí)道路、天氣等因素的影響[3]，具有不確定性，導(dǎo)致很多情況下消防隊(duì)難以實(shí)現(xiàn)5 min抵達(dá)火場(chǎng)，對(duì)于歷史文化街區(qū)和傳統(tǒng)村落等古建筑群將喪失對(duì)早期火災(zāi)撲救的良好時(shí)機(jī)。

對(duì)于消防行車(chē)時(shí)間的相關(guān)研究均采用統(tǒng)計(jì)歷史出動(dòng)時(shí)間的方法。周志軍等[4]分析了我國(guó)100多個(gè)城市消防救援到場(chǎng)數(shù)據(jù)，指出多數(shù)城市未達(dá)到要求；徐曉玲[5]分析了2009年我國(guó)多省47例火災(zāi)出動(dòng)數(shù)據(jù)，得到消防行車(chē)時(shí)間在6 min內(nèi)的概率僅有28%；彭晨等[6]通過(guò)對(duì)日本全國(guó)4 4505條和中國(guó)某市14 391條消防第一出動(dòng)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)分析，指出出動(dòng)時(shí)間受城市消防站布局、城市道路交通狀況等因素的影響不能完全達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。上述研究均指出我國(guó)部分消防出警時(shí)間仍不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，然而對(duì)于特定對(duì)象，上述研究受限于歷史數(shù)據(jù)，均存在時(shí)間樣本不足的情況。為解決不同區(qū)域古村鎮(zhèn)的消防隊(duì)滅火救援行車(chē)時(shí)間問(wèn)題，本文以位于城市中心區(qū)域和遠(yuǎn)郊區(qū)兩個(gè)古建筑群為研究對(duì)象，采用基于電子地圖模擬導(dǎo)航統(tǒng)計(jì)消防行車(chē)時(shí)間的方法，獲得不同區(qū)域消防行車(chē)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)特征，并研究影響消防行車(chē)時(shí)間的相關(guān)因素。

1 研究對(duì)象和方法

1.1 片區(qū)和消防站選取

本文選取兩個(gè)古建筑群為對(duì)象，分別是位于麗江的忠信村和昆明的正義坊，研究最近消防站到建筑群的消防行車(chē)時(shí)間。忠信村地處麗江壩子西山腳下的遠(yuǎn)郊區(qū)，人、車(chē)流量小，保留了納西族青衣色彩的建筑風(fēng)格，入選中國(guó)傳統(tǒng)村落名錄；正義坊地處市中心黃金商圈，人、車(chē)流量大，建筑多為磚木結(jié)構(gòu)。兩地最近的消防站分別為麗江束河消防站和昆明寶善街中隊(duì)。束河消防站至忠信村的行車(chē)路線有兩條，行車(chē)距離分別為3.6 km和4.8 km，見(jiàn)圖1。寶善街中隊(duì)至正義坊的路線也有兩條，行車(chē)距離分別為1.9 km和2.5 km，見(jiàn)圖2。

圖1 忠信村消防車(chē)行車(chē)路線

圖2 正義坊消防車(chē)行車(chē)路線

1.2 行車(chē)時(shí)間分析方法

針對(duì)古建筑群火災(zāi)救援出動(dòng)時(shí)間歷史數(shù)據(jù)較少的問(wèn)題，采用電子地圖模擬導(dǎo)航的方法研究消防行車(chē)時(shí)間?，F(xiàn)代電子地圖軟件如百度地圖TM，高德地圖TM等是基于大數(shù)據(jù)，且有大量基數(shù)的用戶實(shí)時(shí)在后臺(tái)上傳路況信息，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)交通路況、施工、紅綠燈等信息結(jié)合歷史實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)模擬預(yù)測(cè)路線、路況和用時(shí)。在電子地圖軟件上預(yù)設(shè)消防隊(duì)和研究對(duì)象為起點(diǎn)和終點(diǎn)，出行方式選擇駕車(chē)，路線模式選擇耗時(shí)最短，則軟件顯示預(yù)測(cè)用時(shí)即為模擬的消防行車(chē)時(shí)間。在電子地圖模擬導(dǎo)航基礎(chǔ)上，編制程序?qū)崟r(shí)抓取記錄電子地圖的預(yù)測(cè)時(shí)間，設(shè)置程序刷新、記錄地圖預(yù)測(cè)用時(shí)的頻率為10 min/次，24 h不間斷統(tǒng)計(jì)30 d，最終每個(gè)建筑群統(tǒng)計(jì)得到30×24×6=4 320個(gè)消防行車(chē)時(shí)間的數(shù)據(jù)。對(duì)行車(chē)時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到各時(shí)刻的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、差異系數(shù)，并統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的概率分布特征。

2 消防行車(chē)時(shí)間統(tǒng)計(jì)特征

2.1 平均行車(chē)時(shí)間變化規(guī)律

30 d內(nèi)不同時(shí)刻行車(chē)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖3和圖4所示，圖中橫坐標(biāo)為一天當(dāng)中的各個(gè)時(shí)刻，縱坐標(biāo)為該時(shí)刻的行車(chē)時(shí)間。不同時(shí)刻行車(chē)時(shí)間的均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)見(jiàn)表1所示。不難發(fā)現(xiàn)，位于遠(yuǎn)郊區(qū)的忠信村的行車(chē)時(shí)間在所有時(shí)段內(nèi)，均值的變化范圍在4.1～4.4 min之間，變異系數(shù)在0.06～0.11之間變化，行車(chē)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)特性隨時(shí)刻的變化不大；而位于城中心的正義坊，均值的變化范圍在6.9～15.4 min之間，變異系數(shù)在0.15～0.24之間，具有較大的離散性，而且其統(tǒng)計(jì)特征明顯依賴于一天當(dāng)中的不同時(shí)刻，具有顯著的時(shí)變性。

圖3 忠信村消防行車(chē)平均時(shí)間

圖4 正義坊消防行車(chē)平均時(shí)間

2.2 各時(shí)段行車(chē)時(shí)間概率特征

2.2.1 遠(yuǎn)郊區(qū)

遠(yuǎn)郊區(qū)消防行車(chē)時(shí)間全天各時(shí)刻數(shù)據(jù)變化很小，均值4.23 min，變異系數(shù)0.10。對(duì)遠(yuǎn)郊區(qū)的4 320個(gè)消防行車(chē)時(shí)間進(jìn)行單樣本K-S檢驗(yàn)，結(jié)果服從均勻分布。

2.2.2 城市中心區(qū)域

根據(jù)圖4及表1，結(jié)合市民作息出行時(shí)間，可將城市中心區(qū)域全天分為23時(shí)至次日7時(shí)、8時(shí)至13時(shí)、14時(shí)至22時(shí)3個(gè)時(shí)段來(lái)分析城市中心行車(chē)時(shí)間的特征規(guī)律。

表1 消防行車(chē)時(shí)間參數(shù)

對(duì)正義坊各時(shí)段行車(chē)時(shí)間的累計(jì)頻率分布擬合見(jiàn)圖5，可以看出3個(gè)時(shí)段的行車(chē)時(shí)間分布特征均服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。下式為對(duì)數(shù)正態(tài)分布概率密度函數(shù)：

圖5 各時(shí)段累計(jì)頻率概率分布擬合曲線

式中，t為行車(chē)時(shí)間，μ、σ為對(duì)數(shù)正態(tài)分布的分布參數(shù)，各時(shí)段擬合參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 正義坊行車(chē)時(shí)間分布擬合參數(shù) min

2.3 其他因素影響

統(tǒng)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)城市中心區(qū)域2019年8月17日、18日兩天行車(chē)時(shí)間出現(xiàn)較大波動(dòng)，查詢歷史天氣可知，這兩日昆明市區(qū)連降大雨，將兩日行車(chē)時(shí)間與平均時(shí)間對(duì)比得圖6，可看出17、18日在上述的后兩個(gè)時(shí)段(8時(shí)至13時(shí)、14時(shí)至22時(shí))消防行車(chē)時(shí)間驟增。所以暴雨等惡劣天氣會(huì)導(dǎo)致城市中心區(qū)域消防行車(chē)時(shí)間大幅增加。而麗江市8月16日、18日兩天同為暴雨天氣。從對(duì)比圖7可知，行車(chē)時(shí)間并沒(méi)有明顯差距，說(shuō)明遠(yuǎn)郊區(qū)消防行車(chē)時(shí)間基本不受天氣的影響。

圖6 雨天城市中心區(qū)域消防行車(chē)時(shí)間對(duì)比

圖7 雨天遠(yuǎn)郊區(qū)消防行車(chē)時(shí)間對(duì)比

3 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)城市中心區(qū)域和遠(yuǎn)郊區(qū)兩個(gè)古建筑群的30 d消防行車(chē)時(shí)間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用基于電子地圖模擬導(dǎo)航統(tǒng)計(jì)消防行車(chē)時(shí)間的方法，得到以下結(jié)論：

(1)城市中心區(qū)域消防行車(chē)時(shí)間統(tǒng)計(jì)特征具有顯著的時(shí)變性，在不同時(shí)段變異系數(shù)差距大，行車(chē)時(shí)間波動(dòng)明顯；遠(yuǎn)郊區(qū)消防行車(chē)時(shí)間統(tǒng)計(jì)特征則時(shí)變性不明顯，全天變異系數(shù)相近，行車(chē)時(shí)間較為穩(wěn)定。

(2)城市中心區(qū)域消防行車(chē)時(shí)間全天可分為3個(gè)時(shí)段(23時(shí)至次日7時(shí)、8時(shí)至13時(shí)、14時(shí)至22時(shí))，3個(gè)時(shí)段分布特征均服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布；而遠(yuǎn)郊區(qū)全天消防行車(chē)時(shí)間分布特征服從均勻分布。

(3)城市中心區(qū)域消防行車(chē)時(shí)間受天氣影響很大，暴雨天氣會(huì)使消防行車(chē)時(shí)間大幅增加；遠(yuǎn)郊區(qū)則基本不受影響。

(4)電子地圖導(dǎo)航模擬方法可用于預(yù)測(cè)不同區(qū)域、不同時(shí)段的消防行車(chē)時(shí)間，能夠?yàn)橄勒静季旨跋谰仍鼍呗蕴峁﹨⒖肌?/p>