1、 引言

　　二十一世纪世界与时俱进，人们的生活水平也随之不断提升，社会在不断进步，城市化进程也在不断加快，城市的规模越来越大，导致城市人口急剧增加，高层建筑林立而起，使城市面临着严重的火灾风险，火灾事故频繁发生，造成的人员伤亡和财产损失不断增加，因此，城市火灾风险评估变得尤为重要。为此，笔者以哈尔滨市中心城区为研究对象，应用GIS空间分析的方法，建立以地理空间位置为基础的空间模型，在火灾风险评价模型上引入地理因素，对传统的火灾风险模型进行改进。将各种火灾影响因子考虑在在该模型中，同时将不同区域内各种火灾影响因子的性质与空间分布特征等相结合，计算出不同火灾影响因子对不同区域火灾风险的影响，利用GIS 叠加分析方法对各指标数据图层进行叠加，进而得到城市现状火灾风险等级图，使评价结果更直观的同时更具有可分析性的价值，以便为消防部门预防火灾隐患同时减少城市火灾事故的发生、并为规划部门的防灾减灾规划提供参考，

　　2、 研究背景

　　2.1我国城市火灾形势及消防安全问题

　　2.1.1城市火灾等级

　　根据生产安全事故(以下简称事故)造成的人员伤亡或者直接经济损失，事故一般分为以下等级：

　　(一)特别重大事故，是指造成30人以上死亡，或者100人以上重伤(包括急性工业中毒，下同)，或者1亿元以上直接经济损失的事故;

　　(二)重大事故，是指造成10人以上30人以下死亡，或者50人以上100人以下重伤，或者5000万元以上1亿元以下直接经济损失的事故;

　　(三)较大事故，是指造成3人以上10人以下死亡，或者10人以上50人以下重伤，或者1000万元以上5000万元以下直接经济损失的事故;

　　(四)一般事故，是指造成3人以下死亡，或者10人以下重伤，或者1000万元以下直接经济损失的事故。

　　2.1.2我国城市火灾形势

　　自新中国成立以来,尽管国家、各级地方政府及相关部门对城市消防规划十分重视,不断加强消防设施的建设,积极开展城市火灾防范研究工作, 中国消防事业已经取得了显著的进步，但随着中国经济的不断增长以及社会快速发展消防安全形势依然严峻，消防能力又相对薄弱,总体上仍处于火灾易发、多发期，消防安全基础建设滞后的问题仍很突出。据统计，2006年至2014年，全国共发生火灾140.53万起，死亡1520人，受伤8562人，直接财产损失144亿元，其中一次死亡10人以上的群死群伤火灾56起，造成682人死亡。

　　2.1.3我国火灾主要来源

　　根据公安消防机构对2000年一20014年调查的火灾情况分析,我国绝大多数火灾来源于主要是以下三个方面：

　　1、居民用电、近年来我国科学技术水平不断进步、经济不断快速发展，城市化脚步不断加快，大量新型家电及其他用电设施应运而生。在居民用电过程中，引发火灾事件屡屡发生。就目前情况而言，加大居民的防火意识及灭火训练成为当务之急。此类火灾的发生会引起单位面积内损失较为严重，好在波及范围相对较小，引起的人员伤亡及经济损失较为轻，但是此类火灾事故发生次数频繁。但是，可及时处理性较强，因此灭火训练显得尤为重要。

　　2、森林火险、我国地大物博，森林资源丰富，因其地理位置独特和气候的关系，存在大量的枯枝烂叶，再加上冬季气候十分干燥。一旦发生火灾，在大风的影响下，火灾蔓延速度极快，造成大量区域出现险情，且一旦发生在天气的影响下火势难以控制。灭火工作难度大，需要借助大型的机械工具和其他科技手段，同时火灾波及范围较大，造成的经济损失惨重。

　　3、商业和公共火灾、此类火灾发生的主要原因是操作人员防火意识不够、操作不当，用电过程中过于疏忽，以及有关部门监察力度不够，商业设施、公共设施等不符合要求，许多地方电器的电缆电线在超过使用年限后为减少成本仍然不按照相关规定不进行及时更换，顶风作业，此类事故一旦发生，危害十分严重，将直接对人的生命安全及财产安全造成严重的危害。

　　在火灾原因中,用火不慎、电气起火是引起火灾的主要原因。

　　2.1.4我国城市消防安全问题

　　民众火灾风险防范意识较弱,在城市消防建设方面缺乏战略管理,主要体现在以下几个方面

　　1、消防安全观念比较落后、风险意识淡薄、对城市火灾风险活动的认识不够，一些地方以及相关的管理部门防火意识严重缺乏，对消防工作表现消极，不仅监察力度不够，而且制度混乱不严谨，消防设施不健全、器材管理不妥善，常常都是应付了事。除此之外群众消防法制观念和消防安全意识不强。尤其是一些偏远的农村地区留守老人、儿童等弱势群体和一些进城务工的人员缺乏最基本的防火措施和灭火方法，对消防器材的使用方法更是知之甚少，同时也缺乏逃生自救常识;一些单位消防安全部门形同虚设，责任人、管理人和消防控制室人员、电(气)焊工等没有经过直接上岗，消防安全素质较低，有的甚至违法违规操作、冒险作业，导致火灾事故频频发生。据统计调查数据显示，近几年来在我国由人为因素引起的火灾达到80%。

　　2、一般大城市都达到了此标准现有的公安消防站点严重缺乏。 按照相关规定,应当是五分钟消防,险情一旦发生五分内消防车应该到达火场,同时根据国家标准规定相关规定,每个消防站的保护半径是五公里,有效责任区面积为一平方公里, 但实际情况远没有符合国家的规定，无法满足接警后5分钟到达责任区边缘的要求。《中国消防年鉴》统计数据显示,目前全国各地级城市开展了消防规划,尚有城市仍未编制规划。目前全国仍有167个市级地区仍未按照国家规定设立公安消防监督机构，292个县级地区没有专业消防力量，现有的消防监督机构大多是不符合国家最低人员配备标准;乡镇一级的地区几乎没有设立消防机构，失控漏管的现象也十分普遍，城市的公共消防设施消防站、消防供水、消防车通道等建设落后，农村公共消防设施更是存在严重的问题，所以险情一旦发生难以适应灭火救援的需要。

　　3、存在大量火灾隐患。随着中国经济和社会的快速发展，新材料、新技术、新工艺、新产品不断涌现，进入人们的生活，公共的娱乐场所、高层、超高层和地下建筑、石油化工企业的不断建设，大大增加了火灾风险，整治后反弹的问题仍然十分突出，导致不仅加大了火灾发生的概率与此同时增加了火灾的救援难度。

　　4、消防专业力量不足，消防工作难以发挥效能。我国现阶段消防力量主要由公安消防部队、企业事业单位专职消防队和义务消防队三部分组成，其中公安消防部队占主导力量，不仅担负着进行消防监督管理的重任还是扑救火灾、应付突发情况的主力军，但由于消防编制受限,消防经费不足，执勤警力不足,整体素质不高等问题消防法制建设明显落后于经济和社会发展,群众消防安全法制意识尚且有待进一步提高。

　　由此上问题的普遍存在我国城市火灾形势依然严峻,而城市消防问题又关系到国家与地区发展的大局,因此,无论从战略上看,还是从战术上看,城市消防工作都应当引起我们的高度重视。

　　2.2国内外研究现状分析

　　近年来城市火灾风险评估成为国内外学者关注的焦点。虽然国内外学者对城市火灾风险评估的研究早于我国，且有一定的成果，但是在评价时是以街道或者街坊作为评估单元，而忽略了空间变异性在单元内的影响。当前，国内外对 GIS用于风险区划研究较多，已有系统的理论和方法，但是在将GIS用于城市火灾风险规划实践方面的研究还较少。因而有必要将分析 GIS功能特点和城市火灾风险区划方法相结合应用于风险评估，建立基于GIS的城市火灾风险区划的应用模型，为城市防火建设及城市规划提供基础借鉴。目前，国内以城市区域作为评估对象应用GIS对空间因素进行全面、系统、实用的火灾风险评估工作还开展较少，以哈尔滨作为研究对象的研究更是寥寥无几，有许多理论问题和实践问题尚待解决。

　　3、 研究数据来源及研究方法

　　3.1数据的准备

　　1、哈尔滨市各地区的矢量数据，其中包含尚志，巴彦，庆安等地区，不在研究范围内，利用arcgis软件将研究范围外的区域删除。其他数据图层依次按照此方法处理，直到获得研究区范围的所需数据。

　　2、分析地图，将所有图层数据源地理坐标统一改成GCS_Beijing_1954。

　　3.2研究方法

　　1、文献法

　　为了探讨研究所涉及的相关问题,本论文回顾了国内外与城市消防规划、城市火灾风险评估、城市消防能力评估、规划支持系统等相关的文献,以及与之相关的城市规划、城市地理学、城市经济学、消防工程与管理等学科的文章,为下一步的研究奠定理论基础。

　　2、归纳及演绎法

　　对国内外期刊文献、相关研究成果和相关学位论文、综合、归纳、演绎,提取与本文研究内容相关的理论方法,方法框架,为后文实证研究提供指导。相关著述等进行分析、建立起本论文的研究

　　3、GIS空间分析方法

　　利用强大的数据管理和分析功能,实现对全文研究的技术支持,保证方法体系的科学性和权威性。在本文中,运用到的分析工具主要有缓冲区分析、密度分析、距离分析等。

　　4哈尔滨市中心城区市火灾风险综合评价

　　4.1城市火灾 2 级指标评估

　　4.1.1城市布局合理度评价

　　根据《哈尔滨市城市总体规划2007-2020》对哈尔滨市中心城区城市功能区划的划分，对哈尔滨市中心城区主城区各片区进行了合理度等级分级。人口密度、建筑物密度、城市水域、城市交通、等对火灾的风险评估有着很重要的影响。人口密度越大，人为因素越多，因此火灾发生的概率就越大，同时人口分布密集的地区建筑物密集，高层建筑也相对集中，因而发生火灾的概率也相应增大，高层建筑的救援难度也大;水系分布相对较少的区域火灾救护能力较差;区域交通网络密度最大，火灾救护能力较强，而城市交通网络密度小，区域的火灾救护能力相对较差。

　　4.1.2人口密度

　　图4-1 哈尔滨中心城区人口密度分布图

　　据相关资料统计，我国由人为因素引起的火灾达到80%左右。因此人口越多的地方发生火灾的概率越大。由图4-1可以看出，南岗区地处哈尔滨中心位置，是黑龙江省的教育大区、教育强区，经济发达总人口达到104.6万人，是哈尔滨市人口密度最大的区域，在该区域内火灾发生的概率也相应最大;其次是道外区、香坊区 ，松北区面积大人口相对较少，密度最小，发生火灾的概率最小。

　　4.1.3建筑物密度

　　图4-2 哈尔滨中心城区建筑物密度分布图

　　由图4-2以看出，居民小区、公司企业等集中分布在南岗区、香坊区、道外区等城市中心的区域，在该区域内建筑物密度最大，因而发生火灾的概率较大;除此之外，专家称高层建筑救火是国际性难题，在该区域内高层建筑也相对集中火灾一旦发生，大大增加了火灾救援难度。 而道里区平房区以及南岗区北部、松北区和道外区地区建筑密度相对较小。

　　4.2.4城市水域

　　图4-3 哈尔滨中心城区面状水系分布图

　　由图4-3可以看出，水系主要分布在道里区与松北区交界处以及道外区边界，其次是城市的东南部香坊区及平房区相比之下南岗区的水系分布较少。因此，水源相对较少的区域火灾救护能力较差。

　　4.1.5城市交通

　　图4-4 哈尔滨中心城区交通图

　　由图4-4可以看出，城市中心的区域交通网络密度最大，交通发达，一旦火灾发生利用交通便利的优势可以在短暂的时间内快速做出反应，所以火灾救护能力较强，而松北区的西北部交通网络密度相对最小，该区域的火灾救护能力相对较差。

　　4.1.6 重点防护单位

　　图4-5 哈尔滨中心城区重点防护单位分布图

　　根据中华人民共和国公安令第 61 号《机关团体、企业、事业单位消防安全管理规定》可知，重点防护单位包括医院学校、国家机关、电视台、邮政通信枢纽、车站码头机场、文物保护单位、发电厂、危险品单位等。由于上述单位发生火灾的概率较大，因一旦发生火灾造成的重大人身伤亡或财产损失比较严重而成为重点防护对象。由图4-5可以看出，南岗区、香坊区、道外区交界处等城市中心的区域点分布密集且集中表示所该区域内重点防护单位所占的数量就大，对于火灾的贡献值就越大。一旦发生火灾损失严重;在城区四周重点防护单位分布疏散，对于火灾的贡献值小，火灾发生造成的危害相对较轻。

　　4.1.7危险源

　　图4-6 哈尔滨中心城区交通网及危险源分布图

　　危险源主要包括加油站、供应站瓶库、天然气煤气等调压站、易燃易爆危险品的生产运输单位等具有较高的火灾爆炸危险性。哈尔滨市道里区、道外区、南岗区、香坊区、松北、平房区 6个区共有约 150座加油站，建成区内加油站共 110 座，由图4-6可以看出，加油站、天然气调压站等危险源大都沿主干道分布。主要集中在城市中心区域，道外区北部、松北区北部等边缘区域分布较少。根据相关规定加油站周边平均距离为30米，因此以30米距离为半径以危险源为圆心做缓冲分析结果如图所示，中心区域红色线所圈区域内缓冲区交叉明显，危险系数较高，边缘区域只有个别地方出现危险源交叉情况，相对于中心位置较安全。

　　4.1.8消防站

　　图4-7 哈尔滨中心城区消防站点分布图

　　由图4-7可以看出，从消防站的空间分布来看，在城区的中心位置，五个区域交界处消防站点分布较密集，而松北区北部、道外区北部和东部几乎没有消防站点分布，存在服务盲区。距离消防站愈近的区域，火灾救援能力就越强，且随着距离消防站越远救援能力逐渐降低。