考虑消防联动与效益的消防站多目标选址方法

摘要

为提升城市消防应急能力、降低消防响应成本，针对消防站选址决策问题，在消防资源有限的前提下，同时考虑消防站均衡性和消防效益，利用消防责任区覆盖率和消防响应损失成本分别描述均衡性与消防效益，并考虑城市大型火灾事故处置的联动消防情景，构建消防站选址的多目标选址覆盖模型。通过经典的多目标优化算法 SPEA2 算法对模型进行求解，得到该多目标选址问题的Pareto最优解集，利用模糊集理论从Pareto最优解集中选取折中解。最后，以上海市外环以内市区为例，验证模型的可行性与有效性，为消防站科学选址提供决策依据。本文主要完成了以下几方面的研究工作： （1）结合消防现状，将多目标决策引入消防站选址覆盖模型，既考虑了消防资源分布均衡性与城市整体消防效益诉求，同时还针对中小型火灾与大型火灾对消防力量需求的差异提出了两种不同的消防情景，从而构建多目标选址模型的目标矩阵。 （2）针对城市消防需求的空间连续性与不确定性的特征，利用道路网进行消防划区，将消防区域划分成粒度合理的独立消防区块，实现连续空间的离散化。 （3）利用响应灾害损失成本评估消防效益，同时根据火灾演化曲线模拟火灾损失函数，针对消防需求点最大潜在灾害损失以及损失时间敏感度的不同，给出相应的响应损失成本函数，定量描述消防效益。 （4）基于 GIS 探究城市消防需求分布，得到消防需求点的平均消防需求与消防总需求，从而确定响应损失成本函数中对应需求点的最大潜在灾害损失以及损失时间敏感度。 （5）利用 SPEA2 算法进行模型求解，通过算例给出消防站的选址方案，并分别设立不考虑消防联动以及消防效益的两组对照实验，通过最终方案的比较，验证了模型的正确性与优越性。

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