区域灭火救援力量的最优布局分析

区域灭火救援力量的最优布局分析

蒋佩良

兰州市消防救援支队安宁大队 兰州市 730000

摘要：区域灭火救援力量的最优布局，对于保证区域灭火救援力量平衡，并以最快速度到达火灾事故现场，降低火灾事故损失有着非常重要的价值意义。在本文当中采取文献法、综合分析法，案例分析法等方法针对区域灭火救援力量的规划进行了分析，通过火灾风险，消防站救援最短路径等对消防站选址和消防站力量的安排上提出了一些建议，仅供参考。

关键词：区域灭火救援；布局；消防站；消防站力量

区域灭火救援力量的布局事关区域灭火救援需求，是保障区域安全的关键。合理地根据灭火救援需求来安排消防人员、消防车辆装备等力量是确保灭火救援行动顺利有效展开的重要基础。因此围绕灭火救援需求来安排灭火救援力量，实现灭火救援力量的最优A布局，意义重大。

区域火灾救援力量分布情况

现阶段，我国区域灭火救援力量的配置是按照国家和地区的相关标准进行规划的，一定程度上存在僵化的问题，而且规划方面存在较为明显的短板问题，导致无法满足五分钟消防的基本要求，因此基于某区的消防力量安排进行分析研究。

研究对象全区陆域面积351平方公里，常住人口32万，现有消防站点只有4个。此四个消防站点，按最不利火灾规划场景进行火灾风险评估，每个消防站点驻扎一个消防中队，根据最不利火灾规划场景划分，中队应当满足，在车辆装备，人员需求上能够至少保证80%的区域灭火救援需求。

结合区域实际，四个消防站点的最不利火灾规划场景，包括某大型商业综合体，某大型博物馆，某大型高级酒店以及某大型医院。其中大型商业综合体，为一类高层建筑，耐火等级一级，有两层地下室，建筑主体分7层，建筑高度45m，按防火分区看，该综合体最大防火分区为4000平方。大型博物馆，建筑高度74m，地上八层。地下室两层，属一类建筑，耐火等级一级，最大防火分区2000平方。大型高级酒店属一类建筑，耐火等级一级，建筑高度98m，层数30层，其中主体层数28层，地下室2层，最大防火分区2000平方。大型医院为一类建筑，耐火一级，地上主体层数19层，地下2层地下室，建筑高67m，最大防火分区1800平方。

四个消防站点与四个最不利火灾场景之间的距离各有不同，四个消防站点以A、B、C、D级。A点至四个场景（按上文排序）的距离分别是，2km，4.3km，8km，10km，消防力量到达时间分别是7分钟，11分钟，17分钟以及20分钟。B点到四个场景的距离分别是7km，2.3km，7.3km，7km，到达时间分别是15分钟，8分钟，16分钟，15分钟。其余两个站点数据，总体上看四个站点到四个最不利火灾场景的距离最远达到12km，到达时间需要23分钟，最近的为2km，到达时间需要7分钟。整体上看，不满足五分钟消防需求。因此需要对区域消防力量布局进行优化。

区域灭火救援力量布局优化

（一）区域灭火救援力量布局分析

对该区域火灾风险状况进行等级划分，按照国内外经验，将区域消防状况划分为5个等级，5级最差，1级最好.进一步借鉴英国火灾救援力量布局的相关经验，将典型区域划分成四个等级风险区域，并按照风险等级和消防力量到场时间来对灭火救援力量布局进行优化。经过重新定量分析后，整个区域得分为2.4053，火灾风险等级一般。按照消防力量到达时间5分钟的要求，显然原有四个消防站的灭火救援力量达不到要求。采取画圆方法确定站点保护半径，可按R=(V×T)/H来进行计算，其中V和T分别表示消防车辆行驶速度和行驶时间，H表示道路曲折度系数，假设消防车辆行驶速度为30km/h，道路曲折度系数为1.5,到达现场时间为5分钟，那么可计算得到保护半径1.0km。而实际最短距离是2km，最短到达时间为7分钟，如果消防车辆按照此距离计算，消防车辆至少要保证60km/h以上的车速才能保证5分钟到达现场的要求，但道路是支干道，只能按40km/h。因此需要对其进行优化。

（二）优化布局的一般方法

首先，因为道路曲折程度不同，在确定最优布局时，还需要确定行车道路的拓扑网络，根据地图确定道路长宽，路口以及行车速度等，据此形成抽象地图，并将路口确定为地图上的节点，将道路作为地图上连线，由此构成拓扑网络。据此确定行车速度，表明危险源的位置，根据最短保护路径，使消防站点位于地图节点上，即路口位置。

其次，根据最短路径，确定路径矩阵，并由此确定消防站点的选址以及危险点之间的最短距离，假设I为危险点集合，J为消防站点候选集合，据此利用FLOYD来求取最短路径矩阵。

最后，在确定最短路径后，选择恰当节点作为消防站选址，但必须要保证消防站内的车辆准备可以迅速安全出动，且布置于责任区内适中的临街位置，保证消防站选址处在上风向，且具备200m的安全距离，并且消防站选址要与公共建筑间距50m以上。

优化布局的过程

根据前文分析，按照画圆方法，原有四个站点在布局上明显不足以保证灭火救援力量在5分钟内达到火灾现场，因此需要对消防站数量进行调整，并且根据实际道路交通网络，确定具体数量，以满足各风险区域的响应时间要求。考虑到本区域在经济发展定位，人口密度方面相对较为稳定，道路建设方面也比较成熟，因此，可保证消防车辆以理想的方式行驶，因而本文使用行车距离以及节点的危险系数成绩来表示消防站点优化目标，以控制目标函数达到最小值，目标函数式参考如下公式。

区域i在消防站j保护下的危险系数构成 ，即决策函数， 和 代表区域中心点位置坐标， ， 表示需要确定位置的消防站点坐标， 表示区域的危险性系数。

根据上述目标函数，以及优化计算要求，在规划的抽象地图上生成消防站点的位置节点，以及交通网络节点，交通网络节点主要以路口为主。

据此将位置节点和交通网络节点导入到相关软件中进行优化计算，新增3至4个消防站，以保证消防站按5分钟到场要求，覆盖全部区域。

根据本身存在的四个最不利火灾场景，其消防流量需求即对消防车辆数量，功能以及人员数量的需求，按照规划看，区域消防救援力量需求举高消防车，中低压水罐消防车，泡沫消防车，抢险救援车等等，假设消防站点仅以这些装备为基础，不添加额外装备，并假设消防救援人员均满足任务要求。以大型商业综合体来论，在火灾场景中，一车出6枪，若全部为水枪，至少需要23辆消防车，134支水枪，若用水炮需要20门，出勤消防员需要355人。按全区域消防站全职员来算，平均每个站点需求55名消防员，其中搜救组6人，分2个组，通讯员1人，供水组3人，灭火组45人，分三组。

结束语

综上所述，根据本文分析，区域灭火救援力量的最优布局应当根据区域火灾风险进行评估，并根据评估结果来实现本地化的最优布局。从最短保护半径的视角出发，通过合理配置消防站点以及消防车辆装备和人员，可保证全区域的消防站有效覆盖，在保证最低限度消防装备和人员的基础上实现联动，保证快速响应。在区域经济发展规划以及道路、人口相对稳定的前提下，通过定量分析的方法可以保证灭火救援力量最优化的布局，便于后期政府对消防事业的合理投入。当然，笔者在灭火救援力量配置上经验相对不是很足，对一些问题的分析可能存在不足之处，因而在以后的学习和工作实践中会逐步完善。

参考文献

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