層次分析法在人口疏散地選取方面的應(yīng)用

1、層次分析法在人口疏散地選取方面的應(yīng)用摘要：人口疏散歷年來一直是城市建設(shè)的根底工作，也是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。為了研究疏散基地的選址問題，本文首先選擇了5個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立相應(yīng)的判斷矩陣。應(yīng)用層次分析法，通過定性分析和定量計(jì)算，研究了不同類別疏散地對(duì)于實(shí)際人口疏散過程中利用效率問題。此外，本文還改進(jìn)了判斷矩陣的構(gòu)造方法，在此根底之上得到的一致性結(jié)果更為理想。最后結(jié)合具體實(shí)例說明該方法在實(shí)際應(yīng)用中具有更為方便、實(shí)用的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：層次分析法人口疏散判斷矩陣中圖分類號(hào)：E91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X202101a-0131-03Abstract：Populationevacuation

2、hasbeenthebasicworkofurbanconstructionovertheyears，anditisalsoahugesystemengineering.Inordertostudythelocationofevacuationbase，thispaperfirstchoosesfiveevaluationindexes，thenestablishesthecorrespondingjudgmentmatrix.Bymeansofqualitativeanalysisandquantitativecalculation，thispaperstudiestheefficiency

3、ofdifferentcategoriesofevacuationintheactualevacuationprocess.Inaddition，theconstructionmethodofjudgmentmatrixisimproved，andtheconsistencyresultismoreideal.Finally，anexampleisgiventoillustratethatthemethodismoreconvenientandpracticalinpracticalapplication.KeyWords：AnalyticHierarchyProcess；Population

4、evacuation；Judgmentmatrix隨著人口的急劇增長，經(jīng)濟(jì)文化的飛速開展，城市人口越來越多，大型建筑物的數(shù)量越來越多，與此同時(shí)人口密集場所的突發(fā)事件所造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失加劇，因此人口密集場所的應(yīng)急疏散工作備受關(guān)注，調(diào)查分析說明，造成突出事件中人員傷害的重要原因就是疏散地的選取不合理。目前，已經(jīng)有不少學(xué)者對(duì)人口聚集地的選址問題進(jìn)行了研究。祝愷【1】對(duì)交通流疏散領(lǐng)域的Markov模型進(jìn)行了修正，并將其應(yīng)用于模擬化工園區(qū)內(nèi)人員疏散點(diǎn)的選擇。姚夢(mèng)佳【2】建立以總步行距離最短為主要目標(biāo)，穿越干路次數(shù)最少為次要目標(biāo)的雙目標(biāo)優(yōu)化選址模型，運(yùn)用遺傳算法求解得最正確避難點(diǎn)。王威等【3】利用

5、優(yōu)劣解距離方法進(jìn)行多準(zhǔn)那么決策，對(duì)可行方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，建立時(shí)間滿意覆蓋模型，用粒子群算法得到最優(yōu)解。付波飛【4】分析了山地城市網(wǎng)路的連通可靠度和單元概率重要度，并用MonteCarlo模擬法確定了山地城市抗震應(yīng)急救護(hù)中心的最正確選址位置。由于人口疏散基地的選址問題存在各種各樣的約束條件，本文從可能影響到人口疏散地選址的客觀因素出發(fā)，建立了疏散地選址模型，提出了基于層次分析法的指標(biāo)權(quán)重確定方法，通過科學(xué)客觀的方式說明這一方法在選址問題上具有實(shí)際可行性與便利性。1層次分析法的初步應(yīng)用層次分析法AnalyticHierarchyProcess，簡稱AHP法是由美國運(yùn)籌學(xué)家匹茨堡大學(xué)教授T.L.Sa

6、aty于20世紀(jì)70年代初首次提出的，這一方法將與決策有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)那么、方案等層次，并在此根底之上進(jìn)行定性和定量分析【5】。當(dāng)存在不止一個(gè)目標(biāo)和多個(gè)因素形成遞階結(jié)構(gòu)時(shí)，AHP法可以分析任何一層因素對(duì)上一層目標(biāo)的權(quán)重，最終得到對(duì)總目標(biāo)的權(quán)重。1.1人口疏散地的分類緊急人口疏散地建設(shè)的最根本要求是具有相應(yīng)的醫(yī)療救護(hù)和治安維護(hù)等功能。但是，由于疏散地的地理、自然、人文條件，區(qū)域的布局、產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)市場化程度都不盡相同，因此疏散地的選擇要注重配套設(shè)施的安排以及區(qū)域的可行性。人口疏散地的選擇一般會(huì)按照就地就近疏散的原那么。城市里的自然環(huán)境資源，例如公園、廣場、學(xué)校、體育館等公共設(shè)施。對(duì)這

7、些場所加以適當(dāng)改造，增加相應(yīng)的生活必備設(shè)施，就可以作為人口疏散避災(zāi)的基地。目前城市人口疏散地主要有三類：一是隨機(jī)人口疏散地，指的是突發(fā)事件情況下，能夠隨時(shí)使用，在短時(shí)間內(nèi)把人口安置到準(zhǔn)備地點(diǎn)，例如體育會(huì)場等；二是調(diào)整使用的疏散地，指的是政府對(duì)公共設(shè)施的使用功能進(jìn)行調(diào)整，為疏散人員提供臨時(shí)生活的地點(diǎn)，例如學(xué)校、防空洞等；三是征集使用的疏散地，指的是政府對(duì)大型建筑的征集使用，為疏散人員提供臨時(shí)生活的地點(diǎn)，例如招待所、賓館等。我們可以從以上地點(diǎn)，挑選出人口疏散地作為備選對(duì)象。1.2建立疏散地選址模型參照?人口疏散基地標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)?及?關(guān)于加強(qiáng)人口疏散體系建設(shè)的實(shí)施意見?青政發(fā)202140號(hào)的相關(guān)條例、

8、標(biāo)準(zhǔn)，我們選取了容納能力、通訊能力、衛(wèi)生條件、交通能力、后勤保障能力這5個(gè)方面的指標(biāo)，并將整個(gè)模型共分為三層：目標(biāo)層O、約束層C、方案層P。每一層都有假設(shè)干個(gè)元素，各層之間的關(guān)系用直線相連。具體的層次結(jié)構(gòu)表示如圖1所示。1.2.1構(gòu)造比照矩陣建立好層次分析結(jié)構(gòu)的模型后，將問題轉(zhuǎn)化為層次中各因素相對(duì)于上層因素相對(duì)重要性的排序問題。通過兩兩比較的方法，引入“1-9標(biāo)度法見表1來建立比照矩陣。假設(shè)要比較準(zhǔn)那么層的各個(gè)因素為。需要比較5個(gè)因素對(duì)于目標(biāo)O的重要性，建立成判斷較陣一致矩陣。比較全部結(jié)果得到判斷矩陣，這里。例如，本問題中比照矩陣的構(gòu)造如下：1.2.2一致性檢驗(yàn)Step1：計(jì)算一致矩陣的最大特

9、征根得到。Step2：計(jì)算一致性指標(biāo)。Step3：計(jì)算一致性比率，其中的值可以通過查找平均隨機(jī)一致性指標(biāo)值表獲得，見表2。Step4：一致性檢驗(yàn)。當(dāng)時(shí)，我們認(rèn)為矩陣的不一致性在允許范圍內(nèi)，是可以接受的；當(dāng)CR0.1時(shí)，應(yīng)該修改一致性矩陣直到能為我們所接受為止。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，這里，。說明一致性矩陣通過檢驗(yàn)，可以對(duì)權(quán)向量進(jìn)行計(jì)算。1.2.3計(jì)算權(quán)向量首先計(jì)算出向量，這是一致矩陣的特征向量。根據(jù)特征向量對(duì)其做歸一化處理得到，此時(shí)的可以看成是準(zhǔn)那么層之間各個(gè)元素對(duì)目標(biāo)層的權(quán)向量。在本文中，說明在影響選址的過程當(dāng)中，人口疏散基地的容納能力、通訊能力起了主要的作用，而衛(wèi)生條件對(duì)疏散基地的選擇影響不大。1.

10、2.4計(jì)算疏散基地的綜合評(píng)分與準(zhǔn)那么層對(duì)目標(biāo)層的判斷矩陣建立過程類似，第三層對(duì)第二層的判斷矩陣建立時(shí)，也應(yīng)該考慮是否通過一致性檢驗(yàn)這一問題?，F(xiàn)構(gòu)造三個(gè)判斷矩陣，分別為。并計(jì)算各自的最大特征向量與權(quán)向量，。得到方案層對(duì)準(zhǔn)那么層的各指標(biāo)值，為了方便說明，計(jì)算結(jié)果通過表格形式給出見表3。最終綜合評(píng)分可以由下述公式計(jì)算獲得：計(jì)算結(jié)果為，這說明在相同條件下，隨機(jī)人口疏散基地是首要考慮的對(duì)象，其次是征集使用的疏散地，最后為調(diào)整使用的疏散基地。因此，人口疏散地通常以城市近郊為主，主要選在市區(qū)內(nèi)地下防護(hù)工程以及地面便于防護(hù)的場所，例如露天廣場、公園、防空洞等。這些場所往往具有良好的交通、通信保障條件，便于城市

11、居民臨戰(zhàn)或者遇到重大災(zāi)害事故時(shí)可以平安快捷地轉(zhuǎn)移，就地就近疏散。1.3層次分析法的改進(jìn)“1-9標(biāo)度法雖然對(duì)定量分析提供了可行的思路，但對(duì)于“稍強(qiáng)“明顯強(qiáng)“絕對(duì)強(qiáng)等一些模糊性概念，評(píng)分者往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來打分，此外，每個(gè)人對(duì)于事物的認(rèn)知程度不盡相同，也會(huì)造成評(píng)分結(jié)果出現(xiàn)差異【6】。本文采用改進(jìn)的層次分析法，即將判斷矩陣中的由原來的定義改為，即用兩兩指標(biāo)的權(quán)重比代替原來的標(biāo)度。設(shè)用改進(jìn)后的層次分析法建立的判斷矩陣為，矩陣的最大特征根為，那么再次計(jì)算可以求得max，CRnew，說明改進(jìn)之后的層次分析法的判別矩陣一致性效果更好。同理，重復(fù)計(jì)算過程可以重新計(jì)算第三層對(duì)第二層的權(quán)重，從而計(jì)算出最終綜合評(píng)分。2

12、結(jié)論1層次分析法是對(duì)于定性問題進(jìn)行分析的一種簡便、靈活而又實(shí)用的多準(zhǔn)那么決策方法。2基于對(duì)不同人口疏散點(diǎn)特征的調(diào)研，建立5個(gè)不同方面組成的指標(biāo)體系，通過層次分析法及其改進(jìn)，確定不同因素對(duì)上一層目標(biāo)的權(quán)重。3本文研究結(jié)果顯示，人口疏散地通常以城市近郊為主，主要選在市區(qū)內(nèi)地下防護(hù)工程以及地面便于防護(hù)的場所。本文研究的人口疏散地選擇問題具有空間分布范圍廣、人員流動(dòng)性大、建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，我們很難獲取全面的、有代表性的、解釋性強(qiáng)的數(shù)據(jù)，所以相對(duì)于一般的定量方法而言，層次分析法所需要的數(shù)據(jù)主要來自于評(píng)價(jià)者對(duì)問題本質(zhì)的理解和認(rèn)識(shí)，可以解決我們數(shù)據(jù)收集不完備這一難點(diǎn)。在實(shí)際情況下，基地的選址還會(huì)受到某些不可控因素的影響例如突發(fā)事件的緊急程度。因此，我們還可以對(duì)模型進(jìn)行一定程度上的修改和擴(kuò)充，以進(jìn)一步滿足城市人口疏散的需求。參考文獻(xiàn)【1】祝愷.化工園區(qū)應(yīng)急疏散及避難所選址優(yōu)化研究D.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2021.【2】姚夢(mèng)佳.公交車輛應(yīng)急疏散集結(jié)點(diǎn)選址和路徑規(guī)劃模型D.東南大學(xué)，2021.【3】王威.城市避震疏散