城市复杂区域公共安全分析及评价研究

StudyonRiskAnalysisandPublicSafetyAssessmentInaComplicatedUrbanRegionDissertationSubmittedtoXi’anUniversityofScienceandTechnologyInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofEngineeringBy:LiDewenSafetyTechnologyandEngineeringSupervisedby:ProfessorChangXintanJune,2013西安科技大学学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了感谢。学位论文作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适应本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日论文题目：城市复杂区域公共安全分析及评价研究专业：安全技术及工程博士生：李德文（签名）指导教师：常心坦（签名）摘要随着全球城市化进程的加速，城市公共安全日渐突出，成为了公共安全管理研究的焦点和前沿。由于城市公共安全的极端复杂性，多年来的广泛研究在有效拓展对于公共安全的认知的同时，仍有许多重大课题尚待涉及。以西安火车站及其相连接的解放路商业圈区域为对象，分析城市复杂区域公共安全风险的评价与控制，力求加深对城市公共安全内在规律的认识，探索公共安全风险评价与控制研究成果的应用途径。提出宏观研究与微观研究相结合的城市复杂区域公共安全风险控制研究观点。采用作业危险性评价方法对火车站区域的安全状况进行调查统计及半定量的评价分析，得到该区域危险程度较高的区域为地下停车场及地下商场区域；采用全局调查和重点局部区域详细统计的方法对解放路商业圈区域火灾风险进行了调查统计，发现影响商业圈防火安全的重点区域为商场区、旅馆区、老旧社区及建筑工地，危险因素为安全疏散、火灾蔓延、消防扑救及消防安全管理，采用多级模糊综合评判法计算各重点区域的火灾风险等级，结果显示火灾风险最大的区域是商场区，最小的是建筑工地。提出以针对具体安全风险的定量分析为专家评判提供技术性支持的思路，通过模拟计算得到不同火灾和疏散条件下安全风险的定量数据。对火车站区域地下商场的局部模型进行火灾烟气及人员疏散模拟，结果表明在自动喷水灭火系统能有效启动，且防排烟系统的排烟量达到20000m3/h，补风量为排烟量的70%时人员能够安全疏散；在自动喷水灭火系统和机械排烟系统均有效的情况下，对华润万家超市货仓火灾进行了烟气流动及人员疏散的模拟，得出可用疏散时间为1200s，大于必需的疏散时间（400s），人员疏散安全的结果。以作业危险性评价结果为辅助分析火车站区域公共安全的影响因素，构建了包括36个指标的火车站区域公共安全评价指标体系，并以数值模拟结果为技术依据，采用层次分析法通过专家组评分的方式计算各指标的权重值及分值，完成火车站区域的公共安全风险评价，结果显示火车站区域系统分数为84.8，安全等级为B级。提出适用于城市复杂区域风险分析和隐患辨识的能流网络模型，并将该模型应用于火车站候车厅火灾场景，分析其损伤关系，给出包括消灭烟源、防烟垂壁、保持疏散秩序等具体的风险控制策略。将兵棋推演的思路和方法移植于城市公共安全重大事件应对策略分析之中，提出了定性与定量方法相结合的分析要点和分析流程。在此基础上，对于火车站及其周边商圈区域的风险预控及应急减灾措施提出了改进意见和建议。关键词：城市复杂区域；公共安全；数值模拟；能流模型；风险评价与控制研究类型：应用研究Subject：StudyonRiskAnalysisandPublicSafetyAssessmentinaComplicatedUrbanRegionSpecialty：SafetyTechnologyandEngineeringName：LiDewen(Signature)Instructor：ChangXintan(Signature)ABSTRACTWiththespeedingprocessofglobalurbanization,theissueofpublicsafetyincitieshasbeendrawingmoreandmoreattentionsandsetsforelandofresearchesinpublicsafetymanagement.Duetotheextremecomplexityofurbansafetyissues,extensiveeffortshavebeenputintorelevantresearchesinrecentyearsandefficientlyenrichtheknowledgeinthisfield,whilemanyrelatingtopicsarestillneedtobeexplored.Beinganimportanttransportationhubinthecountry,Xi’anRailwayStationisthefrontdoorofXi’ancitywithmillionsoftravelerscomingandgoingeachyear,thusitssafetymanagementbecomesacriticalissue.Researchesonriskanalysisandpublicsafetyassessmentinacomplicatedurbanregion(Xi’anRailwayStationanditsambientregion)willbehelpfulforpeopletounderstandtheurbansafetyissuesaswellastoexpandapplicationsandpracticesbasedontheresearchachievements.Acombinedwayinstudyingpublicsafetyriskcontrolofcomplicatedurbanregionwithmicrocosmandmacrocosmisputforward.(1)Withtheinfluentialfactorsofpublicsafetymanagementintherailwaystationregionbeinganalyzed,themethodofJobRiskAnalysisisadoptedtosemi-quantitativelycalculatetherelevantjobrisksofthisregion,whichsetthebasefordesigningaproperindexsystemofriskassessment.Theresultsshowthattheundergroundparkingandundergroundcommercialareaarethehazardousareas.(2)InvestigationandstatisticsdataoffireriskareanalyzedinbusinessworldofJiefangroadregion.Theresultsshowthattheshoppingarea,hotelarea,oldcommunityandconstructionsitesarethemaindangerousareas,andthemajorfireriskfactorsaresafetyevacuation,firespread,firefightingandfiresafetymanagement.Themulti-levelfuzzycomprehensiveevaluationmethodisadoptedtoestimatethefireriskandtheresultsshowthatthemostdangerousareaisshoppingareaandthemostsafetyareaisconstructionsites.Anewwayoftechnicalsupportofexpertsinmakingproperjudgmentswithquantitativeanalysisofembodiedsafetyrisksisputforward.Thethoughtsofperformancefireprotectiondesignareadoptedfortheurbanpublicsafetyanalysis.Variousfirescenarioofcommercialareaintherailwaystationsquareisdesignedforfireandevacuationsimulation,withquantitativeresultsunderdifferentscenarioobtained,partiallybasedontheachievementsofquantitativeanalysis,significancesofallassessmentindexesaredeterminedthroughexpertinvestigationandjudgmentwithimprovedprecisionandconsistencyoftheconclusionremarksgivenbyexpertsbeingachieved,andtheweaklinksinthefireprotectionandevacuationsystemcanbemoreeasilyidentified.Basedonthespecialcircumstancesofpublicsafetyattheregion,threegroupsofindexesareemployed,includinginfrastructuresystem,routinemanagementofpublicsafetyandemergencymanagementofpublicsafety,tobuildtheriskassessmentindexsystemofpublicsafetyinthisarea.AHPisselectedasthemethodofdecisionmakingandcomprehensiveassessment.Relativeimportancebetweentheindexesisverified,andthejudgingmatrixofindeximportanceisestablished,thenAHPmethodisappliedtodeterminetheweightsoftheseindexesintheassessment.Takingthecharacteristicsandpatternofhistoricdevelopmentofthepublicsafetysituationintheregion,therationalityofindexweightsisverifiedandthekeyfactorsofriskmanagementofpublicsafetya