基于城乡规划理论的城市安全性评价指标体系研究—王新泉

    王新泉：有一些想法跟大家做一些交流，我们这个课题是土木建筑学会进行一次学术活动的时候，多行业的几个人员在一起，有搞城市规划的、搞建筑学的，做安全工程的、做减灾的几个学科在一起碰撞出了这么一个问题。所以我今天就用河南省土木建筑学会的名义来说这个问题，由于研究在初步阶段，暂时以中小城市为例说明这个问题，我们认为城市的安全性主要考虑几点，一个它抵御各种灾害侵袭的能力，应对灾难性突发事件的能力，更重要的是灾后恢复能力。我们说任何一种灾难、任何一种灾害，特别是巨灾，往往是预防它，它防不胜防的时候，灾害发生了，这时候我们第二个措施应急救援，把灾害的危害程度控制住。如果说灾害的程度我们控制不住，这样现有应急措施应急能力没有办法实现，那么能不能进行迅速的灾后恢复，这也是一种应灾能力，这个问题古今中外都是一个很重要的带有战略性的问题，也是城市发展当中一个重要的组成部分。这个问题受到各界人士的关注，包括各个方面各个学科领域的学者。刚才我们专家介绍都站在自己的专业角度从不同的视角来做研究，一个或者几个城市安全方面问题，都取得了可喜的成果，但是如何从城市规划的视角，从定量评判一个城市安全性问题现在没有全面公开的报道。

我们提出这个问题就是想怎么样衡量一个城市的安全性，或者说我们如何把它定量表达的话，就是它的安全度。城市的规划我们可能是要做各种方案，这些方案我们怎么样来对它进行比较，哪个方案优，哪个方案差，这个方案比那个方案好在哪儿。总体来看而不是就某一个问题来探讨，这就有一个评判指标或者评判的依据问题。有了这么个评判指标，我们想解决两方面的问题，一方面是为城市管理者，实际上就是为政府部门，这个城市如果从安全性来考虑它的薄弱环节在哪里，今年资金应该投入什么方向？火灾重要，加强消防设施，那么暴雨、内涝呢？还有就是规划的比较，我们想通过这么一个指标体系的研究，我们想给城市管理者规划比较提供一些依据，这也是我们这个课题研究的初步目标. 

    郭汝：刚才王教授介绍了，我们课题组对城市防灾减灾和城市安全性研究是综合的多方面的，城市规划与设计现在已经单列，叫城乡规划学，2008年1月1号开始实施《城乡规划法》把防灾规划作为城市规划强制性内容。今年北京的一场大雨，还有我们其他一些城市排涝都有问题，防灾规划给我们生活带来很重要的影响。下面我们看几个例子，这是某个化工厂受到火灾侵袭产生的影响，四川某小城镇受到洪水侵袭之后的泥石流，汶川地震时间过去不长，给我们的生活带来很大的影响。我们对城市安全怎么评价，哪个城市是安全的，我们怎么利用好手里的资金，政府管理者如何保证市民人身安全不受到侵害，我们的课题现在正在开展，我们主要采用四个方法相结合的方式，第一是贡献收集和实地调研相结合，我们保证拿到当地研究的一手数据。第二定量研究与定型研究相结合，以往绝大多数研究都是以定性研究为主展开的，对我们规划建筑学来说重要的难题是定量方面，综合评价一个城市用定量的评价为主要方法。第三宏观分析语微观分析相结合，作为城市来说从宏观一二三级指标关注城市安全性，同时还有微观分析。第四系统分析法，目前城市面临灾害侵袭的危害，将来公共政策制定，公共设施基础设施城市整体防灾系统规划，这是一个大系统要整合在一块儿。

    我们首先运用城乡规划理论，架构城市安全性评价指标体系  ，应用PNN神经网络方法处理关键性研究问题构建了城市安全性评价指标体系。PNN概率神经网络是基于概率统计思想和分类规则构成的分类神经网络，具有良好的分类模式识别能力得到广泛应用，PNN网络与反向视频传播网络应用广泛，相比优缺点，网络计算原理简单，收敛速度快。模式识别与分类能力比BP网络强，结果总收敛于Bayes优化分解稳定性好，PNN网络具有一定的抗噪性能，可以包容一定的错误样本。

    指标体系架构，城市安全评价指标体系由四个一级指标、23个二级指标和95个三级指标构成。一级指标有灾害风险形势分析，我们知道国家有几个容易发生地震的带，在这方面每个城市所面临的情况是不一样的；第二是城市总体防灾空间布局，第三城市公共设施和基础设施的防灾布局；这是城市公共服务设施、基础设施，涵盖了城市生命线基础，积水、排水电力电线这些方面的布局。第四公共安全政策，有时候我们开展的消防知识普及、消防教育，公共安全政策制定组织相关教育包括教育效果如何。每项一级指标下又有一些二级指标的考核，比如说以灾害形势风险分析，下面包含5个二级指标，第一是城市灾害概况与特征分析，里面又包含了三个三级指标，灾害种类、灾害程度划分和历史重大灾害事件描述。第二个二级指标是城市现状用地安全与适宜性评价，又细分为5个三级指标。第三个二指标是城市综合防灾设施及能力评估，这里有9个三级指标。第四个二级指标是城市灾害风险空间分布特征分析，里面包含3个三级指标。第五个二级指标是对未来潜在灾害损失进行预测，之后也是分了四个三级指标。这个指标是花了很多时间，借鉴了前人的成果，有些不足的我们进行了完善。

    把我们的阶段研究成果给大家做初步的介绍，我们研究目前正在开展当中，有了部分成果，创新点有几方面，第一方面是从城市规划视角评价城市整体安全性，多视点同时切入，定量研究与体系研究；比如北京市、上海市、深圳、广州到底哪个城市好？我们拿数据说话，就大大增强了科学性。以往的研究往往仅着眼于个体城市，我们准备把城市分类，还有是靠大城市特大城市近的中小城市，还有是相对偏远的等等分类方法。城市安全性评价体系能够系统全面地描述诚实的安全性，具有可操作性，可用来评判城市规划的安全性，为城市管理者评判城市规划设计的优劣提供了理论依据和集体操作方法。我们知道北京最近的城市规划提出了宜居概念，也提出了防灾减灾的内容，城市住起来不安全，绿化再好空气再清新也谈不上宜居。

    我们目前认识到规划也存在一定的局限性，目前以中小城市为例，未来扩展到大城市及特大城市，比较中小城市与大城市特大城市差异性，进一步丰富完善指标。对于不同城市类型进行分类详细研究。指标体系刚才大家看到还是三级指标体系，未来将拓展到四级、五级指标体系，更进一步增强研究结论的可信性。

    黄世敏：咱们综合评价体系有不同的权重值，不同灾种，但是对不同城市某些灾种概率会不相同，比方说地震重点建设防御区，可能地震风险比较大，沿海地区可能有风灾，我们有很多评价权数，这个有没有针对性，跟所处地域灾种是固定的还是可调整的。

    王新泉：我们在PPT里面没有说明这个问题，我们提出这个东西是提出了概念性的研究，是一个学术思路。你的问题是某一项评价，比如我列了五个指标体系，某个地区根本就没有地震，这怎么评价？缺项问题，五个指标内缺了一项、两项，这个灾害危害程度这一项是存在的，但是下面的子项有五个，五个当中可能缺了两个，我们通过数学处理的办法，比如说灾害危险程度我们给了十分，缺了两项，我们把这两项去掉，三项为十分，不会影响这一项总体得分。类比一下，刚刚从7月1号开始公布实施的《建筑工程安全检查标准》，这里面就有一个安全检查缺项的问题，比如说我盖了一个两层的小楼，根本没有脚手架，你来检查这一项缺项了，你给我零分，这一项我亏了，我们有一个数学上的处理办法，我们也是按照这个思路来的。

    黄世敏：比方说抗震设防区有6度区、9度区，这不存在缺项的问题，这评价指标会不会有所体现？

    王新泉：会有所体现，这就是刚才说我们现在提了三级指标体系，以后要扩展到四级、五级指标体系，现在小荷才露尖尖角。

    李引擎：这个是一个非常大的系统，这包含了城市的方方面面，作为研究可以，但是到实用上有非常大的障碍和过程，有关部门曾经做过研究，而且想弄一个地方城市消防系统安全评估，后来没做下去，原因可能会出现各城市差异太大。对于这个体系来说，一个是到底要弄多少数据点，另外比如说防火，只讲一个尚且还能定量化，当成是多灾种在一起，各灾种之间的关系是什么。另外就是数据的取得，比如我们评价一个建筑单一的防火还容易，当讲到很多城市数据取得是没法儿取得，有某一个数据点可能就是很大的量。消防是指一栋建筑消防还是整个城市消防，各个数据之间是怎么样的平衡？我建议将来可以测算，权重在里边会起到非常重要的作用，这个东西要做下去，如果在做的时候能够再分出几个不同灾种来，每一个先评，再把灾种汇在一起再评可能会更好。

    王新泉：这是一个很难的问题，也是一个很大的系统工程，我们往往说大巨复杂，但是我们讲我们总不能在这里糊里糊涂的，这个问题好，怎么好？可能这一方面的好掩盖了其他方面的劣，所以我们总是希望能够接近于真实的不完全是真实的，透过这个黑箱让我们看见一丝光明，看见一丝脉络，究竟这个线是什么。就像看《红楼梦》一样，不能看透，看透就活不成了。我们这个课题可能再过几年我们把它也不会弄成一个白箱，顶多变成一个灰箱，这就阿弥陀佛了，这是我们的希望。我们提出这个东西能够给大家一个思路，做城市规划考虑问题的时候应该站在系统观点高度上俯视整个问题，不要偏废一方。

    刚才说到概率神经网络的办法，我们希望它帮助我们解决一些问题，它有一定的容错功能，错误信息进去以后它能判别出来，靠的离散度。更重要的我们希望通过，比如输入第一个城市可能权重不合理，输入第二个城市，它通过对第一个城市学习比较逐步进化，所以我们逐步通过他学习样本数的增多，它的神经网络就能够自动判别的能力更多，逐步趋向于合理。所以如果只有一个相比不准备，通过一个又一个，多个以后可能接近某一个规律了，这个规律还是不准，但是八九不离十。我现在给你的尺子八寸，不是一尺，但是大家都用这个八寸的尺子一量都是八寸，所以我们取得一个相对的数据，相对白话，不再是那么稀里糊涂了，这个比那个强一点，强多少？虽然我现在拿八寸的尺子来量，这是一把标准尺子，这就是我们总体的思路。