城市大型地下空间安全管理系统效能评估方法研究*

尹柯

南京森林警察学院 江苏 南京 210000

前言

随着城市人口的迅速增长，城市拥堵越来越严重。近年来，我国城市的发展方向开始转向发展地下空间，将能转入或宜转入地下的城市功能空间转入地下。我国城市公共地下空间的分布呈现出了集中在城市中心广场、火车站前广场、主要街道交叉口的特点。在充分利用地铁、地下道路、地下商业、地下交通枢纽等地下空间相关功能的同时，城市大型地下空间的安全问题已经成为人们关注的重大问题[1]。

随着我国的城市大型地下空间的规模的逐渐增大，研究安全管理系统的科研团体在不断地增多。国内在这方面的研究也取得了一些成果，但是还是局限在笼统的安防系统的构想和设计方面，缺少不同环境下的针对性，因而只能用一些笼统的概念化标准和要求分析和设计安全系统。国内学者潘科，王洪德[2]研究监控地铁事故的安全系统的效能评估问题，提出一种多级可拓的评价方法对指标数据进行评估；任星辰、徐田坤等[3]基于北京地铁营运网为例子，对保护北京地铁专用的750V牵引供电机组的安全系统的效能评估问题进行研究；杜治国，赵兴涛[4]通过研究美国国家能源部设计的Adversary Sequence Diagram模型和美国圣地亚哥国家实验室设计的入侵路线拦截评估模型EASI(Estimate of Adversary Sequence Interruption)，建立了一种入侵点系统分析模型。美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)将分布式计算、图像处理、空间几何等技术用于对安全系统效能评估研究中，提出一种称作CSG模型[5]。它主要采用计算机辅助设计的方法建立区域上安全系统防护的立体仿真模型，通过实际模拟对一个区域的安全系统的防护做细致的分析；Sendi.A.S.和Jabbarifar.M.[6]为了降低效能评估指标打分过程中人为主观因素的影响，提出一种基于模糊专家模型的安全防范系统效能评估方案，受到广泛关注。

1 地下空间安全管理现状及解决方案

由于地下空间在地理位置上具有封闭性和隐蔽性的特点，其安全事故不管从发生次数，还是从死亡人数及经济损失方面，都大大高于地面建筑和高层建筑。因此，在开发城市大型地下空间的建设过程中，既要考虑到面临火灾、恐怖袭击、运营事故等人为灾害的可能性，又要考虑地震、雨洪、风暴等自然灾害的侵袭。虽然地下空间与地面空间本质上有着诸多的相似性，但是地下空间的特点又构成了其更为复杂内部防灾问题，使得安全性控制更为复杂和困难。

为了有效降低城市大型地下空间的安全隐患，减少灾害造成的损失，城市地下公共空间必须配备具有风险探测与安全保障功能的安全管理系统。安全管理系统不仅可以在灾害发生前起到预警作用，而且可以在灾害发生的过程中通过采集到的信息分析出灾害发生的趋势和危害程度，最大程度的减少和降低灾害对地下公共空间内人员与建筑造成的损害。

目前，国内外对安全管理系统的评估体系研究，可以归纳为以下两个特点：①以某个节点为入口，进行仿真模型的研究。该类研究具有较强的针对性，但明显缺乏整体系统的把握，没有形成完整的评估体系。②研究的重点主要集中于安全管理体系的理论探讨和模型优化。由于安全管理系统以及其中的视频监控系统具有很强的针对性和复杂性，因此需要根据应用的领域和区域功能不同，分析并设定相应的评估指标。

由此可见，目前对安全管理系统的评价方法还不太全面，评价的结果也较为模糊，无法给出较为精确的评估数据。

根据上述问题，本文针对地下空间的特点提出如下评价方案：

图1 城市大型地下空间评价流程图

首先，本文通过对4～6个城市大型地下空间安全管理系统的分析，归纳大型地下空间安全管理系统的基本特点，分析这些安全管理系统的风险，总结大型地下空间安全管理系统中相似或类似的功能；与此同时，通过比较，分析不同研究目标中安全管理系统的风险差异性，寻求评估指标的适用性，具体过程如下。

1.1 建立相应的评估指标体系

根据城市大型地下空间中的特点，总结其与安全管理系统相关的规律，并以此建立相应的评估指标体系。目前对安全管理系统效能评估研究的范围较为笼统，缺乏针对性。安全管理系统在城市大型地下空间中应用的效能评估指标也需要有明确的针对性，需要分析该类型场所与安全管理系统应用结合的特点，建立具有较强针对性的评估指标体系。因此，首先需要选取具有典型特点的多处城市大型空间进行实地调研，同时结合内部行人，管理人员和专家三方面的意见对其中的安全管理系统进行风险分析，通过问卷调查、深入访谈和统计分析，探讨不同风险对安全防范系统的影响，分析效能评估体系。其次，由于大型地下空间的环境比较特殊，空气的湿度，温度，以及单位面积内人员密度也与通常地表环境中不同，为了指标体系的准确性，需要采集其安全系统在应对不同环境和状态下的运行参数，尝试找出其中具有规律性和代表性的指标结点。

1.2 构建分析模型

在运用云理论对安全管理系统节点的效能评估体系进行分析的基础上，建立分析模型。云理论是李德毅院士开创的理论，该理论把模糊性和随机性完全集成到一起，构成定性和定量相互间的映射。目前云模型被成功地用于人工智能、军事系统的效能评估中。因此云模型可以有效提高对安全管理系统效能评估的准确性。云理论的优势在于可以将定性的描述转换成定量的数据语言，这个特点正适用于安全管理系统节点效能评估的过程。需要构建一个云模型来解决评估过程中依然会存在评估结论定量化不足和定性语言和定性数值不能准确的相互转换的问题。

建立城市大型地下空间安全系统效能评估指标体系，应用云理论将针对该效能评估指标体系的定性描述转换为定量的数据信息，并构建基于云模型的效能评估模型验证该效能评估指标体系的有效性和准确性。如果对该效能评估体系的验证结果不理想，则返回至初始阶段重新建立效能评估指标体系。安全管理系统效能评估指标体系的建立可以对该系统的效能进行可靠的评估，确保大型地下空间安全管理系统在运行安全相关的功能时所具备的管理能力及其能力实施所达到的管理目标的实现程度。

1.3 模拟验证

在构建好评估模型并对建立的评估指标体系进行模拟分析后，通过模拟软件根据某个地下空间的内部结构搭建3D模型，模拟地下空间中突发事件发生后，地下空间中人员的疏散情况以及安全管理系统发挥作用的效果，验证安全管理系统效能评估指标体系的有效性。

2 结束语

本文根据城市大型地下空间中安全管理系统的效能，建立一个有效的评估体系，以云理论对城市大型地下空间中安全管理系统的有效性进行效能评估云模型研究，并以此设计了评估的思路及框架。该方法对城市大型地下空间的风险评估和灾害预防都有一定的经济和社会意义。