楊莉

（福州外語外貿(mào)學(xué)院，福建福州，350202）

我國應(yīng)急物資儲備區(qū)域劃分研究

楊莉

（福州外語外貿(mào)學(xué)院，福建福州，350202）

近年來頻發(fā)的突發(fā)性公共事件已經(jīng)成為嚴(yán)重影響社會發(fā)展的重要因素之一，而應(yīng)急管理中應(yīng)急物資的儲備問題直接關(guān)系到救援行動能否順利實(shí)施。依據(jù)一定的劃分原則和聚類方法確定我國應(yīng)急物資儲備劃分區(qū)域，有助于為其制定更為科學(xué)合理的優(yōu)化配置方案，加強(qiáng)和規(guī)范救災(zāi)物資儲備庫建設(shè)，充分發(fā)揮社會效益和投資效益，提升我國應(yīng)急物資救助保障能力。

應(yīng)急物資；區(qū)域劃分；聚類分析

與其他社會活動一樣，應(yīng)急物資儲備活動必須在一定的地理環(huán)境或者區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。中央級應(yīng)急物資儲備庫的職責(zé)是對全國范圍內(nèi)的救災(zāi)物資進(jìn)行宏觀調(diào)控和統(tǒng)籌調(diào)撥，承擔(dān)著區(qū)域輻射和查漏補(bǔ)缺的功能。因此，結(jié)合區(qū)域的地理位置、自然環(huán)境、生產(chǎn)要素、交通和通信條件以及其他社會條件等，對中央級應(yīng)急物資儲備庫實(shí)行分區(qū)域建設(shè)和管理，能夠使應(yīng)急物資儲備研究更加科學(xué)、合理。

一、問題描述

為了應(yīng)對突發(fā)事件的發(fā)生對應(yīng)急物資的調(diào)度需求，應(yīng)急物資儲備區(qū)域建設(shè)應(yīng)遵循地理位置相近、區(qū)域內(nèi)交通可達(dá)性較好、區(qū)域內(nèi)災(zāi)難類型級別相似、氣候特點(diǎn)相似以及區(qū)域劃分符合行政歸屬的原則，由區(qū)域內(nèi)的中央儲備庫共同承擔(dān)該區(qū)域內(nèi)的應(yīng)急任務(wù)。如此一來，點(diǎn)與點(diǎn)之間存在著合作互助關(guān)系，區(qū)域內(nèi)每一個(gè)儲備點(diǎn)所在位置發(fā)生災(zāi)害都視為這個(gè)區(qū)域的應(yīng)急事件，不但在災(zāi)時(shí)提高了應(yīng)急物資調(diào)度效率，也降低了日常儲備工作中突發(fā)事件的不確定性對儲備量造成的影響，可以采用區(qū)域內(nèi)的聯(lián)合庫存策略提高區(qū)域整體應(yīng)急物資利用率。同時(shí)，“以點(diǎn)帶面”的區(qū)域物資儲備聯(lián)動機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)一個(gè)點(diǎn)發(fā)生突發(fā)性災(zāi)害事件時(shí)，由最近儲備點(diǎn)首先展開救援，本區(qū)域內(nèi)其他儲備點(diǎn)以輔助形式參與完成救災(zāi)行動，而其他儲備區(qū)域內(nèi)的儲備點(diǎn)隨時(shí)準(zhǔn)備進(jìn)行需求點(diǎn)所屬儲備區(qū)儲備能力外的物資調(diào)運(yùn)，保證混亂情況下救災(zāi)方式層次明確。簡而言之，區(qū)域劃分的最終目的即實(shí)現(xiàn)應(yīng)急物資儲存成本與救援時(shí)效的雙贏。

目前我國對應(yīng)急物資區(qū)域的劃分并沒有像地理行政劃分那樣有明確的界定，但對于自然災(zāi)害區(qū)劃已有不少學(xué)者進(jìn)行了定量或定性研究。例如，王靜愛、史培軍等人于2005年編制的中國城市自然災(zāi)害區(qū)劃圖中，運(yùn)用災(zāi)害系統(tǒng)理論和數(shù)字地圖技術(shù)，將中國區(qū)劃分為沿海、東部和西部三個(gè)一級區(qū)，還包括了15個(gè)二級區(qū)和22個(gè)三級區(qū)；根據(jù)不同類型的自然災(zāi)害多發(fā)區(qū)域也有進(jìn)行粗略的定性劃分。然而，從應(yīng)急物資儲備系統(tǒng)建設(shè)的角度看，上述區(qū)域劃分結(jié)果存在一定的位置重疊，在功能定位和儲備物資種類上也會出現(xiàn)儲備重合，不能直接作為應(yīng)急物資的儲備劃分區(qū)域。為此本文根據(jù)原有的物資儲備倉庫布局情況，結(jié)合已有文獻(xiàn)中基于中國地理行政和自然災(zāi)害區(qū)劃結(jié)果，對全國范圍內(nèi)進(jìn)行儲備區(qū)域劃分。

聚類分析是建立在對數(shù)據(jù)空間的內(nèi)在性質(zhì)進(jìn)行聚合的一種探索性分析方法，在尋找樣本數(shù)據(jù)特征時(shí)不進(jìn)行任何數(shù)據(jù)假設(shè)?？臻g聚類分析結(jié)合空間數(shù)據(jù)對象具有的地理位置和屬性特征，建立空間相對距離差異和空間特征差異計(jì)算模型。在解決我國應(yīng)急物資儲備區(qū)域劃分的問題中，潛在受災(zāi)點(diǎn)和應(yīng)急物資儲備庫構(gòu)成了空間聚類分析中的樣本點(diǎn)，聚類數(shù)則與應(yīng)急物資儲備區(qū)域數(shù)對應(yīng)，分析這些區(qū)域內(nèi)樣本點(diǎn)的地理位置和自然災(zāi)害特性就可以建立起基于空間聚類分析理念的數(shù)學(xué)模型。

二、應(yīng)急物資儲備區(qū)域劃分原則

（一）地理位置相近

地理位置相近的若干省、市和縣形成一體化區(qū)域是應(yīng)急物資儲備區(qū)域劃分的基本條件。這一劃分原則也最能夠滿足物資的日常管理需要以及災(zāi)難發(fā)生時(shí)資源共享的時(shí)效性要求。

（二）區(qū)域內(nèi)交通可達(dá)性較好

將相互間交通通達(dá)性較好的省、市和縣劃分為一個(gè)應(yīng)急物資儲備區(qū)域，能夠在最大程度上減少災(zāi)害對于道路設(shè)施的損毀而導(dǎo)致的應(yīng)急物資輸送延遲，保證災(zāi)難發(fā)生后區(qū)域內(nèi)應(yīng)急物資的快速運(yùn)輸、送達(dá)。

（三）區(qū)域內(nèi)災(zāi)難類型級別相似

突發(fā)事件中不同類型災(zāi)害對應(yīng)的處置程序和方式相差很大，需求物資的結(jié)構(gòu)也有較大差別。區(qū)域劃分適當(dāng)參考區(qū)域內(nèi)潛在的災(zāi)難類型級別能夠?qū)?yīng)急物資做出更為合理、統(tǒng)一的配置、管理以及供應(yīng)。

（四）氣候特點(diǎn)相似

不同氣候特點(diǎn)的區(qū)域?qū)τ诰壬愇镔Y的需求數(shù)量和結(jié)構(gòu)不同，各類物資在不同氣候環(huán)境下的儲存條件也有所差異。因此，不同省市結(jié)合自身氣候特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域內(nèi)的應(yīng)急物資儲備點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)以及儲備物資管理工作是十分必要的。

（五）區(qū)域劃分符合行政歸屬

在應(yīng)急物資儲備活動中各級政府和有關(guān)行政部門承擔(dān)了重要的角色，因此應(yīng)急區(qū)域劃分應(yīng)該符合我國現(xiàn)有的省、市、縣行政歸屬，確保災(zāi)情發(fā)生時(shí)救援活動的統(tǒng)一規(guī)劃和指揮調(diào)度等工作，也能夠更加明確各地有關(guān)部門在應(yīng)急物資儲備方面的權(quán)責(zé)內(nèi)容，共同制定科學(xué)合理的區(qū)域應(yīng)急物資管理制度。

三、模型建立與數(shù)據(jù)處理

區(qū)域是一個(gè)空間概念，表現(xiàn)為為了某種研究目的而劃定形成具有內(nèi)聚性和同質(zhì)性的地理單元集合。本文中所考慮的數(shù)學(xué)模型是以我國31個(gè)省、自治區(qū)、直轄市為單位抽取屬性，構(gòu)成聚類樣本。其中以城市的經(jīng)緯度坐標(biāo)構(gòu)成地理位置的空間向量，參考國家統(tǒng)計(jì)年鑒以及減災(zāi)辦發(fā)布的2014年全國自然災(zāi)害基本情況，以地震、滑坡泥石流、臺風(fēng)、旱災(zāi)、洪澇及雪災(zāi)等（分別用數(shù)字1-6表示）主要自然災(zāi)害類型統(tǒng)計(jì)自然災(zāi)害屬性。

考慮到新疆和西藏地區(qū)經(jīng)緯度跨度較大，且此地區(qū)人口稀少，為了減少空間聚類結(jié)果的誤差，在聚類模型建立過程中暫時(shí)將這兩個(gè)地區(qū)排除在外，而在區(qū)域劃分后再協(xié)調(diào)劃分到合適的儲備區(qū)域中。

設(shè)31個(gè)樣本點(diǎn)分布于N個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域中心的經(jīng)緯度坐標(biāo)為，自然災(zāi)害屬性為ai。不考慮地理位置和自然災(zāi)害對于空間距離的重要性差異，則樣本點(diǎn)間的空間距離定義為

aj表示樣本點(diǎn)的自然災(zāi)害屬性——屬性距離

由式（1）可以看出，樣本間的空間距離僅與樣本位置距離和屬性距離的相對差值有關(guān)。

表1　我國各城市區(qū)域劃分屬性數(shù)據(jù)

以國家對于自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)時(shí)效控制在12小時(shí)之內(nèi)的要求為基準(zhǔn)，采用高速公路最低時(shí)限每小時(shí)60公里計(jì)算得出救援半徑在720公里左右，即儲備區(qū)域的輻射范圍在1440公里為宜?？紤]到距離因素對于救援時(shí)效的影響會隨人口密度差異有所區(qū)別，在模型中賦予輻射范圍超過1440公里的區(qū)域一定的懲罰費(fèi)用，并隨著人口密度的升高遞增。

應(yīng)急物資儲備區(qū)域劃分中的多目標(biāo)規(guī)劃模型如下：

SC為設(shè)立一個(gè)區(qū)域級倉庫的基礎(chǔ)費(fèi)用（包括建設(shè)費(fèi)用、管理費(fèi)用等）；

C為超距離范圍的單位懲罰費(fèi)用；

ρi為第i類區(qū)域的人口密度。

尋優(yōu)的目的就是求得公式（2）、（3）最小化成立時(shí)對應(yīng)的pij，即各區(qū)域所包含的樣本點(diǎn)。

四、聚類結(jié)果分析

輸出聚類數(shù)N=7的聚類結(jié)果，如表2所示。其中，區(qū)域長度和寬度分別為區(qū)域內(nèi)垂直邊界與水平邊界的距離。

在此方案下，有兩個(gè)區(qū)域的南北邊界間距略大于1440公里（在表中以*標(biāo)記），但這兩個(gè)區(qū)域的人口密度均較低，處于可接受的范圍。若考慮采用聚類數(shù)為8的方案，則必然增加區(qū)域儲備庫的建設(shè)成本，在救援響應(yīng)效率上也不會有明顯的提高；若考慮聚類數(shù)為6的方案，雖然能降低固定成本支出，但會新增救援半徑超過響應(yīng)要求的區(qū)域數(shù)目，也并非是更合理的選擇。筆者認(rèn)為，將我國范圍內(nèi)劃分為華東儲備區(qū)、華北儲備區(qū)、華南儲備區(qū)、華中儲備區(qū)、東北儲備區(qū)、西南儲備區(qū)和西北儲備區(qū)七大區(qū)域的方案能夠較好地滿足投入成本與救援時(shí)效的雙均衡。

表2　區(qū)域數(shù)為7的聚類結(jié)果

表3　應(yīng)急物資儲備區(qū)域內(nèi)儲備點(diǎn)及常見災(zāi)害類型

圖1　我國應(yīng)急物資儲備區(qū)域劃分結(jié)果

相較于地理行政區(qū)域劃分，基于山東較少出現(xiàn)東南沿海省份多發(fā)臺風(fēng)災(zāi)害的實(shí)際情況，將其歸入旱澇多發(fā)的華北地區(qū)；而江西省屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年降水量大，最主要的災(zāi)害類型為洪澇災(zāi)害，納入華中地區(qū)的儲備區(qū)輻射范圍內(nèi)。另外，考慮到新疆和西藏兩個(gè)區(qū)域地廣人稀，無人區(qū)和人口密度極低區(qū)范圍較大，將新疆、西藏分別納入西北地區(qū)與西南地區(qū)，以此降低這兩個(gè)區(qū)域儲備庫自身的存儲負(fù)擔(dān)，轉(zhuǎn)而提高西部區(qū)域內(nèi)整體的應(yīng)急保障能力乃至政務(wù)和經(jīng)濟(jì)交流。

在應(yīng)急物資儲備區(qū)域劃分結(jié)果（圖1）中，將各儲備區(qū)內(nèi)的中央級儲備點(diǎn)連線進(jìn)行分析，可以看出：華東儲備區(qū)和東北儲備區(qū)都是在南北兩端設(shè)置儲備點(diǎn)，構(gòu)成線型物資儲備網(wǎng)絡(luò)；西南儲備區(qū)和華北儲備區(qū)則僅由一個(gè)儲備點(diǎn)完成整個(gè)區(qū)域內(nèi)的儲備任務(wù)，構(gòu)成單點(diǎn)輻射型物資儲備網(wǎng)絡(luò)；華中儲備區(qū)和西北儲備區(qū)是以多個(gè)儲備點(diǎn)構(gòu)成環(huán)形儲備網(wǎng)絡(luò)；而西南儲備區(qū)是由四川庫為中心，多個(gè)儲備點(diǎn)共同構(gòu)成典型的輻射型儲備網(wǎng)絡(luò)。對區(qū)域內(nèi)應(yīng)急儲備網(wǎng)絡(luò)布局的充分了解，能夠?yàn)橥话l(fā)事件發(fā)生時(shí)的應(yīng)急物資調(diào)度提供方案和路線參考，提高應(yīng)急響應(yīng)時(shí)效。另外，基于模型建立中自然災(zāi)害屬性分析，可以得出各儲備區(qū)域內(nèi)常見的災(zāi)害類型歸納如表3所示。由此一來，不同應(yīng)急物資儲備庫可以在實(shí)踐中針對所屬區(qū)域內(nèi)常見災(zāi)害類型下所需應(yīng)急物資的種類結(jié)構(gòu)開展應(yīng)急物資儲備工作，最大程度上實(shí)現(xiàn)物資儲備與應(yīng)急需求的匹配。

［1］王晶.基于協(xié)調(diào)優(yōu)化與區(qū)域劃分的應(yīng)急物資儲備問題研究［M］.北京：知識產(chǎn)權(quán)出版社，2012：55-72.

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F252

A

福建省教育廳中青年教師教育科研項(xiàng)目“柔性視角下‘海上絲綢之路’沿線港口資源整合規(guī)劃研究”（JAS150693）

楊莉（1989-），女，碩士，助教，研究方向?yàn)槲锪飨到y(tǒng)規(guī)劃。