王江波， 茍愛(ài)萍

(1. 南京工業(yè)大學(xué)， 江蘇南京 211816; 2. 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)生態(tài)學(xué)院, 上海 200000)

汶川地震之后，我國(guó)各地開(kāi)始加強(qiáng)對(duì)避難場(chǎng)所的規(guī)劃建設(shè)。雖然也取得了一些成績(jī)，但是，還是有很多不足，特別是在理論探索方面。整體而言，對(duì)避難場(chǎng)所的規(guī)劃研究仍處在探索階段。在布局避難場(chǎng)所時(shí)，重視目的空間——避難場(chǎng)所，但是卻忽視避難主體——人；重視中心級(jí)避難場(chǎng)所的選址，而忽視緊急避難場(chǎng)所的落地。從災(zāi)民角度來(lái)看，在地震發(fā)生的緊急時(shí)刻和早期兩三天，能發(fā)揮重要作用的應(yīng)該是點(diǎn)小量多分布廣的低等級(jí)避難場(chǎng)所，而不是那些規(guī)模很大、數(shù)量很少的中心級(jí)避難場(chǎng)所。加強(qiáng)對(duì)居民避難行為和緊急避難空間布局的研究，將進(jìn)一步提升避難空間布局的理論水平，并在未來(lái)有助于切實(shí)提高城市的整體避難能力。

1 避難行為與避難圈

避難行為，是指為了達(dá)到避難目的而進(jìn)行的避難活動(dòng)，包括從開(kāi)始實(shí)施避難到到達(dá)避難場(chǎng)所的過(guò)程中的所有相關(guān)行為，如決定避難、選擇避難開(kāi)始時(shí)間和避難方向、選擇避難地點(diǎn)和路徑、開(kāi)展避難行動(dòng)等。避難行為的特征因人而異，因地而異；避難行為在有組織避難行動(dòng)中和無(wú)組織的自主避難行動(dòng)中的表現(xiàn)形式也存在明顯差異[1]。

在地震發(fā)生的緊急時(shí)刻，大部分居民會(huì)四下逃散，選擇避難地點(diǎn)，而這些避難地點(diǎn)圍合成的圈形，就是居民自主選擇的避難圈。該避難圈與傳統(tǒng)意義上的避難圈在理念上有很大不同。傳統(tǒng)意義上的避難圈，是指以避難場(chǎng)所為中心，按其服務(wù)半徑畫圓，所形成的圈形[2-3]。其規(guī)模大小，反映了避難場(chǎng)所服務(wù)的空間地域范圍的大小和人口的多少；其避難方向是朝向中心避難場(chǎng)所聚集的。而基于行為視角的避難圈，則是以居住小區(qū)為中心，以避難場(chǎng)所為頂點(diǎn)圍合而成的圈形。該圈形的規(guī)模大小，反映了居民為了達(dá)到避難目的可以選擇的空間范圍；其避難方向是遠(yuǎn)離居住小區(qū)向外發(fā)散的。

傳統(tǒng)意義上的避難圈，體現(xiàn)了典型的“物質(zhì)空間決定論”思想，這里有三個(gè)前提假設(shè)：一是把所有人都作為標(biāo)準(zhǔn)人來(lái)處理，無(wú)差異化的處理方法；二是默認(rèn)所有人都掌握了全部避難信息，其行為選擇是完全理性的；三是必須由政府或相關(guān)單位來(lái)組織，將人集中安置在某個(gè)指定的避難場(chǎng)所內(nèi)，即采取集中式避難的方法。

然而，現(xiàn)實(shí)情況往往是，這三個(gè)前提假設(shè)很難得到滿足，特別是在地震災(zāi)害的初期，避難是缺乏組織的，避難活動(dòng)的開(kāi)展都是自主型的，人的選擇是非常多樣的。總體而言，人對(duì)避難地點(diǎn)的選擇是非常分散的，很難實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)方法中的單一中心的避難模式?；谛袨榈谋茈y圈概念，一方面從整體上反映了居民選擇避難地點(diǎn)的空間分布；另一方面，也反映了居民能夠接受的避難距離的區(qū)間范圍，其研究成果可作為未來(lái)避難空間規(guī)劃的重要參考。

避難問(wèn)題，不僅僅是一個(gè)單純的避難場(chǎng)所的空間布局問(wèn)題，它還涉及人對(duì)避難空間的選擇問(wèn)題。日常生活中，人不可能掌握到周邊所有的空間信息；人對(duì)周邊環(huán)境的熟悉程度遵循錨點(diǎn)理論，隨著距離的遞增而遞減[4-5]。在緊急情況下，面臨的不確定性很多，所掌握的信息也有限，人不會(huì)也來(lái)不及非常理性地對(duì)所有信息進(jìn)行逐一分析，而后做出最合理、最正確的選擇。此時(shí)，人的行為選擇具有明顯的有限理性的特征，受情景和其他要素的影響很大。

本文借助行為地圖的調(diào)查方法，邀請(qǐng)居民在地圖上畫出自己在地震發(fā)生時(shí)會(huì)選擇的避難路徑和避難場(chǎng)所，獲得1 612份有效地圖，從而繪制出8個(gè)樣本小區(qū)居民的緊急避難圈。通過(guò)研究各避難圈的緊湊度和重心偏離度等指標(biāo)，來(lái)對(duì)各樣本小區(qū)周邊的避難空間資源分布的情況進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，希望發(fā)現(xiàn)老舊住區(qū)中緊急避難場(chǎng)所空間布局的種種問(wèn)題，以便后續(xù)結(jié)合城市更新改造，對(duì)原有避難點(diǎn)和小區(qū)出入口的位置進(jìn)行優(yōu)化，提高避難場(chǎng)所布局的合理性和居民避難的效率。

2 避難圈的基本空間特征

2.1 平面構(gòu)形的頂點(diǎn)數(shù)與銳角比例

從平面形式上看，避難圈有規(guī)則和不規(guī)則之別，反映了住區(qū)周邊避難場(chǎng)所分布的均衡性程度。樣本小區(qū)的避難圈均為不規(guī)則多邊形，各避難圈在邊數(shù)和形狀上有較大差異。邊數(shù)與頂點(diǎn)數(shù)相同，頂點(diǎn)數(shù)代表避難點(diǎn)的數(shù)量，與小區(qū)周邊避難資源的多少有關(guān)；避難圈的形狀與相鄰避難點(diǎn)的位置關(guān)系有關(guān)。頂點(diǎn)數(shù)量越多，反映出小區(qū)周邊的避難資源越多，當(dāng)然，人的可選擇面也越大，人流也就越分散，各點(diǎn)的人流也越少；頂點(diǎn)數(shù)量越少，說(shuō)明小區(qū)周邊的避難資源越少，人的可選擇面也越小，人流也就越集中，各點(diǎn)的人流也越大。

在8個(gè)樣本小區(qū)的避難圈中，頂點(diǎn)數(shù)最多的是仁義里，有18個(gè)頂點(diǎn)；最少的是山西路小區(qū)，有7個(gè)；平均頂點(diǎn)數(shù)為12個(gè)，也就意味著，在居民自主選擇的情況下，每個(gè)小區(qū)平均有12個(gè)避難點(diǎn)，反映出各小區(qū)人流聚集點(diǎn)的數(shù)量偏多，且避難人流較為分散。同時(shí)，也可以看出，居民過(guò)于分散地進(jìn)行避難，并不能說(shuō)明避難資源充足；相反，卻反映了老舊住區(qū)周邊避難資源相當(dāng)匱乏，導(dǎo)致居民在選擇避難地點(diǎn)時(shí)并沒(méi)有一個(gè)非常清晰合理的目標(biāo)。

2.2 避難直線距離與平均距離

避難圈的避難直線距離，是指把避難圈上的各頂點(diǎn)與小區(qū)形心進(jìn)行連線，該連線的直線距離就是避難直線距離。避難圈上的每個(gè)頂點(diǎn)都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)避難直線距離，每個(gè)避難直線距離的大小表示該頂點(diǎn)到小區(qū)形心的距離遠(yuǎn)近(表1)。平均避難直線距離，是指所有頂點(diǎn)的避難直線距離之和除以總頂點(diǎn)數(shù)，用來(lái)表示該避難圈上各頂點(diǎn)到小區(qū)形心的平均距離的遠(yuǎn)近狀況。

表1 各小區(qū)避難圈的避難直線距離 m

在各樣本小區(qū)的平均避難直線距離中，最大的是瑞金路小區(qū)，為543 m；最小的是上海路小區(qū)，為194 m；有5個(gè)小區(qū)的平均避難直線距離小于300 m；301～500 m之間的有2個(gè)小區(qū)，大于500 m的只有1個(gè)；說(shuō)明絕大部分小區(qū)居民選擇的避難圈的平均半徑都在500 m以內(nèi)，該結(jié)論對(duì)于確定未來(lái)緊急避難場(chǎng)所的服務(wù)半徑和相鄰距離有重要參考價(jià)值。

2.3 規(guī)模與面積比

避難圈的規(guī)模是指避難圈圍合的空間面積。其大小反映了小區(qū)居民選擇避難空間的范圍，影響因素包括小區(qū)的規(guī)模、避難場(chǎng)所的數(shù)量與規(guī)模、距離等。面積比是指避難圈的面積與小區(qū)用地面積的比值，用來(lái)考察避難圈與小區(qū)的相對(duì)大小，并為未來(lái)的緊急避難場(chǎng)所選址提供依據(jù)。

從避難圈面積比值的大小來(lái)看，最高的是仁義里，為5.11，即避難圈的面積是小區(qū)面積的5.11倍；最小的是山西路小區(qū)，為0.94；避難圈面積小于小區(qū)面積的主要原因是有小區(qū)內(nèi)部避難場(chǎng)所的存在，分流了一部分居民。在8個(gè)小區(qū)中，有5個(gè)小區(qū)的避難圈面積比值小于2；超過(guò)2的只有3個(gè)小區(qū)，但是由于這三個(gè)小區(qū)的比值偏大，導(dǎo)致8小區(qū)的避難圈面積比值的平均值為2.1。通常情況下，避難圈規(guī)模的變大，是由于在遠(yuǎn)處有規(guī)模較大的避難場(chǎng)所，從而導(dǎo)致整體避難圈的范圍擴(kuò)大。帶來(lái)的啟示是，需要在規(guī)劃盡可能減少避難圈的面積比值，緊急避難場(chǎng)所需要盡量靠近小區(qū)設(shè)置，避免離開(kāi)人口密集的大型居住區(qū)的距離過(guò)遠(yuǎn)。

在避難圈上有效避難場(chǎng)所的面積方面，通過(guò)計(jì)算人均緊急避難場(chǎng)所面積和人均固定避難場(chǎng)所面積來(lái)衡量。從表2可以看出，在緊急避難場(chǎng)所資源方面，仁義里的人均指標(biāo)最高，人均緊急避難場(chǎng)所面積為7.0 m2，人均固定避難場(chǎng)所面積為2 m2；最小的是明華新村，人均緊急避難場(chǎng)所面積為2.1 m2，人均固定避難場(chǎng)所面積為1.1 m2。人均指標(biāo)的多少，與避難圈的大小、避難圈上有效避難點(diǎn)的數(shù)量和規(guī)模有很大關(guān)系。

3 避難圈形態(tài)的緊湊度

避難圈有大有小，有的形狀規(guī)整，有的形狀異形；有的圈上點(diǎn)多，有的點(diǎn)少；有些點(diǎn)距離很近，而有些點(diǎn)則距離很遠(yuǎn)。那么，怎樣的圈形才是好的，如何對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，這些結(jié)論對(duì)未來(lái)的避難空間規(guī)劃有著重要的參考價(jià)值。

緊湊度，被廣泛用于研究城市建成區(qū)用地的飽滿程度[6-7]。本文將緊湊度的概念引入到避難圈的測(cè)度中，通過(guò)研究避難圈的形狀率來(lái)全面評(píng)價(jià)各樣本小區(qū)避難圈的緊湊程度，以期發(fā)現(xiàn)避難圈在圈形構(gòu)型上存在的特點(diǎn)與問(wèn)題。

形狀率是豪頓(Horton)于1932年提出的城市形狀測(cè)度方法，以區(qū)域面積與區(qū)域最長(zhǎng)軸的比值作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。吉伯斯(Gibbs)于1961年進(jìn)行了改進(jìn)，提出了基于形狀率的緊湊度評(píng)價(jià)方法，將圓形區(qū)域視為最緊湊的特征形狀，并作為標(biāo)準(zhǔn)度量單位(數(shù)值為1)，正方形為0.64，離散程度越大，其緊湊度越低[8-9]。公式為：

形狀率=1.273A/L2

(1)

式中：A為區(qū)域面積、L為區(qū)域最長(zhǎng)軸。

在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，避難人流選擇的部分聚集點(diǎn)并不是有效的避難場(chǎng)所；因此，本文把避難圈分為兩類，一是各小區(qū)的避難人流分布圈，二是有效避難場(chǎng)所分布圈。通過(guò)計(jì)算兩類圈形的面積和最長(zhǎng)軸比例關(guān)系，來(lái)比較各圈形的緊湊度的高低情況。

在避難場(chǎng)所分布圈方面，形狀率最小值是上海路小區(qū)，為0.15，其離散程度最大，緊湊度最?。蛔畲笾禐樯轿髀沸^(qū)，為0.50，其離散程度最小，緊湊度最高；平均值為0.32。

在避難人流分布圈方面，最小值為仁義里，為0.27，其離散程度最大，緊湊度最小；最大值是集慶門小區(qū)，為0.53，其離散程度最小，緊湊度最高；平均值為0.40。

由表3可知，大部分樣本小區(qū)的避難人流分布圈的形狀率要比其避難場(chǎng)所分布圈的形狀率要大，說(shuō)明前者的離散程度要小于后者，其緊湊度要大于后者。只有山西路小區(qū)和三牌樓小區(qū)的避難人流分布圈形狀率要小于其避難場(chǎng)所分布圈形狀率。其中，仁義里和三牌樓的兩個(gè)圈形形狀率差別僅

表2 各小區(qū)避難圈的面積與小區(qū)面積

表3 各樣本小區(qū)避難圈的形狀率

有0.01，反映了這兩個(gè)樣本小區(qū)各自的避難人流分布圈上的無(wú)效避難場(chǎng)所較少，兩類圈的圈形比較接近。

4 避難圈重心的偏離度

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，避難圈上有些點(diǎn)選擇的人很多，而有些點(diǎn)選擇的人很少；有些點(diǎn)的面積大，而有些點(diǎn)的面積小。同時(shí)，所有樣本小區(qū)中都存在著明顯的避難人流分布和有效避難場(chǎng)所分布不對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象，部分小區(qū)還非常嚴(yán)重，這就需要對(duì)避難圈的優(yōu)良性進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方法是分析避難圈上的重心偏離度，即小區(qū)避難圈重心對(duì)小區(qū)形心的偏離程度。分析方法是通過(guò)構(gòu)建“偏離三角形”，分析該三角形的周邊和高寬比，來(lái)判斷各要素的偏離程度。偏離三角形由三個(gè)基本點(diǎn)位構(gòu)成，即居住小區(qū)的形心、避難人流分布的重點(diǎn)和避難場(chǎng)所面積的重點(diǎn)。

4.1 基本點(diǎn)位

當(dāng)小區(qū)周邊的避難人流聚集點(diǎn)確定之后，其避難圈的構(gòu)形即被確定，如何判斷其構(gòu)形的優(yōu)劣，筆者認(rèn)為，應(yīng)從以下三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)判，即避難圈上各頂點(diǎn)的有效性、避難直線距離的大小、各方向有效避難場(chǎng)所分布的均衡性。

避難圈的均衡性體現(xiàn)在避難圈的重心與樣本小區(qū)形心的重疊程度，可以等同于用其重心與小區(qū)形心的重疊度來(lái)衡量，重疊度與兩心間距成反比。避難圈的重心如果與小區(qū)的形心一致，則說(shuō)明避難圈的構(gòu)形較好，各方向上避難場(chǎng)所的分布均衡，避難人流分布均衡；距離越近，則位置偏差越小，重疊度越高；反之，重心與形心的偏差距離越遠(yuǎn)，重疊度越低，則避難場(chǎng)所分布的均衡性越差，避難圈平面構(gòu)形的優(yōu)良度就越差，避難人流分布越不均衡，大人流方向上的擁擠度偏高。

4.1.1 居住小區(qū)的形心

居住小區(qū)的形心，就是其幾何中心。對(duì)樣本小區(qū)而言，均為行列式布局的多層居住小區(qū)，其住宅建筑的分布密度均勻，因此，可以把小區(qū)的形心等同于人口重心，是日常狀態(tài)下小區(qū)內(nèi)人口均勻分布的狀態(tài)下求得的。

4.1.2 避難人流分布的重心

在緊急狀態(tài)下，居民四處逃生，分別選擇不同的地點(diǎn)進(jìn)行避難，不同地點(diǎn)聚集的人數(shù)存在很大差異，而且，各人流聚集點(diǎn)離小區(qū)的距離也不同。因此，這些人流聚集點(diǎn)連線而成的該小區(qū)避難圈的重心，多數(shù)情況下與小區(qū)形心不重疊。人流重心與小區(qū)形心的位置偏差越大，則避難圈的均衡性就越差，反之，就越好(圖1)。

4.1.3 避難場(chǎng)所面積的重心

在居民自主選擇的避難地點(diǎn)中，有些是有效避難點(diǎn)，有些是無(wú)效避難點(diǎn)，將無(wú)效避難點(diǎn)排除，剩余的有效避難點(diǎn)圍合而成的圈形，就是有效避難圈。在該圈上，不同避難點(diǎn)的面積大小不同，距離小區(qū)的遠(yuǎn)近距離也不同。避難場(chǎng)所的面積重心就是該有效避難圈的重心。面積重心與小區(qū)形心的距離越遠(yuǎn)，則說(shuō)明避難場(chǎng)所的面積分布不均衡，偏離度較大；反之，則偏離度較小(圖2)。

(a)各避難點(diǎn)的人流重心

(b)各避難場(chǎng)所的面積得心圖1 工人新村的避難圈

圖2 工人新村避難圈重心的偏離距離

4.2 重心偏離度分析

4.2.1 周長(zhǎng)

偏離三角形的周長(zhǎng)越大，則代表偏離度越高；反之，則偏離度越小。例如集慶門小區(qū)，其偏心三角形的周長(zhǎng)較長(zhǎng)，形狀非常窄長(zhǎng)，主要是避難場(chǎng)所的面積重心離小區(qū)形心和人流重心距離太遠(yuǎn)所致。同樣情況的還有瑞金路小區(qū)和三牌樓小區(qū)，都是因?yàn)橐?guī)模較大的避難場(chǎng)所距離小區(qū)較遠(yuǎn)，選擇的人又少，從而導(dǎo)致偏心三角形的形狀非常不好。山西路小區(qū)的情況不同，人流重心離小區(qū)形心有較遠(yuǎn)的距離，避難場(chǎng)所的面積重心離形心還要更遠(yuǎn)，形狀很不理想。

在樣本小區(qū)中，偏離三角形周長(zhǎng)最長(zhǎng)的是瑞金路小區(qū)，為1 382 m；其次是集慶門小區(qū)，為1 297 m；平均值為792 m。其中，最低的是明華新村，僅為272 m，約為平均值的0.34。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明，明華新村的三心偏離程度相對(duì)是最低的，而瑞金路小區(qū)的三心偏離程度是最高的。

在圖3中，C1是小區(qū)形心，C2是人流圈重心，C3是有效避難點(diǎn)圈面積重心。在偏離三角形中，C1～C2邊長(zhǎng)代表人流圈重心偏離小區(qū)形心的距離；C1～C3邊長(zhǎng)代表有效避難點(diǎn)圈面積重心偏離小區(qū)形心的距離；C1～C2邊長(zhǎng)代表有效避難點(diǎn)圈面積重心偏離人流圈重心的距離。某個(gè)邊長(zhǎng)越長(zhǎng)，代表某兩個(gè)基本點(diǎn)位之間的偏移距離越大。

圖3 偏心三角形基本數(shù)據(jù)

其中，C1～C2邊長(zhǎng)的平均值為131 m，C1～C3邊長(zhǎng)平均值為366 m，C2～C3邊長(zhǎng)平均值為295 m，人流圈重心偏移小區(qū)形心的程度較低，有效避難點(diǎn)圈的面積重心偏離小區(qū)形心的程度最大，接近人流圈偏離小區(qū)形心距離的3倍；而有效避難點(diǎn)圈的面積重心和人流圈重心的偏離距離居中，較C1～C3邊長(zhǎng)偏低。

這反映了三個(gè)問(wèn)題，第一，有效避難點(diǎn)圈的面積重心偏離小區(qū)形心的程度普遍較大，說(shuō)明小區(qū)周邊避難點(diǎn)的分布極不均衡；第二，有效避難點(diǎn)圈面積重心與人流圈重心偏離距離也較大說(shuō)明避難圈上的無(wú)效避難點(diǎn)數(shù)量多，且分布不均；第三，人流圈重心與小區(qū)形心的偏離相對(duì)較小，但是絕對(duì)數(shù)值不小，說(shuō)明避難人流在逃生時(shí)，在小區(qū)四周的分布狀態(tài)也不均衡。

4.2.2 高寬比

高寬比是指偏離三角形的高與邊長(zhǎng)的比值。如果高寬比過(guò)大或過(guò)小，說(shuō)明有兩條邊相對(duì)第三條邊而言，過(guò)長(zhǎng)或者過(guò)短，通常表現(xiàn)為銳角三角形。

高寬比的數(shù)值既不是越大越好，也不是越小越好，而是存在一個(gè)相對(duì)最為適中的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值就是等邊三角形的高寬比，即0.866。也是說(shuō)，當(dāng)不同避難圈的偏離三角形的高寬比越接近0.866，就越好；如果與該數(shù)值的距離越遠(yuǎn)，則越差。

設(shè)定高寬比系數(shù)為k，高為h，寬為d，面積為s，則計(jì)算公式為：

k=2s/d2

(4)

因?yàn)槿切斡腥龡l邊長(zhǎng)和三個(gè)高度，為方便比較，這里將統(tǒng)一使用每個(gè)三角形的最長(zhǎng)的一個(gè)邊及其相對(duì)應(yīng)的高度。

在樣本小區(qū)中，集慶門小區(qū)和瑞金路小區(qū)的偏離三角形的高寬比數(shù)值較小，即其三角形的均衡性最差；相對(duì)而言，工人新村的偏離三角形的高寬比數(shù)值最接近0.866，即表明其最均衡。從整體分布來(lái)看，在所有8個(gè)樣本小區(qū)中，有6個(gè)小區(qū)的偏離三角形的高寬比數(shù)值低于0.20，僅有一個(gè)大于0.5，也說(shuō)明樣本小區(qū)的偏離三角形的形狀普遍不太好(表4)。

5 結(jié)束語(yǔ)

基于行為視角的避難圈測(cè)度評(píng)價(jià)是避難空間體系分析的重要研究?jī)?nèi)容之一，相關(guān)理論方法和技術(shù)手段還處在不斷發(fā)展和完善的過(guò)程中。重要的是，通過(guò)該測(cè)度評(píng)價(jià)，可以為未來(lái)住區(qū)緊急避難場(chǎng)所的選址和布局提供重要的參考；盡可能提高避難圈的緊湊度和減少重心偏離度，是規(guī)劃需要努力的方向。

表4 偏離三角形的高寬比