城市公共安全应急响应动态地理模拟模型及其在城市公共安全规划中的应用

城市公共安全应急是目前全社会关注的焦点。由于城市系统内在的复杂性以及灾难事件的不可"复制性"，目前还没有一种可操作的方法来检验事先制定的应急策略或安全规划是否有效可行，应急决策者也没有一种途径来获取处理大范围灾难事件时的管理经验，从而在紧急时刻做出正确的决策。本课题将地球信息科学中最新发展的地理模拟系统(GSS)理论引入到城市规划领域，研究大范围城市公共安全应急响应过程动态建模方法以及基于模型的城市公共安全规划评估与优化方法，为建立新的城市应急指挥决策机制和城市安全规划模式进行有益的探索。本研究将建立基于GIS和MAS的城市公共安全应急响应动态模拟模型，解决模型实现面临的关键技术问题，构建通用地理模拟仿真平台，并进一步研究探索基于模型的城市公共安全规划评估与优化方法，提出面向城市公共安全规划评估与优化的多目标优化算法。研究将以北京市为实验区，实验结果可以为北京市的城市公共安全规划提供参考。

近年来各种自然灾害的频发使得城市安全问题受到越来越多的重视。为了预防和减少灾难造成的损失，各个国家都制定了相应的应急响应计划或应急预案，并开始注重城市的公共安全规划。然而由于城市系统内在的复杂性以及灾难事件的不可“实验性”，致使人们很难对灾难发生时的场景进行检验，从而发现规划方案中所存在的问题。本研究将地球信息科学中最新发展的地理模拟系统理论（GSS）引入到城市公共安全应急领域，研究了大范围城市公共安全应急响应动态模拟的技术方法，为建立新的城市应急指挥决策机制和城市安全规划模式进行了有益的探索。.本研究的主要内容包括:①基于空间多智能体的城市公共安全应急响应模拟模型研究；②基于地理模拟技术的城市公共安全应急响应模拟试验平台原型研究；③基于模拟模型的城市公共安全规划方法研究；④利用模拟试验平台开展模拟试验。.本项目取得如下重要的研究成果：.（1）依据复杂适应性系统理论，剖析了城市系统及城市公共安全应急的复杂性，提出了研究城市公共安全应急响应复杂动态过程的地理模拟仿真模型框架，以及基于模型的城市应急预案和城市公共安全规划方法。.（2）构建了基于真实地理空间数据的城市应急响应多智能体模型，给出了模型的框架、应急环境的描述方法、智能体内部结构及其工作原理，并进一步探讨了基于模型的应急计划与城市安全规划方法。.（3）设计并开发了两个模拟试验平台即GSSUPSP-I，GSSUPSP-II，其中GSSUPSP-I用于理论验证研究，GSSUPSP-Ⅱ作为THGDS1.0的模拟分析子系统，便于系统的推广与应用。.（4）以北京市主城区为实验区，利用GSSUPSP-Ⅱ对北京市现有城市安全设施布局和资源配置情况下不同区域尺度、不同灾难事件的应急响应进行模拟实验，取得了不同实验条件下的实验数据，为公共安全规划的调整提供了参考依据。.本研究利用地理模拟系统的空间动态建模方法，进行城市公共安全应急响应过程的模拟，为城市应急预案和城市公共安全规划的评估与优化研究提供一个全新的视角，对提高城市公共安全规划的科学性、有效性具有重要的现实意义，同时对深刻认识城市系统的复杂性，探索城市系统研究的有效方法，促进人居环境科学的发展也具有重要的理论意义。.