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【中图分类号】F224.33 【文献标识码】A 【文章编号】1673-8209(2010)08-00-01
国内外歷次大地震抢救生命的事实证明,对压埋人员抢救越快速及时,救出救活的可能性越大[1]。随着时间的延长被压埋人员的救活率迅速的下降,据有关专家调查统计[2],唐山地震后,震后半小时救出被压埋人员的救活率为99.3%;第一天内将被压埋人员救出,救活率为81%;第二天内救出,救活率为52.6%;第三天内救出,救活率为36.8%;第四天内救出,救活率为18.9%;第五天内救出,救活率为7.4%;再晚,救活的希望就很小了。因此,在救援时间紧迫的情况下,合理地分析各个区域的救援优先级具有重要作用。
本文将主要考虑影响搜索优先级的因素,以在有限的时间内救出更多的受困人员为首要目标,研究各个区域搜索救援的优先级。
1 倒塌建筑中存在受困人员的概率
对于一个倒塌建筑物有受困者存在,才会有搜索的必要。倒塌建筑物中是否存在受困者主要依靠当地人的信息援助、地震发生时间、建筑用途、地震时人员逃出率等因素确定。
设倒塌建筑中有受困人员存在的概率为Pe,当地人的信息援助、地震发生时人员在室内的概率和逃出率分别为a,Pin,Prun,则Pe为a,Pin,Prun的函数,即。
根据以往的救援经验,当救援队到达受灾地区后,幸存者往往会向搜救队员提供受困者的信息。对有些建筑物来说,由于幸存者对当地情况比较熟悉,可明确地给出建筑物中是否有人员被困或者多少人被困的信息。幸存者可提供的信息分为三类:(1)确定有受困者,记为a=1;(2)确定无受困者,记为a=0;(3)不确定是否有受困者,记为a=2。当幸存者可提供确定的信息时的值仅与幸存者提供的信息有关,而与地震时间和建筑用途无关,即a=1时,Pe=1(有受困者);a=0时,Pe=0(无受困者);当幸存者不能给出确定信息时,即a=2,Pe的值需要根据地震时间和建筑物类型和逃出率计算得到。
设地震时间为tc,建筑用途为u,地震发生时有人员在室内的概率Pin又由地震时间tc、建筑用途u确定,即。例如,若夜里发生地震,此时住宅楼中存在受困者的概率远高于商务楼、学校等;若是非假期的白天发生地震,则商务楼、学校存在受困者的概率则高于住宅楼。对不同建筑类型不同时间人员在室内的概率文献[3]给出了统计规律。
在地震发生时人们觉察到地震的信息时往往会争相逃出建筑物,而地震的持续时间和建筑物倒塌状况则决定了逃出率。当地震持续时间短,建筑物损坏严重时,人们来不及逃出建筑物而瞬间被困在倒塌建筑物下面;而当倒塌持续时间较长时或者建筑物损坏状况不严重,人们通常可以逃出受损建筑物。因此,分析地震持续时间并用专家评分法对建筑物损坏状况进行评估并结合救援经验可得到不同建筑的逃跑率Prun。
综合考虑幸存者的信息援助、地震时人员在室内的概率以及地震发生后人们的逃出率可以得到倒塌建筑物中存在受困者的概率为
2 受困人员被搜索到的概率
优先级的确定不仅与存在受困者的概率有关,还应考虑搜索到受困人的可能性。在倒塌建筑中存在受困者的情况下,由于建筑结构和倒塌类型等都会造成搜索的困难,救援队不一定能够在有限的时间内搜索到受困人。
假设在建筑物中存在受困者的情况下,救援队伍搜索到受困者的概率为Prs,则Prs为搜索时间t和搜索难度h的函数,即。在搜索难度较低的情况下,Prs在短暂的时间内将会由0迅速增大到接近1;而在搜索难度较大的情况下,Prs难以在短暂的时间内由0增大到1,但随着时间,Prs最终会增大到1。Prs将具有如图1所示性质。设函数,并称其中t,h分别为搜索时间和难度系数,可以看到,难度系数为0.5时在30分钟内搜到的概率即已接近6.5,而难度系数为2.0时,搜索到的概率仅为0.22。Prs很好地满足以上性质。因此,我们利用函数来描述搜索到受困人员的概率,其中难度系数可根据对建筑倒塌状况进行评估并结合经验数据得到。
设建筑物中存在受困人员并且被搜索到的概率为Ps,则由全概率公式
另外,各个建筑物中受困的人数一般不同,我们考虑给于人数较多的建筑物以较高的搜索优先级,设建筑中日常活动的人员数量为ρ,ρ可由小区内人口统计资料或公司、学校的人员资料得到。则可以得到搜索优先值V
3 结论
本文分析了地震发生时人员被压埋的概率,并根据建筑的救援难度和救援时间的不同,给出了当倒塌建筑物内有受困者时受困人员被搜索到的概率;最终给出了不同的建筑物搜索优先值的计算公式。
参考文献
[1] 李福祥,徐朝霞,高国民,王红梅,周凯,石力,李军,夏勋.汶川地震搜救时间与现场幸存率的关系[J].中华急诊医学杂志.2009(4):420-423.
[2] 肖东升,黄丁发,陈维锋,彭晋川.地震压埋人员压埋率预估模型[J].西南交通大学学报.2009(4):574-580.
[3] 陈维锋,王云基,顾建华,彭晋川.地震灾害搜索救援——理论与方法[M].北京:地震出版社.2008.7.
国内外歷次大地震抢救生命的事实证明,对压埋人员抢救越快速及时,救出救活的可能性越大[1]。随着时间的延长被压埋人员的救活率迅速的下降,据有关专家调查统计[2],唐山地震后,震后半小时救出被压埋人员的救活率为99.3%;第一天内将被压埋人员救出,救活率为81%;第二天内救出,救活率为52.6%;第三天内救出,救活率为36.8%;第四天内救出,救活率为18.9%;第五天内救出,救活率为7.4%;再晚,救活的希望就很小了。因此,在救援时间紧迫的情况下,合理地分析各个区域的救援优先级具有重要作用。
本文将主要考虑影响搜索优先级的因素,以在有限的时间内救出更多的受困人员为首要目标,研究各个区域搜索救援的优先级。
1 倒塌建筑中存在受困人员的概率
对于一个倒塌建筑物有受困者存在,才会有搜索的必要。倒塌建筑物中是否存在受困者主要依靠当地人的信息援助、地震发生时间、建筑用途、地震时人员逃出率等因素确定。
设倒塌建筑中有受困人员存在的概率为Pe,当地人的信息援助、地震发生时人员在室内的概率和逃出率分别为a,Pin,Prun,则Pe为a,Pin,Prun的函数,即。
根据以往的救援经验,当救援队到达受灾地区后,幸存者往往会向搜救队员提供受困者的信息。对有些建筑物来说,由于幸存者对当地情况比较熟悉,可明确地给出建筑物中是否有人员被困或者多少人被困的信息。幸存者可提供的信息分为三类:(1)确定有受困者,记为a=1;(2)确定无受困者,记为a=0;(3)不确定是否有受困者,记为a=2。当幸存者可提供确定的信息时的值仅与幸存者提供的信息有关,而与地震时间和建筑用途无关,即a=1时,Pe=1(有受困者);a=0时,Pe=0(无受困者);当幸存者不能给出确定信息时,即a=2,Pe的值需要根据地震时间和建筑物类型和逃出率计算得到。
设地震时间为tc,建筑用途为u,地震发生时有人员在室内的概率Pin又由地震时间tc、建筑用途u确定,即。例如,若夜里发生地震,此时住宅楼中存在受困者的概率远高于商务楼、学校等;若是非假期的白天发生地震,则商务楼、学校存在受困者的概率则高于住宅楼。对不同建筑类型不同时间人员在室内的概率文献[3]给出了统计规律。
在地震发生时人们觉察到地震的信息时往往会争相逃出建筑物,而地震的持续时间和建筑物倒塌状况则决定了逃出率。当地震持续时间短,建筑物损坏严重时,人们来不及逃出建筑物而瞬间被困在倒塌建筑物下面;而当倒塌持续时间较长时或者建筑物损坏状况不严重,人们通常可以逃出受损建筑物。因此,分析地震持续时间并用专家评分法对建筑物损坏状况进行评估并结合救援经验可得到不同建筑的逃跑率Prun。
综合考虑幸存者的信息援助、地震时人员在室内的概率以及地震发生后人们的逃出率可以得到倒塌建筑物中存在受困者的概率为
2 受困人员被搜索到的概率
优先级的确定不仅与存在受困者的概率有关,还应考虑搜索到受困人的可能性。在倒塌建筑中存在受困者的情况下,由于建筑结构和倒塌类型等都会造成搜索的困难,救援队不一定能够在有限的时间内搜索到受困人。
假设在建筑物中存在受困者的情况下,救援队伍搜索到受困者的概率为Prs,则Prs为搜索时间t和搜索难度h的函数,即。在搜索难度较低的情况下,Prs在短暂的时间内将会由0迅速增大到接近1;而在搜索难度较大的情况下,Prs难以在短暂的时间内由0增大到1,但随着时间,Prs最终会增大到1。Prs将具有如图1所示性质。设函数,并称其中t,h分别为搜索时间和难度系数,可以看到,难度系数为0.5时在30分钟内搜到的概率即已接近6.5,而难度系数为2.0时,搜索到的概率仅为0.22。Prs很好地满足以上性质。因此,我们利用函数来描述搜索到受困人员的概率,其中难度系数可根据对建筑倒塌状况进行评估并结合经验数据得到。
设建筑物中存在受困人员并且被搜索到的概率为Ps,则由全概率公式
另外,各个建筑物中受困的人数一般不同,我们考虑给于人数较多的建筑物以较高的搜索优先级,设建筑中日常活动的人员数量为ρ,ρ可由小区内人口统计资料或公司、学校的人员资料得到。则可以得到搜索优先值V
3 结论
本文分析了地震发生时人员被压埋的概率,并根据建筑的救援难度和救援时间的不同,给出了当倒塌建筑物内有受困者时受困人员被搜索到的概率;最终给出了不同的建筑物搜索优先值的计算公式。
参考文献
[1] 李福祥,徐朝霞,高国民,王红梅,周凯,石力,李军,夏勋.汶川地震搜救时间与现场幸存率的关系[J].中华急诊医学杂志.2009(4):420-423.
[2] 肖东升,黄丁发,陈维锋,彭晋川.地震压埋人员压埋率预估模型[J].西南交通大学学报.2009(4):574-580.
[3] 陈维锋,王云基,顾建华,彭晋川.地震灾害搜索救援——理论与方法[M].北京:地震出版社.2008.7.