全 文 ：第 ws卷 第 t期
u s s w年 t 月
林 业 科 学
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¤±qou s s w
黑龙江森林火灾初次扑救
派出人员数量模拟与分析 3
金 森 于立峰
k东北林业大学森林资源与环境学院 哈尔滨 txsswsl
摘 要 }通过问卷调查收集了黑龙江省若干基层扑火指挥员对不同火场情景时的初次扑救派出人员数量 o据此通
过二次线性回归分别建立了根据火场情况k火场面积 !风级和到火场所需时间l模拟森林火灾扑救初次派出人员数
量的非线性模型 o并对有关影响因素进行了分析 ∀结果表明 oktl所建立的多元非线性模型能够较好地模拟派出人
员数量 ~kul根据各地情况分别做出的模型模拟效果好 o而以地区或省为单位进行模拟效果不好 ~kvl在火场面积小
于 u «°u 时 o多数人将风力看作是影响初次派出人员数量的首要因素 o其次是到达火场所需时间 o最后是火场面积 ~
kwl随着指挥员工作时间的增长 o模型中赋予到火场所需时间的权重增加 o对到达火场所需时间越重视 ∀
关键词 } 初次扑救 o森林火灾 o黑龙江省
中图分类号 }≥zyu1v 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusswlst p styu p sy
收稿日期 }ussu p sz p tt ∀
基金项目 }国家自然科学基金青年基金项目 vsssstvx资助 ∀
3 于立峰现工作单位黑龙江省林业厅森林防火办公室 ∀诚挚感谢黑龙江省林业厅防火办及文中有关基层单位和个人给予的大力支持 ∀
Σιµ υλατιον ανδ Αναλψσισ οφ Νυµ βερ οφ Φιρεφιγητερσ ∆ισπατχηεδ
ιν Ινιτιαλ Ατταχκ οφ Φορεστ Φιρειν Ηειλονγϕιανγ Προϖινχε
¬± ≥¨ ± ≠∏¬©¨ ±ª
kΧολλεγε οφ Φορεστ Ρεσουρχε ανδ ΕνϖιροµεντoΝορτηεαστ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ηαρβινtxsswsl
Αβστραχτ } ׫¨ ±∏°¥¨µ¶²©©¬µ¨©¬ª«·¨µ¶§¬¶³¤·¦«¨§¬±¬±¬·¬¤¯ ¤·¤¦®¶²©©²µ¨¶·©¬µ¨¶º¬·«§¬©©¨µ¨±·©¬µ¨ ³¤µ¤°¨ ·¨µ¶¬± ‹ ¬¨¯²±ª­¬¤±ª
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·«¨ ¼¨ ¤µ¶²©©¬µ¨ ©¬ª«·¬±ª·«¤·¤©¬µ¨ ¦²°°¤±§¨µ«¤¶ ±¨ª¤ª¨§q
Κεψωορδσ} Œ±¬·¬¤¯ ¤·¤¦®oƒ²µ¨¶·©¬µ¨ o ‹ ¬¨¯²±ª­¬¤±ª°µ²√¬±¦¨
在森林火灾扑救过程中 o计算机支持的扑火指挥辅助决策系统是提高扑火指挥水平和扑火效率的重要
手段 o在林火管理水平高的国家得到普遍应用 ∀我国也曾开展过相应研究 o但由于一些基本问题没有解决 o
距实际应用还有一定距离 ∀派出人员模型是其中的一个主要问题 ∀国外对此研究较多k‹¬µ¶¦« ετ αλqot||{ ~
ƒµ¬¨§ ετ αλqot||yl o建立了一些基于实际调查数据的模型 ∀国内学者在最佳派出人员数量和派出人员数量经
验公式等方面也开展了研究k温广玉 ot||w ~t||x ~温广玉等 ot||xl ∀
派出人员模型的最终目的是要解决最合理派出人员数量的问题 o由于影响因素多 o扑火决策的实际数据
难以获得 o该问题解决难度很大 ∀扑火指挥员派出人员决策中要考虑的因素可能包括火场的信息 !自身的经
验和行政因素等 o然后根据一定规则计算后得到派出人员数量 ∀尽管这种派出人员决策可能不是最佳的 o初
次派出的扑火力量也不一定实现控制住火灾的目标 o但在扑火指挥员的头脑中是应当能实现控制火灾目标
的 o因此 o它反映了现有林火扑救决策的真实水平 ∀在多数情况下 o上述因素和规则存在于每个指挥员的头
脑中 o是潜意识的 o没有明确或表达出来 ∀考虑因素的多少和规则的复杂程度与指挥员个人的经验 !阅历有
关 ∀如果能揭示上述因素和相应的规则 o对现有的派出人员情况进行模拟 o可直接用于扑火指挥辅助决策系
统中 ∀在这些派出人员决策中 o初次派出人员数量的确定是最重要的 o对此过程的模拟应首先研究 ∀
理论上讲 o对该过程的模拟应建立在对实际森林火灾扑救过程记录和火场信息的基础上 o但这些记录目
前很难得到 ∀为此 o我们通过对黑龙江省基层扑火指挥员在不同火场情景下的初次派出人员数量进行问卷
调查 o获得了有关数据 o建立了相应的初次派出人员数量模型 o并对相关因素进行了分析 ∀
t 材料与方法
111 研究地区介绍
黑龙江省位于 tutβttχ∞∗ tvxβsxχ∞owvβuxχ‘∗ xvβuvχ‘之间 o面积 wx1w 万 ®°u o人口 v vss万 ∀大陆性气
候 o冬季寒冷干燥 o夏季炎热多雨 o春秋季多大风 o空气湿度低 o干燥 ∀全省地貌分为 x个区域 }西北部的大兴
安岭 !东北部的小兴安岭 !东南部的东部山地 !西部的松嫩平原区及东部的三江兴凯湖平原 ∀山地海拔高度
在 vss ∗ t yss °左右 o平原地区海拔在 vx ∗ uss °左右 ∀山地面积占 x{1| h o平原占 wt1t h ∀省内有较大
面积的森林土壤 !草原土壤和森林草原土壤 o属地带性土壤 o同时存在着大面积的非地带性土壤 ∀地带性植
被为寒温带针叶林和暖温带针阔混交林 ∀现有林中原始森林少 o次生林多 ∀
黑龙江省是全国森林防火的重点省份 o年均森林过火面积居全国之首 o是森林火灾危害最严重的地区 ∀
t|{s ∗ t|||年 us ¤共发生林火 v ||x次 o年均 uss次 ~总过火面积为 uxt1v万 «°u o年均过火面积为 tu1y万
«°u ∀森林火灾以人为火为主 ∀
112 数据收集
通过问卷收集黑龙江省 tv个地市及其下辖县 !区以及武警黑龙江省森林总队中经验丰富的扑火指挥员
在 wx个火场情景下初次派出人员的数量kwx个问题l ∀同时收集他们的有关背景资料作为辅助变量 o包括 }
从事扑火工作的年数 !扑火指挥工作的年数 !指挥扑救地表火的次数 !指挥员指挥扑救树冠火的次数和只需
一次派出人员就能扑救成功的百分率等 x个问题 ∀这样调查问卷中共 xs个问题 ∀调查问卷是匿名的 ∀
火场情景是由火场面积 !风力和到达火场所需时间 v个因子取不同数值构成的组合 o其中 o初始火场面
积分 s1t «°u !t «°u !u «°u v种情形 o到达火场所需时间分为  us °¬± !us ∗ ws °¬± !ws ∗ ys °¬± !ys ∗ {s °¬± !{s
∗ tss °¬± x种情形 o火场风力等级分为 t ∗ v级 !w ∗ y级 !y级以上 v种情形 ∀在问卷设计时向有扑火指挥经
验的专家咨询以确定各因子的分级情况 ∀另对所有火场情景做如下假设 }中强度地表火 o扑火队员为专业扑
火队员 o平均每两人 t台风力灭火机 ∀对返回问卷中来自同一地方者 o在地名后加数字以区分 o如伊春 t !伊
春 u等 ∀
113 分析方法
t1v1t 初次派出人员数量模型的建立 对每份返回的问卷 o以火场面积 !火场风力等级 !到达火场所需时间
为自变量 o派出扑火队员数量为因变量 o进行多元线性回归和可转换为线性的非线性回归 o建立各自的初次
派出人员数量模型 o称这些模型为县级模型 ∀将返回问卷较多的黑河和伊春地区分别组成相应的地区汇总
问卷 o将所有问卷合并成全省汇总问卷 o重复上述工作 o分别建立两个地区级和全省级的派出人员模型 ∀
t1v1u 影响派出人员数量的因素分析 指挥员的派出人员数量决策 o一方面受火场情况影响 o另一方面与
自身的经验有关 ∀在上述回归分析中 o权重的大小反映了答卷人k指挥员l头脑中对火场面积 !火场风力等
级 !到达火场所需时间 v个因素的重视程度 ∀对某个指挥员而言 o如果赋予某个因子的权重为正值 o则权重
越大 o表明他k她l对该因素的重视程度越高 o为负值时则相反 ∀通过对由不同问卷建立的模型中的权重进行
分析 o就可以揭示在派出人员决策中的 v个因素对不同指挥员的影响程度 ∀因此 o对上述权重进行排序 o进
行百分率统计 o就可得出在全省范围内 v个变量对扑火派出人员决策影响的重要程度 ∀
问卷中的背景变量反映了指挥员的扑火指挥经历 ∀通过分析这些变量与权重的关系 o就可能揭示指挥
员的经验等对决策的影响 ∀为此 o计算背景变量与 v个权重的相关系数 o以确定它们对权重的影响 ∀
u 结果和分析
211 问卷回答情况
vyt 第 t期 金 森等 }黑龙江森林火灾初次扑救派出人员数量模拟与分析
共收回问卷 t{份 o即 t{个县级数据 ∀由于分析主要是针对单独问卷进行的 o前 wx个问题的统计特征
对独立分析影响不大 o故不在此列出 ∀答卷人的背景情况列于表 t ∀
表 1 答卷人背景数据
Ταβ . 1 Βαχκγρουνδ οφινϖεστιγατεδ περσονσ
从事扑火工作时间
≠ ¤¨µ¶ ±¨ª¤ª¬±ª©¬µ¨
³µ¨√ ±¨·¬²±Π¤
从事扑火指挥时间
≠ ¤¨µ¶¤¶©¬µ¨
¦²°°¤±§¨µΠ¤
一次性派出人员控制率
•¤·¨ ²©¶∏¦¦¨¶¶²©
¬±¬·¬¤¯ ¤·¤¦®
扑救地表火次数
׬° ¶¨©¬ª«·¬±ª
¶∏µ©¤¦¨ ©¬µ¨
扑救树冠火次数
׬°¨ ¶©¬ª«·¬±ª
¦µ²º±©¬µ¨
平均值  ¤¨± tx1y tu1u s1{z yu1| v1y
标准差 ≥·¤±§¤µ§ µ¨µ²µ x1x w1x s1tv zt1u x1s
最小值 ¬± y1s w1s s1xs tu1s s1s
最大值 ¤¬ ux1s us1s t1ss uxs1s tw1s
u1u 派兵数量模型
森林火灾初次派出人员数量与火场情况 o如 }火场面积k Πl !到达火场所需时间k Τl !火场风力等级k Αl
之间的多元线性回归结果列于表 u ∀为了各因子权重之间具有可比性 ov个因子都进行了最大值归一化 o转
换成≈s ot 之间的数值 o其中风力级数最大值为 v o到达火场所需时间最大值为 |s °¬±o火场面积最大值是 u
«°u ∀
表 2 初次派出人员数量与火场变量多元线性回归结果 ≠
Ταβ . 2 Ρεσυλτσ οφ µ υλτιϖαριαβλελινεαρ ρεγρεσσιον βετωεεν νυµ βερσ οφ φιρεφιγητερσ δισπατχηεδ ανδ φιρε σιτε ϖαριαβλεσ
区域 • ª¨¬²±
权 重 • ¬¨ª«· 总体检验 Φ·¨¶·µ¨¶∏¯·¶ 各因素显著水平 ≥¬ª±¬©¬¦¤±¦¨ ¯¨ √¨¯
βs βt βu βv Φ Ρ Π Τ Α
嘉荫 ¬¤¼¬± p tyu uxu1|| tx{1w zu1{w Φkv owtl € |u1zu 3 3 s1{zt s1ss s1ss s1ss
汤原 פ±ª¼∏¤± p ux1yw {|1st u{1{ zt1wy Φkv owtl € tt|1t 3 3 s1{|z s1ss s1ss s1ss
讷河 ‘¨«¨ p ||1tv tvz1t| |z1u t{1{uw Φkv owtl € wx1zu 3 3 s1zy| s1ss s1ss s1s{
鹤岗 ‹ ª¨¤±ª p yw1y {z1| tsv1{ xy1z Φkv owtl € x{1xz| 3 3 s1{tu s1xv s1u| s1sy
五大连池 t • ∏§¤¯¬¤±¦«¬¯ p vv1uz v| ux1u wy1|y Φkv owtl € z{1{w 3 3 s1{xu s1ss s1ss s1ss
桦南 ‹∏¤. ±¤± p |t1uv tw{1{y usz1| p tv1x Φkv owtl € vs1u| 3 3 s1y{| s1ss s1ss s1wz
翠峦 ≤∏¬¯∏¤± p wt|1| zxy1| |s1| wux1{ Φkv owtl € yy1su 3 3 s1{u{ s1ss s1tv s1ss
伊春 v ≠¬¦«∏± v p uxw1s vvy1| usv1w tsz1wy Φkv owtl € ty1sy 3 3 s1xw s1ss s1st s1st
伊春 t ≠¬¦«∏± t p tt1|s w{ uz ts1zzy Φkv owtl € xy1yy 3 3 s1{sx s1ss s1ss s1ss
伊春 u ≠¬¦«∏± u p wtt1u v|z1{ vs{1z vys1w Φkv owtl € wt1zv 3 3 s1zxv s1ss s1ss s1ss
韩家园子 ‹¤±­¬¤¼∏¤±½¬ p tyu1{ uxu1|| tx{1w zu1{w Φkv owtl € |u1zu 3 3 s1{zt s1ss s1ss s1ss
五大连池 u • ∏§¤¯¬¤±¦«¬u p t{w1v twy1t t|{ tsu1{u Φkv owtl € uv1xx 3 3 s1yvu s1ss s1ss s1ss
黑河 t ‹ ¬¨«¨ t p s1uv ts1{ |1| y1xu Φkv owtl € xt1st 3 3 s1z{{ s1ss s1ss s1ss
黑河 u ‹ ¬¨«¨ u p x|t1y wus1| xt|1v v|y1{ Φkv owtl € tu1yu 3 3 s1w{ s1st s1ss s1ss
森警 t ƒ²µ¨¶·³²¯¬¦¨t t1wv tt1vst tx1v y1{yw Φkv owtl € xx1ww 3 3 s1{su s1ss s1ss s1ss
森警 u ƒ²µ¨¶·³²¯¬¦¨u p uu1ut vz1u uv1w uz1yy Φkv owtl € tuz1y 3 3 s1|sv s1ss s1ss s1ss
森警 v ƒ²µ¨¶·³²¯¬¦¨v p xy1|s ys1{t |{1t wt1w Φkv owtl € tv|1z 3 3 s1|t s1ss s1ss s1ss
森警 w ƒ²µ¨¶·³²¯¬¦¨w p ws1{y yx1yt xz1y vw1vu Φkv owtl € ttt1yv 3 3 s1{| s1ss s1ss s1ss
伊春汇总 ≠¬¦«∏±·²·¤¯ p uxu1s vx{1x txz1x t|x1wy Φkv ouutl € wy1tv 3 3 s1v{x s1ss s1ss s1ss
黑河汇总 ‹ ¬¨«¨ ·²·¤¯ vz1yw txs1{t tzs1t ttw1v{ Φkv ouutl € t{1t 3 3 s1t|z s1ss s1ss s1ss
全省汇总 °µ²√¬±¦¤¯ ·²·¤¯ p txu1u t|t1ty tu{1z ts{ Φkv o{ssl € zu1w{ 3 3 s1utu s1ss s1ss s1ss
≠带/ 3 3 0者为在 s1st水平显著 oΦs1stkv owtl € w1vs o° !× !„意义同公式ktl ∀ ׫²¶¨ º¬·« / 3 3 0 ¶¬ª±¬©¬¦¤±·¤·s1st ¯¨ √¨¯ qΦs1stkv owtl € w1vs q׫¨
° ¤¨±¬±ª¶²© ΠoΤ oΑ¤µ¨ ·«¨ ¶¤°¨ ¤¶¨´ ∏¤·¬²± tl q
对 t{个县级单位 !黑河 !伊春两地区及全省汇总的数据而言 o初次派出人员数量与上述 v个因子的回归
总体都显著 o除翠峦和桦南 t个火场变量与派出人员数量回归不显著外 o其它区域的 v个火场变量与派出人
员数量之间回归全部显著 o表明 v个火场变量对派出人员数量影响的线性关系 ∀因此 o建立的根据火场情景
模拟初次派出人员数量的模型k模型 tl如下 }
wyt 林 业 科 学 ws卷
Ν € βt Π n βu Τ n βv Α n βs ktl
其中 }Ν}初次派出的人数 ~Π}归一化火场风力等级 ~Τ}归一化到达火场所需的时间 ~Α}归一化火场初始面
积 }βt !βu !βv 为回归权重 oβs 为多元回归截距 o数值见表 u ∀
如果将模型ktl中的 βs 看作是基本派出人员数量 o将各因子的权重看作是单位因子变化时所需增加的
人力 o则 βs 为正值似乎更合理 o但本文 βs 多为负值 o表明指挥员头脑中对多因子响应的规则不仅有线性累
积 o还可能存在乘法关系或其它非线性的规则 ∀为此 o需要对模型形式进行修正 ∀
表 u表明 o派出人员数量与 v个火场变量具有良好的线性关系 o说明每个变量对派出人员数量都有影
响 o总的效果可能是三个分量乘积的关系 ∀为此 o对这 v个变量与派兵数量 Ν分别进行线性回归 o构造出 v
个中间变量 ψt !ψt !ψv oψι € χιt ξι n χιs oι € t ou ov oξt !ξu !ξv 分别是归一化的火场风力等级 !到达火场所需的时
间和火场初始面积 oχιt !χιs为回归系数 ∀ ψt !ψt !ψv 可看作是 v个变量单独作用时的派出人员数量 ∀令 ψτ €
ψt ψt ψv o则 ψτ 表示 v个火场状态变量的乘积作用 o若问卷中存在乘积关系 ~ψτ 应与 Ν具有良好的相关性 o其
相关系数要比式 tl大 ∀
对派出人员数量 Ν和 ψτ 进行线性回归 o所得回归系数 αt !αs 和相关系数 Ρ 及其 Φ统计检验结果列于
表 v ∀该 Φ值远远大于 Φs1stkt owvl € z1u{ o回归结果都极其显著 ∀式 tl的相关系数均值为 s1zs| oψτ 与 Ν的
相关系数均值为 s1{zx o差异显著性 τ检验值为 u1|wt  τs1stkwsl € u1zsw o差异极显著 o表明 Ν和 ψτ 的相关系
数明显好于式 tl构造的变量与 Ν之间的相关系数 o或言之 o从决定系数 Ρu 的角度看 o变量 ψτ 将更好地模拟
‘的变化情况 ∀因此 o我们得到了新的非线性派出人员模型 o模型kul }
Ν € αtkχtt ξt n χtslkχut ξu n χuslkχvt ξv n χvsl n αs kul
式中所有符号意义同前 ∀
表 3 二次线性回归模型结果 ≠
Ταβ . 3 Ρεσυλτσ οφ βι2λινεαρ2ρεγρεσσιον µ οδελ
区域 • ª¨¬²± αt αs Φ Ρ χtt χut χvt χts χus χvs χs
嘉荫 ¬¤¼¬± s1sss sxw z1sy vuu1ty s1|v| uxv tx{ y|1vv p vz1vy wv1xv yt1|z t1xv
汤原 פ±ª¼∏¤± s1sss tvv s1su zvz1{ s1|zu {| u{1x y{ uz1tt zs1yt t{1ww w1zw
讷河 ‘¨«¨ s1sss vs{ t1{| ux|1sy s1|uy tvz1u |z tz1{y p vx1xu u1sy v{1s{ t1sv
鹤岗 ‹ ª¨¤±ª s1sss txw p s1xx wuu1zz s1|xu {z1{ tsv1{ xv1{y uu1tz uv1sw uy1{w t1xz
五大连池 t • ∏§¤¯¬¤±¦«¬t s1sst tyx s1vx uuw1vu s1|ty v| ty1v v{1w v1tt us1sx p |1u| p s1vv
桦南 ‹∏¤. ±¤± s1sss s{ p t1zu t|s1wv s1|sv txs t|u1x p tv tu x1sx tux p t1t
翠峦 ≤∏¬¯∏¤± s1sss ssz t1uu yxy1tw s1|y{ zxz |t wsy p tw|1vw vsw1zz p xs1yz t|1wu
伊春 v ≠¬¦«∏±v s1sss sxv p y1w| ttu1y{ s1{x vvz usv1zx tsw1vv p {x1vw uy1tv vx p ts1z
伊春 t ≠¬¦«∏±t s1sss x{y t1uv txx1|{ s1{{x w{ uz ts {1yy ux1yy vs1yy x1uv
伊春 u ≠¬¦«∏±u s1sss sut y1xx xsu1wv s1|x| v|z1{ vs{1x vv|1{y p xv1y ws1ut p tu{1uz tu1xv
韩家园子 ‹¤±­¬¤¼∏¤±½¬ s1sss sxw z1sy vuu1ty s1|v| uxv tx{ y|1vv p vz1vy wv1xv yt1|z t1xv
五大连池 u • ∏§¤¯¬¤±¦«¬u s1sss tzv p s1u| vxv1ww s1|ww twy1s| t|z1{w |z1t| p ut1uz p vv1z| p ut1sz p u1|t
黑河 t ‹ ¬¨«¨ t s1ssv {w s1zz ttz1v{ s1{xx ts1{ |1z y1tv {1xv ts1vw |1x| w1su
黑河 u ‹ ¬¨«¨ u s1sss sv p w1su uyx1xt s1|uz wus1| xt{1x vzv1{ p |{1xw p tsx1|| p t|t1zw p yx1zy
森警 t ƒ²µ¨¶·³²¯¬¦¨t s1ssu t{| s1|z tuz1|u s1{yx tt1v tx1sx y1xv tv1vv tu1x tw1vv y1u
森警 u ƒ²µ¨¶·³²¯¬¦¨u s1sss uyz u1zx xux1yv s1|yt ys1{ |{1w v|1y t|1tx x1su us1s{ v1uz
森警 v ƒ²µ¨¶·³²¯¬¦¨v s1sss vww u1yv vuu1xx s1|v| yx1y xz1w vu1xv {1zx us1y t|1|x v1{z
森警 w ƒ²µ¨¶·³²¯¬¦¨w s1sst szw s1{| zsx1vt s1|z vz1u uv1z uy1xv x1uw ty1{z v1xt t1uv
伊春汇总 ≠¬¦«∏±·²·¤¯ s1sss svt u1yv tzx1u s1yyv vx{1xy txz1yx t{x1| p yv1w {{1sy p ts1uy w1wy
黑河汇总 ‹ ¬¨«¨ ·²·¤¯ s1sss t|| p t1| |w1u s1xww txs1{ tyz1{z tsy1y{ p u{1zw p ut1wz p vw1{| p y1t|
全省汇总 °µ²√¬±¦¤¯ ·²·¤¯ s1sss s|x s1{ uy|1xw s1xst t|t1tz tuz1z| tsu1su p ux1xz vt1u p s1tw s1{t
≠ χtt !χut !χvt是派出人员数量与归一化的火场风力等级 !到达火场所需的时间和火场初始面积分别线性回归的斜率 oχts !χus !χvs为对应的截
距 oαt !αs为组合变量与派出人员数量回归的斜率和截距 oχs是模型最后的常数 oχs € χts χus χvs n αs ∀ χtt oχut ¤±§ χvt ¤µ¨ ¶¯²³¨ ²©©²µ¦¨ §¬¶³¤·¦«¨§
√¶q¶·¤±§¤µ§º¬±§¦¯¤¶¶o·¬°¨±¨ §¨¨§·²µ¨¤¦«¥∏µ±¬±ª¶¬·¨ ¤±§¥∏µ±¬±ª¤µ¨¤oχts oχus ¤±§ χvs ¤µ¨ ¦²µµ¨¶³²±§¬±ª¬±·¨µ¦¨³·¶qαt !αs ¤µ¨ ¶¯²³¨ ¤±§¬±·¨µ¦¨³·²©·«¨
©²µ¦¨ √¶q¦²°¥¬±¨ §√¤µ¬¤¥¯ ¶¨qχs ¬¶·«¨ ¦²±¶·¤±·q
模型中 χιt ξt n χιs oι € t ou ov o可以看成是各变量对派出人员数量影响的分量 o其中斜率或变量权重 χιt oι
€ t ou ov o全部大于零 ∀ χιs oι € t ou ov o部分小于零 o在 t{个县级模型中 o|个模型的全部系数都大于零 o其余
xyt 第 t期 金 森等 }黑龙江森林火灾初次扑救派出人员数量模拟与分析
9个模型的部分截距小于零 ∀kul式展开后的常数 χskχs € χts χus χvs n αsl在 ut个模型中只有 y个小于零 o这
说明式 ul比式ktl无论是在模型的理论结构描述还是在模拟的准确性方面都有所提高 ∀负截距 χ产生的原
因在于原数据中的非线性成分 o但其所对应的斜率都很大 o只要变量值超过一个很小的阈值就能保证派出人
员数量为正 o这在实际中是能够满足的 ∀
t{个县级模型除黑河 u外 o相关系数都很高高 o模拟误差小 o模拟派出人员数量和实际值之间的关系基
本如图 t¤所示 ∀而汇总模型如全省模型 !伊春和黑河两地区模型类模型的模拟值与实际值差别较大 o其模
拟派出人员数量和实际值之间的关系见图 t¥∀这说明以县级为单位或单个问卷数据为基础建立的派出人
员模型准确度高 o而基于多地区或多问卷数据建立的模型模拟能力很低 ∀这反映了决策水平的地区或个人
图 t 模型模拟能力检验
ƒ¬ªqt °¨ µ©²µ°¤±¦¨ ²©§¬©©¨µ¨±·°²§¨ ¶¯
间的差异 ∀在今后的林火扑救辅助决策研究中 o应根据各地情况分别建立模型 o而不是多个县合在一起 ∀
213 对影响派出人员决策因素的分析
u1v1t 火场情景因子对初次派兵数量的影响 模型中 χιt ξι n χιs oι € t ou ov o可以看成是各变量对派出人员
数量影响的分量 o而且这些分量对派出人员数量的影响是独立的 ∀因此 o分析变量斜率或权重可以分析各指
挥员对相应变量的重视程度 ∀表 v显示 o对研究地区的大多数指挥员而言 o风速 !到达火场所需时间 !火场面
积确实是影响派出人员数量的因素 o不同指挥员之间的权重差别很大 o对同样的火情 o有的指挥员要派出数
百人 o而有的指挥员只派出数十人 ∀这体现了不同指挥员决策水平的差异 o也可能是各地扑火设施差异造成
的 ∀但总的来说 o森警部队派出的人数较少 o这在一定程度上反映了他们与地方专业队扑火战术的差异 ∀
表 4 火场因子权重与背景变量的相关系数 ≠
Ταβ . 4 Χορρελατιον χοεφφιχιεντσ οφ φιρε ϖαριαβλε ωειγητσ ανδ
χοµ µ ανδερ. σ βαχκγρουνδ ϖαριαβλεσ
变量 ∂¤µ¬¤¥¯ ¶¨ ψt ψu χ νt νu
βt s1vz s1uz s1xy s1st s1s|
βu s1yu 3 s1xu 3 s1uv s1yt p s1sv
βv s1wu s1vu s1v| s1vs p s1us
≠带/ 3 0者为相关显著 ∀ ψt }从事扑火工作的年数 oψu }从事扑火指挥工作的年数 oχ }一次
性派兵能使火场得到控制的百分率 oνt }为指挥员扑救过地表火的次数 oνu }指挥员扑救过
树冠火的次数 ∀ ׫²¶¨ º¬·«/ 3 0 ¬¶¶¬ª±¬©¬¦¤±·¤·s1sx ¯¨ √¨ ¯qψt }¼¨ ¤µ¶²©º²µ®¬±ª ¬¨³¨µ¬¨±¦¨ ¤¦²°2
°¤±§¨µ«¤¶qψu }¼¨ ¤µ¶²©©¬µ¨ ©¬ª«·¬±ª¦²°°¤±§¬±ª¤¦²°°¤±§¨µ«¤¶qχ }³¨µ¦¨±·¤ª¨ ²©¦²±·¤¬±¬±ª©¬µ¨
º¬·«²±¨ ©²µ¦¨ §¬¶³¤·¦«qνt }·¬°¨ ¶·«¤·¤©¬µ¨ ¦²°°¤±§¨µ«¤¶©¬ª«·¤ª¤¬±¶·¶∏µ©¤¦¨ ©¬µ¨¶qoνu }·¬° ¶¨·«¤·
¤¦²°°¤±§¨µ«¤¶©¬ª«·¤ª¤¬±¶·¦µ²º±©¬µ¨¶q
根据表 v中各变量的权重统计 oyz h的指挥员将火场风力看作影响派出人员决策的首要因素 ovv h的指
挥员将其看成是第二重要因素 ∀uu h的指挥员将到达火场所需时间看作影响派出人员决策的首要因素 o
v| h的指挥员将其看成是第二重要因素 o其余 v| h的指挥员将其看作最不重要的因素 ∀只有 tt h的指挥员
将火场面积看成是首要因素 ou{ h的将其看作是第二重要因素 oyt h的将其看作最不重要因素 ∀火场面积对
派出人员数量应该有较大影响 o
在这里不重要是因为给定的火场
面积都比较小 ∀因此 o在火场面
积不超过 u «°u 时 o这三个因子
按对派出人员数量的影响程度的
降序排列是 }风速 !到达火场所需
时间 !火场面积 ∀
u1v1u 指挥员工作背景对各权
重的影响 从表 w知 o只有工作
年数和从事指挥工作的年数与到
达火场所需时间的权重呈正相
关 o这说明 o工作时间越长 !扑火
经验越丰富 o赋予到达火场所需
yyt 林 业 科 学 ws卷
时间的权重越大 o对到达火场所需时间越重视 ∀其它背景因素对扑火决策没有统一的影响 ∀
v 结论
风速 !到达火场所需时间 !火场面积对初次派出人员数量有显著影响 ∀本文利用两次线性回归建立的非
线性模型可较好地模拟根据这 v个因素确定的森林火灾扑救中初次派出人员数量 ∀从而也说明扑火指挥人
员对 v个变量中的每个变量而言 o其决策过程是线性的 o但最后的决策是将这些分量以乘积的形式统筹考
虑 ∀
根据各地情况分别建立的模型模拟效果好 o而以地区或省为单位进行模拟效果不好 ∀
在火场面积较小时 o多数人kyz h l将风力看作是影响初次派出人员数量的首要因素 o其次是到达火场所
需时间 o再次是火场面积 ∀赋予到火场时间的权重与从事森林防火工作的时间正相关 ∀
w 讨论
本文模拟的初次派出人员数量是扑火指挥员个人头脑中的最佳决策 o不一定是在已知条件下的最优扑
火方案 o在实际扑火中未必每次都能将森林火灾扑灭 ∀这与温广玉等kt||xl建立的扑火人数经验公式不同 ∀
后者的公式可在火场面积 !风速 !防火期时段 !扑火用时 !扑火起时 x个变量己知的条件下提供不是最佳但肯
定能将火灾扑灭的人数 ∀但下面两个方面制约了该公式在辅助决策中的应用 }ktl在实际决策中总是要使用
最少时间将火灾扑灭 o但最少时间有下限 o公式对此没有约束 ∀kul该公式是根据火场因素和总扑火人数建
立的 o该人数在扑救过程中可能是多次派出人员的结果 ∀本文模型的意义就在于在非优化的辅助决策中可
以直接应用 o可以直接加入到现有的计算机辅助决策系统中 ∀
模型误差除来自对非线性决策过程的近似外 o与影响因素不全 ∀本文只考虑了风速 !到达火场所需时
间 !火场面积 v个因素 o对其它因素没有考虑 ∀不同地区的扑火设施 !条件对派出人员数量会有所影响 ∀尽
管在问卷中对扑火过程的一些变量进行了统一假设 o但每个指挥员在填写问卷时 o仍然会受本地特殊的扑火
情况或因素影响 ∀同时与答卷人回答问题的客观态度 !负责态度等有关 ∀
指挥员的工作经验对扑火决策应该有相当的影响 o在这里工作经验只对到达火场所需时间权重有影响 o
对其余两个因子没有影响 ∀即使工作背景对火场面积权重有影响 o也可能由于问卷中火场面积较小而没有
体现出来 o将来应在问卷中适当加大火场面积 ∀对风力而言 o可能工作背景对风力权重的影响确实很小 o或
是各指挥员己给予了充分重视 o不是放在首位就是第二位 o从相关分析中体现不出来 ∀在回收的问卷中 o部
分背景资料缺失 o对研究结果也会产生一定影响 ∀
参 考 文 献
温广玉 q扑火指挥决策中几个定量问题的探讨 q森林防火 ot||w ov }t| p ut
温广玉 q大兴安岭林区出动扑火力量中的几个定量问题 q森林防火 ot||x qu }ux p uy
温广玉 o郑焕能 o陈华豪 q用数量化岭回归的方法确定扑火人力 q火灾科学 ot||x owkvl }vy p wt
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zyt 第 t期 金 森等 }黑龙江森林火灾初次扑救派出人员数量模拟与分析