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保安员响应住宅火灾警报:对生命和财产损失影响的估计
比约恩·桑德1（Bjorn Sund），亨里克·贾德尔2（Henrik Jaldell）
1瑞典民事应急局
2瑞典卡尔斯塔德大学经济系
摘 要
减少对住宅火灾的回应时间可以挽救更多的人、减少受伤的人数、减少财产损失和降低环境污染。减少对火灾反应时间的一种方法是允许市政消防和救援服务与其他行为者合作。该研究评估了瑞典市政当局的消防和救援部门与私人保安员公司之间的潜在协议。人口统计学地理信息系统（GIS）模拟是用于估算减少的回应时间。这个结果与统计估计的死亡风险相结合，可以评估回应时间的微小变化，发现其对生存率和财产损失的影响。结果表明，运用保安员后，对住宅火灾的回应时间平均快了52s。将该结果与死亡人数的关系结合起来，并对保安员效率较低的情况进行调整，这意味着死亡率每年下降0.0105或1.3%。该项目具有积极的经济效应，预计效益比成本分别高出1.4倍(挽救生命)和2.3倍(挽救生命和财产损失)。
关键字：社会运作机制研究 成本收益分析 仿真 住宅火灾 反应时间
- 引言
缩减对火灾的反应时间可以挽救更多的人，减少伤亡，减少财产损失以及减少对环境的影响。然而，一旦行动起来，消防和救援服务部门(FRS)的反应时间往往是给定的，因为消防站和人员的位置是相对固定的。其中缩减反应时间的一种方法是使用更加灵活的组织。在瑞典，测试人员使用了更小的单元，这个单元配备一到两个消防员在他们自己的急救车里，反应时间更短。影响反应时间的另一种方法是使用“在路上”的其他资源。如果这些资源收到报警，他们可以更快地到达火灾现场。这些资源可以是公共资源，如家庭卫生保健单位或公共护理人员。另一种可能性是与“在路上”的私人单位合作，比如安保人员或烟囱清洁工。
一般来说，可以通过使用志愿者小组、应急组织的共同地点和合作使用资源来缩短应急反应时间[1]。除了减少反应时间，有人提议，可以推动紧急反应系统(ERS)的新合作，作为稀缺资源的补偿[2]。只对消防服务方面的合作进行了几次评价。温霍特（Weinholt）等人[3]的研究表明，合作既可能对社会有益(安全员)，也可能对社会无益(家庭护理护士)。有更多使用消防和救援服务回应时间比救护车和其他医疗服务更快的例子，例如心跳停止[4-8]。当我们回顾运筹学文献时，关于消防站的位置和对于频繁的事件如何以最佳的方式派遣消防人员，我们没有发现任何研究考虑合作[9-11]。伟克斯（Wex）等人[12]提出了一种在自然灾害中帮助协调救援单位的决策支持模型，并发现该模型在减少危害方面优于最佳实践。
本研究的目的是评估瑞典赫尔辛堡的消防和救援服务部门和一家私人保安公司可能达成的协议。该协议意味着，如果有人向保安员发出住宅火灾警报，他们就会做出更快的反应。为了评估对成活率和财产损失的影响，我们使用地理信息系统(GIS)来模拟评估紧急工作开始时间的边际变化。我们将这些结果与反应时间和死亡人数之间的关系以及反应时间和财产损失之间的关系的数据相结合。最后，对干预的成本和收益进行了经济评价，总结了干预的效果。经济评价可以通过评估来自干预的收益和成本来帮助对应急回应系统的组织做出合理的决策。
进行这项研究的背后有三个动机。第一，从方法上说明如何将涉及更多人口的地理信息系统模拟得出的结果与回应时间边际变化的死亡风险的逻辑回归统计估计相结合。第二，是评估使用保安员在减少住宅火灾反应时间方面的有效性。第三，是将效果与成本相结合，进行经济成本-收益分析。
1.1.相关文献
大多数GIS在FRS领域的应用的文献都是关于特定风险相关的各种因素的可视化和分析，例如与住宅火灾风险有关的社会、经济或结构因素。分析时间和空间变化的目的主要是为了帮助预防措施的制定，但在某些情况下，研究结果也可以帮助应急准备工作[15,16]。罗德（Rohde）等人[17]发现澳大利亚不同地区住宅火灾的风险从每年2起到每年25起不等，这可能影响到FRS(和其他)如何关注预防措施和应急处理组织(例如消防局的位置、物料及人员）。可以得出与地理信息系统的发展以支持警方打击犯罪工作相一致的结论[17,18]，火灾和犯罪一样有明显的时间和空间变化。通过对住宅盗窃和住宅火灾的比较发现，这两种事件的空间位置在很大程度上是重合的，但时间上是不同的[18,19]。乌施克（Wuschke）等人[18]声称，警方在其预防工作中成功地解释了这种变化，例如，通过指出“着火地点”，而关于住宅火灾的地理数据被认为很大程度上未被消防及救援部门（FRS）利用。
桑德（Sund）将驾驶时间的GIS模拟与斯德哥尔摩地区院外心脏骤停(OHCAs)生存率的登记数据相结合。在这种紧急资源仅包括一辆救护车和一辆救护车加上消防服务的情况下。这个模拟模型预测的结果显示，院外心脏骤停后的基线存活率为3.9%，而增加消防服务作为第一反应(双重调度)将存活率提高到了6.2%。模拟结果也通过一个“真实”项目的经验数据进行了验证。
温霍特（Weinholt）等人[3]分析了在瑞典的一个小城市使用保安员进行消防回应的效果。他们发现，在60起警报中，保安员首先出现在34起案件中。在其中的7起火灾中，保安员能够自己扑灭大火。其中两起火灾有蔓延和造成损失的风险。经济评价结果表明，该合作行为具有社会效益。
贾德尔（Jaldell）[21,22]研究了时间因素对火灾和救援服务的影响。他以货币作为标准衡量并估计了时间因素对瑞典消防和救援的重要性。他研究并汇总了所有类型的反应：建筑火灾、非建筑火灾、交通事故、溺水事故、风暴、洪水等等。时间因素的重要性是通过增加救援服务提前到达时所节省的价值或延迟到达事故现场所损失的价值来计算的。由此产生的代价包括人身伤害(死亡、重伤和轻伤)和财产损害(财产和环境)。平均而言，对于所有类型的回应，每减少5分钟的回应时间可以为每条警报节省59000克朗（瑞典货币单位） 。溺水事故、建筑物火灾、交通事故中时间因素最为重要。贾德尔的[21]论文更新了马特森和华斯（Mattsson和Juas）[23]的研究。
贾德尔（Jaldell）[22]估计了FRSs时间因素在住宅中挽救生命的重要性。通过logistic回归分析，他发现死亡风险是回应时间的非线性函数。在给定的回应时间变化下，在较短的回应时间内，死亡风险的增加量较大，然后下降，最终接近于零。如果可以将平均反应时间减少1分钟，平均每发出一次警报就可以挽救0.00035人的生命。对于所有住宅警报器来说，这意味着每年大约可以挽救2条生命，即3%的生命。对于公寓、疗养院和半独立式/排屋来说，回应时间是最重要的。更重要的是由于吸烟或儿童玩耍或故意放火引起的。
贾德尔（Jaldell）[21]还讨论了使用拥有所谓的“第一反应者”的小型移动部队的效果，而不是使用普通的五到十人的消防和救援部队。优点是第一个到达现场的人比一般的救援单位更快。然而，第一个人显然不能执行普通设备所能执行的所有动作。贾德尔观察到了四种效果。首先，因为第一个人比其他人先到，所以可以对情况进行定位和评估。如果第一个人是消防人员，他或她可以在此基础上直接做出决定和下达命令。大型物品最多可以节省5分钟的攻击时间，但小型物品可能只有几秒。第二，第一个人能够检查地址是否正确，从而向主力量显示正确的路径。这可能会使回应时间缩短一分钟。第三，第一个人可以直接自己努力。第四个优势是，如果不需要的话，机组人员可以提前回家。朗（Lang）[24]分析了1150份消防和救援服务的事故报告，其中第一时间回应的消防员估计了该单位的贡献比例。1150次事故的平均份额为0.444，而建筑物火灾的份额为0.343。朗的结论是，使用急救人员的经济效益超过了经济成本。
- 方法和数据
在本节中，我们首先描述赫尔辛堡市的特点，并提供一些关于该地区住宅火灾的一般统计数据。第2.2节介绍了我们用来计算这些火灾造成的损害程度的模型，以及估计应急回应系统(ERS)变化的边际效应的方法。介绍了保安人员应对住宅火灾效果评估的方法和数据。第2.3节介绍了我们的第二个模型，成本-效益分析，以及用于经济评价的数据。
2.1.赫尔辛堡市政府
市政当局自己或与其他人合作，完全负责在瑞典组织消防和救援服务。共有290个市镇和约150个消防和救援服务。这里研究的消防和救援服务是赫尔辛堡市政当局安赫尔霍尔姆和厄克尔永阿之间的合作，称为救援服务斯科讷（Rauml;ddningstjauml;nst Skaring;ne Nordvauml;st）。然而，本研究只考虑赫尔辛堡市政当局的地理区域。
赫尔辛堡位于瑞典南部，按居民数量计算是第八大城市(2016年1月1日为137,909个)，但就面积而言，它位于290个城市中的219个(344平方公里，数据来自瑞典统计局)。在赫尔辛堡，FRS在赫尔辛堡有三个全职和两个兼职站点。[1]2015年，FRS在市政[25]内收到89次住宅火灾警报。[2]2006年至2015年的十年间，平均住宅火警数目为84宗，其中2010年最高的火警发生率为101宗，2006年最低的火警发生率为65宗。这意味着在过去10年里，赫尔辛堡每千名居民就有0.65次警报。相比之下，同期瑞典的平均比率为每千名居民0.60人，在31个人口与赫尔辛堡相似的城市(“大城市”)，平均比率为0.57人。
图1 报警过程和回应时间（GIS仿真时间）
注释:改编自贾德尔（Jaldell） [21]
Time of incident：事故发生时间
Alarm time：报警时间
First call：首先打电话
Emergency call handing time：紧急呼叫处理时间
Emergency services alerted：紧急服务部门报警
Station reaction time：站点反应时间
First vehicle departed：第一辆车开走
Driving time incident：行车时间事件
Response time（GIS simulation time）：回应时间（GIS仿真时间）
Arrival at incident site：抵达事发地点
Preparation time at incident site：事故现场准备时间
Emergency response work started：应急回应工作启动
Initial damage limitation effect：初始损害限制效应
Rescue service effect ended：救援服务结束
Back at station：返回站点
在10年期间，赫尔辛堡发生6起不同的住宅火灾，造成6人死亡。赫尔辛堡每10万居民的平均死亡率为0.46，瑞典为0.81，大城市为0.62。这意味着在赫尔辛堡有更多与住宅火灾有关的警报，但死亡率较低。死亡率较低的一个原因可能是赫尔辛堡是瑞典第21个人口最密集的城市。在赫尔辛堡，居民火灾的回应时间中值为6:30分钟，而大城市的回应时间为7:45，整个瑞典的回应时间为8:00。警报几乎按白天（这里定义为06:00-18:00）和晚上（18:00-06:00）平均划分，赫尔辛堡有51%的警报发生在白天。瑞典大城市住宅火灾的死亡人数在白天和夜间也几乎相等（48/52）。
2013年，市政府与一家私人保安公司达成协议。协议规定，在应急反应系统同时派遣保安员负责市政建筑物的所有火警警报。安全员开车巡逻，反应时间短，覆盖面广，反应速度快。不幸的是，保安员提供的档不够充分，不能用于计算这种合作的影响，这意味着我们没有机会“真实”数据来验证我们的模型。
2.2.为处理住宅火灾的应急回应系统建立损害模型
我们采用一个通用模型来计算特定地区的损害程度，这是由应急系统设计和回应策略预先确定的[20，26]。在地区（i），应急资源（j）的死亡率和财产损害（D）由回应时间（t）的函数给出，表达式为：
， （1）
公式中：
N=该时间段的总数
bi,j,t=第t时刻j紧急救援资源到达第i地区的人口
POPi=区域i的总人口
Ii=i区每年住宅火灾的发生率
si,t=t时刻住宅建筑每次火灾的平均损失（死亡率或财产损失）
为了获得应急回应系统（ERS）的边际效果，对不同的反应策略重复这一过程，从而可以估计损害的差异。在我们的情况下，区域（i）是赫尔辛堡市，紧急资源（j）由FRS单独或FRS加保安员（分别白天和黑夜）组成。每年住宅火灾的发生率（Ii）是根据FRS的统计数字计算的（见第2.1节）。平均损伤率来源于之前关于FRS运作中时间因素重要性的研究[21，22]。
我们利用地理信息系统来模拟应急资源提前到达的人数增加情况。使用模拟的原因是:（1）我们所研究的方针尚未实现；（2）住宅火灾的低发生率不允许对多年的影响进行任何评估（考虑到项目已经开始）。然而，我们没有模拟的所有组件的回应时间，而是第一个到达站点的单
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