層次分析法在煙草物流配送中心火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

朱祖斌，張瑞芳

（1.安徽省煙草公司，合肥 230022；2.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥 230026）

物流配送是現(xiàn)代煙草行業(yè)物流系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而集卷煙分揀、配送、倉儲(chǔ)為一體的聯(lián)合工房是煙草物流配送中心的必備條件。成品卷煙及其包裝材料都屬于可燃固體，當(dāng)卷煙的受熱溫度達(dá)到它的自燃點(diǎn)（172 ℃），就能夠發(fā)生燃燒。此類物品大規(guī)模庫存時(shí)，火災(zāi)危險(xiǎn)性和火災(zāi)時(shí)可能造成的經(jīng)濟(jì)損失均較大，因此聯(lián)合工房是煙草物流配送中心的消防安全重點(diǎn)部位。對(duì)煙草配送中心聯(lián)合工房進(jìn)行科學(xué)、客觀的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析與評(píng)價(jià)顯得尤為重要。

目前，比較成熟的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法有：防火安全檢查評(píng)分表評(píng)價(jià)法、事件樹分析法、事故樹分析法和層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）等[1-6]。本文結(jié)合實(shí)際調(diào)查，并參考《中華人民共和國消防法》、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及《機(jī)關(guān)、團(tuán)體、企業(yè)、事業(yè)單位消防安全管理規(guī)定》的有關(guān)要求，利用層次分析法對(duì)某煙草物流配送中心聯(lián)合工房的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，將主觀判斷以數(shù)量的形式表達(dá)，從而為物流配送中心的消防安全工作提供有價(jià)值的參考。

1 層次分析法介紹

層次分析法（AHP）[7]是美國運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty于20世紀(jì)70年代中期提出的一種實(shí)用的多方案或多目標(biāo)的決策方法，其基本原理是把復(fù)雜系統(tǒng)分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性和定量分析的決策。它把人的決策思維過程層次化、數(shù)量化、模型化，并用數(shù)學(xué)手段為分析、決策提供定量的依據(jù)，特別適合那些難于完全定量進(jìn)行分析的復(fù)雜問題。

AHP的模型一般由最高層（目標(biāo)層）、若干中間層（準(zhǔn)則層）、最底層（指標(biāo)層）組成。在層次模型中，分析問題所包含的因素及其相互關(guān)系，將有關(guān)的各個(gè)因素按照不同的屬性自上而下地分解成若干層次。同一層次的各個(gè)因素從屬于上一層的因素或受下一層因素的作用。

在層次結(jié)構(gòu)中，對(duì)從屬于上一層的某個(gè)因素的同層各個(gè)因素進(jìn)行兩兩比較，比較其相對(duì)于上層某因素的重要程度，并按事前規(guī)定的標(biāo)度定量化[8]，構(gòu)造上層某因素對(duì)下層相關(guān)元素的判斷矩陣,以給出相關(guān)元素對(duì)上層某要素的相對(duì)重要序列。

2 聯(lián)合工房火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

2.1 層次結(jié)構(gòu)模型的建立

火災(zāi)是火失去了控制而蔓延的現(xiàn)象?；馂?zāi)事故的形成不是瞬間完成的，要經(jīng)歷一系列過程（火焰的產(chǎn)生、發(fā)展和蔓延），火情發(fā)生后是否致災(zāi)也受到許多因素的約束。影響煙草配送中心聯(lián)合工房火災(zāi)安全的因素眾多，且其間還存在復(fù)雜的關(guān)系。建筑物結(jié)構(gòu)及材料、火災(zāi)負(fù)荷特性及分布、點(diǎn)火源形成的可能性、消防設(shè)施和人員狀況等等都是構(gòu)成火災(zāi)事故的充分條件[9]。著眼于預(yù)防和早期抑制，圍繞聯(lián)合工房火災(zāi)安全性（S）這一決策目標(biāo)對(duì)其影響因素進(jìn)行綜合分類，導(dǎo)致聯(lián)合工房火災(zāi)事故的因素主要由建筑物特征、人員因素、安全管理和消防設(shè)施配備等方面構(gòu)成。根據(jù)專家意見和聯(lián)合工房實(shí)際情況，建立圖1所示的層次結(jié)構(gòu)模型。

圖1中建筑特征（A）、消防設(shè)施（B）、安全疏散條件（C）、安全管理與人員素質(zhì)（D）構(gòu)成與決策目標(biāo)（S）直接相關(guān)的下一層子因素（準(zhǔn)則層）。而防火分區(qū)大?。ˋ1）、火災(zāi)荷載密度（A2）、建筑耐火等級(jí)（A3）、防雷裝置（A4）和消防通道（A5）等又構(gòu)成與建筑特征（A）相關(guān)的下一層因素（子準(zhǔn)則層）。同樣，消防設(shè)施（B）、安全疏散條件（C）、安全管理與人員素質(zhì)（D）也都有其相關(guān)的下一層子因素。整個(gè) AHP計(jì)算過程均圍繞層次結(jié)構(gòu)圖展開，最終目的是求出各個(gè)子因素對(duì)總目標(biāo)的相對(duì)重要性評(píng)分，即綜合權(quán)重。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

采用 AHP確定層次結(jié)構(gòu)中的局部權(quán)重，一般是通過專家打分，用Saaty提出的1～9標(biāo)度法[10]將下一層因素對(duì)上一層因素的重要性進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣。通過求解各矩陣最大特征根及對(duì)應(yīng)的特征向量，經(jīng)一致性檢驗(yàn)合格后，可得到下一層各因素相對(duì)上一層因素的權(quán)重。

圖1 聯(lián)合工房火災(zāi)安全因素指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)Fig.1 Index factor hierarchy of combined workshop of fire safety

以專家給出的準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層相對(duì)重要性兩兩判斷矩陣（表1）為例，說明AHP權(quán)重計(jì)算過程。

表1 準(zhǔn)則層因素相對(duì)目標(biāo)層（S）的相對(duì)權(quán)重Table 1 The weight of criterion layer factors relative to the target layer (S) of the judgment matrix

計(jì)算表1中各行元素的乘積Mi，根據(jù)文獻(xiàn)[10]中公式得出：

M1=1×1/2×1×1/3=1/6 M2 = 2×1×2×1/2= 2

M3=1×1/2×1×1/3=1/6 M4 = 3×2×3×1=18

計(jì)算各行Mi的n次方根值，得：

歸一化處理向量[0.6389，1.1892，0.6389，2.0598]T，可得表1中各指標(biāo)的權(quán)重Wi。經(jīng)一致性檢驗(yàn)，計(jì)算一致性比率，所以，判斷矩陣具有滿意的一致性。

同樣，可以通過計(jì)算得到其他各二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)和相對(duì)于指標(biāo)層的綜合權(quán)重，計(jì)算結(jié)果及總排序見表2。

2.3 結(jié)果討論

從表1中的各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)可以看出，權(quán)重安全管理與人員素質(zhì)（D）＞消防設(shè)施（B）＞建筑特征（A）=疏散條件（C）。該權(quán)重關(guān)系符合博德的事故歸因理論：事故因果連鎖中的一個(gè)最重要的因素是安全管理。

表2中綜合權(quán)重系數(shù)在前五位的指標(biāo)依次為：

權(quán)重安全管理體制（D1）和日常安全檢查（D2）、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（B1）和防火卷簾（B2）、管理人員素質(zhì)（D4）、火災(zāi)荷載密度（A2）、安全出口（C1）和疏散距離（C2）。說明這些因素對(duì)煙草配送中心聯(lián)合工房的火災(zāi)安全有著重要的影響，在日常安全監(jiān)管中必須予以足夠的重視。

表2 層次結(jié)構(gòu)及綜合權(quán)重排序一覽表Table 2 Hierarchical structure and comprehensive weight ranking list

3 案例應(yīng)用

3.1 安全評(píng)分表的設(shè)計(jì)

確定評(píng)價(jià)指標(biāo)層各因素的綜合權(quán)重之后，需要根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、條例[如《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《機(jī)關(guān)、團(tuán)體、企業(yè)、事業(yè)單位消防安全管理規(guī)定》等]對(duì)每個(gè)指標(biāo)因素進(jìn)行等級(jí)劃分，每個(gè)等級(jí)體現(xiàn)該因素在所評(píng)價(jià)對(duì)象中所處的安全狀態(tài)，并賦予相應(yīng)分值。本文將評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)分為“優(yōu)”、“良”、“中”和“差”4個(gè)等級(jí)，各等級(jí)相應(yīng)量化分值分別取為90、80、60、40。

3.2 評(píng)價(jià)等級(jí)劃分

確定指標(biāo)權(quán)重及相應(yīng)量化分值后，通過計(jì)算被評(píng)價(jià)對(duì)象安全分確定其安全等級(jí)。安全分是所有評(píng)價(jià)指標(biāo)得分與其綜合權(quán)重乘積的和，計(jì)算方法如下：

式中Vs—系統(tǒng)安全分；

Pi—評(píng)價(jià)指標(biāo)得分；

Wi—評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合權(quán)重。

指標(biāo)評(píng)價(jià)尺度和系統(tǒng)評(píng)價(jià)等級(jí)如表3所示。

表3 指標(biāo)評(píng)價(jià)尺度和系統(tǒng)評(píng)價(jià)等級(jí)Table 3 The evaluation criteria and evaluation grade index

3.3 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

選取某煙草配送中心進(jìn)行實(shí)例分析，采用表2中的指標(biāo)體系與綜合權(quán)重系數(shù)，結(jié)合聘請(qǐng)專家對(duì)聯(lián)合工房現(xiàn)狀安全檢查的打分結(jié)果，進(jìn)行火災(zāi)安全綜合評(píng)價(jià)，計(jì)算得分為83.5。對(duì)照表3，該煙草配送中心的安全等級(jí)屬于良好。

4 小 結(jié)

本研究探討了層次分析法在煙草配送中心聯(lián)合工房火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，評(píng)價(jià)結(jié)果可為其制定消防安全管理措施提供科學(xué)的參考依據(jù)，評(píng)價(jià)方法具有較好的操作性和適用性。不同的單位可根據(jù)自身的實(shí)際情況參照上述評(píng)價(jià)方法，得出相對(duì)于消防安全總目標(biāo)的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的優(yōu)劣排序權(quán)值，做出符合實(shí)際情況的預(yù)防方案。本方法對(duì)其他行業(yè)的建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估，具有一定的通用性。

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