基于F-AHP 的地鐵消防安全綜合評價(jià)*

閆 敏

(西安市消防支隊(duì)，陜西 西安710000)

0 引 言

隨著城市化進(jìn)程的加快，地鐵因其準(zhǔn)時(shí)、快速、能耗低、污染少、運(yùn)量大、乘坐舒適方便等優(yōu)點(diǎn)，已成為城市交通結(jié)構(gòu)的重要組成部分之一，其作用越來越重要。由于地鐵建于地下，環(huán)境封閉，客流量大，一旦發(fā)生安全事故，人員疏散和事故救援困難，易造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，其安全狀況不容忽視［1-2］。對地鐵安全事故進(jìn)行分析，大多是因?yàn)榛馂?zāi)、毒氣泄漏或因爆炸造成的火災(zāi)和毒氣泄漏時(shí)乘客不能及時(shí)安全疏散引起。依據(jù)地鐵事故統(tǒng)計(jì)，火災(zāi)屬于地鐵高危風(fēng)險(xiǎn)之一，火災(zāi)所占的比例最高，約占65%［3］.對如此多的可能引發(fā)地鐵火災(zāi)的危險(xiǎn)因素，需要采取有效措施加以評估、預(yù)防，現(xiàn)有的地鐵消防安全評價(jià)方法，多是從主觀角度，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)人為的定性評判，缺乏科學(xué)量化的評價(jià)手段。因此，研究地鐵消防安全評估模型，對保障地鐵消防安全，加強(qiáng)消防隱患查處力度，切實(shí)做到地鐵安全事前預(yù)防有重要意義。目前，由于評估指標(biāo)的設(shè)計(jì)缺少獨(dú)立性，因而使整個(gè)體系操作性不強(qiáng)，而且評價(jià)結(jié)果缺乏科學(xué)性，因此，如何將各種影響因素有機(jī)結(jié)合起來，以對其安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出定量要求，進(jìn)而全面評價(jià)現(xiàn)有地鐵系統(tǒng)的消防安全能力，采取最優(yōu)的應(yīng)急組織控制措施，極有利于提高地鐵整體的安全保障水平，這也是地鐵運(yùn)營管理以及消防安全部門和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)所共同面臨的艱巨任務(wù)［4-6］。文中依據(jù)安全評價(jià)體系，運(yùn)用F -AHP 理論構(gòu)建綜合評價(jià)模型，對城市地鐵消防安全狀況進(jìn)行定性與定量相結(jié)合的綜合評價(jià)，發(fā)現(xiàn)潛在的危險(xiǎn)因素，從源頭上及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，為實(shí)際改進(jìn)工作提供理論依據(jù)，最大限度地降低地鐵火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)與減少火災(zāi)危害。

1 F-AHP 分析

1.1 模糊層次分析法(F-AHP)概述

現(xiàn)實(shí)中，許多因素都是難以量化的，只能用模糊的概念來進(jìn)行評判比較。針對地鐵消防安全現(xiàn)狀的影響因素來說，有的是可以量化的，而有的則又是模糊的，這就需要對這些模糊的概念進(jìn)行科學(xué)的量化處理，以此進(jìn)行科學(xué)分析。層次分析法是美國運(yùn)籌學(xué)家，匹茲堡大學(xué)的A.L.Saaty 教授于20 世紀(jì)70 年代提出的一種定性分析和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法［7］。而模糊層次分析法則是在層次分析法的基礎(chǔ)上引入模糊矩陣的概念，應(yīng)用模糊層次分析法分析決策問題時(shí)，其基本步驟如下［8］:①考核目標(biāo)指標(biāo)體系的建立;②建立模糊一致判斷矩陣并對其一致性進(jìn)行調(diào)整;③由模糊一致判斷矩陣求各元素的權(quán)重值;④建立評語集及標(biāo)準(zhǔn)評語集;⑤確定單因素模糊評價(jià)矩陣并對各因素進(jìn)行評價(jià);⑥運(yùn)用模糊評價(jià)法進(jìn)行綜合評價(jià);⑦對評價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析。

1.2 建立地鐵消防安全綜合評價(jià)指標(biāo)體系

表1 地鐵消防安全評價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Fire safety evaluation index system of subway fire

影響地鐵消防安全的因素很多，科學(xué)、合理的指標(biāo)體系可以全面、系統(tǒng)的分析系統(tǒng)的影響因素。為了反映真實(shí)的地鐵消防安全水平，需要在這些因素中找到最靈敏且便于度量的主導(dǎo)型因素作為評價(jià)指標(biāo)。這也就確定了建立評價(jià)指標(biāo)體系的原則［9-10］:①科學(xué)性。只有堅(jiān)持科學(xué)性原則獲取的信息才具有可靠性和客觀性，力求使評價(jià)指標(biāo)能全面準(zhǔn)確地反映地鐵消防安全狀況以及技術(shù)質(zhì)量特征;②易操作性。建立的評價(jià)體系要便于數(shù)據(jù)資料收集和計(jì)算，評價(jià)程序與工作量盡可能簡化;③可比性。同一層級的指標(biāo)應(yīng)能互相比較，具有可比性，這樣利于比較相互之間的重要程度，找到易于出問題的關(guān)鍵點(diǎn)。

根據(jù)人-機(jī)-管理-環(huán)境的安全系統(tǒng)工程學(xué)原理［11］，在大量的調(diào)查研究基礎(chǔ)上，深入分析現(xiàn)有的消防安全方法，并結(jié)合地鐵的實(shí)際情況以及大量火災(zāi)安全的調(diào)查、分析和總結(jié)，構(gòu)建地鐵消防安全評價(jià)指標(biāo)體系［12］，見表1.

2 實(shí)例分析

西安市地鐵2 號線一期工程于2006 年10 月份至2010 年初分批分期完成施工和驗(yàn)收工作，全線軌道鋪設(shè)于2009 年10 月份至10 年3 月份左右結(jié)束2 號線一期工程。北起鐵路北客站，南到終點(diǎn)韋曲，路線全長26.302 km，其中敞開段0.450 km，高架線4.933 km;地下線20.919 km，占線路總長的80%.設(shè)21 座車站，其中地下車站17 座，高架車站4 座。地鐵項(xiàng)目從城運(yùn)村到鳳棲路段穿過，隧道埋深13.5 ～28 m.對西安地鐵的消防安全狀況，采取模糊綜合評價(jià)的方法進(jìn)行安全評價(jià)，評價(jià)的結(jié)果和步驟如下。

2.1 一級指標(biāo)權(quán)重及一致性檢驗(yàn)

判斷矩陣表示本層所有因素針對上一層某一因素的相對重要性的比較，采用“9 標(biāo)度法”建立兩兩因素判斷表，當(dāng)兩兩因素作比較的時(shí)候，一定要反復(fù)提問，bij為判斷矩陣中第i 行第j 列的數(shù)值，用整數(shù)1 ～9 來表示Bi對于Bj的相對重要程度的標(biāo)度。Bij滿足2 個(gè)條件:①bij=1(i =j 時(shí));②bij=1/bij.Bij為元素Bi和Bj相對目標(biāo)O 的重要性的比例標(biāo)度。對于B，n(文中n=6)個(gè)元素之間相對重要性的比較可得到判斷矩陣

利用MATLAB 軟件進(jìn)行計(jì)算，編寫程序矩陣B 的權(quán)重，具體如下

W 即為矩陣B 的權(quán)重。

由于CR=0.052 2 ＜0.1，所以判斷矩陣具有滿意的一致性，求得的權(quán)重值可以使用。

2.2 二級指標(biāo)權(quán)重及一致性檢驗(yàn)

1)設(shè)備因素權(quán)重

2)安全管理因素權(quán)重

3)物品因素權(quán)重

4)人員因素權(quán)重

5)環(huán)境因素權(quán)重

6)信息化因素權(quán)重

由于CRi＜0.1，其中(i=1，2，3，4，5，6)，所以判斷矩陣具有滿意的一致性，求得的權(quán)重值可以使用。

2.3 綜合評價(jià)

2.3.1 評價(jià)過程

由10 位從事地鐵安全管理的專家，依據(jù)評語集V={非常安全，很安全，安全，基本安全，不安全}。對影響該地鐵消防安全6 個(gè)方面的各個(gè)因素進(jìn)行評價(jià)，對評價(jià)結(jié)果采取極值化處理，由影響鐵路消防安全6 個(gè)方面的各個(gè)因素安全水平對各級評語的隸屬度，可分別建立影響消防安全6 個(gè)方面各個(gè)因素的模糊關(guān)系矩陣。

計(jì)算得到該地鐵消防安全狀況評價(jià)向量r1

依次類推可以計(jì)算得到該地鐵其余5 個(gè)一級指標(biāo)(安全管理因素，物品因素，人員因素，環(huán)境因素，信息化因素)的評價(jià)向量分別為

對該地鐵消防安全狀況整體打分構(gòu)成的模糊評價(jià)矩陣R

得到該地鐵消防安全狀況整體評價(jià)向量F

2.3.2 評價(jià)結(jié)果

評價(jià)因素的權(quán)向量與模糊評價(jià)矩陣進(jìn)行模糊運(yùn)算，求出模糊評價(jià)結(jié)果。如果按照系統(tǒng)安全狀況的5 個(gè)等級，即V={非常安全，很安全，安全，基本安全，不安全}，對各安全等級都按照百分制賦予分?jǐn)?shù)，V=［100 90 80 70 60］T，可計(jì)算出地鐵消防安全狀況的具體分?jǐn)?shù)

f=WRV=87.69

同理可以計(jì)算出

設(shè)備因素得分f1=89.25，

安全管理因素得分f2=84.14，

物品因素得分f3=86.73，

人員因素得分f4=87.18，

環(huán)境因素得分f5=91.09，

信息化因素得分f6=86.60.

2.3.3 結(jié)果分析及建議

從評價(jià)結(jié)果可以看出，可以判斷出該地鐵消防安全程度為安全。其中，安全管理因素得分較低，信息化因素得分次之。針對這一情況，為了進(jìn)一步提高安全管理水平，促進(jìn)安全的整體水平的上升，那么就要從薄弱環(huán)節(jié)入手，解決存在的問題。安全管理得分最低說明該地鐵對安全管理方面未能達(dá)到一定的程度，尤其是安全管理方面，存在管理漏洞。安全責(zé)權(quán)需進(jìn)一步明確，規(guī)章在執(zhí)行方面還有待加強(qiáng)，今后應(yīng)著重加強(qiáng)安全標(biāo)準(zhǔn)的完善，管理制度的監(jiān)督、落實(shí)，全面提升地鐵安全水平。信息化因素得分不高說明應(yīng)在保持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備基礎(chǔ)上，注意系統(tǒng)和軟件的功能完善及升級。

3 結(jié) 論

1)基于模糊綜合理論的原理并應(yīng)用層次分析的方法，建立了地鐵消防安全評價(jià)指標(biāo)體系，并建立了相應(yīng)的模糊評價(jià)基本數(shù)學(xué)模型，深入分析其消防安全影響因素，運(yùn)用了模糊層次分析法確定了整個(gè)指標(biāo)體系中每個(gè)指標(biāo)之間的相對權(quán)重，使指標(biāo)體系能夠盡可能準(zhǔn)確、全面，并客觀地反應(yīng)實(shí)際情況;

2)結(jié)合實(shí)例應(yīng)用，采用該評價(jià)模型評價(jià)地鐵消防安全，得出地鐵消防安全狀況得分為87.69，安全等級為安全，評價(jià)結(jié)果比較符合實(shí)際，評價(jià)模型具有比較好的適用性，驗(yàn)證了提出的評價(jià)體系具有較好的應(yīng)用價(jià)值。研究結(jié)果豐富了城市地鐵消防安全評價(jià)手段，對城市類似地鐵消防安全評價(jià)具有積極的借鑒作用，針對管理漏洞，有針對性地提出了地鐵消防安全管理策略，為相關(guān)部門制定政策與方案實(shí)施提供可靠的理論支持和有力參考，對城市地鐵消防安全建設(shè)有著較大的意義。

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