基于IAHP的地下商業(yè)街火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

潘 杰，施式亮，李潤(rùn)求，唐 凌

(湖南科技大學(xué) 能源與安全工程學(xué)院，湖南 湘潭411201)

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基于IAHP的地下商業(yè)街火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

潘 杰，施式亮，李潤(rùn)求，唐 凌

(湖南科技大學(xué) 能源與安全工程學(xué)院，湖南 湘潭411201)

摘要：為了降低地下商業(yè)街火災(zāi)帶來(lái)的損失，提出運(yùn)用區(qū)間層次分析法(IAHP)對(duì)地下商業(yè)街火災(zāi)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。采用改進(jìn)的Delphi法，從防火能力、滅火能力、消防管理和疏散能力4個(gè)方面，構(gòu)建地下商業(yè)街火災(zāi)3級(jí)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。運(yùn)用區(qū)間特征根法(IEM)計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值，并在總目標(biāo)下進(jìn)行權(quán)重排序。為了印證評(píng)價(jià)模型的可靠性，以湘潭河西地下商業(yè)街火災(zāi)系統(tǒng)為實(shí)例進(jìn)行運(yùn)算，結(jié)果表明湘潭河西地下街火災(zāi)主要危險(xiǎn)因素為：人員的逃生能力、消防宣傳力度、火災(zāi)負(fù)載，評(píng)價(jià)結(jié)論與實(shí)際情況相符。

關(guān)鍵詞：湘潭；地下商業(yè)街；火災(zāi)；區(qū)間層次分析法；IAHP；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；權(quán)重排序

隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地下商業(yè)街的規(guī)模已成為城市發(fā)達(dá)水平的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。與地上建筑相比，地下建筑火災(zāi)存在火災(zāi)負(fù)載大、火勢(shì)難以控制、撲救困難、人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失大等特點(diǎn)[1-3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，地下空間一旦發(fā)生火災(zāi)，其造成的損失遠(yuǎn)勝于地上空間火災(zāi)。因此，采用科學(xué)的方法對(duì)地下商業(yè)街火災(zāi)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，有著極其重要的意義。為了解決這些問(wèn)題，馬德鐘等[4]采用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)地下空間火災(zāi)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，此方法解決了地下商業(yè)街火災(zāi)因素的不確定性，但其結(jié)構(gòu)繁雜，評(píng)價(jià)結(jié)果容易出現(xiàn)偏差；楊勝州等[5]對(duì)地下交通樞紐站火災(zāi)煙氣控制進(jìn)行數(shù)值模擬研究，但對(duì)于地下商業(yè)街這樣的模糊系統(tǒng)，該方法計(jì)算量大且容易忽視火災(zāi)誘發(fā)潛在因素；吳鳳等[6]對(duì)地下商業(yè)街火災(zāi)煙氣流動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，但其偶然性強(qiáng)，且操作環(huán)境條件高。區(qū)間層次分析法(Interval Analytic Hierarchy Process，簡(jiǎn)稱IAHP)將區(qū)間模糊數(shù)學(xué)與傳統(tǒng)AHP相結(jié)合[7]。在繼承了傳統(tǒng)層次分析法(AHP)化繁為簡(jiǎn)和全面考慮優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，優(yōu)化了專家打分環(huán)節(jié)，克服傳統(tǒng)層次分析法的片面性?；诖?，本文提出運(yùn)用區(qū)間層次分析法(IAHP)對(duì)地下商業(yè)街火災(zāi)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

1 基于IAHP地下商業(yè)街火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

1.1 地下商業(yè)街火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

運(yùn)用改進(jìn)的 Delphi法，咨詢地下商業(yè)街總設(shè)計(jì)師、街內(nèi)安全防火負(fù)責(zé)人和消防機(jī)構(gòu)，結(jié)合人、物、環(huán)境和管理，構(gòu)建地下商業(yè)街火災(zāi)3級(jí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[8]。分別定義為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和影響因子層。地下商業(yè)街火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)層次結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

1.2 地下商業(yè)街火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間判斷矩陣

IAHP定量過(guò)程與AHP相似，專家結(jié)合評(píng)分標(biāo)度對(duì)影響因子間對(duì)比嚴(yán)重程度進(jìn)行區(qū)間評(píng)估。專家組由6名資深防火專家組建而成，評(píng)分標(biāo)度采用AHP“1～9”標(biāo)度[9]。由地下商業(yè)街火災(zāi)安全評(píng)價(jià)層次指標(biāo)體系，結(jié)合專家評(píng)分結(jié)果，可構(gòu)造5個(gè)區(qū)間判斷矩陣，即：總目標(biāo)下區(qū)間判斷矩陣(B-A)，防火能力區(qū)間判斷矩陣(C1i-B1)，滅火能力區(qū)間判斷矩陣(C2i-B2)，消防管理水平區(qū)間判斷矩陣(C3i-B3)和疏散能力區(qū)間判斷矩陣(C4i-B4)。

1.3 IAHP權(quán)重計(jì)算與排序

IAHP權(quán)重計(jì)算方法主要包括區(qū)間特征根法、隨機(jī)模擬法、迭代法、構(gòu)造互補(bǔ)矩陣法等。筆者選擇區(qū)間特征根法(IEM)。由于計(jì)算量較大，宜采用計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)算。主要計(jì)算過(guò)程如下[10]：

(1)將區(qū)間判斷矩陣分解成兩個(gè)定值矩陣：A-、A+。計(jì)算這兩個(gè)判斷矩陣的最大特征根：λ-，λ+；

(2)計(jì)算最大特征根所對(duì)應(yīng)的歸一化特征向量：x-，x+；

(1)

(4)求區(qū)間權(quán)重向量W：

W=[kx-,mx+]

(2)

(5)為了簡(jiǎn)化運(yùn)算，將區(qū)間權(quán)重向量轉(zhuǎn)化為中心形式：

(3)

(6)總目標(biāo)下權(quán)重排序：

通常：W(k)=P(k)P(k-1)P(k-2)…W(2)

(4)

式中W(k)為第k層元素相對(duì)于總目標(biāo)的權(quán)重值；P(k)為第k層上元素對(duì)k-1層上各元素的權(quán)重排序。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 地下商業(yè)街基本情況

湘潭河西地下商業(yè)街由湘潭河西建設(shè)北路、韶山中路、車站路的地下部分呈三角之勢(shì)環(huán)繞而成，如圖2所示。全線貫通于2014年10月，全長(zhǎng)1 800m。人行街道寬4.5m，內(nèi)設(shè)600個(gè)商鋪，由于部分區(qū)域有商販擺攤，所以實(shí)際商鋪為678個(gè)。其中90%左右商鋪以銷售服裝與鞋包為主，其它為餐飲、電器和游樂(lè)場(chǎng)等。地下街平均人流量約為50人/min。整條地下街共有40號(hào)進(jìn)出口，進(jìn)出口成對(duì)存在，所以約每隔90m設(shè)1對(duì)進(jìn)出口，街內(nèi)有明顯安全出口引導(dǎo)標(biāo)識(shí)。進(jìn)出口階梯長(zhǎng)約12m，寬2.5m，部分單向進(jìn)口或出口寬1.5m。街道無(wú)明顯消防宣傳公告。內(nèi)設(shè)30處室內(nèi)消防栓，街內(nèi)每隔100m，設(shè)置電動(dòng)防火卷簾門(mén)。地下街通風(fēng)靠10臺(tái)大功率風(fēng)機(jī)24h不停運(yùn)轉(zhuǎn)維持。設(shè)有6名執(zhí)勤人員。

2.2 參數(shù)的確定

經(jīng)綜合考慮，專家組成員確定如下：火災(zāi)安全評(píng)價(jià)方面的大學(xué)教授2名，湘潭消防支隊(duì)防火副部長(zhǎng)2名，湘潭地下商業(yè)街防火負(fù)責(zé)人2名。由專家對(duì)5個(gè)判斷矩陣進(jìn)行區(qū)間賦值，賦值結(jié)果見(jiàn)表1～表5。

表1 總目標(biāo)下區(qū)間判斷矩陣

表2 防火能力區(qū)間判斷矩陣

表3 滅火能力區(qū)間判斷矩陣

表4 消防管理水平區(qū)間判斷矩陣

表5 疏散能力區(qū)間判斷矩陣

2.3 權(quán)重計(jì)算與排序

表6 總目標(biāo)下權(quán)重值

對(duì)指標(biāo)層的權(quán)重值大小排序，排序結(jié)果為：C43>C32>C14>C42>C41>C13>C33>C22>C12>C31>C23>C11>C21。由排序結(jié)果可知各影響因子造成事故損失的危險(xiǎn)程度。

2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

通過(guò)權(quán)重排序結(jié)果，得出湘潭地下商業(yè)街火災(zāi)主要危險(xiǎn)在于：人員的逃生能力，消防宣傳力度，火災(zāi)負(fù)載。湘潭地下商業(yè)街出口隱蔽，街道行人大多為普通市民，缺乏安全逃生技能，疏散困難；街內(nèi)廣告眾多，卻無(wú)一用于消防宣傳引導(dǎo)，顧客缺乏防火意識(shí)與滅火能力；商品類型大多為服裝、鞋、包等，火災(zāi)負(fù)載大。

2.5 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策措施

結(jié)合上文評(píng)價(jià)結(jié)論與相關(guān)文獻(xiàn)參考，制定地下商業(yè)街火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策措施。

(1)提高疏散效率：地下商業(yè)街人口密度大，且出口隱秘，火災(zāi)發(fā)生時(shí)行人由于缺乏逃生技能，容易發(fā)生擁堵甚至踩踏事故。地下街應(yīng)該聯(lián)合當(dāng)?shù)叵罊C(jī)構(gòu)定期進(jìn)行消防演練，優(yōu)化逃生路線。同時(shí)加強(qiáng)消防宣傳與安全疏散引導(dǎo)，提高火災(zāi)疏散效率。

(2)分區(qū)設(shè)置空間：地下商業(yè)街火災(zāi)負(fù)載大，火勢(shì)蔓延迅速，為了減緩火勢(shì)的蔓延，可采用分區(qū)設(shè)計(jì)。分區(qū)類型一般包括敞開(kāi)式和封閉式，湘潭地下街采用封閉式，火災(zāi)發(fā)生時(shí)可關(guān)閉防火門(mén)，抑制火災(zāi)發(fā)展，防止火勢(shì)擴(kuò)大。

(3)提升排煙能力：地下街火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙氣容易聚集。為了使煙氣迅速消散，在每個(gè)分區(qū)設(shè)立排煙口，通風(fēng)機(jī)必須具備足夠的風(fēng)量，并保證風(fēng)機(jī)在高溫下能持續(xù)作業(yè)。

(4)加強(qiáng)防火監(jiān)督：地下街商品類型多為易燃物品，一旦起火，火勢(shì)極易擴(kuò)大。對(duì)于這些“重災(zāi)區(qū)”，必須加強(qiáng)監(jiān)督，防患于未然。首先配備精密攝像頭與溫感探測(cè)器，一旦發(fā)現(xiàn)火源，第一時(shí)間撲滅；其次，對(duì)店員進(jìn)行防火培訓(xùn)，提高防火意識(shí)，同時(shí)也能提醒與糾正顧客的不安全行為；最后，配備專業(yè)消防巡視人員，24 h巡查街內(nèi)情況。

3 結(jié)論

運(yùn)用IAHP評(píng)價(jià)地下商業(yè)街火災(zāi)系統(tǒng)，由AHP與模糊數(shù)學(xué)結(jié)合而成，評(píng)價(jià)過(guò)程層次分明，評(píng)價(jià)結(jié)論科學(xué)可靠，克服了專家決策的不確定性。以湘潭河西地下商業(yè)街為工程實(shí)例，其評(píng)價(jià)結(jié)果表明主要危險(xiǎn)在于：人員的逃生能力，消防宣傳力度，火災(zāi)負(fù)載，評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況相符。印證了IAHP運(yùn)用于地下商業(yè)街火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的可行性。

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(責(zé)任編輯王利君)

Underground commercial street fire risk evaluation based on IAHP

PAN Jie，SHI Shi-liang，LI Run-qiu, TANG Lin

(School of Energy & Safety Engineering, Hunan university of science & technology , Hunan Xiangtan 411201,China)

Abstract：To reduce the losses caused by fire disaster of underground commercial street, Using Interval Analytic Hierarchy Process (IAHP) to assess the risk of underground commercial street fire disaster. Applying modified Delphi method from 4 aspects such as ：fire resistance property, fire-fighting capability, fire management and evacuation capability to build third-level safety evaluation index system of underground mall fire disaster. Adopting IEM to calculate the weight value of each index, and conduct the rank of weight value under the overall objective. To confirm the reliability of evaluation model, Took west Xiangtan underground commercial street fire disaster system as an example for calculation, the result of evaluation showed that the main risk factors of the underground commercial street of west Xiangtan fire disaster are divided into three aspects: ability of escaping, fire fighting propaganda, fire load of fire disaster.AS a result, evaluation conclusion correspond with the actual situation.

Key words：underground commercial street; fire; Interval Analytic Hierarchy Process；IAHP; safety evaluation; rank of weight value

中圖分類號(hào)：X932

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-9469(2016)01-0071-05

doi:10.3969/j.issn.1673-9469.2016.01.016

作者簡(jiǎn)介：潘杰(1988-)，男，湖南湘潭人，碩士，主要從事建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面的研究。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51274100)

收稿日期：2015-11-19