馬子超 張振超 李 杰 詹求杰
首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)
基于層次熵和雷達(dá)圖的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究*
馬子超 張振超 李 杰 詹求杰
首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)
對(duì)某大型商場(chǎng)的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果表明,該商場(chǎng)的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別為中風(fēng)險(xiǎn),從雷達(dá)圖中可以清楚的找到高風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)并進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。
層次分析法;熵權(quán)法;雷達(dá)圖;電氣火災(zāi);風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
電氣火災(zāi)居于各類火災(zāi)首位,具有發(fā)生頻率高、經(jīng)濟(jì)損失大、隱蔽性強(qiáng)等特點(diǎn)[1]。通過(guò)應(yīng)用電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估這一專業(yè)技術(shù)方式,發(fā)現(xiàn)隱蔽性專業(yè)性的事故隱患,強(qiáng)化預(yù)防治本,變事后防范為事前預(yù)防。對(duì)企業(yè)進(jìn)行電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要目的是評(píng)估企業(yè)電氣火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn),及時(shí)采取防控措施,從而追求最低的事故率,最小的事故損失,最大的安全投資效益。
根據(jù)2004~2014年我國(guó)電氣火災(zāi)事故數(shù)據(jù),應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘工具篩選出關(guān)鍵指標(biāo),并綜合考慮質(zhì)量管理中4M1E要素,借鑒PDCA原則以及北京市生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位用電安全管理專題調(diào)研,構(gòu)建了電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系,見表1。
根據(jù)建立的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系可知,一部分指標(biāo)是依據(jù)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)篩選出來(lái)的,一部分指標(biāo)根據(jù)調(diào)研、查閱法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)確定的,指標(biāo)體系如表所示。通過(guò)客觀賦權(quán)法對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重賦值相對(duì)比較困難。綜合考慮以上因素,本文選取層次熵分析法確定電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重,它首先用層次分析法、專家咨詢法確定各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重,然后用熵權(quán)法對(duì)權(quán)重進(jìn)行修正,從而求得相對(duì)準(zhǔn)確的指標(biāo)權(quán)重[2]。
2.1分級(jí)計(jì)算方法
根據(jù)電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo),先分別計(jì)算企業(yè)固有風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)得分、人員風(fēng)險(xiǎn)得分、安全管理風(fēng)險(xiǎn)得分,然后計(jì)算電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)值。
(1)電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算方法
式中:
RA—電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)值;
N—一級(jí)指標(biāo)個(gè)數(shù);
RBi—電氣火災(zāi)一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的得分;
Wi—一級(jí)指標(biāo)權(quán)重。
(2)電氣火災(zāi)一級(jí)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)水平得分計(jì)算方法
式中:
RB1—電氣火災(zāi)一級(jí)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)水平得分;
N—電氣火災(zāi)一級(jí)指標(biāo)總數(shù);
RCi—第i項(xiàng)電氣火災(zāi)二級(jí)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)水平得分;
Wi—第i項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重。
(3)電氣火災(zāi)二級(jí)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)水平得分計(jì)算方法
式中:
RC1—電氣火災(zāi)二級(jí)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)水平得分;
N—電氣火災(zāi)三級(jí)指標(biāo)總數(shù);
RDi—第i項(xiàng)電氣火災(zāi)三級(jí)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)水平得分;
Wi—第i項(xiàng)三級(jí)指標(biāo)的權(quán)重。
表1 電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系
2.2分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)需要考慮人員風(fēng)險(xiǎn)、固有風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)等因素,同樣宜考慮人們心理測(cè)度變化的非線性性質(zhì)。經(jīng)對(duì)比分析,這里選擇冪函數(shù)描述人們心理測(cè)度的非線性變化。按百分制均勻分配時(shí)的分值為x,考慮人們心理測(cè)度非線性變化時(shí)的分值為y。經(jīng)擬合分析,并考慮級(jí)差的規(guī)整性,這里選擇冪函數(shù)如公式(6)所示。
式中:
x—均勻分配時(shí)的分值(線性均勻分配);
y—考慮人們心里測(cè)度非線性變化時(shí)的分值(非線性分配)。
據(jù)上分析,確定電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),見表4。
表4 企業(yè)電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
雷達(dá)圖法主要用于評(píng)估企業(yè)的綜合實(shí)力,是目前常用的一種綜合評(píng)價(jià)方法。
根據(jù)電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的一級(jí)指標(biāo),將圓劃分為四個(gè)區(qū)域。然后將三級(jí)指標(biāo)等分成38份,依次將電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的指標(biāo)結(jié)果顯示在38個(gè)坐標(biāo)軸上,將半徑按照企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分為四個(gè)預(yù)警級(jí)別,分為綠、黃、橙、紅4級(jí)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警,靠近圓心為大,遠(yuǎn)離圓心為小。
本文以國(guó)內(nèi)一座現(xiàn)代化綜合性商場(chǎng)作為研究對(duì)象,對(duì)其電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)構(gòu)建的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系,編制電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估調(diào)查表,綜合考慮專家意見,確定各級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣,繼而確定電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重。
(1)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重的確定
運(yùn)用層次分析法與熵權(quán)法確定各級(jí)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重。各評(píng)估指標(biāo)的最終權(quán)重、熵權(quán)、信息熵,見表5。
(2)電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算
各指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)得分詳,見表6。
根據(jù)電氣火災(zāi)計(jì)算方法對(duì)電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算,該企業(yè)電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的分值是34.46,按照電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),該企業(yè)電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別為中風(fēng)險(xiǎn),用黃色標(biāo)識(shí),說(shuō)明檢查頻次較低。
電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的二級(jí)指標(biāo)C6、C9風(fēng)險(xiǎn)分值為18.90、14.81,風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別為低,用綠色標(biāo)識(shí),說(shuō)明檢查頻次低;二級(jí)指標(biāo)C1、C2、C7、C8的風(fēng)險(xiǎn)分值分別為20.73、28.34、23.98、28.20,風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別為中,用黃色標(biāo)識(shí),檢查頻次較低;二級(jí)指標(biāo)C3、C4、C5的風(fēng)險(xiǎn)分值分別為47.94、43.62、40.10,風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別較高,用橙色標(biāo)識(shí),檢查頻次較高。
從圖2可清楚的看出38個(gè)評(píng)估指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別。
表5 熵技術(shù)對(duì)指標(biāo)權(quán)重的修正值
采用層次分析法確定電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系的各級(jí)指標(biāo)權(quán)重,通過(guò)熵權(quán)法對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行修正。通過(guò)使用熵權(quán)法使評(píng)估結(jié)果更加符合實(shí)際情況。
采用由企業(yè)人員風(fēng)險(xiǎn)、固有風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和安全管理風(fēng)險(xiǎn)組成的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法,計(jì)算出電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)大小。提出了電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),分為高風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)四級(jí)。
采用上述電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型對(duì)人員密集場(chǎng)所企業(yè)電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,評(píng)估結(jié)果為中風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用MATLAB軟件繪制電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)雷達(dá)圖,可以清晰的顯示38個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別,幫助企業(yè)及時(shí)采取預(yù)警措施。此次評(píng)估為該企業(yè)的電氣安全管理提供了參考依據(jù)和決策方法。
表6 各指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)得分
圖2 電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)雷達(dá)圖
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北京市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(9162001);首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)特大城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展2011協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目(TDJD201602)