改進(jìn)層次分析法在高職院校圖書館火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析中的應(yīng)用

侯周福 孫美華 劉芳 陳詩雨

摘要：指出了高職院校圖書館火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)具有危害性大、潛伏期長、隱蔽性高等特點(diǎn)，為了分析風(fēng)險(xiǎn)，常需采用事故樹，層次分析法等相關(guān)評(píng)價(jià)方法。而由于事故樹中各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度與層次分析法中指標(biāo)層中各因素對(duì)于目標(biāo)層的權(quán)重含義相同，基于結(jié)構(gòu)重要度和權(quán)重的一致性，結(jié)合兩種評(píng)價(jià)法的優(yōu)點(diǎn)提出了一種改進(jìn)的層次分析法。運(yùn)用該法進(jìn)行分析的結(jié)果表明：管理缺失是造成高職院校圖書館火災(zāi)事故的最大因素，如果管理得當(dāng)，則事故會(huì)大大減少。通過改進(jìn)后的方法可為預(yù)防高職院校圖書館火災(zāi)事故提供理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：事故樹;層次分析法;結(jié)構(gòu)重要度;高職院校圖書館火災(zāi);風(fēng)險(xiǎn)

中圖分類號(hào)：X45

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）4-0081-04

1 引言

高職院校圖書館作為高職院校的重要組成部分，是學(xué)校學(xué)科發(fā)展的象征。隨著高等職業(yè)教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展，高職院校圖書館不斷擴(kuò)建，規(guī)模越來越大，火災(zāi)的潛在危險(xiǎn)也隨之增加。高職院校圖書館儲(chǔ)存有大量圖書、期刊和文獻(xiàn)等易燃物品，加之人員流動(dòng)量大，一旦發(fā)生火災(zāi)，后果將不堪設(shè)想。1991年2月13日，福建省建筑?？茖W(xué)校圖書館因人為縱火，建筑物過火面積達(dá)1000 m²，燒毀大量書架和圖書資料，直接經(jīng)濟(jì)損失約36萬元[1～3]。

高職院校圖書館的防火工作不僅關(guān)系到圖書資料的安全，更關(guān)系到全校師生的生命安全。因此，對(duì)高職院校圖書館的消防安全進(jìn)行評(píng)估很有必要，有助于重大火災(zāi)隱患的確定和消除。而火災(zāi)危險(xiǎn)性本身就是一個(gè)模糊概念，即危險(xiǎn)程度本身不存在數(shù)量界限。與此同時(shí)，圖書館的火災(zāi)危險(xiǎn)性涉及多個(gè)影響因素，且許多影響因素難以量化，因而具有一定的不確定性[4-7]。因此，對(duì)高職院校圖書館火災(zāi)事故風(fēng)險(xiǎn)分析進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)而提高對(duì)高職院校圖書館火災(zāi)危險(xiǎn)源重視程度具有緊迫性。本文運(yùn)用改進(jìn)層次分析評(píng)價(jià)方法對(duì)高校圖書館火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，以便高職院校圖書館在制定防火措施時(shí)參考。

2 建立高職院校圖書館火災(zāi)事故分析模型

本文在參考了事故樹一層次分析法分析理論研究的基礎(chǔ)上[8-9]，采用該分析方法分析高職院校圖書館火災(zāi)事故。即從高職院校圖書館火災(zāi)事故開始，自上而下、一層一層地尋找頂事件的基本事件，并用邏輯圖把這些事件之間的邏輯關(guān)系表達(dá)出來。這種演繹分析方法，既能給人直觀的感受，又能運(yùn)用數(shù)理邏輯的方法找出基本原因事件，為更好的指出改進(jìn)措施提供了幫助。同時(shí)將結(jié)構(gòu)重要度引入到層次分析法的權(quán)值計(jì)算，從而改進(jìn)其定量分析，以便直觀地分析影響高職院校圖書館火災(zāi)事故的主要因素及排序，并且有效地預(yù)防和控制該類事故的發(fā)生。

2.1 改進(jìn)層次分析法

根據(jù)文獻(xiàn)[10～12]，改進(jìn)的層次分析法流程如圖1所示。

2.2 編制事故樹

高職院校圖書館收藏的各類圖書、期刊等文獻(xiàn)，屬于可燃物品，一旦火災(zāi)發(fā)生，將導(dǎo)致?lián)p失難以估算，甚至?xí)＜肮ぷ魅藛T與讀者的生命安全。所以，做好高職院校圖書館的安全防火措施對(duì)保障高職院校財(cái)產(chǎn)，保護(hù)師生人身安全，促進(jìn)文化、科學(xué)教育事業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。因此采用事故樹分析法，確定頂事件為高職院校圖書館火災(zāi)事故，分別對(duì)每種情況發(fā)生的原因進(jìn)行層層分析，運(yùn)用邏輯推理，逐步找出引起頂上事故發(fā)生的所有基本事件，編制出事故樹。文獻(xiàn)[13]基于安全系統(tǒng)工程學(xué)原理，從人、物、環(huán)境與管理3個(gè)方面來分析高職院校圖書館火災(zāi)事故的原因，所建立事故樹全面、合理，因此直接引用。

2.3 構(gòu)建層次分析模型

將高職院校圖書館火災(zāi)事故作為層次分析模型的目標(biāo)層，對(duì)其14個(gè)基本事件進(jìn)行原因分析，按照人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)和管理與環(huán)境3個(gè)方面進(jìn)行歸類，作為層次分析模型的準(zhǔn)則層，各基本事件歸類到3個(gè)準(zhǔn)則層因素中作為指標(biāo)層，從而構(gòu)建了層次分析結(jié)構(gòu)模型，見表1。

3 基于改進(jìn)層次分析法的高職院校圖書館火災(zāi)事故風(fēng)險(xiǎn)分析

3.1 分析事故樹割集與徑集

3.1.1 最小割集

割集[14]是指事故樹某些基本事件的集合，且當(dāng)集合中的事件都發(fā)生時(shí)，頂事件必然發(fā)生。最小割集指的是如果在某個(gè)割集中任意去掉一個(gè)基本事件就不再是割集。最小割集在事故樹分析中起著非常重要的作用，歸納起來有以下4個(gè)方面：①表示系統(tǒng)的危險(xiǎn)性;②表示頂事件發(fā)生的原因組合;③為降低系統(tǒng)的危險(xiǎn)性提出控制方向和預(yù)防措施;④利用最小割集可以判定事故樹中基本事件的結(jié)構(gòu)重要度和方便地計(jì)算頂事件發(fā)生的概率。

根據(jù)布爾代數(shù)展開得到36組最小割集，不再贅述。

3.1.2 最小徑集

徑集[14]是指事故樹某些基本事件的集合，當(dāng)這些基本事件都不發(fā)生時(shí)，頂事件必不發(fā)生。最小徑集指的是如果在某個(gè)徑集中任意去掉一個(gè)基本事件，它就不再是徑集。最小徑集在事故樹中的地位和最小割集相當(dāng)，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

①表示系統(tǒng)的安全性;②通過最小徑集來得出能確保系統(tǒng)安全的最佳方案;③通過最小徑集來判斷基本事件在事故樹中的結(jié)構(gòu)重要度并且可計(jì)算出事件發(fā)生的概率。

利用兩者之間的對(duì)偶性，本文主要針對(duì)最小徑集進(jìn)行了說明，并通過計(jì)算得到以下3組。

2.2 分析事故樹結(jié)構(gòu)重要度

結(jié)構(gòu)重要度[14]的定義是在不考慮各基本事件的發(fā)生概率或者說假定各基本事件的發(fā)生概率都相等的情況下，從事故樹結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的重要程度，從而分析各基本事件的發(fā)生對(duì)頂事件發(fā)生所產(chǎn)生的影響程度?；臼录Y(jié)構(gòu)重要度越大，它對(duì)頂事件的影響程度就越大;反之亦然。則基本事件的結(jié)構(gòu)重要度可表示為：

式（1）中，k為最小徑集數(shù)目;m為包含基本事件X_i的最小徑集數(shù);R_j，為基本事件X_i所屬的第j個(gè)最小徑集中基本事件的數(shù)目。

通過以上公式可以計(jì)算出各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，事件Xl、X2、X3、X4、X5和X6的結(jié)構(gòu)重要度相等，為0.015992;事件X7和X14的結(jié)構(gòu)重要度相等，為0.007874;事件X8、X9、X10、Xll、X12和X13的結(jié)構(gòu)重要度相等，為0.000244。

從分析結(jié)果可知，如果僅從結(jié)構(gòu)上判斷，Xl、X2、X3、X4、X5和X6對(duì)頂上事件的影響程度是一樣的，高于X，和X14對(duì)頂上事件的影響程度，高于X8、X9、X10、X ll、X12和X13對(duì)頂上事件的影響程度。但是缺少基本事件的故障率，無法計(jì)算出各基本事件的概率重要度和關(guān)鍵重要度來進(jìn)行下一步排序，導(dǎo)致無法定位高校圖書館火災(zāi)事故防范的重點(diǎn)和擬選取安全措施的優(yōu)先順序。所以采用合適的方法來確定各基本事件的影響度從而有效的控制事故就顯得尤為重要。

2.3 構(gòu)建層次分析判斷矩陣并計(jì)算權(quán)重

式（2）中，m、n分別為準(zhǔn)則層各因素中對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層中所含有的因素;i、j分別為準(zhǔn)則層判斷矩陣的第i行和第j列。

準(zhǔn)則層中的各因素都包含了一定量的指標(biāo)層因素，依據(jù)各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度進(jìn)行兩兩比較，得出了準(zhǔn)則層與指標(biāo)層之間的判斷矩陣b_ij由下式表示：式（3）中，i、j分別為指標(biāo)層判斷矩陣的第i行、第j列。

判斷矩陣建立后，根據(jù)傳統(tǒng)層次分析法計(jì)算出各因素關(guān)于目標(biāo)層的權(quán)重。依據(jù)指標(biāo)層中各因素的結(jié)構(gòu)重要度，求和可得出準(zhǔn)則層各因素的結(jié)構(gòu)重要度I_φ（B1）～I(xiàn)_φ（B3）分別為7/18，5/36，17/36。計(jì)算并一致性檢驗(yàn)準(zhǔn)則層判斷矩陣的權(quán)重，可得出表3。各基本事件即各因素對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重結(jié)果顯示為Wl =W2=W3>W6> W4>W7>W12>W13>W5>W8 =W9 =Wl0 =Wll=W14

4 結(jié)論

（1）改進(jìn)層次分析法直接引入事故樹分析中的基本事件結(jié)構(gòu)重要度的大小比值來構(gòu)建判斷矩陣，可以解決事故樹方法由于基本事件故障率缺失而無法進(jìn)行進(jìn)一步分析的缺陷。對(duì)比事故樹分析法，它更好的區(qū)分各基本事件對(duì)頂上事件的影響程度，以便有效地預(yù)防和控制事故的發(fā)生;對(duì)比層次分析法，又在一定程度上減少人為主觀因素的影響，提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）改進(jìn)層次分析法與事故樹分析結(jié)果表明，改進(jìn)層次分析法得到的各基本事件對(duì)頂上事件影響度為8種不同水平，明顯優(yōu)于事故樹分析（僅為3種不同水平），具有更好的區(qū)分度，對(duì)頂上事故預(yù)防措施的制定（如預(yù)防重點(diǎn)，及其預(yù)防措施的優(yōu)先順序）具有更強(qiáng)的指導(dǎo)性，且能提高事故預(yù)防措施的針對(duì)性與效果。

（3）對(duì)比實(shí)際發(fā)現(xiàn)改進(jìn)的層次分析法分析結(jié)果更加符合實(shí)際情況，事故防范重點(diǎn)明確，擬采取的安全措施優(yōu)先順序合理，有利于指導(dǎo)制定科學(xué)合理的防范高職院校圖書館火災(zāi)事故的安全措施。

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