基于信息熵的地鐵站點(diǎn)消防風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究

王二飛

摘 要：業(yè)為了定量對(duì)地鐵站點(diǎn)消防安全進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，根據(jù)地鐵站點(diǎn)影響消防安全的各項(xiàng)指標(biāo)和因素，解決地鐵站點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi)不確定信息難以量化的問(wèn)題，引入信息熵。以信息熵來(lái)度量整個(gè)地鐵站點(diǎn)的消防安全風(fēng)險(xiǎn)，構(gòu)建地鐵站點(diǎn)消防風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系。同時(shí)介紹了信息熵法的計(jì)算步驟，并探析了將信息熵法應(yīng)用于評(píng)估地鐵站點(diǎn)消防風(fēng)險(xiǎn)的可行性。

關(guān)鍵詞：風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 信息熵 評(píng)價(jià)指標(biāo)

中圖分類號(hào)：TV877 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）01（c）-0134-02

現(xiàn)今地鐵為代表的城市軌道交通系統(tǒng)已經(jīng)成為城市密集人口區(qū)域出行的主要方式。然而地鐵車站內(nèi)環(huán)境封閉客流量大，發(fā)生火災(zāi)安全事故對(duì)于人群的疏散和救援十分困難，其火災(zāi)特點(diǎn)具有火情發(fā)展快，撲救難度大，人員疏散難，逃生時(shí)間短，逃生途徑少等弊端，對(duì)人員的生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大威脅。

1 地鐵站點(diǎn)消防風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究概述

對(duì)于地下建筑內(nèi)的消防風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)估，國(guó)內(nèi)外在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究的過(guò)程中，主要開(kāi)展了制定發(fā)展規(guī)劃，進(jìn)行專題研究，建立評(píng)估模型，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的軟件等多項(xiàng)工作。對(duì)于建筑評(píng)估研究首先明確建筑的消防性能目標(biāo)，并選用合適的評(píng)估手段衡量建筑達(dá)到目標(biāo)的程度。

對(duì)于城市建筑進(jìn)行火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法多種多樣，主要有事故分析，灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)，回歸預(yù)測(cè)等。自1948年美國(guó)數(shù)學(xué)家香農(nóng)在解決信息度量問(wèn)題時(shí)提出信息熵的概念以來(lái)，信息熵理論的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，其已經(jīng)應(yīng)用于：數(shù)據(jù)集分割、教育信息處理、工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)分析、臨床定量診斷分析、信息熵在粗糙集理論、信息熵在優(yōu)化問(wèn)題等領(lǐng)域上。

2 地鐵站點(diǎn)消防風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系的構(gòu)建

地鐵車站的消防系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，各個(gè)因素間緊密關(guān)聯(lián)，任何因素的故障或失效都有可能造成重大的后果。根據(jù)系統(tǒng)安全的基本思想，以現(xiàn)代事故預(yù)防的理論和方法體系為核心，從系統(tǒng)的及基本特征（整體性、層次性、目的性和適應(yīng)性）為出發(fā)點(diǎn)，從人（乘客，工作人員）的風(fēng)險(xiǎn)、物（建筑，設(shè)備）的風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境（周邊環(huán)境）的風(fēng)險(xiǎn)，管理（規(guī)章）的風(fēng)險(xiǎn)四個(gè)方面設(shè)置了消防風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，見(jiàn)表1。

3 信息熵法在地鐵站點(diǎn)消防風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用

1948年，維納出版《控制論》，申農(nóng)發(fā)表《通信數(shù)字理論》，幾乎同時(shí)以熵的形式表述了信息量的概念。維納指出，信息損失的過(guò)程與熵增加十分相似，系統(tǒng)的信息量與其熵互為消長(zhǎng)，其定義n個(gè)可能的消息X1，X2，……Xn，其狀態(tài)的概率為P1，P2……Pn，（i=1，2……n），假設(shè)H（P1，P2，P3……Pn），為這一概率分布的不確定性量度，它應(yīng)滿足，函數(shù)（其中為k比例系數(shù)），用來(lái)表示

信息源輸出后每個(gè)消息提供的平均信息量，將此函數(shù)稱為信息熵。

在評(píng)估過(guò)程中用信息熵值來(lái)計(jì)算各地鐵車站風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)，從而得出的結(jié)果較以往的評(píng)價(jià)方法更加客觀，其過(guò)程如下。

（一）評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

對(duì)于地鐵車站消防風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取，本文從人、物、環(huán)、管風(fēng)險(xiǎn)中選取了12個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)全國(guó)同類型的10個(gè)地鐵車站進(jìn)行評(píng)價(jià)，形成了12個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，10個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)體系。設(shè)有m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，n個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象形成一個(gè)多對(duì)象關(guān)于多評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)矩陣如下。

（二）數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

在本文中采取了極差標(biāo)準(zhǔn)化法來(lái)去除各指標(biāo)量綱影響數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理。

（三）計(jì)算各指標(biāo)的熵值

在評(píng)價(jià)中指標(biāo)的熵權(quán)表示該指標(biāo)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的重要程度，熵權(quán)越大，說(shuō)明該指標(biāo)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)水平的影響也更加的大，也表示該指標(biāo)提供的有用信息也更多。

（五）熵權(quán)評(píng)價(jià)模型

根據(jù)熵的定義，用個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)值為：

4 結(jié)語(yǔ)

信息熵的理論的應(yīng)用在隨著理論的發(fā)展和各學(xué)科間的交叉滲透，應(yīng)用范圍得到了很大的拓展，但是在安全領(lǐng)域應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，但是用信息熵理論進(jìn)行安全評(píng)估，有著傳統(tǒng)定性和定量方占有優(yōu)勢(shì)，受人的主觀因素的影響較少結(jié)果更加客觀。本文運(yùn)用信息熵理論進(jìn)行地鐵站點(diǎn)消防安全評(píng)估的計(jì)算，為地下公共建筑內(nèi)的消防安全評(píng)估提供了一個(gè)新的評(píng)估方法。

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