高校學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險分級方法研究*

張 靜 郭春梅

天津城建大學(xué) 能源與安全工程學(xué)院

高校學(xué)生宿舍人員相對密集，可燃物種類多、密度大，是火災(zāi)事故高發(fā)區(qū)域，一旦發(fā)生火災(zāi)，可能造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失，還會造成不良社會影響。2017年5月15日晚8時30分許，由天津中醫(yī)藥大學(xué)租借的天津大學(xué)衛(wèi)津路校區(qū)學(xué)生宿舍35齋由于學(xué)生違規(guī)使用大功率電器引發(fā)火災(zāi)，由于疏散及時，未造成人員傷亡，但宿舍樓損毀嚴(yán)重且社會影響惡劣。2008年11月14日6時13分許，上海商學(xué)院宿舍樓602室由于違規(guī)使用熱得快發(fā)生火災(zāi)，事發(fā)時4名女生從6樓跳下當(dāng)場身亡[1]。事故發(fā)生的原因一方面與學(xué)生宿舍的固有特征有關(guān)：空間有限，火災(zāi)荷載大，學(xué)生消防意識淡薄；另一方面也與宿舍安全管理不到位有關(guān)[2]。目前高校學(xué)生宿舍的安全管理主要以統(tǒng)一的安全教育和安全檢查為主，缺乏有針對性的管理措施。而對于很多高校而言，由于學(xué)校發(fā)展和擴(kuò)招等原因，校園里既有新建宿舍樓也有年代比較久遠(yuǎn)的老宿舍樓，這些宿舍樓在建筑結(jié)構(gòu)、耐火等級和火災(zāi)荷載等方面都有不同。例如在建筑結(jié)構(gòu)方面，磚木結(jié)構(gòu)的老宿舍樓的火災(zāi)隱患自然比新建的磚混結(jié)構(gòu)宿舍樓更大；在火災(zāi)荷載方面，高年級同學(xué)的個人物品要多于低年級同學(xué)，女生的個人物品要普遍多于男生，而人均使用面積越小，相應(yīng)的火災(zāi)荷載密度就越大。這些差異性都決定了對高校學(xué)生宿舍進(jìn)行一概而論的安全教育和管理是缺乏科學(xué)性和針對性的。

本文擬構(gòu)建高校學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險分級模型。從影響學(xué)生宿舍火災(zāi)危險性的因素入手，構(gòu)建評價指標(biāo)體系，并利用層次分析法確定權(quán)重。在評價環(huán)節(jié)綜合應(yīng)用模糊評價法和檢查表法，使得分級判定更為客觀和易于操作[3]。本方法可以對校內(nèi)的學(xué)生宿舍進(jìn)行隱患排查和橫向?qū)Ρ仍u價，了解各學(xué)生宿舍的火災(zāi)風(fēng)險水平，確定高危區(qū)域，以便有針對性地加強(qiáng)管理。

1 高校學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險分級指標(biāo)模型的構(gòu)建

1.1 分級指標(biāo)的篩選

通過對大量文獻(xiàn)和事故案例的調(diào)查研究和實地考察，了解影響學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險的因素并進(jìn)行歸類[4]。由于本方法側(cè)重對學(xué)生宿舍固有消防安全狀況進(jìn)行評價，以便有針對性地加強(qiáng)安全管理，因此在考慮評價指標(biāo)時，不考慮當(dāng)前的管理水平。本著全面客觀且便于操作的原則，大致將影響高校學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險的指標(biāo)分為3個一級指標(biāo)和15個二級指標(biāo)，具體指標(biāo)和層次，見表1[5-7]。

表1 高校學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險分級指標(biāo)

1.2 分級指標(biāo)權(quán)重的確定

由于各個評價指標(biāo)對于高校學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險的影響程度是不同的，因此需要確定各指標(biāo)的權(quán)重，這里利用層次分析法進(jìn)行權(quán)重的計算。

1.2.1 層次分析法概述

層次分析法（AHP）是一種定量與定性相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法，主要用于解決多因素復(fù)雜系統(tǒng)問題。其主要步驟如下[8]：

（1）建立層次模型。對問題進(jìn)行分解，按照問題屬性分為目標(biāo)層（最高層）、準(zhǔn)則層（中間層）和方案層（最低層）。本文將評價指標(biāo)分為兩個層次，見表1。

（2）構(gòu)造成對比較矩陣。對每一層各元素兩兩比較，得出其相對重要程度。bij表示對于成對比較矩陣B而言，第i個元素對于第j個元素的重要性比較結(jié)果，則有：bij=1/bji；bii=1；bij＞0，構(gòu)造成對比較矩陣B如下：

bij通常取1-9以及它們的倒數(shù)，比較尺度含義如下：

bij=1，元素i與元素j對上一層次因素重要性相同；

bij=3，元素i比元素j略重要；

bij=5，元素i比元素j重要；

bij=7，元素i比元素j重要得多；

bij=9，元素i比元素j的極其重要；

bij=2n，n=1,2,3,4，元素i與 j 的重要性介于bij=2n-1與bij=2n+1之間；

（3）層次排序和一致性檢驗。求權(quán)重就是求解成對比較矩陣的最大特征根和對應(yīng)的特征向量，一般采用近似算法，如和積法、方根法等，本文以和積法為例。

①和積法計算權(quán)重

將成對比較矩陣每一列歸一化

對按列歸一化的成對比較矩陣，再按行求和：

則W=[W1,W2,…,Wn]T即為所求的特征向量。

計算最大特征根λmax

②一致性檢驗

計算一致性指標(biāo)CI（Consistency Index）：

查找對應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，見表2。

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)

計算一致性比例（率）CR（Consistency Ratio） ：

當(dāng)計算結(jié)果CR＜0.100，成對比較矩陣的一致性在誤差范圍內(nèi)，求得的權(quán)重可以使用。

1.2.2 模型指標(biāo)權(quán)重計算

首先利用德爾菲專家調(diào)查法，邀請5名專家進(jìn)行了咨詢，對一級和二級評價指標(biāo)進(jìn)行兩兩成對比較打分，最終確定成對比較矩陣并利用和積法計算指標(biāo)權(quán)重，見表3。

表3 分級指標(biāo)權(quán)重匯總

2 高校學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險分級檢查表的編制

考慮到評價過程主要依賴評價者的主觀判斷，而評價人員在消防安全方面的認(rèn)識參差不齊，很容易造成主觀偏差，故編制分級檢查表以彌補(bǔ)這一不足。該表格不同于傳統(tǒng)的安全檢查表，不以合格或不合格作為檢查結(jié)果，而是判定具體等級，同時提供參考依據(jù)，以減少主觀偏差，具體內(nèi)容，見表4[9-11]。

3 模糊分析法在高校學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險分級中的應(yīng)用

由于安全評價的指標(biāo)一般很難精確量化，因此本文選擇模糊評價法作為分級判定方法。其優(yōu)點在于能較好地解決模糊的、難以量化的問題[12]。

根據(jù)模糊評價法的應(yīng)用步驟，首先確定評價對象的因素集U，這里的因素集即為上文提到的分級指標(biāo)（見表1）。其次確定評語集V，這里分為優(yōu)、良、中、差四個等級，即V＝{優(yōu)，良，中，差}。然后確定U中各個因素所占權(quán)重，即權(quán)重向量W={W1,W2,…Wi}，這里利用表3中的權(quán)重計算結(jié)果。

表4 高校學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險分級檢查表

本文以天津某高校為研究對象，配合學(xué)生宿舍安全檢查，邀請5位專家對校園內(nèi)4個宿舍樓進(jìn)行了火災(zāi)風(fēng)險分級判定，以其中一個宿舍“明德齋”為例，5名專家對該宿舍樓各項指標(biāo)的評級情況，見表5。

根據(jù)模糊評價法，模糊評判集B=AoR

其中，“o”為模糊算子。目前常用的模糊算子主要有4種，包括：M（∧，∨）、M（·，∨）、M（∧，⊕）、M（·，⊕），側(cè)重點各有不同。通過綜合比較，本文選擇M（·，⊕）作為模糊算子，其體現(xiàn)權(quán)數(shù)作用明顯，利用R信息充分，綜合程度強(qiáng)，屬于加權(quán)平均型。

根據(jù)公式B=AoR計算得出模糊評判分析集：

表5 明德齋安全檢查評級情況

根據(jù)最大隸屬度原則，該宿舍的總體火災(zāi)風(fēng)險水平為良。同理可以計算其他3個宿舍的總體火災(zāi)風(fēng)險水平。具體評價結(jié)果如下：

愛勞齋——中；見賢齋——中；求實齋——良；明德齋——良。

評價結(jié)果基本反映了實際情況，這四個宿舍是從該校分四批建設(shè)的宿舍中選取的，其中愛勞齋是最早一批，基礎(chǔ)設(shè)施比較老；見賢齋是第二批，基礎(chǔ)設(shè)施不錯，但因為目前住了大四的學(xué)生，個人物品比較多，相對比較混亂；求實齋和明德齋都是相對較新的宿舍，整體情況比較好。通過對評價結(jié)果進(jìn)行分析，可以找出火災(zāi)風(fēng)險較大的學(xué)生宿舍以便在日常管理中加大整改和檢查力度。

4 結(jié)論與展望

本文研究了一套高校學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險分級方法。該方法考慮了高校學(xué)生宿舍存在新舊不一、基礎(chǔ)設(shè)施差異大、火災(zāi)荷載變動明顯等特點，構(gòu)建一套評價指標(biāo)體系，通過對各項指標(biāo)進(jìn)行分級評價，衡量學(xué)生宿舍的消防安全水平。在計算指標(biāo)權(quán)重時應(yīng)用層次分析法，避免了直接賦值的主觀偏差。編制高校學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險分級檢查表，并給出評級依據(jù)，應(yīng)用簡單，可操作性強(qiáng)。利用模糊評價法對打分結(jié)果進(jìn)行綜合分析，解決了評價結(jié)果難以量化的問題。

由于水平所限，本文僅針對普遍存在的多層學(xué)生宿舍進(jìn)行研究，如果考慮高層學(xué)生宿舍，評價指標(biāo)應(yīng)該更為全面，今后可以在這方面進(jìn)一步研究。

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