商業(yè)建筑火災(zāi)初期風(fēng)險(xiǎn)模糊系統(tǒng)分析

閆金花 （西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621010）

0 前言

商業(yè)建筑是許多重特大火災(zāi)事故頻發(fā)的場(chǎng)所，存在諸多火險(xiǎn)隱患、火災(zāi)初期階段是控制火災(zāi)進(jìn)一步蔓延，防止重特大火災(zāi)事故發(fā)生的關(guān)鍵時(shí)期，也是人員疏散的最佳時(shí)段。由于初期階段滅火因素比較復(fù)雜，有建筑自身存在的消防隱患，也有人為造成的失誤，要在很短的時(shí)間內(nèi)滅火成功，存在一定難度。本文首先構(gòu)建了商業(yè)建筑火災(zāi)初期風(fēng)險(xiǎn)模糊系統(tǒng)模型，并給出了各基本事件的隸屬函數(shù)，通過(guò)建立模糊系統(tǒng)模型的結(jié)構(gòu)函數(shù)，確定出商業(yè)建筑火災(zāi)初期風(fēng)險(xiǎn)模糊系統(tǒng)的模糊數(shù)，最后通過(guò)模糊重要度分析，給出減少商業(yè)建筑火災(zāi)初期風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策。

1 火災(zāi)初期模糊系統(tǒng)模型

通過(guò)調(diào)查我國(guó)商業(yè)建筑重特大火災(zāi)案例，分析在火災(zāi)的初期階段火險(xiǎn)隱患，確定出目標(biāo)事件、中間事件、基本事件，建立商業(yè)建筑火災(zāi)初期風(fēng)險(xiǎn)模糊系統(tǒng)模型，見(jiàn)圖1。模型中各基本事件分別用：ai，i=1，…，6；bj，j=1，…，6；ck，k=1，2，3；ml，l=1，…，13 表示。

圖1 商業(yè)建筑火災(zāi)初期風(fēng)險(xiǎn)模糊系統(tǒng)模型

2 基本事件隸屬函數(shù)的確定

由于各基本事件的概率是在介于[0,1]之間的某一值附近左右波動(dòng)，因此選用中間型的模糊分布作為基本事件概率的隸屬函數(shù)。由于無(wú)法判定基本事件概率模糊數(shù)中隸屬度為0的點(diǎn)。因此，選用非線性的模糊分布較為合適，于是選取[0,1]區(qū)間上的對(duì)稱L-R的型模糊數(shù)的分布函數(shù)，作為模糊故障樹(shù)中基本事件概率的隸屬函數(shù)，將概率均值的隸屬度取為1。

設(shè)目標(biāo)事件為火災(zāi)初期滅火失敗事件，用“O”來(lái)表示，則各基本事件發(fā)生的概率分別為模糊數(shù)=（mi，αi，βi），i=1，…，6=（mj，αj，βj），j=1，…，6，=（mk，αk，βk），k=1，2，3=（ml，αl，βl），l=1，…，13，其中 mi、mj、mk、ml分別為各基本事件概率的最大似然估計(jì)量。假定 x 當(dāng)偏離其中心值 50%時(shí)，μ≤0.1，則 αi=βi=0.0556mi，i=1，… ，6；αj=βj=0.0556mj，j=1，…，6；αk=βk=0.0556mk，k=1，2，3；αl=βl=0.0556ml，l=1，…，13，那么各基本事件概率模糊數(shù)的隸屬函數(shù)分別為：

3 模糊系統(tǒng)分析

3.1 系統(tǒng)模糊數(shù)

根據(jù)系統(tǒng)模型（圖1）得到商業(yè)建筑火災(zāi)初期風(fēng)險(xiǎn)模糊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)函數(shù)為：

T=G1·G2=G1·（G3+G4）=G1·（G5·G6+G7+G8）

式中：G1=a1+a2+a3+a4+a5+a6，其中 a1與 a2，…，a6互斥，a2，…，a6之間相互獨(dú)立；G5=b1+b2+b3+b4+b5+b6，其中 b1與 b2，…，b6互斥，之間相互獨(dú)立；G6=c1+c2+c3，其中 c1，c2，c3之間相互獨(dú)立；G7=m1+m2+m3+m4，其中 m1與m2，m3，m4互斥 m2，m3，m4之間相互獨(dú)立；G8=m5+m6+…+m13，其中 m5與m6，…，m13互斥，m6，…，m13之間相互獨(dú)立。

商業(yè)建筑火災(zāi)初期風(fēng)險(xiǎn)模糊系統(tǒng)頂事件概率為模糊數(shù)：

3.2 模糊重要度分析

對(duì)于有界模糊數(shù)，可以利用模糊數(shù)的中值來(lái)計(jì)算模糊重要度。

根據(jù)定義1和定義2，設(shè)火災(zāi)初期商業(yè)建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)模糊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)函數(shù)為 Ψ（X）=Ψ（x1，x2，…，xn），xi故障概率為有界模糊數(shù)，其中位數(shù)為mTe，模糊系統(tǒng)頂事件概率的可能性分布則為：

仍為有界模糊數(shù)，其中值為mTe。

3.3 模型分析

選取50例發(fā)生在我國(guó)商業(yè)建筑特大火災(zāi)案例進(jìn)行分析。通過(guò)案例統(tǒng)計(jì)調(diào)查分析，由公式（1）～（4），得到商業(yè)建筑火災(zāi)初期風(fēng)險(xiǎn)模糊系統(tǒng)各基本事件發(fā)生的概率，分別為模糊數(shù)，i=1，…，6，j=1，…，6，k=1，2，3；，l=1，…，13，見(jiàn)表 1。

再由公式（5）得到商業(yè)建筑火災(zāi)初期風(fēng)險(xiǎn)模糊系統(tǒng)頂事件發(fā)生的概率為模糊數(shù)：

表1 模糊數(shù)

其中值為me2=0.504405。

根據(jù)公式（6）、（7），得到商業(yè)建筑火災(zāi)初期風(fēng)險(xiǎn)模糊系統(tǒng)各基本事件的模糊重要度，分別為STai，i=1，…，6；STbj，j=1，…，6；STck，k=1，2，3；STml，l=1，…，13,見(jiàn)表2。

表2 基本事件的模糊重要度

4 結(jié)論

①a1事件——未安裝自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)或安裝后被拆除，c1事件——值班人員未及時(shí)巡查，b1事件——未安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)或安裝后被拆除，這三個(gè)基本事件對(duì)初期滅火影響最大，其重要度影響的數(shù)量級(jí)為10-1，是降低初期火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)首要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

②火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)故障中的b2事件——火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)被關(guān)閉，對(duì)初期滅火影響最大。

③自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)故障中的a5事件——自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)未啟動(dòng)或不能聯(lián)動(dòng)對(duì)初期滅火影響最大。

④使用室內(nèi)消火栓不當(dāng)，其主要原因是m8事件——室內(nèi)消火栓供水源不足，其重要度影響的數(shù)量級(jí)為 10-2。

⑤使用滅火器滅火失敗的m3事件——滅火器數(shù)量不夠，m4事件——人員不會(huì)使用滅火器，對(duì)火災(zāi)初期滅火影響最大，其重要度影響的數(shù)量級(jí)為10-2。

⑥c3事件——施工人員思想麻痹，施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人監(jiān)管，對(duì)消除初期火災(zāi)隱患的影響不可忽視，其重要度影響的數(shù)量級(jí)為10-2。