長大隧道消防安全評估的新思路

徐志磊，趙倩文，張麗莎，諶偉

（中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，武漢 430000）

1 引言

“長大隧道”主要指的是長度達(dá)到1km 以上的隧道項(xiàng)目，目前現(xiàn)存世界最長隧道項(xiàng)目為瑞士的新圣哥達(dá)St.Gotthard 隧道，全長57.6km。當(dāng)前，我國境內(nèi)建設(shè)的最長隧道項(xiàng)目是青藏鐵路西格段西格復(fù)線新關(guān)角隧道，于2012 年建成通車，總長度32.6km。

2 長大隧道消防安全評估標(biāo)準(zhǔn)

長大隧道火災(zāi)事故的發(fā)生會給人們的生命安全產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，所以，需要加強(qiáng)隧道消防安全設(shè)施的安裝與管理控制。根據(jù)當(dāng)前的國家標(biāo)準(zhǔn)要求，隧道安裝系統(tǒng)包含火災(zāi)探測器、報(bào)警系統(tǒng)、事故發(fā)生定位系統(tǒng)、通風(fēng)口、人員逃離通道、煙塵通道等，這些消防設(shè)施的聯(lián)合應(yīng)用能夠使得隧道系統(tǒng)可以安全地運(yùn)行，不會產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故問題。一旦任何一個系統(tǒng)不能達(dá)到正常的使用需要，都會導(dǎo)致整個系統(tǒng)難以滿足安全運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)要求。隧道消防系統(tǒng)內(nèi)安全評估首要的工作就是確定合適的評估體系，因?yàn)樗淼理?xiàng)目的消防系統(tǒng)組成比較復(fù)雜，包含的內(nèi)容也比較多，所以安全評估系統(tǒng)要滿足完善性、準(zhǔn)確性的要求。評估系統(tǒng)應(yīng)該按照如下原則來進(jìn)行：科學(xué)與客觀，還要明確具體的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，以有效地進(jìn)行安全系統(tǒng)的控制。在隧道消防安全評價系統(tǒng)選擇的過程中，應(yīng)結(jié)合當(dāng)前我國所發(fā)生的隧道火災(zāi)事故為主要研究對象，然后結(jié)合實(shí)際情況來確定最為合適的安全評估體系，以保證安全評估滿足正常的使用標(biāo)準(zhǔn)要求。技術(shù)人員結(jié)合當(dāng)前相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)理論以及法律法規(guī)，然后根據(jù)實(shí)際情況做出相應(yīng)的消防指標(biāo)計(jì)算，可以確保整個體系達(dá)到完整性和全面性的標(biāo)準(zhǔn)。最后再進(jìn)行各個指標(biāo)的檢驗(yàn)和分析，將其直接計(jì)入整個安全評估體系內(nèi)，可以保證系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到安全性的標(biāo)準(zhǔn)【1】。

3 長大隧道消防安全評估方法

3.1 隧道消防安全評估方法的選擇

從當(dāng)前的多元統(tǒng)計(jì)分析的實(shí)際情況出發(fā)，要將其應(yīng)用到目前的成分分析中，然后進(jìn)行隧道火災(zāi)事故的統(tǒng)計(jì)和分析，逐步形成以保護(hù)隧道工程安全性的隧道安全綜合評估方法，根據(jù)系統(tǒng)評價的各項(xiàng)評估函數(shù)來進(jìn)行指標(biāo)的關(guān)系確定和各項(xiàng)指標(biāo)變異參數(shù)的確定和分析，對于提升整個系統(tǒng)的安全性有著積極的促進(jìn)作用。同時，在隧道消防安全評估方法選擇的過程中，需要根據(jù)隧道的實(shí)際情況對相關(guān)的系數(shù)進(jìn)行確定。以下為安全評估的常見內(nèi)容【2】。

3.1.1 全面性

主要成分評估方式就是根據(jù)需要選擇2～3 個主要成分來開展必要的評估，這種方式能夠獲取隧道項(xiàng)目80%以上的信息，能夠更好地促進(jìn)工作量的下降，還能夠保證隧道評估工作達(dá)到全面性和有效性，確保隧道工程可以滿足正常的運(yùn)行需要，保證隧道項(xiàng)目的運(yùn)行更加安全和穩(wěn)定。

3.1.2 比較性

在進(jìn)行主成分評估分析階段，要綜合進(jìn)行各個數(shù)據(jù)的分析和了解，能夠避免指標(biāo)量和數(shù)量級的影響，主要成分分析和指標(biāo)變量能夠保持相互獨(dú)立，不會受到影響，從而保證結(jié)果數(shù)據(jù)更加精確。這種方式的操作是非常簡單的，也能夠提高整體工作效率，滿足正常的分析工作需要。

3.2 隧道消防安全評估法的原理

通常以主成分評估方式來綜合各項(xiàng)指標(biāo)并將各項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)樯贁?shù)幾個不相關(guān)的綜合性指標(biāo)，然后進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)與分析。應(yīng)用隧道消防安全評估法能夠?qū)λ淼赖陌踩禂?shù)進(jìn)行劃分，判斷隧道整體強(qiáng)度指標(biāo)是否滿足實(shí)際要求，同時在實(shí)踐的過程中，還能根據(jù)隧道工程的長度和高度來辨別安全問題。

3.3 隧道消防安全評估指標(biāo)的量化

通過進(jìn)行必要的消防、隧道等技術(shù)參數(shù)的分析和研究，了解隧道消防、安全評價體系的實(shí)際情況，結(jié)合具體的評價標(biāo)準(zhǔn)，然后進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的量化與分析，可以得出最終的結(jié)論。針對隧道消防安全評估指標(biāo)量化的內(nèi)容，需要根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況來進(jìn)行確定，從而保證整體安全性能，滿足實(shí)際要求【3】。

3.4 隧道消防安全的主要成分

我國近年來已有一定代表性的長大隧道消防事故通過軟件SAS 來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)安全指標(biāo)體系的主成分計(jì)算和分析，以掌握具體的實(shí)際情況。

SAS 是當(dāng)前國際領(lǐng)域中應(yīng)用最為普遍的一種統(tǒng)計(jì)分析方法，是統(tǒng)計(jì)分析的標(biāo)準(zhǔn)軟件。該軟件被大量地應(yīng)用到行政、科研、金融等多個領(lǐng)域內(nèi)，有著非常重要的作用。通過SAS 能夠?qū)崿F(xiàn)主成分的準(zhǔn)確分析，也就能夠獲取最快速的計(jì)算方式和準(zhǔn)確的結(jié)果，然后能夠明確具體的風(fēng)險(xiǎn)評估方差累計(jì)貢獻(xiàn)率數(shù)據(jù)，可以確定最終成分個數(shù)。在具體開展的過程中，還需要根據(jù)實(shí)際情況將數(shù)據(jù)作為參考，在應(yīng)用過程中將消防安全的主要內(nèi)容進(jìn)行劃分，以提高整體消防的安全程度。所以，在實(shí)踐的過程中可以從以下方面對其進(jìn)行論述。

成分個數(shù)的確定要以比較少的主成分來獲取足夠的原始信息，實(shí)質(zhì)上就是在 k（指標(biāo)）和 ω（k）（方差貢獻(xiàn)率）之間進(jìn)行權(quán)衡：成分個數(shù)的確定要以比較少的主成分來獲取足夠的原始信息，一方面，盡量地減小k 值，另一方面，ω（k）盡量增大，能夠有效地減少損失信息量。但是，在實(shí)踐中分析可以發(fā)現(xiàn)，結(jié)合實(shí)際情況，前k 個主成分的累積方差貢獻(xiàn)率可以滿足規(guī)定的要求，一般來說，要求 ω（k）≥85%， 這樣，取前 k 個主成分就能夠包含整個指標(biāo)的各項(xiàng)信息，能夠有效地減少變量數(shù)據(jù)，且實(shí)現(xiàn)具體問題的分析和研究，從而提升總體的水平。

3.5 隧道消防安全等級的劃分

隧道工程的安全消防要進(jìn)行合理的分級。主要是按照如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：

1）根據(jù)隧道的具體運(yùn)行條件和安全級別來明確具體的關(guān)系計(jì)算公式，要確定安全級別和消防設(shè)備是存在直接關(guān)系的。同時值得注意的是，在確定運(yùn)行條件和安全級別的過程中，在確定關(guān)系計(jì)算的方式之后，還需要對計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行確定，從而確保整體安全的提高。

2）明確具體的安全級別與消防救災(zāi)之間的關(guān)系。針對這些方面應(yīng)該使用綜合分析成分評估方式來確定最終的消防隧道安全系統(tǒng)，然后根據(jù)相應(yīng)的法規(guī)參數(shù)來判定隧道消防安全的實(shí)際情況，要盡量地進(jìn)行詳細(xì)的劃分。

4 結(jié)語

綜上所述，通過使用主成分分析方式來進(jìn)行隧道運(yùn)行安全性的分析，操作簡單方便，可以對當(dāng)前正在建設(shè)或已經(jīng)投入運(yùn)營的隧道實(shí)現(xiàn)全面的消防安全質(zhì)量評估，能夠全面地提升隧道運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，避免發(fā)生嚴(yán)重的火災(zāi)事故。從評估結(jié)果方面展開分析，相關(guān)部門能夠及時發(fā)現(xiàn)隧道運(yùn)行中所存在的安全隱患問題，并及時進(jìn)行改進(jìn)和完善，將一些損壞部位進(jìn)行維修處理，保證隧道運(yùn)行不會產(chǎn)生任何的安全事故。對于復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行分層評估，可以確保各個環(huán)節(jié)能夠在嚴(yán)密的監(jiān)管與評估工作中，切實(shí)提升隧道運(yùn)行的安全性，充分保障人民生命與財(cái)產(chǎn)的安全。