可拓優(yōu)度評價法在城市區(qū)域消防安全評價中的應(yīng)用

梁躍強

(中國煤炭工業(yè)協(xié)會咨詢中心，北京 100013)

0 引言

隨著我國城市化進程的加快，城市區(qū)域火災(zāi)的發(fā)生頻率呈上升趨勢，造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失也越來越嚴重[1]。然而導致城市區(qū)域火災(zāi)發(fā)生的因素復雜多樣，如何對城市區(qū)域進行合理而準確的消防安全評價，并根據(jù)評價結(jié)果提高城市消防安全水平，減少火災(zāi)發(fā)生頻率，對城市健康發(fā)展和社會穩(wěn)定具有重要意義[2-3]?，F(xiàn)階段用于城市區(qū)域消防安全評價的方法多種多樣，有定性的也有定量的，如層次分析法、模糊綜合評價法、主客觀綜合賦權(quán)法等[4-7]。如何制定選取評價指標以及評價方法，是城市區(qū)域消防安全評價的基礎(chǔ)和關(guān)鍵[8-10]。本文在公安部“城市消防安全評價指標體系”基礎(chǔ)上，根據(jù)洛陽市西工區(qū)城市區(qū)域特點建立科學合理的評價指標體系，結(jié)合可拓優(yōu)度評價方法對城市區(qū)域消防安全水平進行系統(tǒng)的評價。

1 可拓優(yōu)度評價法

1.1 概述

可拓優(yōu)度方法是可拓學中評價一個對象，包括事物、策略、方法等優(yōu)劣的基本方法[11-12]?？赏貙W提出了物元的概念，令R=(事物，特征，量值)=(Z，C，V)可以明確地反映事物與數(shù)量之間的關(guān)系，確切地表示了客觀事物的變化過程。該方法首先根據(jù)城市區(qū)域發(fā)生火災(zāi)的危險等級及其評價指標，建立與之對應(yīng)的經(jīng)典域物元和節(jié)域來描述各危險等級與評價指標的模型，然后確定待評價特征與各危險等級之間的關(guān)聯(lián)函數(shù)以及各評價特征的權(quán)系數(shù)，進而得出待評價特征與各危險等級的優(yōu)度，通過比較優(yōu)度的大小判斷出城市區(qū)域的消防安全等級，可以科學有效的進行城市消防管理，制定相應(yīng)的消防法規(guī)，合理配置城市的消防力量，是促進城市社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的重要保證。

1.2 基本模型

一般來說，評價對象的復雜程度不同，其基本模型的側(cè)重點也不同。按照通用性原則，先利用可拓優(yōu)度評價法建立評價的基本模型，包括選取評價指標、確定經(jīng)典域及節(jié)域和確定待評價物元共3個步驟，待基本模型構(gòu)建后，需要進一步確定權(quán)重系數(shù)、建立關(guān)聯(lián)函數(shù)并計算關(guān)聯(lián)度等。構(gòu)建基本模型的步驟和過程如下：

(1)選取評價指標。

評價一個對象的優(yōu)劣，首先要規(guī)定評價指標，優(yōu)劣是針對一定的標準而言的，不同的評價準則會有不同的評價結(jié)果。所以，評價一個對象的優(yōu)劣必須反映出利弊的程度以及彼此可能的變化情況，這就要求選取評價指標時要考慮評價的目的性、全面性、可行性以及穩(wěn)定性。

令評價指標SI=(SI1，SI2，…SIn)，其中SIi=(ci，Vi)是特征元，ci是評價特征，Vi是數(shù)量化的量值域，Vi=(ai，bi)，i=1，2，…，n。

(2)確定經(jīng)典域及節(jié)域。

式中：

Zj—所劃分的j個危險等級；

V1j，V2j，…，Vnj—Zj關(guān)于評價特征c1，c2，…，cn所規(guī)定的量值范圍，即經(jīng)典域，且Vij=(aij，bij)。

為了應(yīng)用和研究方便，設(shè)R1，R2，…，Rm為m個同征物元，即可建立m個同征物元R1，R2，…，Rm的同征物元體，構(gòu)成同征物元陣。

為了表示評價特征c1，c2，…，cn的取值范圍，引入節(jié)域的概念，即：

RP=(P，C，VP)

式中：

P—消防安全等級的全體；

Vnp—P關(guān)于cn所取的量值范圍。

(3)確定待評價物元。

設(shè)待評價對象為P0，針對評價指標，把所檢測得到的各項數(shù)據(jù)或分析結(jié)果用物元R0表示，稱為待評價物元。

式中：

P0—消防安全等級；

vn—P0關(guān)于評價特征cn的量值，即待評價城市區(qū)域各評價特征檢測所得到的具體數(shù)值。

1.3 確定權(quán)系數(shù)

1.4 建立關(guān)聯(lián)函數(shù)并計算關(guān)聯(lián)度

在可拓學中，用關(guān)聯(lián)函數(shù)來描述論域中的元素具備某種性質(zhì)的程度。建立論域中可拓集關(guān)聯(lián)函數(shù)式，使其可以客觀地、定量地表明元素具有某種性質(zhì)的程度以及量變與質(zhì)變的過程。根據(jù)可拓學中距的定義來構(gòu)建計算關(guān)聯(lián)度的公式，即：

(1)

ρ(vi，Vij)=|vi-(aij+bij)/2|-(bij-aij)/2

|Vij|=|aij-bij|

ρ(vi，Vip)=|vi-(aip+bip)/2|-(bip-aip)/2

(i=1，2，…，n;j=1，2，…，m)

式中：

Kj(vi)—關(guān)聯(lián)函數(shù)，表明vi屬于Vij的程度；

ρ(vi，Vij)—vi到Vij的距離；

ρ(vi，Vip)—vi到Vip的距離；

|Vij|—經(jīng)典域Vij的絕對值。

1.5 計算規(guī)范關(guān)聯(lián)度

為了獲得最合適的優(yōu)度，需要將Zj關(guān)于各評價特征的關(guān)聯(lián)度進行規(guī)范化，得到規(guī)范關(guān)聯(lián)度kij，計算公式如下：

(2)

式中：

Kj(vi)—第i行j列的關(guān)聯(lián)度值；

max|Kj(v)|—第j列中的最大關(guān)聯(lián)度值。

1.6 計算優(yōu)度及評價

優(yōu)度是反映待評價對象對于不同評價等級的接近程度，待評價對象P0對于Zj的優(yōu)度可由下式計算，即：

(3)

C(Zj)為待評價對象各評價特征關(guān)于各消防安全等級的優(yōu)度在考慮評價特征重要程度情況下的組合值，表示評價對象P0屬于消防安全等級Zj的程度。若C(Z0)=max{C(Zj)}(j=1，2，…，m)，則對象Z0為較優(yōu)，即評定待評價對象屬于消防安全等級Z0。

2 可拓優(yōu)度評價的實際應(yīng)用

2.1 評價指標選擇及消防安全等級劃分

通過分析城市區(qū)域火災(zāi)的特點和發(fā)生條件，結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)有城市區(qū)域火災(zāi)評價指標體系，并考慮評價方法的通用性以及洛陽市西工區(qū)的實際情況，建立了城市區(qū)域消防安全評價指標體系，并對各因素進行編號，如下圖。根據(jù)相關(guān)規(guī)范和規(guī)定，并結(jié)合評價對象實際現(xiàn)狀與相關(guān)標準，由各單因素評價特征將城市區(qū)域消防安全水平分為5個等級，見表1，即Ⅰ級消防安全水平非常高Z1、Ⅱ級消防安全水平較高Z2、Ⅲ級消防安全水平一般Z3、Ⅳ級消防安全水平較低Z4、Ⅴ級消防安全水平非常低Z5。

圖 城市區(qū)域消防安全評價指標體系Fig. Index system of fire safety evaluation in urban areas

2.2 評價過程

洛陽市西工區(qū)地處洛陽市中心，總面積55.95km2，人口40萬。根據(jù)洛陽市西工區(qū)消防安全檢查表的評分標準，并按照評分原則的規(guī)定，由當?shù)?名消防方面專家進行打分，并對專家打分情況匯總，取平均分。計算出該城市區(qū)域的各項評價特征的分數(shù)，見表2。

表1 消防安全水平等級劃分Tab.1 Rating of fire safety

表2 城市區(qū)域消防安全評價特征得分Tab.2 Eigenvalue of fire safety evaluation in urban areas

根據(jù)消防安全水平等級劃分，建立物元經(jīng)典域：Ⅰ級R1、Ⅱ級R2、Ⅲ級R3、Ⅳ級R4、Ⅴ級R5，并組成同征物元體R以及節(jié)域RP與待評價物元R0。

RP=(P，C，VP)

采用層次分析法確定出第二層次中4個指標的權(quán)重，包括火災(zāi)危險程度各指標的權(quán)重，見表3，城市區(qū)域特征各指標的權(quán)重，見表4，消防實力水平各指標的權(quán)重，見表5，社會管理狀態(tài)各指標的權(quán)重，見表6。另外，根據(jù)層次分析法確定出城市區(qū)域消防安全評價各指標的權(quán)重，見表7。

表3 火災(zāi)危險程度A相關(guān)數(shù)據(jù)Tab.3 Relevant data of fire risk level A

表4 城市區(qū)域特征B相關(guān)數(shù)據(jù)Tab.4 Relevant data of urban regional characteristics B

續(xù)表

表5 消防實力水平C相關(guān)數(shù)據(jù)Tab.5 Relevant data of fire force level C

表6 社會管理狀態(tài)D相關(guān)數(shù)據(jù)Tab.6 Relevant data of social management state D

表7 城市區(qū)域消防安全評價相關(guān)數(shù)據(jù)Tab.7 Relevant data of fire safety evaluation in urban areas

由第二層次各評價特征的權(quán)重大小可以看出危險場所數(shù)量及分布，A1在火災(zāi)危險程度A中所占權(quán)重最大，見表8，建筑密度B1在城市區(qū)域特征B中所占的權(quán)重最大，見表9，滅火救援能力C3在消防實力水平C中所占的權(quán)重最大，見表10，防火組織落實情況D1在社會管理狀態(tài)D中所占權(quán)重最大，見表11；由第一層次中各評價特征的權(quán)重大小可以看出火災(zāi)危險程度A和消防實力水平C在城市區(qū)域消防安全水平多占的權(quán)重較大，見表12。因此，在對城市區(qū)域消防安全檢查時應(yīng)重點檢查這些因素。

表8 火災(zāi)危險程度A優(yōu)度評價結(jié)果Tab.8 Extension superiority results of fire risk level A

表9 城市區(qū)域特征B優(yōu)度評價結(jié)果Tab.9 Extension superiority results of urban regional characteristics B

表10 消防實力水平C優(yōu)度評價結(jié)果Tab.10 Extension superiority results of fire force level C

表11 社會管理狀態(tài)D優(yōu)度評價結(jié)果Tab.11 Extension superiority results of social management state D

2.3 評價結(jié)果及分析

將待評價特征的分數(shù)值，見表2，代入式(1)和式(2)，得出火災(zāi)危險程度、城市區(qū)域特征、消防實力水平、社會管理狀態(tài)各評價指標的關(guān)聯(lián)度和規(guī)范關(guān)聯(lián)度，最后按式(3)計算出評價結(jié)果的優(yōu)度，見表8-11，同理得出洛陽市西工區(qū)區(qū)域消防安全評價結(jié)果的優(yōu)度，見表12。

由表12可以看出，洛陽市區(qū)域消防安全水平的可拓優(yōu)度評價結(jié)果，C(Z1)=-0.871 0，C(Z2)=-0.392 7，C(Z3)=0.057 9，C(Z4)=-0.902 3，C(Z5)=-0.924 8，所以C(Z0)=max{C(Zi)}=C(Z3)=0.057 9，即洛陽市西工區(qū)消防安全評價等級屬于Ⅲ級一般。

洛陽市西工區(qū)現(xiàn)轄河南洛陽工業(yè)園區(qū)(省級產(chǎn)業(yè)集聚區(qū))、洛陽火車站地區(qū)管理處、9個辦事處，28個行政村、36個社區(qū)，是洛陽市的經(jīng)濟、商貿(mào)、金融、文化、交通和通信中心。根據(jù)洛陽市西工區(qū)歷年消防人員配備、消防裝備器材、消防宣傳教育培訓、火災(zāi)情況等，結(jié)合目前西工區(qū)開展的火災(zāi)隱患排查整治、網(wǎng)格化管理工作等一系列消防整治和采取的消防措施實際情況，可知該區(qū)消防安全水平與可拓優(yōu)度法的評價結(jié)果相符合。與此同時，西工區(qū)在下一步消防檢查時應(yīng)重點在降低火災(zāi)危險程度和提高消防實力水平采取相關(guān)措施，提高消防管理水平。

表12 城市區(qū)域消防水平優(yōu)度評價結(jié)果Tab.12 Extension superiority results of fire safety evaluation in urban areas

3 結(jié)論

(1)依據(jù)相關(guān)文件并借鑒以往消防評價指標體系，結(jié)合洛陽市西工區(qū)的實際情況，建立了相對合理的城市區(qū)域消防安全評價指標體系。

(2)將可拓優(yōu)度評價法應(yīng)用于城市區(qū)域消防安全評價中，確定了城市區(qū)域消防安全評價的經(jīng)典域、節(jié)域及關(guān)聯(lián)度、優(yōu)度的計算方法，將多指標的評價歸結(jié)為單目標決策，并給出了定量的優(yōu)度評價結(jié)果，較好地解決了消防安全評價的復雜性和不確定性。

(3)以洛陽市西工區(qū)為例，進行了城市區(qū)域消防安全評價，評價結(jié)果與實際消防情況相符，因此，將可拓優(yōu)度評價法應(yīng)用于城市區(qū)域消防安全評價是可行的，對提高城市區(qū)域消防安全水平具有重要的指導意義。