基于ISM和AHP地下批發(fā)商城火災(zāi)危險(xiǎn)影響因素研究

楊雅娟工程師 閆 超 馬 峻教授

(1.北京市朝陽(yáng)區(qū)消防救援支隊(duì)，北京 100018；2.首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)，北京 100070)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)，早期露天批發(fā)市場(chǎng)逐漸轉(zhuǎn)變發(fā)展成地下批發(fā)商城。地下批發(fā)商城具有地下建筑和批發(fā)市場(chǎng)的特點(diǎn)，如人員密集、存在大量可燃物、通風(fēng)條件差、用電設(shè)備多等，極易發(fā)生火災(zāi)事故。因此，對(duì)地下批發(fā)商城的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估分析，能較早發(fā)現(xiàn)商場(chǎng)內(nèi)部存在的火災(zāi)隱患，通過(guò)分析找到影響火災(zāi)發(fā)生的關(guān)鍵因素，有針對(duì)性的采取處置措施，針對(duì)重點(diǎn)部位重點(diǎn)監(jiān)控[1]，這樣，可大大提高地下批發(fā)商場(chǎng)的安全性。因此，對(duì)地下批發(fā)商城進(jìn)行火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估是非常重要的。

目前，針對(duì)地下建筑火災(zāi)研究多以火災(zāi)仿真方法為主，項(xiàng)帆、趙宏作等[2-3]總結(jié)了地下商場(chǎng)類建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性及對(duì)策措施；王守奇[4]利用FDS對(duì)淮海某地下商場(chǎng)進(jìn)行火災(zāi)仿真，分析不同類型的排煙系統(tǒng)對(duì)人員疏散的影響；呂辰[5]對(duì)某地下車庫(kù)設(shè)定3種火災(zāi)場(chǎng)景，利用FDS研究自然通風(fēng)、排煙噴淋對(duì)火災(zāi)的影響。這些研究多為對(duì)建筑火災(zāi)整體情況進(jìn)行評(píng)估，提出發(fā)生火災(zāi)后的補(bǔ)救措施，而針對(duì)火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對(duì)能力的影響因素以及之間的關(guān)系研究較少。為此，本文采用解釋結(jié)構(gòu)模型(Interpretive Structural Model，ISM)和層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)確定影響地下批發(fā)商城火災(zāi)危險(xiǎn)性的因素及它們之間的關(guān)系，建立地下批發(fā)商城火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對(duì)能力解釋結(jié)構(gòu)模型，采用層次分析法確定各要素的影響大小，對(duì)制定具體預(yù)防措施，提高地下商場(chǎng)安全性具有重要價(jià)值和意義。

1 地下批發(fā)商城隱患排查

地下批發(fā)商城火災(zāi)隱患指潛在的引起火災(zāi)事故的可能性，或者在地下批發(fā)商城發(fā)生火災(zāi)時(shí)增加人員傷害或財(cái)產(chǎn)損失，或者影響人員疏散、滅火救援等不安全因素的和。針對(duì)地下批發(fā)商城進(jìn)行火災(zāi)隱患排查，排查結(jié)果,見表1。

表1 地下批發(fā)商城隱患排查Tab.1 Hidden danger investigation of underground wholesale mall

2 地下批發(fā)商城火災(zāi)危險(xiǎn)因素的ISM模型分析

解釋結(jié)構(gòu)模型是將復(fù)雜系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)要素，構(gòu)成一個(gè)多級(jí)遞階的結(jié)構(gòu)模型[6]。它以定性分析為主，可將模糊思想轉(zhuǎn)化為有明確結(jié)構(gòu)關(guān)系的模型。首先分析選取地下批發(fā)商城火災(zāi)危險(xiǎn)性影響因素；然后建立鄰接矩陣和可達(dá)矩陣，分析可達(dá)矩陣；最后構(gòu)建地下批發(fā)商城火災(zāi)危險(xiǎn)性影響因素的多層遞階結(jié)構(gòu)[7]。

2.1 影響因素

結(jié)合地下商城和批發(fā)市場(chǎng)建筑的特點(diǎn)及對(duì)某地下批發(fā)商城的實(shí)地安全隱患調(diào)查情況，在查閱相關(guān)資料基礎(chǔ)上，確定影響地下批發(fā)商城火災(zāi)危險(xiǎn)性的影響因素，見表2。

表2 地下批發(fā)商城火災(zāi)危險(xiǎn)影響因素Tab.2 Influencing factors of fire risk in underground wholesale mall

2.2 構(gòu)建鄰接矩陣

地下批發(fā)商城影響火災(zāi)危險(xiǎn)性鄰接矩陣A是把不同要素的關(guān)系用0和1標(biāo)識(shí)，進(jìn)行定性分析。根據(jù)各因素間的關(guān)系，對(duì)10個(gè)影響因素進(jìn)行比較，如下式。

i,j=1,2,…10

其中，Si為行Sj為列，Si與Sj有直接關(guān)系則為1，Si與Sj無(wú)直接關(guān)系則為0，所得的矩陣A為鄰接矩陣。

A=

2.3 構(gòu)建可達(dá)矩陣

可達(dá)矩陣是用矩陣形式來(lái)描述圖中各節(jié)點(diǎn)之間經(jīng)過(guò)一定長(zhǎng)度通路后可達(dá)到的程度[8]?？蛇_(dá)矩陣的計(jì)算方法采用布爾矩陣的運(yùn)算性質(zhì)。用1表示兩元素之間能夠建立通路，用0表示不能建立通路。各影響因素之間的直接關(guān)系可通過(guò)鄰接矩陣A來(lái)反映，其之間存在的間接關(guān)系可由可達(dá)矩陣M來(lái)描述。依據(jù)布爾矩陣法則，根據(jù)矩陣A計(jì)算可達(dá)矩陣M=(A+I)r+1=(A+I)r≠(A+I)r-1，計(jì)算可知：當(dāng)r=2時(shí)，滿足上述條件，結(jié)果如下：

M=

2.4 構(gòu)建解釋結(jié)構(gòu)模型

分級(jí)結(jié)果簡(jiǎn)化處理得到ISM模型[9]，如圖1。

圖1 地下批發(fā)商城ISM模型Fig.1 ISM model of underground wholesale mall

2.5 基于模型的分析

從圖1可知，該模型是一個(gè)有向?qū)蛹?jí)結(jié)構(gòu)模型，隨著層級(jí)數(shù)的增高，其影響因素就會(huì)更宏觀，涵蓋范圍也會(huì)更大，相反層級(jí)數(shù)越低，其影響因素更具體，涵蓋范圍相對(duì)較小。從模型中可以觀察到第一層二級(jí)因素為噴淋系統(tǒng)、線路問(wèn)題、疏散通道、疏散出口、電動(dòng)車充電、可燃物。這些因素直接影響到地下批發(fā)商城火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對(duì)能力。第二層是一級(jí)因素，對(duì)二級(jí)因素產(chǎn)生影響，間接對(duì)火災(zāi)事故產(chǎn)生影響， 如感煙探測(cè)器、防火分隔、疏散指示標(biāo)志、貨物堆積。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，感煙探測(cè)器如若發(fā)生損壞不能及時(shí)報(bào)警或不能報(bào)警，與其關(guān)聯(lián)的防火卷簾不能有效直降，噴淋系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致商城內(nèi)部火災(zāi)會(huì)迅速蔓延。經(jīng)實(shí)地調(diào)查，本文所研究的地下批發(fā)商城無(wú)倉(cāng)庫(kù)，商城內(nèi)商鋪戶主將貨物大量堆積在疏散通道上和疏散出口處，且貨物均為可燃物，一旦發(fā)生火災(zāi)，一方面火災(zāi)蔓延速度會(huì)加快，另一方面安全疏散通道被占用及出口處堆積的貨物會(huì)影響人員疏散效率，導(dǎo)致總疏散時(shí)間變長(zhǎng)。疏散指示標(biāo)識(shí)不正確會(huì)使人們?cè)诨馂?zāi)發(fā)生的情況下無(wú)法快速找到最近的疏散通道及出口，進(jìn)而影響人員疏散效率。二級(jí)因素是導(dǎo)致火災(zāi)事故發(fā)生的直接因素，如在商城私拉電線進(jìn)行電動(dòng)車充電，若操作不當(dāng)，極易引發(fā)火災(zāi)。

3 影響因素的影響力分析

解釋結(jié)構(gòu)模型只能對(duì)地下批發(fā)商城影響火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對(duì)能力的各因素做定性分析，但不能確定各因素的權(quán)重。層次分析法可進(jìn)行定量分析，可彌補(bǔ)解釋結(jié)構(gòu)模型的這一缺陷，其分析步驟是：先建立指標(biāo)體系，再構(gòu)造判斷矩陣計(jì)算權(quán)重，最后根據(jù)權(quán)重對(duì)指標(biāo)進(jìn)行分析。

3.1 建立指標(biāo)體系

分析火災(zāi)事故可得出火災(zāi)發(fā)生原因，大致可分為4類：消防設(shè)備設(shè)施、可燃物、人員疏散、用電隱患。本文從這4個(gè)方面進(jìn)行考慮，運(yùn)用層次分析法建立地下批發(fā)商城火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對(duì)能力的影響因素等級(jí)層次分析結(jié)構(gòu)，如圖2。

圖2 地下批發(fā)商城火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對(duì)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.2 Evaluation index system of fire prevention ability of underground wholesale mall

3.2 構(gòu)造兩兩判斷矩陣及權(quán)重計(jì)算

其中，Xij表示第i個(gè)指標(biāo)對(duì)第j個(gè)指標(biāo)產(chǎn)生影響程度，取值范圍及含義，見表3。

表3 Xij的取值范圍Tab.3 The value range of Xij

根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，采用專家打分法，構(gòu)建判斷矩陣，得出地下批發(fā)商城火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對(duì)能力系統(tǒng)中各元素的權(quán)重，見表4。

表4 影響因素的指標(biāo)權(quán)重Tab.4 Index weight of influencing factors

由表4可知，在地下批發(fā)商城火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對(duì)能力的分析中，消防設(shè)備設(shè)施權(quán)重為0.441 5，人員疏散因素權(quán)重為0.427 3，可燃物因素權(quán)重為0.091 8，用電隱患權(quán)重為0.039 4。在三級(jí)要素中，感煙探測(cè)器、防火分隔、疏散通道、疏散出口影響最大。

從圖1和表4中各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重可知：導(dǎo)致地下批發(fā)商城火災(zāi)發(fā)生的因素?cái)?shù)量多且結(jié)構(gòu)不清楚，應(yīng)用ISM和AHP相結(jié)合的方法，不僅可以看出元素之間的關(guān)系，還能明確各因素所占權(quán)重。如在導(dǎo)致地下批發(fā)商城火災(zāi)的直接因素中，疏散通道所占權(quán)重(0.262 3)較大，疏散指示標(biāo)志所占權(quán)重(0.036 7)相對(duì)較小，所以應(yīng)在提高疏散通道通行效率方面重點(diǎn)采取措施。

4 對(duì)策措施

解釋結(jié)構(gòu)模型針對(duì)地下批發(fā)商城火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對(duì)能力分析總結(jié)出10個(gè)影響因素。將10個(gè)影響因素分成2個(gè)層次并得出因素之間的邏輯關(guān)系[10]。導(dǎo)致地下批發(fā)商城火災(zāi)發(fā)生的深層因素是感煙探測(cè)器、防火分隔、疏散指示標(biāo)志和貨物堆積4個(gè)因素。因此應(yīng)定期檢查并維修感煙探測(cè)器，確保防火門的正常使用及防火卷簾的有效下降，要定期檢查疏散指示標(biāo)識(shí)是否損壞，以及指示方向是否正確，若發(fā)現(xiàn)損壞情況及時(shí)檢查維修；根據(jù)《商店建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》增設(shè)倉(cāng)庫(kù)，嚴(yán)禁在商場(chǎng)的疏散通道上堆積貨物。

運(yùn)用層次分析法可計(jì)算出地下批發(fā)商城火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對(duì)能力的所有因素的權(quán)重，感煙探測(cè)器的權(quán)重為0.226 9、防火分隔的權(quán)重為0.159 6、疏散通道的權(quán)重為0.262 3、疏散出口的權(quán)重為0.128 3。因此，要重視這4個(gè)因素，確保安全出口數(shù)量，并保持疏散通道和疏散出口的暢通。

5 結(jié)論

(1)地下批發(fā)商城火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對(duì)能力的影響因素種類眾多，不同影響因素之間關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用ISM構(gòu)建多層遞階模型，定性分析各個(gè)影響因素間的關(guān)系，再用AHP確定層次中復(fù)雜因素的相對(duì)重要性，最終得出各影響因素權(quán)重。這種定性定量相結(jié)合的方法可提高分析的有效性，為提升地下批發(fā)商城的安全性提供參考依據(jù)。

(2)結(jié)合ISM解釋結(jié)構(gòu)模型和AHP層次分析法，得出感煙探測(cè)器和防火分隔2種影響因素會(huì)對(duì)地下批發(fā)商城火災(zāi)預(yù)防應(yīng)對(duì)能力產(chǎn)生較大影響，因此感煙探測(cè)器和防火分隔的檢查維修非常重要。