基于層次分析法的氣體滅火系統(tǒng)消防安全評估研究

喬輝，彭洛克

（1.中山市消防救援支隊(duì)；2.肇慶市消防救援支隊(duì)）

1 引言

氣體滅火系統(tǒng)是自動滅火系統(tǒng)中重要的一類，主要用于不適于設(shè)置水滅火系統(tǒng)等其他滅火系統(tǒng)的環(huán)境，比如，計(jì)算機(jī)機(jī)房、重要的圖書館檔案館、移動通信基站（房）、公共建筑配電房、UPS室、電池室和柴油發(fā)電機(jī)房的儲油間等。氣體滅火系統(tǒng)消防安全評估，主要是對建筑內(nèi)該系統(tǒng)的現(xiàn)狀和性能進(jìn)行評估。目前，無論是消防監(jiān)督檢查，還是消防設(shè)施日常維護(hù)保養(yǎng)檢測等工作，多是從定性的角度開展，較少有定量評估。文章在充分考慮氣體滅火系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）、專家打分法和消防監(jiān)督經(jīng)驗(yàn)，建立四級消防安全評估指標(biāo)體系，并在定量評估該系統(tǒng)上，開展研究。

2 建立層次分析模型和評估指標(biāo)體系

結(jié)合《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50370-2005)《、建筑消防設(shè)施檢測技術(shù)規(guī)程（》XF503-2004）《、建筑消防設(shè)施的維護(hù)管理》（GB25201-2010）、專家建議等，將指標(biāo)評估體系劃分為4個(gè)層次（見圖1）。

圖1 氣體滅火系統(tǒng)消防安全評估層次結(jié)構(gòu)模型

一級指標(biāo)為氣體滅火系統(tǒng)消防安全A；二級指標(biāo)為儲存裝置B、防護(hù)區(qū)C、氣體滅火控制器D、噴頭管網(wǎng)及選擇閥等組件E、系統(tǒng)功能F等5個(gè)；三級指標(biāo)為容器外觀和操作距離B1，充裝量、充裝壓力及泄壓裝置B2，驅(qū)動氣瓶外觀、規(guī)格及壓力B3，防護(hù)區(qū)劃分C1，防護(hù)區(qū)內(nèi)外報(bào)警及操作裝置C2，泄壓口及事故排風(fēng)C3，選型及設(shè)置D1，電源D2，功能D3，噴頭E1，管網(wǎng)E2，選擇閥E3，啟動功能F1，延時(shí)功能F2，其他設(shè)施動作功能F3等15個(gè)；四級指標(biāo)共細(xì)化為30個(gè)（見表1）。

表1 氣體滅火系統(tǒng)評定標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)重設(shè)定

續(xù)表

3 各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

3.1 構(gòu)造判斷矩陣并計(jì)算第二、三級指標(biāo)權(quán)重

分別對第二、第三級指標(biāo)中的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行兩兩對比，采用1-9標(biāo)度法(見表2)確定各指標(biāo)間的相對重要性賦值，依次構(gòu)建第二級、第三級指標(biāo)判斷矩陣，數(shù)據(jù)值越小，說明其重要性程度越小[2]。以第二級指標(biāo)判斷矩陣為例，其重要性程度見表3。

表2 判斷矩陣標(biāo)度及相對重要性說明

表3 第二級指標(biāo)判斷矩陣A

采用幾何平均法（見式1），分別計(jì)算出第二級指標(biāo)相對于第一級指標(biāo)的權(quán)重(WAi)，和第三級指標(biāo)相對于第二級指標(biāo)的權(quán)重（WBi，WCi，WDi，WEi，WFi），見表4。

表4 第三級指標(biāo)判斷矩陣權(quán)重

4.1 單排序一致性檢驗(yàn)

分別計(jì)算第二、三級指標(biāo)各判斷炬陣的最大特征根λmax，來求得各判斷矩陣的隨機(jī)一致性比率CR，計(jì)算公式見式2。只有CR＜0.1時(shí)，判斷矩陣才能通過一致性檢驗(yàn)，即判斷矩陣在邏輯上具有合理性[3-4]，具體計(jì)算結(jié)果見表5。

表5 各判斷矩陣相關(guān)參數(shù)

式中：CI為判斷矩陣的一般一致性指標(biāo)；n為判斷矩陣的階數(shù)；RI為平均一致性指標(biāo)（3階矩陣為0.52，5階矩陣為1.12）。

計(jì)算結(jié)果顯示，各判斷矩陣的CR值均小于0.1，說明各判斷矩陣單排序一致性檢驗(yàn)符合要求。

4.2 總排序一致性檢驗(yàn)

層次總排序是利用層次單排序的結(jié)果，計(jì)算出第三級指標(biāo)相對于第一級的組合權(quán)重，即第三級指標(biāo)總的優(yōu)先次序的相對權(quán)重。因此，只有總排序一致性通過檢驗(yàn)，才能保證總排序結(jié)果的合理性。檢驗(yàn)方法與單層次排序檢驗(yàn)類似：

計(jì)算求得：CR(3)=0.03＜0.1，表明總排序符合一致性要求。通過第二級指標(biāo)權(quán)重加權(quán)綜合后，計(jì)算得到第三級指標(biāo)相對于第一級指標(biāo)的總排序結(jié)果，從高到低依次為：F1(0.3)＞D1(0.21)＞C1(0.119)＞F2(0.074)＞D3(0.052)＞F3(0.05)＞D2(0.042)＞C2(0.039)＞B2(0.03)＞C3(0.024)＞B3(0.023)＞E3(0.021)＞E1(0.007)＞B1(0.007)＞E2(0.002)。其中，系統(tǒng)啟動功能、控制主機(jī)選型及設(shè)置和防護(hù)分區(qū)劃分這3項(xiàng)權(quán)重占比高。

4.3 確定評分標(biāo)準(zhǔn)和評估等級

第四級指標(biāo)由第三級指標(biāo)細(xì)化而來，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、以往消防監(jiān)督經(jīng)驗(yàn)和多位專家建議，將第四級指標(biāo)相對重點(diǎn)程度分為I級（一般指標(biāo)）、Ⅱ級（主要指標(biāo)）、Ⅲ級（關(guān)鍵指標(biāo)），綜合第三級指標(biāo)總排序結(jié)果，提出第四級指標(biāo)的建議權(quán)重，并制定出評分標(biāo)準(zhǔn)[5]，見表1。同時(shí)，將氣體滅火系統(tǒng)的評分結(jié)果與評估等級掛鉤，更好地將評估體系從定性和定量上有效結(jié)合，直觀準(zhǔn)確。消防安全評估劃分4個(gè)等級（見表6）。

表6 氣體滅火系統(tǒng)消防安全評估等級及特征

5 結(jié)語

氣體滅火系統(tǒng)的消防安全評估指標(biāo)繁多，文章針對該系統(tǒng)的特點(diǎn)，按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)實(shí)工作需求，充分利用層次分析方法和半定量分析中的專家打分法，建立合理科學(xué)的四級評估指標(biāo)體系和評估模型。在各指標(biāo)總排序權(quán)重基礎(chǔ)上，提煉出系統(tǒng)檢查評分標(biāo)準(zhǔn)，并將評分結(jié)果與評估等級掛鉤。在整個(gè)評估體系內(nèi)，起關(guān)鍵作用的第三級指標(biāo)權(quán)重總排序結(jié)果表明，系統(tǒng)啟動功能、控制主機(jī)選型及設(shè)置和防護(hù)分區(qū)劃分這3項(xiàng)權(quán)重系數(shù)較大，要引起足夠重視。該評估系統(tǒng)為既有建筑消防監(jiān)督檢查、消防設(shè)施檢測和維護(hù)保養(yǎng)等工作提供了有效的評判依據(jù)和參考。