基于AHP—模糊綜合評價模型的高層消防安全評估與管理系統(tǒng)設(shè)計

王明臣

摘要：傳統(tǒng)的針對高層消防安全的評估大多依靠定性分析，缺乏采用定性的方式對其安全進行評價，并通過人工評定的方式，導(dǎo)致對高層建筑消防評估結(jié)果往往缺乏客觀性，不能真實的體現(xiàn)高層消防的評價結(jié)果。對此，本文結(jié)合模糊數(shù)學(xué)理論和軟件工程設(shè)計思想，提出一種可用于對城市高層消防安全評估與管理的系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)進行詳細的構(gòu)建。結(jié)合軟件工程思想，首先對高層消防綜合安全評估與管理系統(tǒng)的組成進行了分析，然后簡單給出了系統(tǒng)的整體架構(gòu)和功能模塊。同時重點對該系統(tǒng)中的消防綜合評估子系統(tǒng)模塊進行設(shè)計，在分析高層消防安全特點的基礎(chǔ)上，對高層消防安全評價指標(biāo)進行構(gòu)建，此后借助AHP-模糊綜合評價方法，構(gòu)建高層消防安全綜合評價模型。最后，以J2EE體系作為基礎(chǔ)，利用Eclipse3.5工具，以C#作為開發(fā)語言，對高層消防安全評價系統(tǒng)進行開發(fā)，并對部分功能界面進行測試。通過展示界面看出，消防部門只需要輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)，即可得到該高層的綜合評價得分。而通過這種方式，為城市消防的管理提供了新的借鑒。

關(guān)鍵詞：AHP層次分析;模糊綜合評價;指標(biāo)體系;消防安全;系統(tǒng)設(shè)計

隨著現(xiàn)代信息化建設(shè)的不斷加快，各種信息管理系統(tǒng)開始被應(yīng)用在各個領(lǐng)域，進而提升工作效率。消防工作作為保障城市安全的一個重要屏障，隨著現(xiàn)代高層建筑的增加，其重要性也日益凸顯出來。因此，從安全的角度來講，加強對高層建筑的消防評價顯得極為重要。一旦缺乏消防安全評估，將給高層的安全帶來嚴重的后果。如我國現(xiàn)有的高層建筑超過34.7萬幢，百米以上的高層建筑則達到了6000幢，并分布在大大小小的各個城市。同時根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，近10年以來，我國高層火災(zāi)事故達到3.1萬，死亡人數(shù)超過470人，造成的直接經(jīng)濟損失達到了16億人民幣。由此看出，加強對高層火災(zāi)事故的預(yù)防有著重要的價值。在高層火災(zāi)安全中，防火安全是重要組成部分。高層建筑防火質(zhì)量高低與很多方面有關(guān)系，一方面與建筑物本身有關(guān)系，另一方面與城市規(guī)劃也有關(guān)系，此外，與房屋的擁有者也有一定的關(guān)系。因此，對于高層建筑防火安全的評價來說是非常重要的。模糊數(shù)學(xué)在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中屬于一個新的分支，它可以將那些與數(shù)學(xué)沒有關(guān)系以及關(guān)系并不是非常明顯的學(xué)科進行量化分析，通過數(shù)學(xué)的方式來處理事情。高層建筑的消防安全問題也屬于一種模糊的概念，其實，安全與危險是相對來講的，沒有明顯的界限，因此，我們可以將模糊綜合分析法使用在高層建筑的防火安全問題上。采用這一分析方法其實是將以前的定性分析轉(zhuǎn)變成定量分析，將高層建筑的消防安全轉(zhuǎn)變成各種要素，對其關(guān)系進行分析，最后做出評價結(jié)果。具體的流程則是，對防火安全的各方面要素進行主觀評價，然后得出結(jié)論，在通過默會數(shù)據(jù)方法計算，最后得到防火安全的程度。同時借助當(dāng)前的信息化，將高層防火安全評價通過信息化的方式來實現(xiàn)，這樣不僅提高了對高層防火安全評價的效率，還極大的方便消防部門的管理。

1高層消防安全評估與管理系統(tǒng)構(gòu)成

本文所構(gòu)建的消防防火安全綜合評價系統(tǒng)主要用于消防安全部門對城市建筑的評價。通過該系統(tǒng)，目的是要實現(xiàn)對城市建筑防火信息的采集與錄入、風(fēng)險評估、結(jié)果查詢、應(yīng)急方案等。具體的結(jié)構(gòu)可以用圖1表示。

在圖1的組成部分中，數(shù)據(jù)采集主要負責(zé)對不同單體建筑的防火信息進行采集錄入，進而為后續(xù)的評價提供數(shù)據(jù);風(fēng)險評價計算主要構(gòu)件AHP-模糊綜合評價模型，同時通過專家打分，進而完成對不同單體建筑防火安全的評價;評價結(jié)果顯示則主要對不同單體結(jié)果的查詢;應(yīng)急方案主要是針對不同的結(jié)果，得到不同的應(yīng)急方案，為消防防火安全服務(wù);基本信息服務(wù)主要是對系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)進行管理和服務(wù)。

2高層防火安全評估模型構(gòu)建

2.1評價指標(biāo)選取及體系構(gòu)建

在對高層建筑防火安全因素進行確定的過程中，首先應(yīng)充分對影響高層檢測防火安全的相關(guān)因素進行確定。通常情況下，會對高層建筑防火安全起到一定影響的因素僅為建筑本身，具體可分為四大因素，分別防火能力、滅火能力、安全疏散能力以及安全管理能力。基于此，假設(shè)將影響因素設(shè)為，建筑防火能力則為，建筑滅火能力為，建筑疏散能力為，建筑安全管理能力為，由此得出為高層建筑防火安全因素集。

（ 1） 建筑防火能力

在高層建筑消費安全問題中，建筑防火能力是其中最為重要的基礎(chǔ)，直接體現(xiàn)著防火水平的高低。同時，建筑防火能力又會受到許多因素所影響，如建筑及裝修耐火性、建筑防火分區(qū)、圖層設(shè)計、家具分布等。具體建筑防火能力影響因素子集如圖1所示。

（ 2） 滅火能力

滅火能力主要分為人工滅火能力以及設(shè)備滅火能力，其主要的影響因素包括滅火人員素質(zhì)、滅火水平、滅火設(shè)備先進性等。根據(jù)這些滅火能力影響因素組成了滅火能力子集，具體如圖2所示。

（ 3） 安全疏散能力

火災(zāi)事故的發(fā)生是任何一幢高層建筑都無法避免的。因此，一旦在高層建筑中發(fā)生火災(zāi)事故，首要工作就是將建筑中人員進行安全撤離。高層建筑人員得以順利、有序的疏散，離不開一套完善的人員疏散設(shè)施。影響建筑安全疏散能力的主要因素在于建筑擁有者，具體建筑疏散能力因素子集如圖3所示。

（ 4） 安全管理水平

在高層建筑消防安全問題中，建筑安全管理能力在滅火過程中將起到極其重要的作用。高層建筑安全制度的制定與實施將直接影響著安全管理能力的好壞，如安全管理人員對消防知識的了解程度、消防設(shè)備的運作、安全管理人員業(yè)務(wù)水平高低等，由此組成了安全管理能力影響因素子集。具體安全管理能力影響因素子集如圖4所示。

2.2安全評估模型構(gòu)建

本文所構(gòu)建高層建筑消防防火安全的AHP-模糊綜合評價模型，由層次分析法以及模糊綜合評價法所組成。其主要評價步驟為：首先確定評價對象以及評價因素集;其次建立起相應(yīng)的層次結(jié)構(gòu)模型;最后設(shè)置具體判斷矩陣。

1）判斷矩陣構(gòu)建

其中，判斷矩陣表示針對上層元素中，在本層的指標(biāo)相對上層元素的重要性的一種比較。具體的判斷矩陣可以構(gòu)造為表1。

通過表1看出，表示為相對于上層指標(biāo)A來講，其兩個因素的重要性的比較結(jié)果。通常情況下，我們采用1-9的標(biāo)度法對其重要性進行判定。

在完成上述的步驟后，對不同指標(biāo)的權(quán)重進行排序，并計算判斷矩陣的最大特征向量。在本文中我們采用方根法對其最大特征向量進行求解。同時，對判斷矩陣的一致性進行檢驗。

在公式（1）中，CI的值越大，那么其一致性偏離程度越大，反之則越接近完全一致性。

2）計算一致性比例

當(dāng)上述的CR值小于0.1的時候，那么我們則認為該判斷矩陣構(gòu)建合理，并認為是可以接受的。

建立模糊綜合評判矩陣

假設(shè)評價對象的集合用表示，評價集用表示。由此可以得到評價矩陣R。

確定評價因素的權(quán)重集

采用層次分析法對上述的評價集指標(biāo)權(quán)重進行求解，具體步驟為首先進行歸一化處理，然后結(jié)合方根法求解不同指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。其中，經(jīng)過歸一化后，指標(biāo)權(quán)重滿足：

5）采用模糊綜合評價對向量進行排序。具體計算為：

6）綜合評價

結(jié)合上述的指標(biāo)，本文將消防安全評價分為五個等級，即將對管理人員的評價集 V 設(shè)定為優(yōu)、良、中、差、劣五個不同的等級。同時為了更好的得到評價的總分，對上述的等級賦值，分數(shù)分別為90、80、60、50、30。然后將上述的評價結(jié)果與評價等級相乘，從而得到高層的最終評價得分。

3主要功能模塊功能實現(xiàn)

3.1開發(fā)環(huán)境搭建

為完成上述的功能模塊，本文采用Ecplise3.5開發(fā)工具，以MVC架構(gòu)對體系進行搭建，同時在進行評價的過程中引入GIS地理信息系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)對每個單體建筑進行顯示和標(biāo)注。數(shù)據(jù)庫采用開源數(shù)據(jù)庫Oracl10i，服務(wù)器采用Tomact6.0。

3.2登錄模塊登錄流程實現(xiàn)

登錄模塊通常被認為是系統(tǒng)進入的首要步驟，目的是要確保系統(tǒng)的安全。在本模塊中，則通過需要用戶輸入用戶名和密碼，然后與數(shù)據(jù)庫比對，如一致則進入系統(tǒng)，如不一致，則重新登錄。如圖5所示為系統(tǒng)登錄管理模塊操作流程圖。

3.3消防安全評估模塊計算實現(xiàn)

在輸入相關(guān)的參數(shù)后，可以得到如圖6所示的指標(biāo)體系權(quán)重。

4結(jié)束語

通過上述的研究看出，信息化是當(dāng)前企業(yè)和政府部門管理的一種必然途徑。本文則結(jié)合當(dāng)前消防部門安全管理的需求，從防火安全的角度，采用AHP=模糊綜合評價方法，對城市建筑單體防火安全進行了綜合評價。通過評價發(fā)現(xiàn)，在本文評價的不同單體建筑中，其得分為“中”，由此看出在這些建筑中其防火安全管理工作還需要進一步的完善，還存在部分需要改進的地方。同時通過信息化的手段，也極大的方便了防火安全管理，為當(dāng)前的城市管理提供了一種新的借鑒參考。

參考文獻

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