一種城市社區(qū)消防安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

■ 倪凱 龍顯淼 上海市安全生產(chǎn)科學(xué)研究所

一、引言

消防安全事關(guān)人民群眾的根本利益，是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障。近年來(lái)，隨著科技水平不斷提高，我國(guó)消防救援的能力也逐步增強(qiáng)，消防事業(yè)得到了快速發(fā)展，但當(dāng)前的火災(zāi)形勢(shì)依然十分嚴(yán)峻，人員傷亡嚴(yán)重，財(cái)產(chǎn)損失巨大，2012—2019年我國(guó)火災(zāi)情況匯總?cè)绫?所示。表中顯示，在2013—2016年期間，我國(guó)的火災(zāi)數(shù)量、財(cái)產(chǎn)損失、傷亡人數(shù)都出現(xiàn)了快增長(zhǎng)，特別是人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失表明火災(zāi)危害有所加劇，2017—2019年火災(zāi)四項(xiàng)指數(shù)相對(duì)平穩(wěn)，但是仍處于高位。

表1 2010—2019年我國(guó)火災(zāi)情況[1]

根據(jù)應(yīng)急管理部消防救援局公開(kāi)的數(shù)據(jù)顯示，2019全年城鄉(xiāng)居民住宅火災(zāi)雖然只占總數(shù)的44.8%，但全年共造成1045 人死亡，占總數(shù)的78.3%，遠(yuǎn)超其他場(chǎng)所亡人的總和[2]。值得關(guān)注的是，已查明原因的火災(zāi)中有52%系電氣原因引起，在住宅小區(qū)中，電氣短路、電動(dòng)車充電、手機(jī)充電等導(dǎo)致的火災(zāi)居高不下，造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失都十分巨大。總結(jié)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前我國(guó)的火災(zāi)總量較大，發(fā)生重大以上火災(zāi)事故的風(fēng)險(xiǎn)仍然存在，住宅火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)占比居高不下。由于住宅火災(zāi)存在著受災(zāi)面積相對(duì)較小，但火災(zāi)荷載密度大，滅火救援環(huán)境復(fù)雜等情況，因此，研究城市社區(qū)消防安全風(fēng)險(xiǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。

文章在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的理論和實(shí)踐研究成果基礎(chǔ)上，結(jié)合傳統(tǒng)的實(shí)地調(diào)查研究方法，探索如何充分使用當(dāng)前消防信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析的方法，采用基于Delphi 法征求專家組意見(jiàn)的研究方法，構(gòu)建城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系和指標(biāo)，運(yùn)用層次法計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重，通過(guò)對(duì)比城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，確定城區(qū)社區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)所屬風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間，對(duì)評(píng)估城市社區(qū)消防風(fēng)險(xiǎn)安全提供了可行方案。

二、火災(zāi)因素分析

火災(zāi)的因素是多種多樣的，不同城市、不同社區(qū)都有不同特點(diǎn)，因此，大多數(shù)火災(zāi)因素分析都依據(jù)城市火災(zāi)的特點(diǎn)，建立不同的城市區(qū)域火災(zāi)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其中使用最為廣泛的是基于兩類火災(zāi)危險(xiǎn)源理論的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，因此具有廣泛的實(shí)用性和實(shí)際指導(dǎo)意義。一般按照危險(xiǎn)源在事故發(fā)生、發(fā)展中的作用，將危險(xiǎn)源劃分為兩類，即第一類危險(xiǎn)源和第二類危險(xiǎn)源。由于能量或危險(xiǎn)物質(zhì)在事故致因中占有非常重要的位置，稱它們是第一類危險(xiǎn)源；把導(dǎo)致能量或危險(xiǎn)物質(zhì)的約束、限制措施失效或破壞的各種不安全因素稱作第二類危險(xiǎn)源[3]。

一般情況下第一類火災(zāi)危險(xiǎn)源是客觀存在的，分析火災(zāi)危險(xiǎn)源要結(jié)合第二類火災(zāi)危險(xiǎn)源進(jìn)行分析，而第二類火災(zāi)危險(xiǎn)源伴隨著第一類火災(zāi)危險(xiǎn)同時(shí)產(chǎn)生，因此，兩類火災(zāi)危險(xiǎn)源是相互對(duì)應(yīng)[7]。在通常情況下，沒(méi)有火災(zāi)事故的狀態(tài)，第一類危險(xiǎn)源與第二類危險(xiǎn)源共存并處于相對(duì)平衡，這時(shí)候，第一類危險(xiǎn)源的能量由于第二類危險(xiǎn)源的抑制作用而無(wú)法釋放，但第一類火災(zāi)危險(xiǎn)源的客觀存在，因此，火災(zāi)事故風(fēng)險(xiǎn)總是存在。當(dāng)?shù)谝活愇ｋU(xiǎn)源能量過(guò)大或者第二類危險(xiǎn)源抑制作用過(guò)小，事故才會(huì)發(fā)生，兩類危險(xiǎn)源的關(guān)系如圖1所示[7]。

兩類火災(zāi)危險(xiǎn)源在火災(zāi)的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起著不同的作用[5]。第一類火災(zāi)危險(xiǎn)源決定事故后果的嚴(yán)重程度，它在發(fā)生火災(zāi)時(shí)釋放出的能量或危險(xiǎn)物質(zhì)是導(dǎo)致人員傷害或財(cái)物損失的能量主體；第二類火災(zāi)危險(xiǎn)源決定事故發(fā)生可能性的大小，它是導(dǎo)致火災(zāi)產(chǎn)生的各種隱患因素。對(duì)火災(zāi)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及建立指標(biāo)體系時(shí)，可以兩類危險(xiǎn)源為基礎(chǔ)開(kāi)展研究工作。

三、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)分級(jí)量化

（一）風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)

目前，采用劃分城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的方法是確定火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的主要方法，各國(guó)都在開(kāi)展相關(guān)研究。公安部把我國(guó)火災(zāi)劃分為特別重大火災(zāi)、重大火災(zāi)、較大火災(zāi)和一般火災(zāi)四個(gè)等級(jí)，但火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)一直沒(méi)有確定規(guī)定?；馂?zāi)等級(jí)劃分是區(qū)分火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)輕重程度的一種有效方法，通過(guò)火災(zāi)等級(jí)劃分可以確定對(duì)應(yīng)的防控措施，因此火災(zāi)等級(jí)也是不同學(xué)者研究的內(nèi)容?；馂?zāi)等級(jí)的劃分不易過(guò)細(xì)也不易過(guò)粗，繼而通過(guò)等級(jí)評(píng)定制定相應(yīng)的措施，因此根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，如化學(xué)工業(yè)區(qū)火災(zāi)等級(jí)可以相對(duì)細(xì)，而農(nóng)田區(qū)域火災(zāi)等級(jí)就相對(duì)粗。文章采用五級(jí)劃分法，把區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)劃分為安全區(qū)間、輕度危險(xiǎn)區(qū)間、中等危險(xiǎn)區(qū)間、高危險(xiǎn)區(qū)間和極度危險(xiǎn)區(qū)間五個(gè)區(qū)間。相應(yīng)地，把風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)分為低風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)、高風(fēng)險(xiǎn)和極高風(fēng)險(xiǎn)五個(gè)等級(jí)。

（二）指標(biāo)量化

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系包括定性指標(biāo)和定量指標(biāo)兩種，所涉及的評(píng)估指標(biāo)有的可以實(shí)現(xiàn)量化處理比較，通過(guò)制定評(píng)分規(guī)則得到相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，有的指標(biāo)則無(wú)法通過(guò)數(shù)值表示，定性評(píng)價(jià)很難把握評(píng)分尺度，必須通過(guò)對(duì)該指標(biāo)的主要特征描述進(jìn)行定量賦分，把該指標(biāo)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)數(shù)據(jù)才能進(jìn)一步運(yùn)算，即無(wú)綱量化[6]。因此，無(wú)論定性指標(biāo)還是定量指標(biāo)，本文均通過(guò)對(duì)指標(biāo)特征進(jìn)行描述并量化，其指標(biāo)量化賦值和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)特征描述見(jiàn)表2。

表2 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)量化與特征描述[7]

四、建立火災(zāi)評(píng)估指標(biāo)體系

城市區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系建立要綜合考慮不同城市區(qū)域之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)力、建筑結(jié)構(gòu)特征、消防管理水平、市政消防布局、滅火救援力量等因素[7]。在分析城市社區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，通過(guò)選取典型社區(qū)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)研，獲取社區(qū)第一類危險(xiǎn)源和第二類危險(xiǎn)源的各個(gè)數(shù)據(jù)，組織專家組運(yùn)用Delphi 法建立指標(biāo)體系；在征求專家意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)社區(qū)消防風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)要素進(jìn)行整理歸類，初步得出評(píng)價(jià)體系。后續(xù)通過(guò)Delphi 法以問(wèn)卷的方式對(duì)指標(biāo)進(jìn)行篩選及最終確定。綜合調(diào)查得出最終的指標(biāo)體系如表3所示。

表3 消防安全評(píng)估體系

五、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程

（一）建立判斷矩陣

根據(jù)建立的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，按照層次分析法規(guī)則，轉(zhuǎn)化成層次中各因素相對(duì)于上層因素相對(duì)重要性的排序問(wèn)題，在排序計(jì)算中，采取成對(duì)因素的比較判斷，并根據(jù)一定的比率標(biāo)度，形成判斷矩陣。為了使判斷量化，采用1～9 標(biāo)度，如表4所示。

（二）判斷矩陣構(gòu)造

設(shè)問(wèn)題A 中有B1，B2，B3……Bn個(gè)指標(biāo)，則構(gòu)造的判斷矩陣B 為：

其中，bij表示縱列Bi與Bj的相比較的結(jié)果。

（三）計(jì)算判斷矩陣的最大特征根和特征向量

應(yīng)用和積法計(jì)算，步驟為：

（1）將判斷矩陣B 每一列正規(guī)化

（2）將A=(aij)n×n按行加總

（3）將（2）所得行和向量正規(guī)化，得排序權(quán)重向量W

（4）按下式計(jì)算λmax

其中，(AW)i表示AW 的第i 個(gè)分量。

（5）檢驗(yàn)判斷者思維的一致性

表5 重復(fù)計(jì)算10000 次的RI

（四）計(jì)算權(quán)重

權(quán)重計(jì)算分為評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算和系統(tǒng)權(quán)重累積計(jì)算兩部分：

（1）分別對(duì)這些調(diào)查表進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，并舍去不符合一致性檢驗(yàn)的調(diào)查表后，經(jīng)使用MATLAB 數(shù)據(jù)處理工具計(jì)算，可得到多組指標(biāo)權(quán)重，通過(guò)求平均值計(jì)算最終得到各指標(biāo)權(quán)重。

（2）一、二、三級(jí)各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算后計(jì)算絕對(duì)權(quán)重，絕對(duì)權(quán)重為各指標(biāo)相對(duì)上一級(jí)相對(duì)權(quán)重的乘積，計(jì)算公式為：

其中，i=1,2；j=1,2,3,4；k=1,2,3,4,5,6

（五）系統(tǒng)權(quán)重累計(jì)計(jì)算

將目標(biāo)層的總分設(shè)置為1，指標(biāo)層的各個(gè)指標(biāo)取值為Ci，假設(shè)各指標(biāo)Ci的社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)分析得分為Xci，而指標(biāo)層的各個(gè)指標(biāo)的取值Pci可以這樣計(jì)算：

假設(shè)電氣線路的累計(jì)權(quán)重為0.0166，根據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)控結(jié)果，某一日該社區(qū)的電氣線路最終得分Xci為4 分（高風(fēng)險(xiǎn)），則最終的評(píng)價(jià)得分為0.0166×4=0.0664（分）。

所以按照此方法，該社區(qū)的最終火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值可以這樣計(jì)算：

按照五級(jí)分級(jí)法，社區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)如表6所示。

表6 社區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)?shù)梅执笥? 時(shí)，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)就進(jìn)入中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，說(shuō)明社區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性增大，可以依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)因素對(duì)可能發(fā)生火災(zāi)的因素一一排查，及早消除社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)隱患，避免發(fā)生火災(zāi)事故。

六、結(jié)語(yǔ)

城市社區(qū)消防安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是對(duì)城市區(qū)域安全的一項(xiàng)系統(tǒng)性、綜合性評(píng)估，該過(guò)程包含了城市社區(qū)火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)分析、數(shù)據(jù)收集、評(píng)價(jià)體系構(gòu)建、量化等級(jí)評(píng)定和結(jié)果分析運(yùn)用等各個(gè)方面。綜合考慮城市社區(qū)起火和滅火過(guò)程有關(guān)的各種因素，合理地評(píng)價(jià)城市社區(qū)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，可及早發(fā)現(xiàn)發(fā)生火災(zāi)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，提升城市火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)防范和消防安全管理水平。