基于FAHP 的城市老舊小區(qū)消防安全風(fēng)險評估

倪 凱，陳石靈

（上海市安全生產(chǎn)科學(xué)研究所，上海 200233）

0 引 言

城市老舊小區(qū)是火災(zāi)的高發(fā)地區(qū)，由于城市老舊小區(qū)的消防設(shè)施不完善，各類電器的使用增加，導(dǎo)致了火災(zāi)發(fā)生越來越頻繁。隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市的人口也越來越集中，由于城市發(fā)展的階段不同，很多城市都有大量的老舊小區(qū)，這些小區(qū)由于歷史原因，消防設(shè)施、防火間距等都無法滿足現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)。大大增加了城市社區(qū)的安全隱患，使得預(yù)測和控制火災(zāi)的壓力越來越大。依據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，吸煙、電器及生活用火不慎是導(dǎo)致城市火災(zāi)發(fā)生的主要原因。特別需要指出的是，老舊小區(qū)居住人群以中老年人群為主，這類人群消防意識普遍比較薄弱，因此，老舊小區(qū)是城市消防安全的高風(fēng)險區(qū)域。

消防風(fēng)險評估的目的是對某一區(qū)域、場所、單位的消防安全狀況分析，參照現(xiàn)行的消防法律、法規(guī)、規(guī)范，運用火災(zāi)安全工程學(xué)原理，對特定區(qū)域、場所、單位的現(xiàn)狀開展定性或定量的評價分析，得到火災(zāi)風(fēng)險的等級。針對老舊小區(qū)消防安全風(fēng)險評估，王秋紅等總結(jié)火災(zāi)發(fā)生的原因、規(guī)律和特點，應(yīng)用專家打分法和模糊層次綜合評價法得到相對狀態(tài)特征值。鄭中越基于層次分析法（AHP）和模糊綜合評價法，確立了火災(zāi)風(fēng)險指標(biāo)，構(gòu)建老舊社區(qū)火災(zāi)風(fēng)險評估模型，對老舊社區(qū)火災(zāi)風(fēng)險進(jìn)行評估。王一智以高層建筑為研究對象，建立了基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險評價模型。

模糊層次分析法（FAHP）方法是美國運籌學(xué)家T.L.Saaty 教授提出的一種定性與定量相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法，其基本思想是通過利用模糊數(shù)學(xué)隸屬度理論，在層次分析方法的基礎(chǔ)上，對同一等級的因素進(jìn)行模糊定量描述和運算對比，是一種定量和定性相結(jié)合的評價方法，該方法是在傳統(tǒng)的層次分析法基礎(chǔ)上，利用了模糊數(shù)學(xué)理論進(jìn)行分析，很好地解決了層次分析過程主觀性偏差。

本研究針對城市老舊小區(qū)火災(zāi)風(fēng)險，考慮消防安全評估具有不確定性和模糊性，利用模糊層次分析法，通過選擇老舊小區(qū)的風(fēng)險評價指標(biāo)體系，建立的兩兩比較模糊一致判斷矩陣，采用Saaty1-9 標(biāo)度法確定指標(biāo)權(quán)重，開展城市老舊小區(qū)火災(zāi)風(fēng)險評判，根據(jù)評判結(jié)果確定火災(zāi)的風(fēng)險等級，為城市火災(zāi)風(fēng)險分析研判提供科學(xué)的評估方法，從而提升城市火災(zāi)風(fēng)險防范和消防安全管理水平。

1 模糊層次分析法

模糊層次分析法能較好地解決模糊的、難以量化的、非確定性的問題，又規(guī)避了AHP 法的一些不足。建立糊綜合評判矩陣是進(jìn)行FAHP 分析的基本前提條件，糊綜合評判矩陣是由單因素評判向量構(gòu)成的，建立判斷矩陣要合理選擇隸屬函數(shù)，同時要考慮評判指標(biāo)的屬性。具體開展社區(qū)消防評價時，根據(jù)需要評估社區(qū)的實際情況，確定火災(zāi)風(fēng)險指標(biāo)體系，選擇恰當(dāng)?shù)幕馂?zāi)風(fēng)險評估模型來進(jìn)行計算。

1.1 構(gòu)建判斷矩陣

一般情況下，被評價事物存在

n

個相關(guān)因素，我們可以建立相關(guān)因素的矩陣，記為

U

={

u

,

u

,…,

u

}，稱之為因素集。對于每個因素，又有對應(yīng)的評語來評價每個因素的不同程度，因此，如果有

m

個評語，可以記為

V

={

v

,

v

,…,

v

}，稱之為判斷集。進(jìn)行單因素評判得

r

={

v

,

v

,…,

v

}，構(gòu)造綜合評判矩陣：

1.2 確定指標(biāo)體系各層級權(quán)重

根據(jù)確定指標(biāo)體系，需要進(jìn)一步構(gòu)建指標(biāo)的兩兩比較判斷矩陣，比較每個指標(biāo)影響評價目標(biāo)的程度，可以得到評估體系各相同層次要素的相對重要度排序。在排序的過程中，權(quán)重大小的確定有主觀賦權(quán)和客觀賦權(quán)方法，我們采用行業(yè)專家打分法。歸一化處理后得到權(quán)重向量：

所得到的

W

={

w

,

w

,…,

w

}。

1.3 一致性檢驗

表1 一致性指標(biāo)檢驗表

在表1 中，經(jīng)過研究表明CI 小于或者等于0.01時，可以認(rèn)為矩陣的一致性是可以接受的，對于CI 小于0.1 時，國內(nèi)外學(xué)者的觀點不盡相同，國內(nèi)學(xué)者一般也認(rèn)為其一致性是可以接受的。

1.4 模糊層次評價

單層綜合評價模型為：

在實際評價工作中，很多評價指標(biāo)可以進(jìn)一步細(xì)分，每個評價指標(biāo)都是由更低一層次的因素所決定，在進(jìn)行判斷時需要先對低一層次的因素進(jìn)行分析，再評價高一層級的因素，最后得出評價結(jié)果。對于這樣的多層次問題，可以采用多次評價的方法，把高層次的諸因素看作子問題，先對諸子問題分別進(jìn)行綜合評判，再對高一層級的因素進(jìn)行評價，最后，再對總體進(jìn)行綜合評判，最終就可以得到需要評價的目標(biāo)數(shù)值，從而得出評價結(jié)論。

2 實例分析

城市老舊社區(qū)火災(zāi)事故發(fā)生比較頻繁，導(dǎo)致火災(zāi)的原因地區(qū)、人員、環(huán)境等因素都不相同，但總體分析主要原因是樓內(nèi)電氣線路設(shè)施老化、社區(qū)管理混亂、消防基礎(chǔ)設(shè)施不足、居民消防意識薄弱等。對于老舊社區(qū)火災(zāi)事故致因因素，我們從火災(zāi)風(fēng)險、消防能力、社區(qū)安全基礎(chǔ)三個方面進(jìn)行分析，針對每個指標(biāo)進(jìn)步細(xì)分三級指標(biāo)，可以建立老舊小區(qū)消防風(fēng)險指標(biāo)體系如圖1 所示。

圖1 老舊小區(qū)消防風(fēng)險指標(biāo)體系

根據(jù)圖1 所示，我們從城市老舊小區(qū)的火災(zāi)風(fēng)險、消防能力、社區(qū)基礎(chǔ)三個方面，建立3 個一級評價指標(biāo)，15 個二級評價指標(biāo)?；馂?zāi)風(fēng)險的指標(biāo)要素為違規(guī)用電、線路老化、易燃易爆品；消防能力的指標(biāo)要素為消防供水能力、火災(zāi)報警監(jiān)控、消防站點分布、消防隊伍及裝備、社區(qū)消防器材配備；社區(qū)基礎(chǔ)的指標(biāo)要素為建筑密度、人口密度、氣象條件、建筑材料耐火等級、消防應(yīng)急通道、社區(qū)消防管理、居民消防素質(zhì)。

根據(jù)評價指標(biāo)的安全狀態(tài)，可以建立評價集：

V

＝｛

v

,

v

,…,

v

｝，

m

是總的評價分級數(shù)。參考國內(nèi)外通用評價分級，可以定義火災(zāi)風(fēng)險評價集為：

V

＝｛安全，較安全，一般，不太安全，不安全｝。每個因素等級對于評價集的評價指標(biāo)都有一定的影響，可由隸屬度函數(shù)

R

表示。定義因素

u

對評價等級

v

的隸屬度為

r

，則

u

的單因素評價集為

r

=(

r

,

r

,

r

)。對每個因素都進(jìn)行評判，則可以構(gòu)造從因素集U到評價集V的模糊關(guān)系矩陣

R

=(

r

),

i

=1,2,…,

m

;

j

=1,2,…,

n

。依據(jù)圖1 的評價指標(biāo)體系，確定各指標(biāo)權(quán)重，所得判斷矩陣見表2 至表5。

表2 A-B 的判斷矩陣及對應(yīng)權(quán)重向量W

表3 B1-C 的判斷矩陣及對應(yīng)權(quán)重向量W1

表4 B2-C 的判斷矩陣及對應(yīng)權(quán)重向量W2

表5 B3-C 的判斷矩陣及對應(yīng)權(quán)重向量W3

根據(jù)計算結(jié)果可以看出，各個判斷矩陣的一致性比例CI ＜0.1，完全符合一致性的檢驗要求。依據(jù)專家成員對各個因素的評價情況，得到模糊評價判斷矩陣：

則每個指標(biāo)層的模糊集的

得到：

基于一階評價的結(jié)果，進(jìn)一步進(jìn)行社區(qū)消防風(fēng)險的目標(biāo)層評價：

根據(jù)評價結(jié)果，按照最大隸屬度原則，可以看出被評價社區(qū)的消防安全等級為較安全，說明被評價社區(qū)的火災(zāi)風(fēng)險不高。

3 結(jié) 語

城市老舊小區(qū)火災(zāi)風(fēng)險評價是一個科學(xué)過程，既需要評價人員定性的分析，又需要一些定量的數(shù)值計算，在評價過程中，根據(jù)不同的小區(qū)情況，風(fēng)險指標(biāo)體系也不相同，整個評價過程包括火災(zāi)風(fēng)險因素的識別、確定評價指標(biāo)、量化等級評定和科學(xué)決策預(yù)防等各個方面。本文利用模糊層次分析法對城市社區(qū)的火災(zāi)風(fēng)險因素中的權(quán)重進(jìn)行確定，可以克服傳統(tǒng)層次分析法中存在的不足之處，對城市老舊小區(qū)火災(zāi)風(fēng)險判定和消防安全管理有現(xiàn)實意義。