基于層次分析法的公眾聚集場(chǎng)所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

張宏衛(wèi)

北京市石景山區(qū)消防救援支隊(duì)，北京 100042

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，公眾聚集場(chǎng)所數(shù)量不斷增加，超高、超大、設(shè)計(jì)新穎的建筑大量涌現(xiàn)。這些場(chǎng)所在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，帶來的消防安全問題也日益嚴(yán)重，并越來越受到人們的重視。

火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通過對(duì)特定對(duì)象的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，以達(dá)到預(yù)防和減少火災(zāi)事故發(fā)生的目的，從而最大限度降低火災(zāi)帶來的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失[1]。它不僅可以作為消防安全管理工作的客觀依據(jù)，還有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)消防管理中存在的不足和薄弱環(huán)節(jié)，有針對(duì)性地提出改善消防安全水平的措施[2]。目前，我國(guó)的一些研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者已對(duì)公眾聚集場(chǎng)所的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行了研究，并提出不同的評(píng)估方法[3]。這些方法大體可分為3類，即：資料審查、現(xiàn)場(chǎng)檢查等定性評(píng)估方法；專家評(píng)價(jià)法、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法[4]、模糊綜合評(píng)價(jià)[5-7]以及消防安全工程評(píng)估方法等半定量評(píng)估方法；事件樹、事故樹、火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬和實(shí)體火災(zāi)試驗(yàn)等定量評(píng)估方法[8]。由于定量評(píng)估方法需要花費(fèi)大量的人力、物力，在應(yīng)用中往往受到一定限制[9]，目前在實(shí)踐中大量使用的還是半定量評(píng)估方法[10-11]。

筆者采用基于層次分析法的評(píng)估模型對(duì)公眾聚集場(chǎng)所進(jìn)行火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，結(jié)合公眾聚集場(chǎng)所消防安全現(xiàn)狀，對(duì)其火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行改進(jìn)，提出一個(gè)合理、簡(jiǎn)單易行、操作性強(qiáng)的層次結(jié)構(gòu)模型。在此基礎(chǔ)上，對(duì)模型中各項(xiàng)參數(shù)給出合理的權(quán)重，計(jì)算公眾聚集場(chǎng)所的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，對(duì)其火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)判，從而建立合理的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。之后，利用該評(píng)估模型對(duì)某商務(wù)酒店進(jìn)行火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定其風(fēng)險(xiǎn)水平。

1 建立公眾聚集場(chǎng)所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

1.1 公眾聚集場(chǎng)所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)危險(xiǎn)源辨識(shí)理論，影響公眾聚集場(chǎng)所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)因素包括第一類火災(zāi)危險(xiǎn)源和第二類火災(zāi)危險(xiǎn)源。第一類火災(zāi)危險(xiǎn)源是指評(píng)估對(duì)象中存在的可能意外釋放的能量或危險(xiǎn)物質(zhì)；第二類火災(zāi)危險(xiǎn)源是使消防安全技術(shù)措施或管理措施失效的因素，包括人員疏散、建筑防火措施、消防安全管理和消防救援力量等。將公眾聚集場(chǎng)所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)作為一級(jí)指標(biāo)，上述5個(gè)方面作為二級(jí)指標(biāo)，對(duì)公眾聚集場(chǎng)所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具體指標(biāo)進(jìn)行分析。

1.1.1 火災(zāi)危險(xiǎn)源

公眾聚集場(chǎng)所的火災(zāi)危險(xiǎn)源主要指第一類火災(zāi)危險(xiǎn)源，三級(jí)評(píng)估指標(biāo)包括可燃物、助燃物和點(diǎn)火源。通過調(diào)查研究國(guó)內(nèi)外公眾聚集場(chǎng)所重特大火災(zāi)事故的起火原因可知：此類場(chǎng)所的點(diǎn)火源主要有電氣線路、吸煙、易燃易爆危險(xiǎn)品、用火不慎、廚房等正常用火、縱火及其他固定或移動(dòng)火源；可燃物有建筑構(gòu)件等固定火災(zāi)荷載、家具等移動(dòng)火災(zāi)荷載、紙張等臨時(shí)火災(zāi)荷載；助燃物有室內(nèi)空氣、從門窗等開口進(jìn)入的空氣及其他助燃物。將上述三級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)因素作為四級(jí)指標(biāo)。

1.1.2 人員疏散

評(píng)估公眾聚集場(chǎng)所人員疏散情況需考慮人員特性和安全疏散設(shè)施兩個(gè)三級(jí)指標(biāo)。人員特性的四級(jí)指標(biāo)包括建筑內(nèi)人員密度和人員逃生能力；安全疏散設(shè)施的四級(jí)指標(biāo)包括建筑物內(nèi)的疏散通道設(shè)置情況、安全出口設(shè)置情況、應(yīng)急照明系統(tǒng)、疏散指示標(biāo)志和消防應(yīng)急廣播。

1.1.3 建筑防火措施

建筑防火措施包括主動(dòng)防火措施和被動(dòng)防火措施兩個(gè)三級(jí)指標(biāo)。主動(dòng)防火措施的四級(jí)指標(biāo)包括火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、滅火器；被動(dòng)防火措施的四級(jí)指標(biāo)包括建筑防火間距、建筑耐火等級(jí)、防火分區(qū)、防煙分區(qū)、防火分隔與封堵、消防車道。

1.1.4 消防安全管理

公眾聚集場(chǎng)所消防安全管理主要考慮消防安全檢查情況和消防安全制度及落實(shí)兩個(gè)三級(jí)指標(biāo)。消防安全檢查情況的四級(jí)指標(biāo)包括火災(zāi)隱患排查情況、火災(zāi)隱患處置情況；消防安全制度及落實(shí)情況的四級(jí)指標(biāo)包括落實(shí)消防安全責(zé)任制、制定消防安全管理制度、制定應(yīng)急預(yù)案、消防安全教育、消防技能培訓(xùn)、消防演練、火災(zāi)危險(xiǎn)源管理、初起火災(zāi)處置能力、組織人員疏散能力、企業(yè)或義務(wù)消防隊(duì)滅火救援。

1.1.5 消防救援力量

公眾聚集場(chǎng)所的消防救援力量主要考慮消防隊(duì)伍應(yīng)急響應(yīng)和消防力量及裝備兩個(gè)三級(jí)指標(biāo)。消防隊(duì)伍應(yīng)急響應(yīng)的四級(jí)指標(biāo)包括消防救援隊(duì)伍出警響應(yīng)速度、消防救援隊(duì)伍到場(chǎng)時(shí)間、滅火救援技戰(zhàn)術(shù)、滅火救援開展情況；消防力量及裝備的四級(jí)指標(biāo)包括消防救援隊(duì)伍警力是否充足、裝備是否齊全。

綜合上述5個(gè)方面的指標(biāo)分析結(jié)果，確定公眾聚集場(chǎng)所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型如圖1所示。

圖1 公眾聚集場(chǎng)所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

1.2 基于層次分析法的指標(biāo)權(quán)重確定

層次分析法是一種主客觀相結(jié)合的半定量分析方法，它采用運(yùn)籌學(xué)原理，通過對(duì)指標(biāo)重要性的相互比較，合理給出各指標(biāo)的權(quán)重，目前廣泛用于火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型中的指標(biāo)權(quán)重確定[12-13]。

1.2.1 二級(jí)指標(biāo)權(quán)重的確定

利用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)，需要先對(duì)指標(biāo)的重要性進(jìn)行互相比較。設(shè)上一層級(jí)的某個(gè)因素對(duì)應(yīng)的下一層級(jí)有n個(gè)指標(biāo)，各指標(biāo)對(duì)上層因素影響的重要程度可能各不相同，需要對(duì)指標(biāo)的重要性進(jìn)行兩兩比較，并將比較結(jié)果構(gòu)造成判斷矩陣，以便利用矩陣運(yùn)算得出各指標(biāo)的權(quán)重值。影響公眾聚集場(chǎng)所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)大小的5個(gè)二級(jí)指標(biāo)分別為：火災(zāi)危險(xiǎn)源、人員疏散、建筑防火措施、消防安全管理、消防救援力量。對(duì)上述指標(biāo)的相對(duì)重要性進(jìn)行分析，可得到判斷矩陣R：

通過求解矩陣R的特征向量，并進(jìn)行歸一化處理，得到二級(jí)指標(biāo)A、B、C、D、E的權(quán)重值分別為0.744 7，0.047 1，0.193 7，0.011 4，0.003 1。

1.2.2 三級(jí)指標(biāo)權(quán)重的確定

根據(jù)建立的層次分析模型，分別對(duì)5組三級(jí)指標(biāo)的相對(duì)重要性進(jìn)行分析，得到以下判斷矩陣：

計(jì)算上述矩陣的特征向量并進(jìn)行歸一化處理，得到各三級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值，見表1。

表1 各三級(jí)指標(biāo)權(quán)重

1.2.3 一致性檢驗(yàn)

表2 隨機(jī)一致性指標(biāo)RI值

當(dāng)一致性比率CR=CI/RI<0.1時(shí)，矩陣滿足一致性檢驗(yàn)的要求，可以用歸一化的特征向量作為指標(biāo)的權(quán)重；如果不滿足一致性檢驗(yàn)要求，則需要對(duì)指標(biāo)的比較結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，直到滿足一致性檢驗(yàn)為止。(1)對(duì)矩陣R進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。矩陣R的特征值λ=5.237 5，n=5，則CI=0.059 375。查表得RI=1.12，所以CR=CI/RI=0.053 01<0.1，故合理。(2)對(duì)矩陣A進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。矩陣A的特征值λ=3.064 9，n=3，則CI=0.032 45。查表得RI=0.58，所以CR=CI/RI=0.055 95<0.1，故合理。(3)矩陣B、C、D、E均為二階矩陣，且為完全一致性矩陣，故不必進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

綜上，各判斷矩陣設(shè)置較為合理，可以利用求得的權(quán)重值進(jìn)行后續(xù)計(jì)算。

1.3 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)

采用5分制對(duì)三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行賦值，具體賦值過程如下：(1)按照評(píng)估模型中的四級(jí)指標(biāo)對(duì)被評(píng)估對(duì)象進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)消防安全檢查，記錄檢查結(jié)果；(2)某個(gè)三級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的四級(jí)指標(biāo)總數(shù)為N，根據(jù)消防安全檢查情況，存在風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)數(shù)為M，定義風(fēng)險(xiǎn)因素比ri為實(shí)際存在風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)數(shù)與總指標(biāo)數(shù)之比，即ri=M/N。(3)計(jì)算ri的值，根據(jù)表3中ri的取值范圍對(duì)三級(jí)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)大小進(jìn)行賦值。

表3 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)賦值

三級(jí)指標(biāo)共有11項(xiàng)，依次設(shè)其風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值為Rj(j=1,…,11)，權(quán)重為wj，得到各二級(jí)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)值為：

設(shè)二級(jí)指標(biāo)A、B、C、D、E的風(fēng)險(xiǎn)值為Ra、Rb、Rc、Rd、Re，權(quán)重值分別為wa、wb、wc、wd、we，則總火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)：

式中，i=a，b，c，d，e。

將火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分為5個(gè)等級(jí)，具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表4。根據(jù)模型確定的權(quán)重值和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)賦值，計(jì)算出被評(píng)估對(duì)象總體火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，再根據(jù)表4判定火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

2 評(píng)估模型的工程應(yīng)用實(shí)例

以某商務(wù)酒店為例，通過實(shí)際調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)詢問等方式，對(duì)酒店的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素即評(píng)估指標(biāo)體系中的四級(jí)指標(biāo)進(jìn)行分析。三級(jí)指標(biāo)A1包含的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素總數(shù)為7，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安全檢查情況，酒店實(shí)際存在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)量為4，二者比值為4/7，再對(duì)應(yīng)表3的賦值標(biāo)準(zhǔn)，得到指標(biāo)A1的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為3。同理，得到其他指標(biāo)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值。該酒店各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素檢查情況和三級(jí)指標(biāo)的賦值結(jié)果見表5。

表4 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)

表5 某商務(wù)酒店風(fēng)險(xiǎn)因素檢查結(jié)果和三級(jí)指標(biāo)賦值

二級(jí)指標(biāo)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值通過相對(duì)應(yīng)的三級(jí)指標(biāo)值乘各自的權(quán)重，然后求和得到；建筑的總體火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)值等于每個(gè)二級(jí)指標(biāo)指數(shù)值乘各自的權(quán)重并求和得到。經(jīng)計(jì)算，該酒店的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)值為3.465，根據(jù)表4，該場(chǎng)所的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為II級(jí)，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)處于較高水平。建議根據(jù)四級(jí)指標(biāo)檢查情況，針對(duì)存在問題的風(fēng)險(xiǎn)因素，采取相應(yīng)措施進(jìn)行控制，以降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，提高消防安全水平。

3 結(jié)論

以改進(jìn)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，結(jié)合公眾聚集場(chǎng)所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)構(gòu)建了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，并運(yùn)用層次分析法確定了各指標(biāo)的影響權(quán)重。通過現(xiàn)場(chǎng)消防安全檢查對(duì)指標(biāo)進(jìn)行賦值，并確定了火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將公眾聚集場(chǎng)所的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分為5級(jí)。運(yùn)用該模型對(duì)某商務(wù)酒店進(jìn)行火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，通過現(xiàn)場(chǎng)檢查的方法對(duì)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)值進(jìn)行量化，運(yùn)用模型計(jì)算出建筑總體火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，確定該場(chǎng)所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為II級(jí)，風(fēng)險(xiǎn)水平較高。

該模型能夠較為全面地反映公眾聚集場(chǎng)所存在的消防安全問題，并提出針對(duì)性改進(jìn)措施，能夠適用于此類場(chǎng)所的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)自查和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理，從而有效預(yù)防和控制火災(zāi)事故的發(fā)生。