基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的單位火災(zāi)風(fēng)險評估系統(tǒng)建設(shè)思考

劉懷義 臧路路

摘要：

隨著信息技術(shù)和人類生產(chǎn)生活交匯融合，互聯(lián)網(wǎng)快速普及，數(shù)據(jù)成為新型生產(chǎn)要素，對社會生活方式和國家治理模式產(chǎn)生了重要影響。大數(shù)據(jù)技術(shù)的諸多特征和風(fēng)險評估工作存在密切的關(guān)聯(lián)性，將大數(shù)據(jù)引入火災(zāi)風(fēng)險評估領(lǐng)域，不僅能解決火災(zāi)風(fēng)險評估系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)瓶頸，而且能夠推動基于數(shù)據(jù)的動態(tài)火災(zāi)風(fēng)險評估系統(tǒng)快速發(fā)展。本文通過對現(xiàn)階段消防監(jiān)督檢查數(shù)據(jù)、政務(wù)數(shù)據(jù)和社會單位監(jiān)測和管理數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀分析，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，就建筑火災(zāi)風(fēng)險評估系統(tǒng)建設(shè)的思路和實現(xiàn)途徑提出意見和建議。

關(guān)鍵詞：

消防監(jiān)督；大數(shù)據(jù)技術(shù)；風(fēng)險評估

引言

近年來，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和城市規(guī)模不斷擴大，各類建筑和單位快速增加，消防管理難度日益加大，火災(zāi)隱患存量大、增量快，隱患風(fēng)險居高不下，一旦發(fā)生火災(zāi)將造成重大損失。我國消防工作貫徹“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的方針，消防救援隊伍作為“防”的主力軍，如何最大限度避免火災(zāi)的發(fā)生，最有效的方法就是對社會單位存在的風(fēng)險隱患進行有效識別，并開展分析和評價、預(yù)測單位發(fā)生火災(zāi)及火災(zāi)后人員傷亡和財產(chǎn)損失規(guī)模的可能性，通過改善消防狀況和加強管理來避免或減少火災(zāi)的發(fā)生。

發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)勢，建立人工智能算法，深度挖掘消防監(jiān)督檢查數(shù)據(jù)、政務(wù)數(shù)據(jù)和社會單位監(jiān)測和管理數(shù)據(jù)，基于科學(xué)的事故致因理論和安全分析方法，構(gòu)建基于單體建筑的火災(zāi)風(fēng)險評估系統(tǒng)，實現(xiàn)對社會單位存在火災(zāi)風(fēng)險的科學(xué)和精準評估。綜合運用評估結(jié)果，總結(jié)分析單位在消防管理、消防設(shè)施、人員認知方面存在的薄弱環(huán)節(jié)，指導(dǎo)監(jiān)督檢查人員精準開展監(jiān)督檢查工作，提出改進消防安全狀況的有效措施。準確評價單位消防安全狀況，量化評估消防安全等級，為保險行業(yè)制定合理的火災(zāi)保險費率提供科學(xué)依據(jù)，加快推進社會化火災(zāi)保險工作。

一、系統(tǒng)建設(shè)背景

（一）風(fēng)險評估的概念

風(fēng)險評估（Risk Assessment） 是以系統(tǒng)安全為目的，按照科學(xué)的程序和方法，對系統(tǒng)中的危險因素、發(fā)生事故的可能性及損失與傷害程度進行調(diào)查研究與分析論證，從而評估系統(tǒng)總體的安全性以及為制定基本預(yù)防和防護措施提供科學(xué)依據(jù) [1]。風(fēng)險評估是一門綜合性學(xué)科，廣泛應(yīng)用到很多領(lǐng)域，并得到有效驗證，成果頗豐?；馂?zāi)風(fēng)險評估是以火災(zāi)科學(xué)、建筑工程、消防工程、安全管理等科學(xué)理論為基礎(chǔ)，針對特定對象的火災(zāi)風(fēng)險性進行的科學(xué)評估，一般包括四個步驟：風(fēng)險識別、風(fēng)險分析、風(fēng)險評價、風(fēng)險管理。

（二）大數(shù)據(jù)技術(shù)特點及在火災(zāi)風(fēng)險評估中的優(yōu)勢

隨著信息技術(shù)和人類生產(chǎn)生活交匯融合，互聯(lián)網(wǎng)快速普及，數(shù)據(jù)成為新型生產(chǎn)要素，對社會生活方式和國家治理模式產(chǎn)生了重要影響。大數(shù)據(jù)是以規(guī)模巨大、類型多樣、來源分散、存取速度快、價值密度低為主要特征的數(shù)據(jù)集合[2]。大數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實現(xiàn)從類型多樣、結(jié)構(gòu)差異大、分散多源的海量數(shù)據(jù)中快速獲取有價值信息。

大數(shù)據(jù)技術(shù)的諸多特征和風(fēng)險評估工作存在密切的關(guān)聯(lián)性，將大數(shù)據(jù)技術(shù)引入火災(zāi)風(fēng)險評估領(lǐng)域，可以增加火災(zāi)風(fēng)險評估的數(shù)據(jù)采集來源和類型，改變傳統(tǒng)先收集再處理的現(xiàn)狀，實現(xiàn)采集和處理同步進行，同步評估，提升火災(zāi)風(fēng)險評估的準確性和有效性。

二、火災(zāi)風(fēng)險評估系統(tǒng)建設(shè)思路

在現(xiàn)階段，眾多研究機構(gòu)和學(xué)者普遍基于單體建筑開展火災(zāi)風(fēng)險預(yù)測和評估，結(jié)合建筑本身、消防設(shè)施、場所使用性質(zhì)及其火災(zāi)危險性的特點，涉及到社會發(fā)展、技術(shù)能力、管理水平及可行性等諸多因素，來確定火災(zāi)風(fēng)險評估的技術(shù)路線。

（一）現(xiàn)階段數(shù)據(jù)來源及特點

近幾年，信息化在消防領(lǐng)域取得了長足發(fā)展。在消防監(jiān)督檢查、火災(zāi)事故調(diào)查及滅火救援等方面都得到了深度應(yīng)用。特別是消防監(jiān)督檢查方面，消防監(jiān)督系統(tǒng)包括單位的基礎(chǔ)信息、歷次監(jiān)督檢查情況、處罰情況、歷史火災(zāi)情況等。社會消防技術(shù)服務(wù)機構(gòu)系統(tǒng)記錄了單位歷次消防設(shè)施檢測信息。建設(shè)工程消防設(shè)計審查驗收政務(wù)服務(wù)系統(tǒng)存儲了改制以來新建工程數(shù)據(jù)。社會單位陸續(xù)投入使用智慧消防、智慧用電、電子巡查系統(tǒng)，實時監(jiān)測消防設(shè)施的運行狀態(tài)。

在信息化時代，各類消防信息化系統(tǒng)的使用，積累了海量的建筑、設(shè)施、管理數(shù)據(jù)，為火災(zāi)風(fēng)險評估的建設(shè)可行性提供了支撐。但是由于各系統(tǒng)建設(shè)時間不一、缺乏統(tǒng)籌考慮、數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異較大，造成各系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)壁壘。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，現(xiàn)有數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、存儲方式及表現(xiàn)形式多樣性的問題和矛盾都得到了有效解決。

（二）風(fēng)險評估系統(tǒng)構(gòu)建思路

借鑒單體建筑火災(zāi)風(fēng)險體系構(gòu)建理論和分析方法，參照“木桶理論”原則，把單體建筑風(fēng)險評估最低值作為單位火災(zāi)風(fēng)險評估值。利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，基于消防監(jiān)督檢查、社會消防技術(shù)服務(wù)機構(gòu)系統(tǒng)、智慧消防、智慧用電、安保巡查以及建設(shè)工程消防設(shè)計審查驗收系統(tǒng)的數(shù)據(jù)， 發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)存儲、挖掘、清洗和分析，建立風(fēng)險評估數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體系，如圖1所示。

（三）風(fēng)險評估系統(tǒng)的實現(xiàn)方法

1.火災(zāi)風(fēng)險評估因素分析

火災(zāi)從初期增長、充分發(fā)展到衰減是一個多因素互相作用的復(fù)雜過程。存在的風(fēng)險隱患能否會引發(fā)火災(zāi)并蔓延成災(zāi)，受到多因素、多條件相互影響。在建筑內(nèi)，火災(zāi)的發(fā)生是可燃物和點火源在一定條件下相互作用的結(jié)果，是否會蔓延成災(zāi)造成事故，受到建筑物被動防火、主動防火能力、人員疏散和撲救能力多種因素影響。事件樹分析法[3]（ETA）是運籌學(xué)中的決策樹分析在防火安全系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。事故樹分析法[3]（FTA）是一種從結(jié)果到原因描述事故發(fā)生的樹形模型圖，經(jīng)常用于安全性分析和可靠性分析。假定一種火災(zāi)場景，運用事件樹和事故樹相結(jié)合的安全分析方法，對建筑存在的火災(zāi)危險源進行辨析，對存在的火災(zāi)風(fēng)險因素，運用事故致因理論和安全分析方法尋找各指標之間的層次關(guān)系，建立火災(zāi)風(fēng)險評估指標體系。各主要因素相互作用火災(zāi)過程事故事件樹圖，如圖2所示。

2.火災(zāi)風(fēng)險評估指標分析

火災(zāi)風(fēng)險評估是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及到火災(zāi)科學(xué)、消防工程學(xué)、安全管理學(xué)等多個學(xué)科。博德事故因果連鎖理論認為：“人的不安全行為”和“物的不安全狀態(tài)”是導(dǎo)致事故的直接原因，而其根本原因是對人和物的管理失誤?；谶@種觀點，這些物質(zhì)的、管理的、環(huán)境的以及人為的原因就構(gòu)成了風(fēng)險評估中的危險因素[4]。由于火災(zāi)事故本身具有確定性和隨機性的雙重規(guī)律，要求建立的評估指標體系一方面必須全面、客觀，另一方面又必須突出主要矛盾，弱化次要矛盾，找到影響火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展及引起事故的主要因素，確保評估結(jié)果的實用性和準確性。結(jié)合火災(zāi)發(fā)生發(fā)展蔓延過程，參考《建筑防火通用規(guī)范》GB55037-2022、《消防設(shè)施通用規(guī)范》GB55036-2022技術(shù)要求，從建筑物防火能力、滅火能力、安全疏散能力、安全管理能力四個方面，細化出若干類一級指標和二級指標構(gòu)建評估指標體系。

3.權(quán)重的確定和計算

在火災(zāi)風(fēng)險評估體系中，權(quán)重表示每一種單項指標在總評估中影響程度大小的度量，也代表了單項指標評定等級的能力。指標權(quán)重的確定是火災(zāi)風(fēng)險評估的基礎(chǔ)，會直接影響評估的結(jié)果[5]。目前計算權(quán)重的方法有很多種，常用的有專家評估打分法、數(shù)理統(tǒng)計法、層次分析法。層次分析法（簡稱AHP）是美國匹茲堡大學(xué)教授Thomas L.Saaty于20世紀70年代提出的一種定性與定量相結(jié)合的多因素決策分析方法[6]。面對多目標、多準則復(fù)雜決策問題，可基于決策者的經(jīng)驗判斷進行量化，提供實用有效、簡單快捷的決策方法。

考慮到火災(zāi)風(fēng)險評估系統(tǒng)復(fù)雜性、因素多樣性，選擇定性與定量相結(jié)合的層次分析法（AHP）來實現(xiàn)權(quán)重計算具有現(xiàn)實意義。一般步驟是建立層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造判斷矩陣，通過求解判斷矩陣，得出特征值和特征向量，并檢驗每個矩陣的一致性。如果判斷矩陣不能通過一致性檢驗，可以通過改進的AHP，采用最優(yōu)傳遞矩陣對原矩陣進行修改，以擬由傳遞矩陣代替原矩陣，該矩陣自然滿足一致性要求，可以直接求取權(quán)重值[7]。

4.火災(zāi)風(fēng)險評估方法的選擇

火災(zāi)風(fēng)險評估方法很多，可分為定性、半定量和定量三類。無論是定性還是定量分析方法，每種評估方法都有自己獨特的優(yōu)勢和不足，需要根據(jù)火災(zāi)發(fā)生發(fā)展的特點來選擇合適的評估方法?；馂?zāi)風(fēng)險評估受到多因素、多層次的影響，每個因素又單獨成為一^個事件鏈，受到多種因素相互作用，最終都會影響風(fēng)險評估結(jié)果。建筑火災(zāi)綜合評估方法以數(shù)據(jù)統(tǒng)計為基礎(chǔ)，建立評估對象的影響因素集，確定他們的影響程度等級和權(quán)重實施計算，通過系統(tǒng)工程方法，考察各系統(tǒng)組成要素的相互作用以及對建筑物火災(zāi)發(fā)生發(fā)展的影響，做出對整個建筑物的消防安全性能評價[8]。

根據(jù)建筑火災(zāi)風(fēng)險評估的特點，基于對消防領(lǐng)域現(xiàn)有數(shù)據(jù)，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，建立評估對象的影響因素集，利用隸屬度對風(fēng)險因素進行排序，采用定性與定量相結(jié)合的層次分析法構(gòu)建風(fēng)險遞階層次結(jié)構(gòu)，并確定各因素的影響程度等級和權(quán)重，發(fā)揮綜合評估方法的優(yōu)勢，建立風(fēng)險評估模型。

結(jié)束語

火災(zāi)風(fēng)險評估工作要充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展成果，基于消防領(lǐng)域現(xiàn)有數(shù)據(jù)，建立科學(xué)的火災(zāi)風(fēng)險評估模型，實現(xiàn)對消防監(jiān)管單位的消防安全水平動態(tài)評估，改善單位消防安全狀況，最大限度防范火災(zāi)的發(fā)生。

參考文獻

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作者簡介：

劉懷義（1975- ），男，漢族，河北永年人，本科，初級專業(yè)技術(shù)職務(wù)，研究方向：消防監(jiān)督管理；臧路路（1987-），男，漢，河南安陽人，本科，初級專業(yè)技術(shù)職務(wù)，研究方向：消防監(jiān)督。