層次分析法在煙草物流配送中心火災危險性評價中的應用

朱祖斌，張瑞芳

（1.安徽省煙草公司，合肥 230022；2.中國科學技術大學火災科學國家重點實驗室，合肥 230026）

物流配送是現代煙草行業物流系統中的一個重要環節，而集卷煙分揀、配送、倉儲為一體的聯合工房是煙草物流配送中心的必備條件。成品卷煙及其包裝材料都屬于可燃固體，當卷煙的受熱溫度達到它的自燃點（172 ℃），就能夠發生燃燒。此類物品大規模庫存時，火災危險性和火災時可能造成的經濟損失均較大，因此聯合工房是煙草物流配送中心的消防安全重點部位。對煙草配送中心聯合工房進行科學、客觀的火災危險性分析與評價顯得尤為重要。

目前，比較成熟的火災風險評價方法有：防火安全檢查評分表評價法、事件樹分析法、事故樹分析法和層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）等[1-6]。本文結合實際調查，并參考《中華人民共和國消防法》、《建筑設計防火規范》及《機關、團體、企業、事業單位消防安全管理規定》的有關要求，利用層次分析法對某煙草物流配送中心聯合工房的火災危險性進行綜合分析評價，將主觀判斷以數量的形式表達，從而為物流配送中心的消防安全工作提供有價值的參考。

1 層次分析法介紹

層次分析法（AHP）[7]是美國運籌學家T.L.Saaty于20世紀70年代中期提出的一種實用的多方案或多目標的決策方法，其基本原理是把復雜系統分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎上進行定性和定量分析的決策。它把人的決策思維過程層次化、數量化、模型化，并用數學手段為分析、決策提供定量的依據，特別適合那些難于完全定量進行分析的復雜問題。

AHP的模型一般由最高層（目標層）、若干中間層（準則層）、最底層（指標層）組成。在層次模型中，分析問題所包含的因素及其相互關系，將有關的各個因素按照不同的屬性自上而下地分解成若干層次。同一層次的各個因素從屬于上一層的因素或受下一層因素的作用。

在層次結構中，對從屬于上一層的某個因素的同層各個因素進行兩兩比較，比較其相對于上層某因素的重要程度，并按事前規定的標度定量化[8]，構造上層某因素對下層相關元素的判斷矩陣,以給出相關元素對上層某要素的相對重要序列。

2 聯合工房火災危險性評價指標體系的建立

2.1 層次結構模型的建立

火災是火失去了控制而蔓延的現象。火災事故的形成不是瞬間完成的，要經歷一系列過程（火焰的產生、發展和蔓延），火情發生后是否致災也受到許多因素的約束。影響煙草配送中心聯合工房火災安全的因素眾多，且其間還存在復雜的關系。建筑物結構及材料、火災負荷特性及分布、點火源形成的可能性、消防設施和人員狀況等等都是構成火災事故的充分條件[9]。著眼于預防和早期抑制，圍繞聯合工房火災安全性（S）這一決策目標對其影響因素進行綜合分類，導致聯合工房火災事故的因素主要由建筑物特征、人員因素、安全管理和消防設施配備等方面構成。根據專家意見和聯合工房實際情況，建立圖1所示的層次結構模型。

圖1中建筑特征（A）、消防設施（B）、安全疏散條件（C）、安全管理與人員素質（D）構成與決策目標（S）直接相關的下一層子因素（準則層）。而防火分區大小（A1）、火災荷載密度（A2）、建筑耐火等級（A3）、防雷裝置（A4）和消防通道（A5）等又構成與建筑特征（A）相關的下一層因素（子準則層）。同樣，消防設施（B）、安全疏散條件（C）、安全管理與人員素質（D）也都有其相關的下一層子因素。整個 AHP計算過程均圍繞層次結構圖展開，最終目的是求出各個子因素對總目標的相對重要性評分，即綜合權重。

2.2 評價指標權重的確定

采用 AHP確定層次結構中的局部權重，一般是通過專家打分，用Saaty提出的1～9標度法[10]將下一層因素對上一層因素的重要性進行兩兩比較，構造判斷矩陣。通過求解各矩陣最大特征根及對應的特征向量，經一致性檢驗合格后，可得到下一層各因素相對上一層因素的權重。

圖1 聯合工房火災安全因素指標層次結構Fig.1 Index factor hierarchy of combined workshop of fire safety

以專家給出的準則層對目標層相對重要性兩兩判斷矩陣（表1）為例，說明AHP權重計算過程。

表1 準則層因素相對目標層（S）的相對權重Table 1 The weight of criterion layer factors relative to the target layer (S) of the judgment matrix

計算表1中各行元素的乘積Mi，根據文獻[10]中公式得出：

M1=1×1/2×1×1/3=1/6 M2 = 2×1×2×1/2= 2

M3=1×1/2×1×1/3=1/6 M4 = 3×2×3×1=18

計算各行Mi的n次方根值，得：

歸一化處理向量[0.6389，1.1892，0.6389，2.0598]T，可得表1中各指標的權重Wi。經一致性檢驗，計算一致性比率，所以，判斷矩陣具有滿意的一致性。

同樣，可以通過計算得到其他各二級指標的權重系數和相對于指標層的綜合權重，計算結果及總排序見表2。

2.3 結果討論

從表1中的各指標權重系數可以看出，權重安全管理與人員素質（D）＞消防設施（B）＞建筑特征（A）=疏散條件（C）。該權重關系符合博德的事故歸因理論：事故因果連鎖中的一個最重要的因素是安全管理。

表2中綜合權重系數在前五位的指標依次為：

權重安全管理體制（D1）和日常安全檢查（D2）、火災自動報警系統（B1）和防火卷簾（B2）、管理人員素質（D4）、火災荷載密度（A2）、安全出口（C1）和疏散距離（C2）。說明這些因素對煙草配送中心聯合工房的火災安全有著重要的影響，在日常安全監管中必須予以足夠的重視。

表2 層次結構及綜合權重排序一覽表Table 2 Hierarchical structure and comprehensive weight ranking list

3 案例應用

3.1 安全評分表的設計

確定評價指標層各因素的綜合權重之后，需要根據相關規范和標準、條例[如《建筑設計防火規范》和《機關、團體、企業、事業單位消防安全管理規定》等]對每個指標因素進行等級劃分，每個等級體現該因素在所評價對象中所處的安全狀態，并賦予相應分值。本文將評判標準分為“優”、“良”、“中”和“差”4個等級，各等級相應量化分值分別取為90、80、60、40。

3.2 評價等級劃分

確定指標權重及相應量化分值后，通過計算被評價對象安全分確定其安全等級。安全分是所有評價指標得分與其綜合權重乘積的和，計算方法如下：

式中Vs—系統安全分；

Pi—評價指標得分；

Wi—評價指標綜合權重。

指標評價尺度和系統評價等級如表3所示。

表3 指標評價尺度和系統評價等級Table 3 The evaluation criteria and evaluation grade index

3.3 綜合評價結果

選取某煙草配送中心進行實例分析，采用表2中的指標體系與綜合權重系數，結合聘請專家對聯合工房現狀安全檢查的打分結果，進行火災安全綜合評價，計算得分為83.5。對照表3，該煙草配送中心的安全等級屬于良好。

4 小 結

本研究探討了層次分析法在煙草配送中心聯合工房火災危險性評價中的應用，評價結果可為其制定消防安全管理措施提供科學的參考依據，評價方法具有較好的操作性和適用性。不同的單位可根據自身的實際情況參照上述評價方法，得出相對于消防安全總目標的各項評價指標的優劣排序權值，做出符合實際情況的預防方案。本方法對其他行業的建筑火災危險性評估，具有一定的通用性。

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