基于F-AHP 的地鐵消防安全綜合評價*

閆 敏

(西安市消防支隊，陜西 西安710000)

0 引 言

隨著城市化進程的加快，地鐵因其準時、快速、能耗低、污染少、運量大、乘坐舒適方便等優點，已成為城市交通結構的重要組成部分之一，其作用越來越重要。由于地鐵建于地下，環境封閉，客流量大，一旦發生安全事故，人員疏散和事故救援困難，易造成重大的人員傷亡和財產損失，其安全狀況不容忽視［1-2］。對地鐵安全事故進行分析，大多是因為火災、毒氣泄漏或因爆炸造成的火災和毒氣泄漏時乘客不能及時安全疏散引起。依據地鐵事故統計，火災屬于地鐵高危風險之一，火災所占的比例最高，約占65%［3］.對如此多的可能引發地鐵火災的危險因素，需要采取有效措施加以評估、預防，現有的地鐵消防安全評價方法，多是從主觀角度，依據經驗人為的定性評判，缺乏科學量化的評價手段。因此，研究地鐵消防安全評估模型，對保障地鐵消防安全，加強消防隱患查處力度，切實做到地鐵安全事前預防有重要意義。目前，由于評估指標的設計缺少獨立性，因而使整個體系操作性不強，而且評價結果缺乏科學性，因此，如何將各種影響因素有機結合起來，以對其安全系統的設計提出定量要求，進而全面評價現有地鐵系統的消防安全能力，采取最優的應急組織控制措施，極有利于提高地鐵整體的安全保障水平，這也是地鐵運營管理以及消防安全部門和相關科研機構所共同面臨的艱巨任務［4-6］。文中依據安全評價體系，運用F -AHP 理論構建綜合評價模型，對城市地鐵消防安全狀況進行定性與定量相結合的綜合評價，發現潛在的危險因素，從源頭上及時發現隱患，為實際改進工作提供理論依據，最大限度地降低地鐵火災風險與減少火災危害。

1 F-AHP 分析

1.1 模糊層次分析法(F-AHP)概述

現實中，許多因素都是難以量化的，只能用模糊的概念來進行評判比較。針對地鐵消防安全現狀的影響因素來說，有的是可以量化的，而有的則又是模糊的，這就需要對這些模糊的概念進行科學的量化處理，以此進行科學分析。層次分析法是美國運籌學家，匹茲堡大學的A.L.Saaty 教授于20 世紀70 年代提出的一種定性分析和定量分析相結合的系統分析方法［7］。而模糊層次分析法則是在層次分析法的基礎上引入模糊矩陣的概念，應用模糊層次分析法分析決策問題時，其基本步驟如下［8］:①考核目標指標體系的建立;②建立模糊一致判斷矩陣并對其一致性進行調整;③由模糊一致判斷矩陣求各元素的權重值;④建立評語集及標準評語集;⑤確定單因素模糊評價矩陣并對各因素進行評價;⑥運用模糊評價法進行綜合評價;⑦對評價結果進行分析。

1.2 建立地鐵消防安全綜合評價指標體系

表1 地鐵消防安全評價指標體系Fig.1 Fire safety evaluation index system of subway fire

影響地鐵消防安全的因素很多，科學、合理的指標體系可以全面、系統的分析系統的影響因素。為了反映真實的地鐵消防安全水平，需要在這些因素中找到最靈敏且便于度量的主導型因素作為評價指標。這也就確定了建立評價指標體系的原則［9-10］:①科學性。只有堅持科學性原則獲取的信息才具有可靠性和客觀性，力求使評價指標能全面準確地反映地鐵消防安全狀況以及技術質量特征;②易操作性。建立的評價體系要便于數據資料收集和計算，評價程序與工作量盡可能簡化;③可比性。同一層級的指標應能互相比較，具有可比性，這樣利于比較相互之間的重要程度，找到易于出問題的關鍵點。

根據人-機-管理-環境的安全系統工程學原理［11］，在大量的調查研究基礎上，深入分析現有的消防安全方法，并結合地鐵的實際情況以及大量火災安全的調查、分析和總結，構建地鐵消防安全評價指標體系［12］，見表1.

2 實例分析

西安市地鐵2 號線一期工程于2006 年10 月份至2010 年初分批分期完成施工和驗收工作，全線軌道鋪設于2009 年10 月份至10 年3 月份左右結束2 號線一期工程。北起鐵路北客站，南到終點韋曲，路線全長26.302 km，其中敞開段0.450 km，高架線4.933 km;地下線20.919 km，占線路總長的80%.設21 座車站，其中地下車站17 座，高架車站4 座。地鐵項目從城運村到鳳棲路段穿過，隧道埋深13.5 ～28 m.對西安地鐵的消防安全狀況，采取模糊綜合評價的方法進行安全評價，評價的結果和步驟如下。

2.1 一級指標權重及一致性檢驗

判斷矩陣表示本層所有因素針對上一層某一因素的相對重要性的比較，采用“9 標度法”建立兩兩因素判斷表，當兩兩因素作比較的時候，一定要反復提問，bij為判斷矩陣中第i 行第j 列的數值，用整數1 ～9 來表示Bi對于Bj的相對重要程度的標度。Bij滿足2 個條件:①bij=1(i =j 時);②bij=1/bij.Bij為元素Bi和Bj相對目標O 的重要性的比例標度。對于B，n(文中n=6)個元素之間相對重要性的比較可得到判斷矩陣

利用MATLAB 軟件進行計算，編寫程序矩陣B 的權重，具體如下

W 即為矩陣B 的權重。

由于CR=0.052 2 ＜0.1，所以判斷矩陣具有滿意的一致性，求得的權重值可以使用。

2.2 二級指標權重及一致性檢驗

1)設備因素權重

2)安全管理因素權重

3)物品因素權重

4)人員因素權重

5)環境因素權重

6)信息化因素權重

由于CRi＜0.1，其中(i=1，2，3，4，5，6)，所以判斷矩陣具有滿意的一致性，求得的權重值可以使用。

2.3 綜合評價

2.3.1 評價過程

由10 位從事地鐵安全管理的專家，依據評語集V={非常安全，很安全，安全，基本安全，不安全}。對影響該地鐵消防安全6 個方面的各個因素進行評價，對評價結果采取極值化處理，由影響鐵路消防安全6 個方面的各個因素安全水平對各級評語的隸屬度，可分別建立影響消防安全6 個方面各個因素的模糊關系矩陣。

計算得到該地鐵消防安全狀況評價向量r1

依次類推可以計算得到該地鐵其余5 個一級指標(安全管理因素，物品因素，人員因素，環境因素，信息化因素)的評價向量分別為

對該地鐵消防安全狀況整體打分構成的模糊評價矩陣R

得到該地鐵消防安全狀況整體評價向量F

2.3.2 評價結果

評價因素的權向量與模糊評價矩陣進行模糊運算，求出模糊評價結果。如果按照系統安全狀況的5 個等級，即V={非常安全，很安全，安全，基本安全，不安全}，對各安全等級都按照百分制賦予分數，V=［100 90 80 70 60］T，可計算出地鐵消防安全狀況的具體分數

f=WRV=87.69

同理可以計算出

設備因素得分f1=89.25，

安全管理因素得分f2=84.14，

物品因素得分f3=86.73，

人員因素得分f4=87.18，

環境因素得分f5=91.09，

信息化因素得分f6=86.60.

2.3.3 結果分析及建議

從評價結果可以看出，可以判斷出該地鐵消防安全程度為安全。其中，安全管理因素得分較低，信息化因素得分次之。針對這一情況，為了進一步提高安全管理水平，促進安全的整體水平的上升，那么就要從薄弱環節入手，解決存在的問題。安全管理得分最低說明該地鐵對安全管理方面未能達到一定的程度，尤其是安全管理方面，存在管理漏洞。安全責權需進一步明確，規章在執行方面還有待加強，今后應著重加強安全標準的完善，管理制度的監督、落實，全面提升地鐵安全水平。信息化因素得分不高說明應在保持現有網絡及設備基礎上，注意系統和軟件的功能完善及升級。

3 結 論

1)基于模糊綜合理論的原理并應用層次分析的方法，建立了地鐵消防安全評價指標體系，并建立了相應的模糊評價基本數學模型，深入分析其消防安全影響因素，運用了模糊層次分析法確定了整個指標體系中每個指標之間的相對權重，使指標體系能夠盡可能準確、全面，并客觀地反應實際情況;

2)結合實例應用，采用該評價模型評價地鐵消防安全，得出地鐵消防安全狀況得分為87.69，安全等級為安全，評價結果比較符合實際，評價模型具有比較好的適用性，驗證了提出的評價體系具有較好的應用價值。研究結果豐富了城市地鐵消防安全評價手段，對城市類似地鐵消防安全評價具有積極的借鑒作用，針對管理漏洞，有針對性地提出了地鐵消防安全管理策略，為相關部門制定政策與方案實施提供可靠的理論支持和有力參考，對城市地鐵消防安全建設有著較大的意義。

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