基于層次分析法的公眾聚集場所火災風險評估

張宏衛(wèi)

北京市石景山區(qū)消防救援支隊，北京 100042

0 引言

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和建筑技術的不斷進步，公眾聚集場所數(shù)量不斷增加，超高、超大、設計新穎的建筑大量涌現(xiàn)。這些場所在人們的生產(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重，并越來越受到人們的重視。

火災風險評估通過對特定對象的火災風險進行科學評估，以達到預防和減少火災事故發(fā)生的目的，從而最大限度降低火災帶來的人員傷亡和財產(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)，還有助于及時發(fā)現(xiàn)消防管理中存在的不足和薄弱環(huán)節(jié)，有針對性地提出改善消防安全水平的措施[2]。目前，我國的一些研究機構和學者已對公眾聚集場所的火災風險評估進行了研究，并提出不同的評估方法[3]。這些方法大體可分為3類，即：資料審查、現(xiàn)場檢查等定性評估方法；專家評價法、火災風險指數(shù)法[4]、模糊綜合評價[5-7]以及消防安全工程評估方法等半定量評估方法；事件樹、事故樹、火災動力學模擬和實體火災試驗等定量評估方法[8]。由于定量評估方法需要花費大量的人力、物力，在應用中往往受到一定限制[9]，目前在實踐中大量使用的還是半定量評估方法[10-11]。

筆者采用基于層次分析法的評估模型對公眾聚集場所進行火災風險評估，結合公眾聚集場所消防安全現(xiàn)狀，對其火災風險評估指標體系進行改進，提出一個合理、簡單易行、操作性強的層次結構模型。在此基礎上，對模型中各項參數(shù)給出合理的權重，計算公眾聚集場所的火災風險指數(shù)，對其火災風險等級進行評判，從而建立合理的火災風險評估模型。之后，利用該評估模型對某商務酒店進行火災風險評估，確定其風險水平。

1 建立公眾聚集場所火災風險評估模型

1.1 公眾聚集場所火災風險評估指標體系構建

根據(jù)危險源辨識理論，影響公眾聚集場所火災風險的危險因素包括第一類火災危險源和第二類火災危險源。第一類火災危險源是指評估對象中存在的可能意外釋放的能量或危險物質；第二類火災危險源是使消防安全技術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。將公眾聚集場所火災風險作為一級指標，上述5個方面作為二級指標，對公眾聚集場所火災風險評估具體指標進行分析。

1.1.1 火災危險源

公眾聚集場所的火災危險源主要指第一類火災危險源，三級評估指標包括可燃物、助燃物和點火源。通過調查研究國內(nèi)外公眾聚集場所重特大火災事故的起火原因可知：此類場所的點火源主要有電氣線路、吸煙、易燃易爆危險品、用火不慎、廚房等正常用火、縱火及其他固定或移動火源；可燃物有建筑構件等固定火災荷載、家具等移動火災荷載、紙張等臨時火災荷載；助燃物有室內(nèi)空氣、從門窗等開口進入的空氣及其他助燃物。將上述三級指標對應的危險因素作為四級指標。

1.1.2 人員疏散

評估公眾聚集場所人員疏散情況需考慮人員特性和安全疏散設施兩個三級指標。人員特性的四級指標包括建筑內(nèi)人員密度和人員逃生能力；安全疏散設施的四級指標包括建筑物內(nèi)的疏散通道設置情況、安全出口設置情況、應急照明系統(tǒng)、疏散指示標志和消防應急廣播。

1.1.3 建筑防火措施

建筑防火措施包括主動防火措施和被動防火措施兩個三級指標。主動防火措施的四級指標包括火災自動報警系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、滅火器；被動防火措施的四級指標包括建筑防火間距、建筑耐火等級、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兩個三級指標。消防安全檢查情況的四級指標包括火災隱患排查情況、火災隱患處置情況；消防安全制度及落實情況的四級指標包括落實消防安全責任制、制定消防安全管理制度、制定應急預案、消防安全教育、消防技能培訓、消防演練、火災危險源管理、初起火災處置能力、組織人員疏散能力、企業(yè)或義務消防隊滅火救援。

1.1.5 消防救援力量

公眾聚集場所的消防救援力量主要考慮消防隊伍應急響應和消防力量及裝備兩個三級指標。消防隊伍應急響應的四級指標包括消防救援隊伍出警響應速度、消防救援隊伍到場時間、滅火救援技戰(zhàn)術、滅火救援開展情況；消防力量及裝備的四級指標包括消防救援隊伍警力是否充足、裝備是否齊全。

綜合上述5個方面的指標分析結果，確定公眾聚集場所火災風險評估模型如圖1所示。

圖1 公眾聚集場所火災風險評估模型

1.2 基于層次分析法的指標權重確定

層次分析法是一種主客觀相結合的半定量分析方法，它采用運籌學原理，通過對指標重要性的相互比較，合理給出各指標的權重，目前廣泛用于火災風險評估模型中的指標權重確定[12-13]。

1.2.1 二級指標權重的確定

利用層次分析法確定指標權重時，需要先對指標的重要性進行互相比較。設上一層級的某個因素對應的下一層級有n個指標，各指標對上層因素影響的重要程度可能各不相同，需要對指標的重要性進行兩兩比較，并將比較結果構造成判斷矩陣，以便利用矩陣運算得出各指標的權重值。影響公眾聚集場所火災風險大小的5個二級指標分別為：火災危險源、人員疏散、建筑防火措施、消防安全管理、消防救援力量。對上述指標的相對重要性進行分析，可得到判斷矩陣R：

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

1.2.2 三級指標權重的確定

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

計算上述矩陣的特征向量并進行歸一化處理，得到各三級指標的權重值，見表1。

表1 各三級指標權重

1.2.3 一致性檢驗

表2 隨機一致性指標RI值

當一致性比率CR=CI/RI<0.1時，矩陣滿足一致性檢驗的要求，可以用歸一化的特征向量作為指標的權重；如果不滿足一致性檢驗要求，則需要對指標的比較結果進行調整，直到滿足一致性檢驗為止。(1)對矩陣R進行一致性檢驗。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)對矩陣A進行一致性檢驗。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，故不必進行一致性檢驗。

綜上，各判斷矩陣設置較為合理，可以利用求得的權重值進行后續(xù)計算。

1.3 火災風險分級

采用5分制對三級指標進行賦值，具體賦值過程如下：(1)按照評估模型中的四級指標對被評估對象進行現(xiàn)場消防安全檢查，記錄檢查結果；(2)某個三級指標對應的四級指標總數(shù)為N，根據(jù)消防安全檢查情況，存在風險的指標數(shù)為M，定義風險因素比ri為實際存在風險的指標數(shù)與總指標數(shù)之比，即ri=M/N。(3)計算ri的值，根據(jù)表3中ri的取值范圍對三級指標的風險指數(shù)大小進行賦值。

表3 火災風險指數(shù)賦值

三級指標共有11項，依次設其風險指數(shù)值為Rj(j=1,…,11)，權重為wj，得到各二級指標的風險值為：

設二級指標A、B、C、D、E的風險值為Ra、Rb、Rc、Rd、Re，權重值分別為wa、wb、wc、wd、we，則總火災風險：

式中，i=a，b，c，d，e。

將火災風險分為5個等級，具體分級標準見表4。根據(jù)模型確定的權重值和火災風險賦值，計算出被評估對象總體火災風險指數(shù)，再根據(jù)表4判定火災風險等級。

2 評估模型的工程應用實例

以某商務酒店為例，通過實際調查和現(xiàn)場詢問等方式，對酒店的各項風險因素即評估指標體系中的四級指標進行分析。三級指標A1包含的火災風險因素總數(shù)為7，根據(jù)現(xiàn)場安全檢查情況，酒店實際存在的火災風險因素數(shù)量為4，二者比值為4/7，再對應表3的賦值標準，得到指標A1的火災風險指數(shù)為3。同理，得到其他指標的火災風險指數(shù)值。該酒店各項風險因素檢查情況和三級指標的賦值結果見表5。

表4 火災風險分級

表5 某商務酒店風險因素檢查結果和三級指標賦值

二級指標的火災風險指數(shù)值通過相對應的三級指標值乘各自的權重，然后求和得到；建筑的總體火災風險值等于每個二級指標指數(shù)值乘各自的權重并求和得到。經(jīng)計算，該酒店的火災風險值為3.465，根據(jù)表4，該場所的火災風險等級為II級，火災風險處于較高水平。建議根據(jù)四級指標檢查情況，針對存在問題的風險因素，采取相應措施進行控制，以降低火災風險，提高消防安全水平。

3 結論

以改進的火災風險評估指標體系為基礎，結合公眾聚集場所火災風險特點構建了風險評估模型，并運用層次分析法確定了各指標的影響權重。通過現(xiàn)場消防安全檢查對指標進行賦值，并確定了火災風險分級標準，將公眾聚集場所的火災風險分為5級。運用該模型對某商務酒店進行火災風險評估，通過現(xiàn)場檢查的方法對指標風險值進行量化，運用模型計算出建筑總體火災風險指數(shù)，確定該場所火災風險等級為II級，風險水平較高。

該模型能夠較為全面地反映公眾聚集場所存在的消防安全問題，并提出針對性改進措施，能夠適用于此類場所的火災風險自查和火災風險管理，從而有效預防和控制火災事故的發(fā)生。