基于大數據技術的單位火災風險評估系統建設思考

劉懷義 臧路路

摘要：

隨著信息技術和人類生產生活交匯融合，互聯網快速普及，數據成為新型生產要素，對社會生活方式和國家治理模式產生了重要影響。大數據技術的諸多特征和風險評估工作存在密切的關聯性，將大數據引入火災風險評估領域，不僅能解決火災風險評估系統建設的技術瓶頸，而且能夠推動基于數據的動態火災風險評估系統快速發展。本文通過對現階段消防監督檢查數據、政務數據和社會單位監測和管理數據的現狀分析，運用大數據技術，就建筑火災風險評估系統建設的思路和實現途徑提出意見和建議。

關鍵詞：

消防監督；大數據技術；風險評估

引言

近年來，隨著經濟的高速發展和城市規模不斷擴大，各類建筑和單位快速增加，消防管理難度日益加大，火災隱患存量大、增量快，隱患風險居高不下，一旦發生火災將造成重大損失。我國消防工作貫徹“預防為主、防消結合”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的發生，最有效的方法就是對社會單位存在的風險隱患進行有效識別，并開展分析和評價、預測單位發生火災及火災后人員傷亡和財產損失規模的可能性，通過改善消防狀況和加強管理來避免或減少火災的發生。

發揮大數據技術優勢，建立人工智能算法，深度挖掘消防監督檢查數據、政務數據和社會單位監測和管理數據，基于科學的事故致因理論和安全分析方法，構建基于單體建筑的火災風險評估系統，實現對社會單位存在火災風險的科學和精準評估。綜合運用評估結果，總結分析單位在消防管理、消防設施、人員認知方面存在的薄弱環節，指導監督檢查人員精準開展監督檢查工作，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，為保險行業制定合理的火災保險費率提供科學依據，加快推進社會化火災保險工作。

一、系統建設背景

（一）風險評估的概念

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

（二）大數據技術特點及在火災風險評估中的優勢

隨著信息技術和人類生產生活交匯融合，互聯網快速普及，數據成為新型生產要素，對社會生活方式和國家治理模式產生了重要影響。大數據是以規模巨大、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據集合[2]。大數據可以通過數據挖掘技術實現從類型多樣、結構差異大、分散多源的海量數據中快速獲取有價值信息。

大數據技術的諸多特征和風險評估工作存在密切的關聯性，將大數據技術引入火災風險評估領域，可以增加火災風險評估的數據采集來源和類型，改變傳統先收集再處理的現狀，實現采集和處理同步進行，同步評估，提升火災風險評估的準確性和有效性。

二、火災風險評估系統建設思路

在現階段，眾多研究機構和學者普遍基于單體建筑開展火災風險預測和評估，結合建筑本身、消防設施、場所使用性質及其火災危險性的特點，涉及到社會發展、技術能力、管理水平及可行性等諸多因素，來確定火災風險評估的技術路線。

（一）現階段數據來源及特點

近幾年，信息化在消防領域取得了長足發展。在消防監督檢查、火災事故調查及滅火救援等方面都得到了深度應用。特別是消防監督檢查方面，消防監督系統包括單位的基礎信息、歷次監督檢查情況、處罰情況、歷史火災情況等。社會消防技術服務機構系統記錄了單位歷次消防設施檢測信息。建設工程消防設計審查驗收政務服務系統存儲了改制以來新建工程數據。社會單位陸續投入使用智慧消防、智慧用電、電子巡查系統，實時監測消防設施的運行狀態。

在信息化時代，各類消防信息化系統的使用，積累了海量的建筑、設施、管理數據，為火災風險評估的建設可行性提供了支撐。但是由于各系統建設時間不一、缺乏統籌考慮、數據格式和數據結構差異較大，造成各系統存在數據壁壘。隨著大數據技術的出現和發展，現有數據的結構、存儲方式及表現形式多樣性的問題和矛盾都得到了有效解決。

（二）風險評估系統構建思路

借鑒單體建筑火災風險體系構建理論和分析方法，參照“木桶理論”原則，把單體建筑風險評估最低值作為單位火災風險評估值。利用大數據挖掘技術，基于消防監督檢查、社會消防技術服務機構系統、智慧消防、智慧用電、安保巡查以及建設工程消防設計審查驗收系統的數據， 發揮大數據技術優勢，實現對數據存儲、挖掘、清洗和分析，建立風險評估數據結構體系，如圖1所示。

（三）風險評估系統的實現方法

1.火災風險評估因素分析

火災從初期增長、充分發展到衰減是一個多因素互相作用的復雜過程。存在的風險隱患能否會引發火災并蔓延成災，受到多因素、多條件相互影響。在建筑內，火災的發生是可燃物和點火源在一定條件下相互作用的結果，是否會蔓延成災造成事故，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）是運籌學中的決策樹分析在防火安全系統中的具體應用。事故樹分析法[3]（FTA）是一種從結果到原因描述事故發生的樹形模型圖，經常用于安全性分析和可靠性分析。假定一種火災場景，運用事件樹和事故樹相結合的安全分析方法，對建筑存在的火災危險源進行辨析，對存在的火災風險因素，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系，建立火災風險評估指標體系。各主要因素相互作用火災過程事故事件樹圖，如圖2所示。

2.火災風險評估指標分析

火災風險評估是一個復雜的系統，涉及到火災科學、消防工程學、安全管理學等多個學科。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”是導致事故的直接原因，而其根本原因是對人和物的管理失誤。基于這種觀點，這些物質的、管理的、環境的以及人為的原因就構成了風險評估中的危險因素[4]。由于火災事故本身具有確定性和隨機性的雙重規律，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，找到影響火災發生、發展及引起事故的主要因素，確保評估結果的實用性和準確性。結合火災發生發展蔓延過程，參考《建筑防火通用規范》GB55037-2022、《消防設施通用規范》GB55036-2022技術要求，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建評估指標體系。

3.權重的確定和計算

在火災風險評估體系中，權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。指標權重的確定是火災風險評估的基礎，會直接影響評估的結果[5]。目前計算權重的方法有很多種，常用的有專家評估打分法、數理統計法、層次分析法。層次分析法（簡稱AHP）是美國匹茲堡大學教授Thomas L.Saaty于20世紀70年代提出的一種定性與定量相結合的多因素決策分析方法[6]。面對多目標、多準則復雜決策問題，可基于決策者的經驗判斷進行量化，提供實用有效、簡單快捷的決策方法。

考慮到火災風險評估系統復雜性、因素多樣性，選擇定性與定量相結合的層次分析法（AHP）來實現權重計算具有現實意義。一般步驟是建立層次結構模型，構造判斷矩陣，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，可以直接求取權重值[7]。

4.火災風險評估方法的選擇

火災風險評估方法很多，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勢和不足，需要根據火災發生發展的特點來選擇合適的評估方法。火災風險評估受到多因素、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，最終都會影響風險評估結果。建筑火災綜合評估方法以數據統計為基礎，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重實施計算，通過系統工程方法，考察各系統組成要素的相互作用以及對建筑物火災發生發展的影響，做出對整個建筑物的消防安全性能評價[8]。

根據建筑火災風險評估的特點，基于對消防領域現有數據，運用大數據技術，進行數據統計分析，建立評估對象的影響因素集，利用隸屬度對風險因素進行排序，采用定性與定量相結合的層次分析法構建風險遞階層次結構，并確定各因素的影響程度等級和權重，發揮綜合評估方法的優勢，建立風險評估模型。

結束語

火災風險評估工作要充分利用大數據技術的發展成果，基于消防領域現有數據，建立科學的火災風險評估模型，實現對消防監管單位的消防安全水平動態評估，改善單位消防安全狀況，最大限度防范火災的發生。

參考文獻

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[3]孫迎霞.高層建筑火災危險性模糊綜合評估方法研究[D].武漢大學碩士學位論文，2004.

[4]孫寧.基于Bp神經網絡的高層建筑火災危險性評估方法研究[D].西安科技大學碩士論文，2006.

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[6]易立新.城市火災風險評價的指標體系設計[J].災害學，2000，15（04）：90-94.

[7]牛學勤，趙中旺.AHP模型實用過程中若干問題的考慮[J].石家莊鐵道學院學報，1999，12（02）：19-22.

[8]畢少穎.消防安全評估方法的分析[J].消防科學與技術，2002，1：15-17.

作者簡介：

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