因果圖和層次分析法在高?；馂?zāi)事故分析中的應(yīng)用

肖欣瑩

(重慶師范大學(xué) 數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，重慶 401331)

?

因果圖和層次分析法在高?；馂?zāi)事故分析中的應(yīng)用

肖欣瑩

(重慶師范大學(xué) 數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，重慶 401331)

火災(zāi)事故是高校最具危害的事故之一,分析了導(dǎo)致高校發(fā)生火災(zāi)的原因,畫出了因果圖.再將因果圖轉(zhuǎn)換成層次結(jié)構(gòu)圖,最后利用Matlab軟件求得各影響因素的權(quán)重,即各影響因素導(dǎo)致高校火災(zāi)事故發(fā)生的程度,從而確定影響高?；馂?zāi)事故發(fā)生的關(guān)鍵因素,作為預(yù)防高?；馂?zāi)事故的重點.結(jié)果表明：吸煙不慎和未及時拔下插頭是導(dǎo)致火災(zāi)事故發(fā)生的關(guān)鍵.

因果圖；高校；層次分析；火災(zāi)事故

近年來,火災(zāi)事故是高校的常見事故之一,而學(xué)校又是人員聚集之地,一旦出現(xiàn)火災(zāi)事故,危害極大,會造成嚴(yán)重的人員傷亡.高校的環(huán)境安全和師生安全有著密切的聯(lián)系,由此說明高校環(huán)境安全直接保障了師生的自身安全和良好的學(xué)習(xí)環(huán)境.因此,預(yù)防高校火災(zāi)事故已經(jīng)成為當(dāng)前急需解決的問題.

然后對于高?；馂?zāi)事故的研究,一直是單因素的事件進(jìn)行討論.但實際中,造成火災(zāi)的發(fā)生往往是多因素,且各個事件都有一定的聯(lián)系,故不能用一種方法進(jìn)行分析.將因果圖、層次分析法[1-3]結(jié)合在一起分析高校的火災(zāi)事故,找出導(dǎo)致事故的高頻率因素,從而科學(xué)、合理地預(yù)防和控制高校火災(zāi)事故的發(fā)生,將火災(zāi)的發(fā)生扼殺在搖籃,為師生擁有一個安全的學(xué)習(xí)、工作環(huán)境做作保障.

1 因果圖和層次分析法的應(yīng)用原理與步驟

1.1 因果圖法

因果圖法[4]反映了問題與其影響因素之間的關(guān)系.其步驟為：①選擇待解決的問題,并將其標(biāo)在魚骨上；②召集專家找出初選問題的原因并其討論,畫出魚骨并寫出主要原因；③進(jìn)一步找出主要因素出現(xiàn)的原因,直到后面層次無法進(jìn)行為止,把相同問題分組并畫在魚骨上一一標(biāo)出；④整理并進(jìn)行討論分析.

1.2 層次分析法

層次分析法[5-7]是將定性分析與定量分析結(jié)合在一起的一種方法,有多目標(biāo)規(guī)劃方法,是一種最優(yōu)化技術(shù),將復(fù)雜的各個因素進(jìn)行分析,劃分出各因素相互聯(lián)系的一個有序?qū)哟?進(jìn)而形成多層次的結(jié)構(gòu)模型.

1.3 應(yīng)用流程

利用因果圖和層次分析法,可以快捷方便地找出解決問題的關(guān)鍵影響因素,具體流程為：①提出問題,確定目標(biāo)；②畫出因果圖；③將因果圖轉(zhuǎn)化為層次結(jié)構(gòu)模型圖；④利用權(quán)重值構(gòu)造判斷矩陣；⑤用Matlab計算出影響因素的權(quán)重和所有因素對總目標(biāo)的合成權(quán)重并排序；⑥確定影響事故發(fā)生的關(guān)鍵因素；⑦對關(guān)鍵因素加以預(yù)防.

2 應(yīng)用實例

對高校火災(zāi)事故進(jìn)行科學(xué)的診斷,確定優(yōu)先預(yù)防和控制的重點,通過有關(guān)專家的調(diào)查和研究[8-10],認(rèn)為導(dǎo)致高?；馂?zāi)事故的影響因素有以下幾個：消防安全水平、人員行為、建筑防火性能.具體研究步驟如下.

2.1 因果分析圖

高?；馂?zāi)事故因果分析如圖1所示.

2.2 建立層次結(jié)構(gòu)模Chong型

將高校火災(zāi)事故因果圖轉(zhuǎn)為層次結(jié)構(gòu)模型，如圖2所示.

2.3 構(gòu)造判斷矩陣

針對高?；馂?zāi)事故現(xiàn)狀,根據(jù)有關(guān)專家對各項指標(biāo)的權(quán)重加以判斷,運用層次分析模型進(jìn)行計算,采用1～9的比率產(chǎn)生兩兩元素直接的比較,構(gòu)造出判斷矩陣，如表1所示.

2.4 判斷矩陣一次性檢驗

表2 平均隨機一致性指標(biāo)

2.5 層次單排序

計算某層次因素相對于上層次中某因素的重要性,稱為層次單排序,即計算判斷矩陣的最大特征值及其特征向量,采用Matlab[11]進(jìn)行計算.

對于判斷矩陣A-B：W=(0.185 0.741 0.074)T，λmax=3.5，CI=0.25,RI=0.58,CR=0.431.

對于判斷矩陣B1-C:W=(0.058 0.207 0.735)T，λmax=3.117，CI=0.059,RI=0.58,CR=0.102.

對于判斷矩陣B2-C:W=(0.136 0.519 0.049 0.297)T，λmax=5.049，CI=0.350,RI=0.9,CR=0.389.

對于判斷矩陣B3-C：W=(0.098 0.277 0.325 0.300)T，λmax=4.617，CI=0.206,RI=0.9,CR=0.229.

其中W為每個判斷矩陣相應(yīng)特征向量歸一化后的向量,所有的隨機一致性比率都是具有滿意的一致性.

表3 層次排序結(jié)果

2.6 層次總排序

層次總排序結(jié)果如表3所示.

2.7 結(jié)果分析

由分析結(jié)果知,導(dǎo)致高校火災(zāi)事故的主要原因由消防設(shè)施配備與完好率C11,用火用電安全管理C12,消防教育與應(yīng)急演練C13,使用違規(guī)電器C21,吸煙不慎C22,使用明火C23,未及時拔下插頭C24,耐火等級C31,建筑年限C32,居住人口密度C33,裝修材料防火性能C34.其重要性大小排序為：C22、C24、C13、C21、C12、C23、C33、C34、C32、C11、C31.其中人員行為是影響高校火災(zāi)事故的最主要因素,其權(quán)重之和0.741 8超過了總數(shù)的一半.其中吸煙不慎和為及時拔下插頭是導(dǎo)致火災(zāi)事故的主要因素,所以在各大高校應(yīng)該大力宣傳防火知識,加強校園環(huán)境安全的教育,勸導(dǎo)師生校園內(nèi)禁煙且不使用大功率電器,用電之后記得及時拔下插頭以免造成不必要的火災(zāi)事故.

3 結(jié)論

由于層次分析法屬于定量分析,且只能從已知的問題中發(fā)現(xiàn)主要原因,不能發(fā)現(xiàn)新的原因,然而通過與因果圖相結(jié)合,使得層次分析結(jié)構(gòu)模型更加完整.本文從消防安全水平、人員行為、建筑防火性能三個方面著手畫出了高?；馂?zāi)事故發(fā)生的高頻率因素的因果圖,再將其轉(zhuǎn)換為層次結(jié)構(gòu)模型圖,最后利用Matlab軟件可以極大簡化層次分析中的運算過程,提高運算效率,能較好的解決多目標(biāo),多因素的實際問題.

[1] 梁艷,胡新民.因果圖和層次分析法在沙漠交通事故成因分析中的應(yīng)用[J].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2010,33(1):83-87.

[2] 景國勛,張悅.火災(zāi)事故致因的多因素灰色關(guān)聯(lián)分析[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2009,19(3):93-97.

[3] 王艷輝,晉君,李曼.基于三角模糊因果圖的軌道交通火災(zāi)事故分析[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2013,23(11):22-26

[4] 周榮義,黎忠文,彭偉.因果圖和層次分析法在事故預(yù)防中的應(yīng)用研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2007,17(9):114-118.

[5] 黃顯勇,毛明海.運用層次分析法對運行車輛的影響及對策[J].浙江大學(xué)學(xué)報,2001,28(3):327-333.

[6] 胡運權(quán).運籌學(xué)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2003.

[7] 邵祖峰.用魚骨圖與層次分析法結(jié)合進(jìn)行道路交通安全診斷[J].中國人民公安大學(xué)學(xué)報,2003,9(6):44-47.

[8] 王冬冬.學(xué)生宿舍火災(zāi)風(fēng)險評估[J].江西化工,2016(2):116-119.

[9] 朱彤,傅貴,張?zhí)K.高校火災(zāi)事故行為原因分析及預(yù)防[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2014,40(3):33-35．

[10] 李飛,肖洋.從高?；馂?zāi)事故看校園消防安全管理[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊,2009(10):87-89．

[11] 胡明甫.AHP層次分析法及Matlab的應(yīng)用研究[J].鋼鐵技術(shù),2004(2):43-46.

責(zé)任編輯：高 山

Application of Causality Diagram and Analytic Hierarchy Process in Analysis of Fire Accidents in Colleges and Universities

XIAO Xinying

(School of Mathematics, Chongqing Normal University,Chongqing 401331,China)

Fire accident is one of the most dangerous accidents in colleges and universities. The paper analyzes the causes of fire in colleges and universities and draws the causality diagram. And then the causality diagram is turned into a hierarchical structure diagram, and finally the Matlab software is used to obtain the weight of various factors, that is, the various factors that lead to the degree of fire accidents in colleges and universities to determine the key factors affecting the fire accidents as the key to prevent fire accidents in colleges and universities. The results show that inadvertent smoking and untimely removal of the plug are the key to fire accidents.

causality diagram;colleges and universities;hierarchical analysis; fire accident

2016-10-16.

肖欣瑩(1992-)，女(滿族),碩士生，主要從事概率論與數(shù)理統(tǒng)計的研究.

1008-8423(2017)02-0159-03

10.13501/j.cnki.42-1569/n.2017.06.011

O223

A