基于AHP-FCE模型的娛樂場所消防安全評價

趙釗穎 田水承

摘 要：為了預(yù)防和遏制娛樂場所消防事故的發(fā)生，本文以W娛樂場所為具體研究對象，建立包括建筑結(jié)構(gòu)和布局、著火源、消防管理、消防設(shè)施、安全疏散等指標(biāo)的消防安全評價指標(biāo)體系。采用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，借助Matlab軟件和Yaahp 12.1軟件處理數(shù)據(jù)，構(gòu)建基于模糊綜合評價法的娛樂場所消防安全評價模型。結(jié)果表明：W娛樂場所消防管理方面的消防安全等級為“不安全”，建筑結(jié)構(gòu)和布局、著火源、消防設(shè)施、安全疏散等方面的消防安全等級為“比較安全”;綜合每項指標(biāo)的評價結(jié)果，該娛樂場所的消防安全等級為“比較安全”。

關(guān)鍵詞：消防安全;火災(zāi);層次分析法;模糊綜合評價法;安全評價

中圖分類號：X 956 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? 文章編號：1672 - 7312（2022）01 - 0122 - 05Entertainment Venues Fire Safety Evaluation

Abstract：In order to prevent and halt the occurrence of fire accidents in entertainment venues，this article takes W entertainment venue as the specific research object，and establishes a fire safety evaluation index system including building structure and layout，ignition source，fire management，fire fighting facilities，and safe evacuation.The analytic hierarchy process is used to obtain index weights，Matlab and Yaahp 12.1 software is used to process date，a fire safety evaluation model based on fuzzy comprehensive evaluation is constructed.The results show that the fire safety level of fire management is “unsafe”，and the fire safety level of the building structure and layout，ignition source，fire fighting facilities，safe evacuation，etc.is “relatively safe”.Based on the evaluation results of each index，the fire safety level of the entertainment venue is “relatively safe”.

Key words：fire safety;fire accidents;analytic hierarchy process;fuzzy comprehensive evaluation;safety evaluation

0 引言

娛樂場所人員聚集程度高，建筑方式獨特，易發(fā)生火災(zāi)等突發(fā)事故，最主要的傷害是造成建筑中的人員傷亡[1]。進(jìn)行消防安全評價研究，能有效預(yù)防娛樂場所火災(zāi)的發(fā)生，減少傷亡損害。

相關(guān)專家從不同角度對人員聚集場所進(jìn)行了消防安全評價研究。趙祎（2006）將現(xiàn)代計算機(jī)模擬軟件BuildingEXODUS與MLS評價方法相結(jié)合，進(jìn)行消防安全評價[2]?？茺惼剑?008）、楊柳（2011）、劉思南等（2018）運用模糊綜合評價法、層次分析法結(jié)合的方式，構(gòu)建消防安全評價模型[3 - 5]。AKNAIT（2011）定義、比較、分析了應(yīng)用火災(zāi)風(fēng)險指數(shù)法和火災(zāi)風(fēng)險評估的消防安全評價方法[6]。孫多嬌等（2010）基于灰色關(guān)聯(lián)分析法和模糊綜合評價法，構(gòu)建了消防安全評價模型[7]。于立東（2012）引入模糊積分，進(jìn)行公共娛樂場所的消防安全評價[8]。CHEN、ZHUANG等（2013）運用火災(zāi)危險動態(tài)管理和消防控制技術(shù)進(jìn)行消防安全評價[9]。SANNI（2015）利用疏散模擬工具EVACNET4建模，并結(jié)合實際案例進(jìn)行消防安全評價[10]。JIANG等（2015）設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)和參數(shù)火災(zāi)兩種場景，對某中心大廈火災(zāi)時的性能進(jìn)行了獨立的消防安全評價[11]。CHEN等（2018）借助計算機(jī)程序簡化火災(zāi)分析模型和結(jié)構(gòu)有限元分析模型，構(gòu)建消防安全評價的結(jié)構(gòu)模型[12]。RONCHI（2019）通過相關(guān)火災(zāi)風(fēng)險情景的模擬優(yōu)化，進(jìn)行了消防安全評價[13]。

本文以W娛樂場所為研究對象，運用層次分析法和模糊綜合評價法進(jìn)行消防安全評價，以進(jìn)一步減少和預(yù)防該類消防事故的發(fā)生。

1 影響因素與評價方法選取

1.1 火災(zāi)趨勢分析

在自然狀態(tài)下，火災(zāi)的發(fā)展過程包括初起、發(fā)展、猛烈、下降和熄滅5個階段[14]。本文通過前期對火災(zāi)案例的調(diào)研，再結(jié)合娛樂場所具有人員密集、疏散困難、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點，將娛樂場所的火災(zāi)趨勢劃分為3個階段。

1）起火階段。娛樂場所人員密集，場所復(fù)雜，如果消防管理不善，工作人員或者消費人員處于不安全狀態(tài)時，可能會導(dǎo)致娛樂場所內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)的可燃物接觸到著火源，產(chǎn)生起火。

2）火災(zāi)初期增長及發(fā)展蔓延階段。在起火初期，場所內(nèi)的自動滅火系統(tǒng)或者場所內(nèi)的消防栓可能因為某種原因未能成功滅火;火災(zāi)蔓延后，非專業(yè)人員不能有效控制，消防人員因為某種原因未能及時到達(dá)或滅火失敗，造成火災(zāi)充分發(fā)展。

3）火災(zāi)失控及人員疏散撤離階段?；馂?zāi)充分蔓延甚至造成失控，主要是由于防火措施不合理或者場所內(nèi)排煙能力出現(xiàn)問題導(dǎo)致的，當(dāng)安全疏散系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，也會加大整個場所內(nèi)人員疏散的困難度。

1.2 影響因素確定

根據(jù)以上火災(zāi)趨勢3個階段的分析，可以得出影響娛樂場所火災(zāi)發(fā)生的因素。

起火階段，娛樂場所火災(zāi)的影響因素包括：場所內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)、著火源、消防管理三方面。其中建筑結(jié)構(gòu)的具體影響因素有防火間距、平面布局、耐火等級3個;著火源的具體影響因素有火災(zāi)荷載、裝修材料燃燒等級、電氣設(shè)備及線路布置3個;消防管理的具體影響因素有消防宣傳力度、工作人員消防意識、其他人員消防素質(zhì)3個。

火災(zāi)初期增長及發(fā)展蔓延階段，娛樂場所火災(zāi)的影響因素包括：初期的自動滅火系統(tǒng)、場所內(nèi)消防栓滅火、消防隊滅火三方面。其中初期自動滅火系統(tǒng)的具體影響因素有火災(zāi)探測報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)2個;消防栓滅火的具體影響因素有消防給水系統(tǒng)、消防器材配置2個;消防隊滅火的具體影響因素有場所外消防栓及水源、消防車道2個。

火災(zāi)失控及人員疏散撤離階段，娛樂場所火災(zāi)的影響因素包括：防火措施、場所內(nèi)排煙能力、安全疏散系統(tǒng)三方面。其中防火措施的具體影響因素有防火分區(qū)、防火卷簾2個;排煙能力的具體影響因素有防排煙系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)2個;安全疏散系統(tǒng)的具體影響因素有安全出口、疏散通道、誘導(dǎo)疏散設(shè)施3個。

1.3 評價方法選取

我國對娛樂場所的火災(zāi)評價方法有很多，例如事故樹分析、F&EI分析[15]、模糊數(shù)學(xué)評價法等，有的是定性角度，有的是定量角度。而娛樂場所因其自身復(fù)雜的特點，造成火災(zāi)危險性受到多個因素影響，且危險程度不存在確定的數(shù)量界限[16]，同時作為人員密集場所，娛樂場所的人員范圍和人員活動也具有一定的模糊性。因此，使用模糊綜合評價法評價娛樂場所的消防安全比較合理。

2 安全評價模型

2.1 W娛樂場所安全評價指標(biāo)體系

W娛樂場所處于市區(qū)中心地帶，交通便利，不易發(fā)生擁堵。該場所始建于2008年，占地面積約1 000 m2，總設(shè)計面積約4 000 m2，獨立4層建筑設(shè)計，層高3 m，每層功能區(qū)交叉分布，結(jié)構(gòu)和裝飾也較為復(fù)雜，而且每層的公共通道均不同。

2.2 安全評價指標(biāo)體系

根據(jù)影響娛樂場所火災(zāi)發(fā)生的因素，再結(jié)合W娛樂場所的實際情況進(jìn)行判斷與篩選，將影響因素按照建筑結(jié)構(gòu)和布局、著火源、消防管理、消防設(shè)施、安全疏散劃分為5個子系統(tǒng)，得出W娛樂場所的消防安全評價指標(biāo)體系見表1。

如上，將W娛樂場所消防安全評價指標(biāo)體系總指標(biāo)劃分為5個一級指標(biāo)，19個二級指標(biāo)。

2.3 確定指標(biāo)權(quán)重

模糊綜合評價過程[17]通常采用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，具體過程如下。

2.3.1 建立判斷矩陣

經(jīng)過咨詢消防安全領(lǐng)域的專家與個人調(diào)研，再運用1～9標(biāo)度法，對W娛樂場所因素集中的每一層評價指標(biāo)進(jìn)行相對重要性的定性描述，并賦予相應(yīng)數(shù)值表示，分別建立關(guān)于U、U1、U2、U3、U4、U5的6個判斷矩陣，詳見表2～表7。

2.3.2 一致性檢測

如果判斷矩陣的一致性檢驗指標(biāo)CR<0.1，則證明矩陣數(shù)據(jù)有效，反之無效。

運用Matlab軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到W娛樂場所消防安全評價指標(biāo)U的一致性檢驗指標(biāo)CR為0.007，建筑結(jié)構(gòu)和布局U1的一致性檢驗指標(biāo)CR為0.001，著火源U2的一致性檢驗指標(biāo)CR為0.005，消防管理U3的一致性檢驗指標(biāo)CR為0008，消防設(shè)施U4的一致性檢驗指標(biāo)CR為0007，安全疏散U5的一致性檢驗指標(biāo)CR為0015?？芍仃嘦、U1、U2、U3、U4、U5的CR值均小于0.1，滿足一致性。

2.3.3 計算指標(biāo)權(quán)重

利用Matlab軟件可以得到各個指標(biāo)權(quán)重，其中一級指標(biāo)U的權(quán)重值為：W={0.096，0.052，0482，0.185，0.185};二級指標(biāo)U1的權(quán)重值為：W1={0.186，0.532，0.097，0.186};二級指標(biāo)U2的權(quán)重值為：W2={0.276，0.128，0.595};二級指標(biāo)U3的權(quán)重值為：W3={0.297，0.540，0.163};二級指標(biāo)U4的權(quán)重值為：W4={0.182，0.442，0094，0182，0.050，0.050};二級指標(biāo)U5的權(quán)重值為：W5={0.122，0.558，0.320}。

2.4 建立模糊綜合評價矩陣

本文組織邀請了10位包括建筑防火、專職消防員、消防安全等方面的專家，對運用Yaahp 12.1建立的專家評判表進(jìn)行后果投票。建立評價集V={非常安全V1，安全V2，比較安全V3，不安全V4，非常不安全V5}。之后，對W娛樂場所內(nèi)的某個因素進(jìn)行評價，確定該因素對評價集的隸屬度，即單因素模糊評價。為了能夠有效反應(yīng)所有評價指標(biāo)對消防安全的影響，需要在單因素模糊評價的基礎(chǔ)上建立模糊綜合評價矩陣，見表8。

2.5 安全等級

評價集V1的加權(quán)值Si為95，系統(tǒng)安全綜合得分>90;評價集V2的加權(quán)值Si為80，系統(tǒng)安全綜合得分為80～90;評價集V3的加權(quán)值Si為65，系統(tǒng)安全綜合得分為60～79;評價集V4的加權(quán)值Si為45，系統(tǒng)安全綜合得分為40～59;評價集V5的加權(quán)值Si為30，系統(tǒng)安全綜合得分<40。

由加權(quán)值Si與隸屬向量B的乘積可以計算出安全總分函數(shù)：F（U1）=62.89，即U1的消防安全等級為V3;F（U2）=67.89，即U2的消防安全等級為V3;F（U3）=53.11，即U3的消防安全等級為V4;F（U4）=75.66，即U4的消防安全等級為V3;F（U5）=68.56，即U5的消防安全等級為V3;F（U）=61.75，即U的消防安全等級為V3。

3 評價結(jié)果及分析

3.1 評價結(jié)果

由上可知，W娛樂場所在消防管理方面的消防安全等級為“不安全”，建筑結(jié)構(gòu)和布局、著火源、消防設(shè)施、安全疏散等方面的消防安全等級為“比較安全”，綜合每項評價指標(biāo)，該娛樂場所的消防安全等級屬于“比較安全”。另外，由于該場所的消防宣傳力度不夠，工作人員的消防意識薄弱，且其他人員的消防素質(zhì)低下，使消防管理成為該場所風(fēng)險性最高的一方面。

3.2 評價分析

對W娛樂場所進(jìn)行消防安全評價，得出消防安全等級，可以有效促進(jìn)場所經(jīng)營中的本質(zhì)安全以及全過程安全，也會引導(dǎo)該場所的安全管理人員按照風(fēng)險性高低順序：消防管理、建筑結(jié)構(gòu)和布局、著火源、安全疏散、消防設(shè)施，去考慮風(fēng)險發(fā)展為事故的可能性和造成事故損失的嚴(yán)重程度，以便合理控制安全投入。

4 結(jié)論

本文基于層次分析法和模糊綜合評價法建立了娛樂場所消防安全評價，得到以下結(jié)論。

1）本文根據(jù)火災(zāi)案例調(diào)研與娛樂場所實際情況，將娛樂場所的火災(zāi)發(fā)展趨勢分為：起火階段、火災(zāi)初期增長及發(fā)展蔓延階段、火災(zāi)失控及人員疏散撤離等3個階段，并運用模糊綜合評價法（FCE）從建筑結(jié)構(gòu)和布局、著火源、消防管理、消防設(shè)施、安全疏散等5個方面構(gòu)建消防安全評價模型。

2）以W娛樂場所為例，運用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，同時借助Matlab軟件和Yaahp 12.1軟件處理數(shù)據(jù);建立單因素模糊評價矩陣和模糊綜合評價矩陣，不僅反映了單個因素對評價對象的影響，也反映了所有評價指標(biāo)對W娛樂場所消防安全的影響，一定程度上提高了評價結(jié)果的可靠性。

3）根據(jù)評價結(jié)果可知，W娛樂場所的消防安全等級為V3，說明消防安全等級屬于“比較安全”。消防管理評價指標(biāo)系統(tǒng)安全得分在40～59之間，安全等級是V4，屬于“不安全”;其他評價指標(biāo)系統(tǒng)安全得分均在60～79之間，安全等級是V3，屬于“比較安全”。因此，該場所尤為需要在消防管理方面進(jìn)一步改進(jìn)和提高。

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（責(zé)任編輯：韓 莉）