北京市火災風險綜合評估指標體系研究（WORD檔）

1、北京市火災風險綜合評估指標體系研究摘要：針對北京市火災的特點，通過對北京市1995-2004年的火災統(tǒng)計資料的分析，結(jié)合我國火災分類分級及前人的研究成果，建立了北京市火災風險的多層次評估因素集。運用模糊數(shù)學的理論和方法，建立了火災綜合評估指標特征值、隸屬函數(shù)及權(quán)重的確定方法。根據(jù)模糊綜合評價原理提出了北京市火災風險的模糊綜合評估模型，并應用此模型進行了實例分析。通過所建立的綜合評估指標體系，可以在消防管理中實現(xiàn)管理重點更加突出、力量部署更為合理、資源分配趨于最優(yōu)，對北京市綜合減災目標的實現(xiàn)，具有重要的參考意義。關鍵詞：城市火災；指標體系；火災風險；綜合評估；模糊集值統(tǒng)計1 引言隨著科學技術的進

2、步和社會經(jīng)濟的發(fā)展，北京市城市化進程不斷加快，城市規(guī)模不斷擴大，隨之而來的是城市人口數(shù)量眾多、高層建筑林立、地下空間縱橫交錯、交通車輛密布、燃氣管線密集等，使得傳統(tǒng)性和非傳統(tǒng)性火災因素增加，主要表現(xiàn)在面積擴大化、建筑多樣化、功能多元化、結(jié)構(gòu)復雜化的發(fā)展態(tài)勢，這使得火災現(xiàn)象也越來越復雜和多樣化，這些因素決定了城市的火災風險將不斷增大，城市發(fā)生重大火災事故的風險迅速增加，事故的危害性成倍增大，對城市經(jīng)濟與社會可持續(xù)發(fā)展的影響越來越強。特別是一些特大火災事故的發(fā)生，不僅給人民的生命財產(chǎn)造成巨大損失，而且給經(jīng)濟建設和社會穩(wěn)定造成嚴重危害。自19962004年十年間，北京市共發(fā)生重特大火災51起，死亡1

3、13人，受傷119人，直接經(jīng)濟損失1.7億多元。其中影響最大的幾起火災有：1997年6月27日，北京東方化工廠發(fā)生罐區(qū)大火，造成8人死亡、40人受傷，直接財產(chǎn)損失1.17億余元；2002年6月16日，海淀區(qū)“藍極速”網(wǎng)吧火災，造成25人死亡（其中15名為在校大學生）；2004年6月9日，京民大廈火災，造成11人死亡，37人受傷。嚴峻的火災形勢表明，火災是北京城市安全面臨的經(jīng)常性的威脅之一。每一次重特大火災事故的發(fā)生，都在造成大量人員傷亡和巨大經(jīng)濟損失的同時，給社會產(chǎn)生強烈的沖擊。北京作為首都，是全國的首善之區(qū)，特別是2008奧運會將在北京舉行，北京的消防安全，將成為實現(xiàn)“平安奧運”目標的重要一

4、環(huán)。而從城市的綜合利益和長遠利益出發(fā)，同步提高城市的安全度是城市可持續(xù)發(fā)展和構(gòu)建和諧社會的一個重要保證。但是，受多種因素的影響和制約，當前北京市城市公共消防設施和消防安全軟環(huán)境建設還存在一定的差距，在消防站、消防水源和消防車道、消防力量、企事業(yè)單位消防安全責任、市民消防安全意識方面還有待于增強。要確保首都城市建設、經(jīng)濟發(fā)展和人民生命財產(chǎn)的安全，構(gòu)建社會主義和諧社會首善之區(qū)營造安全穩(wěn)定的消防環(huán)境，確保2008年奧運會的順利召開，實現(xiàn)首都消防事業(yè)在“十一五”期間的健康發(fā)展，使北京市火災的防治工作將面臨更多的困難和挑戰(zhàn)。城市火災風險評價對于科學規(guī)劃消防設施建設、優(yōu)化消防力量配備、指導日常消防安全檢查

5、、提高消防指揮的科學性和有效性、減少火災損失、促進城市社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義，它是解決諸多難題和挑戰(zhàn)的有效途徑之一。為了提高城市消防安全度，我國許多專家學者和研究人員已經(jīng)在城市（區(qū)域）火災風險評估研究方面做了許多有益的研究探索1-4，但是在城市整體火災風險評估方面，還沒有充分反映出社會經(jīng)濟發(fā)展對火災的影響，因此有必要在北京市開展城市火災風險評估的研究。2 模糊綜合評判作為火災科學的研究對象，火災發(fā)生、發(fā)展和防治所遵循的規(guī)律有著不同于一般技術科學的特點，它既不具有完全的確定性，又不是完全隨機的，而是兼有確定性和隨機性的雙重特性，不僅火災的發(fā)生如此，火災蔓延及其所造成的損失也同樣如此5。要使

6、評估結(jié)果較為可靠地反映出城市火災風險的狀況，就必須解決由影響因素的不確定而導致評估過程中產(chǎn)生的模糊性。模糊綜合評判法是近幾年來應用較為廣泛的一種安全評價方法，其主要原理是在對風險性進行詳細分析的基礎上，運用模糊數(shù)學的理論與方法，將由于人們的認知和因素本身之中存在的不確定性進行模糊化處理，從而較為直觀地反映各種因素在風險評估中的作用。采用模糊評判法要以較為完善地解決評估過程中存在的不確定性。模糊綜合評價方法可分為幾個步驟：（1）根據(jù)具體的待評價系統(tǒng)，確定影響系統(tǒng)安全的影響因素，并在基礎上建立系統(tǒng)評價的指標集；（2）確定各指標的無量綱特征值和各指標相對于上一級指標的權(quán)重；（3）選擇綜合評價模型，模

7、糊綜合評價中使用較多的為加權(quán)平均模型，即：，其中為各指標的權(quán)重，且，為各指標的無量綱特征值對系統(tǒng)進行綜合評價，根據(jù)評價指標集層次，逐級求和，最后得出評價結(jié)果。由于模糊綜合評價法體現(xiàn)了系統(tǒng)安全狀態(tài)的模糊性的客觀事實，使得評價中的數(shù)據(jù)易于測取，因此在實踐中得到了廣泛的應用6-9。本文在對北京市火災統(tǒng)計資料進行分析的基礎上，結(jié)合前人的研究成果，根據(jù)安全系統(tǒng)工程學的原理，采用模糊綜合評判法，建立了北京市火災風險綜合評估指標體系。3 綜合評估指標因素集的構(gòu)建由于影響火災的因素非常復雜，既有火災本身的自然規(guī)律，又有經(jīng)濟社會的發(fā)展不斷發(fā)生變化的影響。評估指標體系的構(gòu)建，就是最大限度地確定這些影響因素，以及綜

8、合考慮各種影響因素以及各種影響因素之間的相互作用。因此說，構(gòu)建北京市火災風險評估指標體系或確定火災風險影響因素是風險評估的首要工作。風險評估的核心問題是建立評估指標體系問題，評估指標體系的構(gòu)建是否科學、合理，直接關系到評估的信度和效度。由于認知上的差異，不同的人所建立的評估指標體系會有所差別，而且隨著時間的推移和人們對于有關問題認識的不斷深化而發(fā)生變化。根據(jù)現(xiàn)行火災統(tǒng)計規(guī)定，按發(fā)生原因可將火災類別分為放火、電氣、違章操作、用火不慎、吸煙、玩火、自燃、雷擊、不明、其它。按照我國火災等級劃分，可分為重大火災、特大火災以及一般火災。本文在上述火災分類和分級基礎上，通過對1995-2004年間北京市消

9、防局的火災統(tǒng)計資料進行的統(tǒng)計分析（限于篇幅此處不作詳細介紹），根據(jù)北京市火災的主要影響因素，忽略次要因素，結(jié)合前人在城市火災風險評估方面的研究成果，通過對火災災情、火災危險程度、風險抵御能力三方面的分析，構(gòu)建了如圖1、圖2、圖3、圖4所示的火災風險綜合評估指標因素集。圖1火災風險評估指標因素集圖1火災災情評估因素集圖2火災危險程度指標因素集圖3風險抵御能力指標因素集4 綜合評估等級劃分火災風險綜合評估采用定量指標與定性指標相結(jié)合的方法，考慮到定性指標存在一定的模糊性，因此，其等級劃分采用等級制，將火災風險劃分為5個等級，如表1所示。表1火災風險等級等級 級 級 級 級 級說明安全較安全一般安全

10、較危險危險評分范圍0.85，1.000.65，0.85）0.45，0.65）0.25，0.45）0.00，0.25）5 評估指標參數(shù)的處理5.1 特征值確定在所建立的綜合評估指標體系中，有些屬于定量指標，有些屬于定性指標。對于定量指標，可以直接使用指標作為特征值。但是對于定性指標來說，為了使其更好地參與評估，提高評估過程的直觀性，需要對其進行定量化處理。定性指標特征值的確定可以對頂上指標最有利于自然發(fā)火時的值為1，最不利時為0，確定一個評價范圍0, 1，然后采用專家打分，經(jīng)集值統(tǒng)計10就可以求得各定性指標的無量綱特征值。設評估指標體系的某一子指標體系，其危險評估指標有個，它所構(gòu)成的集合為；參與

11、確定指標特征值的相關專家有個，其集合為。對于指標，專家依據(jù)評估標準對該指標有關情況的了解給出一個特征值區(qū)間，由此構(gòu)成一集值統(tǒng)計系列：。則評價指標的特征值可按下式進行計算，即 (1)式中5.2 特征值無量綱處理評價指標確定后，通過查找統(tǒng)計資料或推導計算確定指標的屬性值。但由于各指標的含義不同，造成各指標的量綱各異，因此，即使各指標都定量化了，也不能夠直接進行計算。必須對指標進行標準化(無量綱化)處理，統(tǒng)一變化到0,1范圍?？梢圆捎靡韵聝蓚€公式進行無量綱化:1、成本型指標無量綱化的標準函數(shù)（2）2、效益型指標無量綱化的標準函數(shù)（3）5.3 權(quán)重的確定權(quán)重的處理同樣可以采用集值統(tǒng)計方法通過式（1）來

12、確定，在得到指標權(quán)重均值后，再對其進行規(guī)一化，可得指標的權(quán)重，即： （4）則權(quán)重向量為6 多級模糊綜合評估模型由于評估因素體系是多層次結(jié)構(gòu)，因此宜采用多級綜合評判模型進行評估。設因素集，評估集，把因素集按某些屬性分成幾類，此時每一類中因素的個數(shù)相對較少，這樣就可以先就每一類中的因素進行評價，然后再就評估結(jié)果進行類之間的高層次綜合評估。如將因素集劃分成個子集，即，其中且，于是得到第二級因素集合。若中含有個因素，則就每個中的個因素進行模糊綜合評估。假定評估集，對應的因素權(quán)重集，且，評估結(jié)果，。把每一個作為一個因素類，把作為的單因素評估，設的因素類權(quán)重集，且，則模糊綜合評估結(jié)果為（5）其中，算子“”

13、可取（）或（）。7 應用示例以北京市2004年的火災情況為例，對本文所建立的火災風險評估指標體系進行實例分析。6.1 確定指標隸屬度及權(quán)重實例所需的定量指標來源，主要是根據(jù)北京市消防局2004年的火災統(tǒng)計資料和北京市統(tǒng)計局發(fā)布的2004年統(tǒng)計年鑒。對于統(tǒng)計資料無法提供的其他定量指標，參考了互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布的一些數(shù)據(jù)。獲得各評價指標的特征值之后，采用公式（1）和（2）進行無量綱化處理，獲得各指標的隸屬度。由于篇幅關系，未詳細說明特征值無量綱化處理的過程。定性指標及權(quán)重通過專家給定一個評分范圍，使用公式（1）分別獲得。由于這些信息可能不一定準確，因此，該評價結(jié)果可能與實際情況會有所出入。6.2 綜合評

14、估結(jié)果應用公式（5）綜合模糊評估方法逐級進行計算，對北京市火災風險進行綜合評估，得到綜合評估的結(jié)果為0.775。根據(jù)所建立的火災風險等級（表2），可以確定北京市2004年的火災風險處于第II級，屬于較安全，與北京市火災預防的狀況基本一致。8 結(jié)論1、根據(jù)國內(nèi)外消防安全、社會經(jīng)濟發(fā)展狀況，結(jié)合國內(nèi)城市火災風險評估相關研究成果和北京市19952004火災統(tǒng)計資料的分析結(jié)果，從火災災情、火災危險程度和風險抵御能力三個主要方面，逐級進行細分提出了北京市火災風險綜合評估指標體系。2、根據(jù)火災風險評估過程中存在影響因素的不確定性和人的認知上的差異，應用模糊數(shù)學的原理和集值統(tǒng)計法，建立了模糊綜合評判的數(shù)學模

15、型，可以較好地消除由于因素的不確定和人的認知差異對評估結(jié)果造成的不利影響。3、研究實例表明，應用此模型能夠較好地對北京市火災風險進行綜合評估。建立的綜合指標體系不僅考慮了北京市社會經(jīng)濟發(fā)展對火災的影響，還考慮到北京與國內(nèi)外社會經(jīng)濟的發(fā)展狀況，使評估結(jié)果更具有可比性，可以更好地為相關部門的消防安全決策提供參考。4、通過選取不同區(qū)域的參數(shù)進行綜合評估，可以對各區(qū)域的消防管理績效進行考核，實現(xiàn)消防管理重點更加突出、力量部署更為合理、資源分配趨于最優(yōu)的目標。此外，該模型還可為其他城市的火災風險綜合評估提供參考。5、模型中所使用的一些指標，是進行城市火災風險評估的基本要素，但是相關統(tǒng)計資料中沒有相關的指

16、標。因此，在實際應用時，需要進行專門的分析，以便獲得更為準確的數(shù)據(jù)，從而提高評估結(jié)果的可靠性。9 參考文獻1 易立新，吳立志. 城市火災風險評價的數(shù)學模型J. 中國安全科學學報，2000.42 李引擎主編，建筑防火工程M.北京：化學工業(yè)出版社，2004.53 景絨，吳立志等.城市居住區(qū)火災風險評價J.消防技術與產(chǎn)品信息，2005.2：5-84 李杰等.城市火災危險性分析J.自然災害學報. 1995.2：99-103.5 范維澄，孫金華，陸守香等. 火災風險評估方法學M. 北京：科學出版社20046 田玉敏，劉茂. 高層建筑火災風險的概率模糊綜合評價方法J .中國安全科學學報，2004.9：99

17、-1037 李華軍，梅寧，程曉舫. 城市火災危險性模糊綜合評價J. 火災科學. 1995.3：44-50.8 劉鐵民，張興凱等. 安全評價方法應用指南M. 北京：化學工業(yè)出版社，20059 李洪興，汪群，段欽治等，工程模糊數(shù)學方法及應用M，天津：天津科學技術出版社，199310 王志亮，吳兵，邢書仁等. 模糊集值統(tǒng)計法在煤礦安全評價指標權(quán)值中的應用J. 中國安全科學學報，2004.1：71-73A Study on Urban Fire Risk Assessment System for BeijingCityAbstract: Depending on the analysis on th

18、e fire statistics of Beijing City from 1995 to 2004, and combined with Chinas fire disaster classification and grading system, and the predecessors research achievements, a multi-step factor sets for the purpose of fire risk assessment was established, and the measures for determining eigenvalues, membership functions, and factor weights werealso established by using the principle