基于模糊层次分析法的微型消防站效能评估

张和旸子，李 强，张军乐

(1.中国人民警察大学，河北 廊坊 065000； 2.肇庆市消防救援支队，广东 肇庆 526000)

0 引言

近年来，微型消防站作为社会化消防布局的创新模式，已在各个城市铺开，形成了星罗密布的立体化防控体系，对于补充城市消防力量，提高城市防御能力发挥着极其重要的作用。学者们对微型消防站效能评估的研究主要集中在对其灭火救援能力的评估，如朱均煜采用层次分析法对微型消防站的灭火救援能力进行评估[1]；王思文利用模糊层次分析法对微型消防站的灭火战斗能力进行评估。本文在前人的基础上，采用模糊层次分析法和模糊综合评判法对微型消防站的整体效能进行评估，对于提升微型消防站的整体效能具有一定意义。

1 微型消防站效能指标体系构建及权重确定

1.1 微型消防站效能指标体系的建立

微型消防站是以消防安全重点单位、居民社区服务中心等单位为基础建立的，旨在快速响应本单位的突发险情，有效控制或扑救初期火灾，以有效保障生命财产安全，对于“救小救早”和遏制“小火亡人”事故发挥着不可替代的作用。

本文采用专家评估法，从众多影响因素中选取消防宣传教育能力、消防安全巡查能力、消防灭火救援能力3个方面的影响因素，构建评估指标体系，如表1所示。

表1 微型消防站效能评估指标体系

1.2 应用模糊层次分析法确定权重

在模糊互补判断矩阵构造上，邀请消防领域专家，对同层因素进行两两重要性判断比较。模糊判断矩阵各个元素值表示某个指标相对另一个指标的重要程度，常用1～9标度法难于构造一致性矩阵，且排序结果与人的实际思维差距较大，故而本文采用能更好地反映专家真实判断的0.1～0.9标度法[2]，其基本含义如表2所示。

在对实际问题进行专家评估打分时，实际分数一般来说都不是一个精确的数值，而是一个模糊的范围或区间，因此我们引入三角模糊数(l,m,u)的概念，用“在m左右”来表示评判分数，对于适应专家打分的模糊性，提高决策的科学性具有重要意义[3]。

对于三角模糊数(l,m,u)，l表示下限值，u表示

表2 元素重要性对比标度法

上限值，m表示中值，u与l的差值即u-l代表模糊程度，其值越大，模糊程度越高；其值越小，模糊程度越低。当l=m=u时，三角模糊数退化为实数。

对准则层和指标层的因素，通过专家进行两两重要性比较构造的三角模糊数互补判断矩阵如下：

根据构造的三角模糊判断矩阵，利用式(1)将其转化为计算概率矩阵B：

将三角模糊判断矩阵按照式(2)转化为模糊评判矩阵S(其中，eij=uij-lij)：

(2)

将概率矩阵和模糊评判矩阵按照式(3)转化为调整判断矩阵T：

显然，调整判断矩阵并不是模糊互补判断矩阵，应按照式(4)将其转化为模糊互补判断矩阵r：

通过构造模糊判断矩阵的可达矩阵K，对上述模糊判断矩阵进行一致性检验：

当可达矩阵的对角线上不存在值为1的元素时，即为一致性检验通过[4]。

由4组可达矩阵可知，4个矩阵均通过了一致性检验。在通过检验的模糊判断矩阵基础上，采用隋明刚等[5]提出的矩阵权重计算公式(5)，计算准则层相对于决策层及指标层相对于准则层的权重W：

(5)

W=(0.19 0.33 0.48)

W1=(0.30 0.19 0.27 0.24)

W2=(0.27 0.31 0.19 0.23)

W3=(0.24 0.36 0.15 0.25)

2 评估应用实例

根据该评估指标体系，本文选取某市一重点单位微型消防站。为确定该微型消防站的实际效能，邀请4名专家对该微型消防站进行效能专项打分。根据各指标在集合中的隶属度建立模糊综合评估矩阵。关于4类指标的打分结果如表3所示。

表3 微型消防站效能评估指标专家打分一览表

本文中设定的评估集V中4个等级v1(优)、v2(良)、v3(中)和v4(差)的对应分数设定值分别为90,80,70,60。这样，可以得到以下隶属函数：

(6)

(7)

(8)

(9)

利用隶属度函数可以计算出二级指标的隶属向量，进而得到一级指标的隶属度[6]。以二级指标A11为例，邀请的4位专家打分得到的分值分别为88分、83分、82分、85分。根据公式[7]计算得：

uv1(A11)=1/4[uv1(88)+uv1(83)

+uv1(82)+uv1(85)]=0.45

uv2(A11)=1/4[uv2(88)+uv2(83)

+uv2(82)+uv2(85)]=0.55

uv3(A11)=1/4[uv3(88)+uv3(83)

+uv3(82)+uv3(85)]=0

uv4(A11)=1/4[uv4(88)+uv4(83)

+uv4(82)+uv4(85)]=0

可得指标A11隶属向量为(0.45 0.55 0 0)。同理，计算可得出指标A12、A13、A14的隶属向量分别为(0.28 0.72 0 0)、(0 0.50 0.50 0)、(0 0.52 0.48 0)，因此可以得出一级指标A1的效能判断矩阵R1为：

则一级指标A1的隶属度B1为：

同理可求A2与A3的隶属度，即B2、B3分别为：

则微型消防站效能的评估矩阵R为：

微型消防站效能评估的隶属度B为：

B=WR=(0.10 0.47 0.38 0.06)

根据最大隶属度原则[8]，可以判断出该微型消防站效能评估结果为“良”。

3 结论

3.1 分析了微型消防站效能的三类关键效能——消防宣传教育功能、消防安全巡查功能、消防灭火救援功能在微型消防站效能发挥中的影响，利用模糊层次分析法构建了微型消防站综合效能评估模型，并根据计算出的微型消防站效能评估的隶属度，确定微型消防站效能高低。

3.2 利用构建的模型给出一个微型消防站的分析评估实例，得出了评估等级，即该微型消防站处于良好水平。同时有针对性地提出以下改进方案：通过对该微型消防站综合效能的评估，发现该微型消防站的宣传设施、制度及巡查制度相对健全，但还存在战术战法训练水平较弱、消防宣传长效机制存在不足及装备器材配备不全面的问题。因此，在未来的建设发展中要加强该微型消防站的灭火救援能力及消防宣传能力建设，尤其是应加强装备数量和装备质量，保证装备充足可用，加强消防员业务训练工作，提高战斗力。

本文评估指标体系是按照微型消防站建设标准和现实工作需求建立的，评估过程科学严谨，评估结果符合实际，可为未来微型消防站建设和发展提供有效的评判依据和理论参考。