基于FAHP 的城市老旧小区消防安全风险评估

倪 凯，陈石灵

（上海市安全生产科学研究所，上海 200233）

0 引 言

城市老旧小区是火灾的高发地区，由于城市老旧小区的消防设施不完善，各类电器的使用增加，导致了火灾发生越来越频繁。随着我国城市化进程的加快，城市的人口也越来越集中，由于城市发展的阶段不同，很多城市都有大量的老旧小区，这些小区由于历史原因，消防设施、防火间距等都无法满足现有标准。大大增加了城市社区的安全隐患，使得预测和控制火灾的压力越来越大。依据有关数据统计，吸烟、电器及生活用火不慎是导致城市火灾发生的主要原因。特别需要指出的是，老旧小区居住人群以中老年人群为主，这类人群消防意识普遍比较薄弱，因此，老旧小区是城市消防安全的高风险区域。

消防风险评估的目的是对某一区域、场所、单位的消防安全状况分析，参照现行的消防法律、法规、规范，运用火灾安全工程学原理，对特定区域、场所、单位的现状开展定性或定量的评价分析，得到火灾风险的等级。针对老旧小区消防安全风险评估，王秋红等总结火灾发生的原因、规律和特点，应用专家打分法和模糊层次综合评价法得到相对状态特征值。郑中越基于层次分析法（AHP）和模糊综合评价法，确立了火灾风险指标，构建老旧社区火灾风险评估模型，对老旧社区火灾风险进行评估。王一智以高层建筑为研究对象，建立了基于模糊贝叶斯网络的风险评价模型。

模糊层次分析法（FAHP）方法是美国运筹学家T.L.Saaty 教授提出的一种定性与定量相结合的系统分析方法，其基本思想是通过利用模糊数学隶属度理论，在层次分析方法的基础上，对同一等级的因素进行模糊定量描述和运算对比，是一种定量和定性相结合的评价方法，该方法是在传统的层次分析法基础上，利用了模糊数学理论进行分析，很好地解决了层次分析过程主观性偏差。

本研究针对城市老旧小区火灾风险，考虑消防安全评估具有不确定性和模糊性，利用模糊层次分析法，通过选择老旧小区的风险评价指标体系，建立的两两比较模糊一致判断矩阵，采用Saaty1-9 标度法确定指标权重，开展城市老旧小区火灾风险评判，根据评判结果确定火灾的风险等级，为城市火灾风险分析研判提供科学的评估方法，从而提升城市火灾风险防范和消防安全管理水平。

1 模糊层次分析法

模糊层次分析法能较好地解决模糊的、难以量化的、非确定性的问题，又规避了AHP 法的一些不足。建立糊综合评判矩阵是进行FAHP 分析的基本前提条件，糊综合评判矩阵是由单因素评判向量构成的，建立判断矩阵要合理选择隶属函数，同时要考虑评判指标的属性。具体开展社区消防评价时，根据需要评估社区的实际情况，确定火灾风险指标体系，选择恰当的火灾风险评估模型来进行计算。

1.1 构建判断矩阵

一般情况下，被评价事物存在

n

个相关因素，我们可以建立相关因素的矩阵，记为

U

={

u

,

u

,…,

u

}，称之为因素集。对于每个因素，又有对应的评语来评价每个因素的不同程度，因此，如果有

m

个评语，可以记为

V

={

v

,

v

,…,

v

}，称之为判断集。进行单因素评判得

r

={

v

,

v

,…,

v

}，构造综合评判矩阵：

1.2 确定指标体系各层级权重

根据确定指标体系，需要进一步构建指标的两两比较判断矩阵，比较每个指标影响评价目标的程度，可以得到评估体系各相同层次要素的相对重要度排序。在排序的过程中，权重大小的确定有主观赋权和客观赋权方法，我们采用行业专家打分法。归一化处理后得到权重向量：

所得到的

W

={

w

,

w

,…,

w

}。

1.3 一致性检验

表1 一致性指标检验表

在表1 中，经过研究表明CI 小于或者等于0.01时，可以认为矩阵的一致性是可以接受的，对于CI 小于0.1 时，国内外学者的观点不尽相同，国内学者一般也认为其一致性是可以接受的。

1.4 模糊层次评价

单层综合评价模型为：

在实际评价工作中，很多评价指标可以进一步细分，每个评价指标都是由更低一层次的因素所决定，在进行判断时需要先对低一层次的因素进行分析，再评价高一层级的因素，最后得出评价结果。对于这样的多层次问题，可以采用多次评价的方法，把高层次的诸因素看作子问题，先对诸子问题分别进行综合评判，再对高一层级的因素进行评价，最后，再对总体进行综合评判，最终就可以得到需要评价的目标数值，从而得出评价结论。

2 实例分析

城市老旧社区火灾事故发生比较频繁，导致火灾的原因地区、人员、环境等因素都不相同，但总体分析主要原因是楼内电气线路设施老化、社区管理混乱、消防基础设施不足、居民消防意识薄弱等。对于老旧社区火灾事故致因因素，我们从火灾风险、消防能力、社区安全基础三个方面进行分析，针对每个指标进步细分三级指标，可以建立老旧小区消防风险指标体系如图1 所示。

图1 老旧小区消防风险指标体系

根据图1 所示，我们从城市老旧小区的火灾风险、消防能力、社区基础三个方面，建立3 个一级评价指标，15 个二级评价指标。火灾风险的指标要素为违规用电、线路老化、易燃易爆品；消防能力的指标要素为消防供水能力、火灾报警监控、消防站点分布、消防队伍及装备、社区消防器材配备；社区基础的指标要素为建筑密度、人口密度、气象条件、建筑材料耐火等级、消防应急通道、社区消防管理、居民消防素质。

根据评价指标的安全状态，可以建立评价集：

V

＝｛

v

,

v

,…,

v

｝，

m

是总的评价分级数。参考国内外通用评价分级，可以定义火灾风险评价集为：

V

＝｛安全，较安全，一般，不太安全，不安全｝。每个因素等级对于评价集的评价指标都有一定的影响，可由隶属度函数

R

表示。定义因素

u

对评价等级

v

的隶属度为

r

，则

u

的单因素评价集为

r

=(

r

,

r

,

r

)。对每个因素都进行评判，则可以构造从因素集U到评价集V的模糊关系矩阵

R

=(

r

),

i

=1,2,…,

m

;

j

=1,2,…,

n

。依据图1 的评价指标体系，确定各指标权重，所得判断矩阵见表2 至表5。

表2 A-B 的判断矩阵及对应权重向量W

表3 B1-C 的判断矩阵及对应权重向量W1

表4 B2-C 的判断矩阵及对应权重向量W2

表5 B3-C 的判断矩阵及对应权重向量W3

根据计算结果可以看出，各个判断矩阵的一致性比例CI ＜0.1，完全符合一致性的检验要求。依据专家成员对各个因素的评价情况，得到模糊评价判断矩阵：

则每个指标层的模糊集的

得到：

基于一阶评价的结果，进一步进行社区消防风险的目标层评价：

根据评价结果，按照最大隶属度原则，可以看出被评价社区的消防安全等级为较安全，说明被评价社区的火灾风险不高。

3 结 语

城市老旧小区火灾风险评价是一个科学过程，既需要评价人员定性的分析，又需要一些定量的数值计算，在评价过程中，根据不同的小区情况，风险指标体系也不相同，整个评价过程包括火灾风险因素的识别、确定评价指标、量化等级评定和科学决策预防等各个方面。本文利用模糊层次分析法对城市社区的火灾风险因素中的权重进行确定，可以克服传统层次分析法中存在的不足之处，对城市老旧小区火灾风险判定和消防安全管理有现实意义。