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(安徽理工大學(xué) 能源與安全學(xué)院，安徽 淮南 232001)

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大型商場(chǎng)火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法研究

任停停

(安徽理工大學(xué) 能源與安全學(xué)院，安徽 淮南 232001)

摘要：由于大型商場(chǎng)具有空間大、人員密集和可燃物多等特點(diǎn)，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，會(huì)造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，也會(huì)給城市帶來(lái)嚴(yán)重的形象危機(jī)。首先，應(yīng)用突變理論，借鑒模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)的確定方法確定因素的隸屬度值，通過(guò)突變歸一公式本身的內(nèi)在作用決定各自的權(quán)重，并進(jìn)行量化遞歸運(yùn)算，求出總突變隸屬函數(shù)值；然后，利用灰關(guān)聯(lián)分析法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)因素進(jìn)行排序并得出影響大型商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵因素；最后，將該評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于龍湖商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，得出其火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)水平并給出改進(jìn)措施。通過(guò)對(duì)龍湖商場(chǎng)的火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估結(jié)果可知，該評(píng)估模型有助于大型商場(chǎng)的火災(zāi)安全管理，可有效地預(yù)防大型商場(chǎng)火災(zāi)事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：大型商場(chǎng)；火災(zāi)；突變理論；綜合評(píng)價(jià)

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，大型商場(chǎng)已成為城市發(fā)展的一個(gè)標(biāo)志。但是，由于大型商場(chǎng)存在建筑結(jié)構(gòu)跨度較大、內(nèi)部布局復(fù)雜、影響因素較多、人流密度較大等特點(diǎn)，使得火災(zāi)成為影響大型商場(chǎng)安全的一個(gè)重大威脅[1]。2013年，我國(guó)共有火災(zāi)152 157起，造成1 028人死亡，575人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失21.78 億元，其中商場(chǎng)火災(zāi)占很大比例。因此, 對(duì)大型商場(chǎng)進(jìn)行火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估，有助于相關(guān)管理部門有針對(duì)性地制定防火安全措施，對(duì)于減少火災(zāi)中的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失有重大作用[2]。

本文結(jié)合突變理論與模糊數(shù)學(xué)[3-5]對(duì)大型商場(chǎng)火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)歸一公式對(duì)各指標(biāo)的重要性進(jìn)行量化，減少人為主觀性，有利于實(shí)際應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上采用灰關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)法得出火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)水平和影響火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵因素，最后將該方法應(yīng)用于龍湖商場(chǎng)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)水平評(píng)價(jià)中并給出改進(jìn)措施。

1基礎(chǔ)理論研究

突變理論是20世紀(jì)60年代后期發(fā)展起來(lái)的一門關(guān)于系統(tǒng)狀態(tài)變量的特征對(duì)控制變量的依從關(guān)系的新興學(xué)科[6]，主要研究某種系統(tǒng)或過(guò)程從一種穩(wěn)定態(tài)到另一種穩(wěn)定態(tài)躍變的不連續(xù)性。

(1)典型的突變?cè)u(píng)價(jià)模型。

典型的突變理論共有7種突變模型[7-8]，其中用到評(píng)價(jià)中的模型有尖點(diǎn)突變、燕尾突變和蝴蝶突變等，其突變特征如表1所示。

(2)歸一公式的導(dǎo)出方式。

突變理論中的歸一公式的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)理論中的奇點(diǎn)理論。在突變理論中，由勢(shì)函數(shù)f′(x)=0，可得到一個(gè)平衡曲面方程。通過(guò)二階導(dǎo)數(shù)f″(x)=0可得到該平衡曲面的奇點(diǎn)集，因此，突變現(xiàn)象又被稱為“不穩(wěn)定奇點(diǎn)”。由f′(x)=0和f″(x)=0可得到表示狀態(tài)變量與控制變量之間關(guān)系的分解形式的分歧方程。由分歧方程可導(dǎo)出歸一公式,該公式將系統(tǒng)內(nèi)部各控制變量不同的質(zhì)態(tài)歸化為可比較的同一種質(zhì)態(tài)。利用歸一公式,可求出表征系統(tǒng)狀態(tài)特征的總突變隸屬函數(shù)值[4-5]。

表1　常見(jiàn)的突變系統(tǒng)類型特征及其歸一公式

2基于突變理論的商場(chǎng)火災(zāi)灰色綜合評(píng)價(jià)模型的建立

本文基于突變理論評(píng)價(jià)法[9](catastrophe evaluation method)建立了一種大型商場(chǎng)的突變灰色綜合評(píng)價(jià)模型。

2.1建立大型商場(chǎng)火災(zāi)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

通過(guò)對(duì)某市龍湖商場(chǎng)的調(diào)查和分析，基于突變理論，從評(píng)價(jià)對(duì)象的系統(tǒng)性考慮，全面分析該商場(chǎng)火災(zāi)發(fā)生的影響因素，將該商場(chǎng)的火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系劃分為消防因素、消防安全管理、人員疏散和商場(chǎng)環(huán)境等4個(gè)方面、3個(gè)層次[10](見(jiàn)表2)。

2.2底層指標(biāo)原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

在不同因素作用下，為保證評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須對(duì)底層原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，本文采用極差變換法：

對(duì)于值越大效果越好型指標(biāo)，令

(1)

對(duì)于值越小效果越好型指標(biāo)，令

(2)

式中:xmin(j)為底層指標(biāo)j的最小值；xmax(j)為底層指標(biāo)j的最大值；xij為底層指標(biāo)的原始值；yij為經(jīng)過(guò)極差變換后得到的數(shù)據(jù)。

2.3計(jì)算商場(chǎng)火災(zāi)危險(xiǎn)的突變隸屬度值

依據(jù)突變理論，確定各指標(biāo)相應(yīng)的突變類型，利用歸一公式對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)值進(jìn)行量化遞歸運(yùn)算，求出各級(jí)指標(biāo)的隸屬度值和評(píng)價(jià)系統(tǒng)的總突變隸屬度值。在此過(guò)程中要遵循互補(bǔ)、非互補(bǔ)原則。若系統(tǒng)控制變量無(wú)明顯的相互關(guān)聯(lián)作用，則按“大中取小”的非互補(bǔ)原則計(jì)算；反之，則按互補(bǔ)原則取平均值作為系統(tǒng)的狀態(tài)變量值。

2.4評(píng)價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)大型商場(chǎng)火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行全面的綜合分析與評(píng)價(jià)。

表2　大型商場(chǎng)火災(zāi)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及原始數(shù)據(jù)評(píng)分結(jié)果

3龍湖商場(chǎng)火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

龍湖商場(chǎng)高12.25 m，占地面積18 500 m2。一樓主要經(jīng)營(yíng)珠寶、化妝品；二樓主要經(jīng)營(yíng)男女服飾、箱包等；三樓為超市和兒童游樂(lè)場(chǎng)；四樓為多家餐廳；五樓為電影院和部分餐廳。該商場(chǎng)單層面積跨度較大、可燃物多、處于城市中心地段、人流量大。因此，本文以該商場(chǎng)為例，應(yīng)用突變灰色綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)其進(jìn)行火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估。

3.1確定底層指標(biāo)的突變隸屬函數(shù)值

根據(jù)公共建筑的火災(zāi)嚴(yán)重程度，將火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)劃分為5個(gè)等級(jí)。

3.2突變級(jí)數(shù)的計(jì)算與轉(zhuǎn)換

設(shè)定評(píng)價(jià)集V，V={好(95～100)，較好(85～95)，一般(70～85)，差(50～70)，很差(0～50)}。請(qǐng)5位專家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分，打分結(jié)果經(jīng)式(1)和式(2)處理后，再根據(jù)各指標(biāo)相應(yīng)的突變類型和突變模型歸一公式，可得出各層指標(biāo)以及總目標(biāo)的突變級(jí)數(shù)值(見(jiàn)表3)。

從表3中各級(jí)指標(biāo)的突變隸屬函數(shù)值可以看出，突變?cè)u(píng)價(jià)法計(jì)算出的評(píng)價(jià)值存在數(shù)值偏高、評(píng)價(jià)值之間的差距偏小的缺陷，這使得從直觀上根據(jù)評(píng)價(jià)值對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行“優(yōu)”、“劣”判斷很困難。為了克服上述缺陷，用得分變換法[11]加以修正：設(shè)底層指標(biāo)對(duì)應(yīng)的隸屬度均取值為xi(i=1，2，…，n)，由突變?cè)u(píng)價(jià)法進(jìn)行計(jì)算，可得其綜合評(píng)價(jià)值為yi(i=1，2，…，n)。當(dāng)n足夠多時(shí)，可建立yi與xi的對(duì)應(yīng)關(guān)系表。由對(duì)應(yīng)關(guān)系表，可將yi變換為相應(yīng)的xi。由于底層指標(biāo)的隸屬度取值具有習(xí)慣意義上的“優(yōu)”、“劣” 概念, 因此變換后的突變?cè)u(píng)價(jià)值也具有習(xí)慣意義上的“優(yōu)”、“劣”概念?；诒?評(píng)價(jià)體系的x與y的對(duì)應(yīng)變換關(guān)系如表4所示。

表3　火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)劃分

表4　x與y的對(duì)應(yīng)關(guān)系表

系統(tǒng)總目標(biāo)的突變隸屬函數(shù)值y=0.909 9經(jīng)變換可得x=0.736 5。由此可知該大型商場(chǎng)的火災(zāi)危險(xiǎn)性處于一般安全狀態(tài)，即存在火災(zāi)隱患可能導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生，與實(shí)際情況相符。

3.3評(píng)價(jià)結(jié)果分析及建議

由突變綜合評(píng)價(jià)可知，該大型商場(chǎng)的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為一般安全。影響該大型商場(chǎng)火災(zāi)危險(xiǎn)性的最大因素為商場(chǎng)環(huán)境，其次為人員疏散。由實(shí)際調(diào)查可知該大型商場(chǎng)存在的問(wèn)題有：內(nèi)部布局復(fù)雜且無(wú)明顯的指示標(biāo)志；存在攤位占用疏散通道的現(xiàn)象，給人員準(zhǔn)確識(shí)別疏散通道造成很大困難；內(nèi)部餐廳較分散，餐廳內(nèi)人員多且存在可燃性的液化氣罐；該大型商場(chǎng)處于市中心商業(yè)繁華地段，周圍建筑物密集，人員較多且消防車道被其它車輛占用。這些問(wèn)題都會(huì)嚴(yán)重影響該大型商場(chǎng)的火災(zāi)救援活動(dòng)。

因此，該大型商場(chǎng)應(yīng)加強(qiáng)管理，對(duì)其內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行整頓，清除疏散通道上的攤位，同時(shí)應(yīng)在疏散通道設(shè)立疏散指示標(biāo)志，保證緊急情況下人員能夠正常疏散，將餐飲部分統(tǒng)一集中到某一層以便統(tǒng)一管理。針對(duì)商場(chǎng)周圍環(huán)境，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)管理，嚴(yán)禁在消防通道上停車和設(shè)置攤位，以確保消防通道的暢通。

4結(jié)論

本文采用基于突變理論的灰色綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)某市龍湖商場(chǎng)進(jìn)行了火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估，得出以下結(jié)論：

(1)該模型應(yīng)用突變?cè)u(píng)價(jià)得出大型商場(chǎng)的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)，然后根據(jù)各指標(biāo)的突變隸屬度值得出影響大型商場(chǎng)火災(zāi)危險(xiǎn)性的關(guān)鍵因素。該模型的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)各目標(biāo)重要性的量化是根據(jù)突變理論中歸一公式本身的內(nèi)在作用機(jī)理確定的，不是決策者主觀“權(quán)重”確定的，從而相對(duì)減少了主觀性。其評(píng)價(jià)結(jié)果可為消防管理部門制定消防安全規(guī)定提供依據(jù)，具有一定的實(shí)際意義。

(2)本文首次將突變理論引入到大型商場(chǎng)火災(zāi)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，并建立了大型商場(chǎng)的突變綜合評(píng)價(jià)模型，為大型商場(chǎng)火災(zāi)安全評(píng)價(jià)的研究提供了一種新視角，拓寬了突變理論在安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。

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Fire risk assessment method research for shopping mall

REN Ting-ting

(SchoolofEnergyandSafety,AnhuiUniversityofScienceandTechnology,Huainan232001,China)

Abstract：Due to a large space,crowded customers and combustible materials in shopping mall,once the shopping mall is on fire it will cause heavy casualties and huge property losses,which will have a negative social impact on the image of a city.First,catastrophe theory is used,consulted the way of establishing membership function in the fuzzy mathematics,the value of membership of each index is established.Based on the intrinsic mechanism of the unitary formula,the each index’s weight in the model is determined,and the total function value can be got through recursion operation with the unitary formula.Then sort of evaluation factors with grey relational analysis method and the key factors influencing the large-scale mall fire risk can be concluded.Finally the evaluation method is applied to evaluate fire risk of Longhu shopping mall and give some improvement measures.The fire risk assessment results showed that this model can monitor effectively large shopping malls.

Key words：shopping mall;fire risk;catastrophe theory;comprehensive evaluation

中圖分類號(hào)：X928

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI:10.14140/j.cnki.hncjxb.2016.01.015

文章編號(hào):1674-7046(2016)01-0084-05

作者簡(jiǎn)介：任停停(1980—)，女，河南周口人，碩士研究生。

收稿日期：2015-09-23