黃亞江 康 飛 易 杰 鹿鑫月 王雅姝 李錦博

(1.天津仁愛(ài)學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,301636,天津; 2.天津財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院,300222,天津;3.北京建筑大學(xué)城市經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,102616,北京∥第一作者,講師)

地鐵車(chē)站往往具有內(nèi)部空間狹窄、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且人員十分密集的特點(diǎn)。車(chē)站內(nèi)一旦發(fā)生火災(zāi),特別容易造成大量的人員傷害。因此,對(duì)地鐵車(chē)站進(jìn)行安全韌性評(píng)價(jià),建立地鐵車(chē)站火災(zāi)的安全韌性提升系統(tǒng),具有重要意義。

目前研究地鐵火災(zāi)的方法主要有模糊綜合評(píng)價(jià)法、BP(反向傳播)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法及熵權(quán)物元法等,主要采用單一評(píng)價(jià)方法對(duì)地鐵火災(zāi)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。文獻(xiàn)[1]基于多級(jí)可拓評(píng)價(jià)法從管理水平、設(shè)備水平、消防設(shè)計(jì)水平及人員能力4個(gè)方面對(duì)地鐵車(chē)站進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。文獻(xiàn)[2]根據(jù)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的不完整性和模糊性,構(gòu)建了基于ISM(解釋結(jié)構(gòu)模型)法二維云模型的應(yīng)急管理協(xié)同度評(píng)價(jià)方式。文獻(xiàn)[3]提出基于ISM-CRITIC(權(quán)重)法的通用航空可控飛行撞地影響因素分析方法。文獻(xiàn)[4]首次引入D-S證據(jù)理論,建立了包含“人、機(jī)、管、環(huán)” 4個(gè)方面的地鐵安全評(píng)估理論模型。文獻(xiàn)[5]引入主成分分析法對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行降維的研究思路,對(duì)地鐵火災(zāi)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。以上方法大多聚焦在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)方面,缺少基于韌性視角的安全韌性評(píng)價(jià)體系。

為此,本文基于ISM法、ANP(網(wǎng)絡(luò)分析法)及Fuzzy(模糊綜合評(píng)價(jià))法等多種方法,建立安全韌性模型,對(duì)地鐵車(chē)站進(jìn)行安全韌性評(píng)估,以便為地鐵安全管理部門(mén)提供有效的火災(zāi)防控建議。

1 地鐵火災(zāi)韌性的安全韌性模型

1.1 韌性與安全韌性

文獻(xiàn)[6]最早將韌性的概念與生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域相交叉。文獻(xiàn)[7]基于韌性的角度,提出了不確定環(huán)境下的韌性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,改變了傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)管理理念。文獻(xiàn)[8]從系統(tǒng)性能的4個(gè)方面探究了影響土耳其城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的原因。文獻(xiàn)[9]首次提出了安全韌性的定義,即: 系統(tǒng)在一定的時(shí)間和空間內(nèi)面對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的沖擊及擾動(dòng)時(shí)維持、恢復(fù)和優(yōu)化系統(tǒng)安全狀態(tài)的能力,并重點(diǎn)分析了維持、應(yīng)對(duì)、恢復(fù)和優(yōu)化4個(gè)階段的系統(tǒng)安全韌性能力。文獻(xiàn)[10]首次建立了韌性評(píng)估框架,其中包括了系統(tǒng)要素識(shí)別、系統(tǒng)脆弱性分析、系統(tǒng)客觀背景、決策者認(rèn)知及系統(tǒng)韌性等5個(gè)方面內(nèi)容。

1.2 地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性模型

地鐵火災(zāi)本身具有致災(zāi)因素的復(fù)雜性、致災(zāi)后果的嚴(yán)重性、災(zāi)害的多發(fā)性等特性,本文基于韌性評(píng)估框架,建立了地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性模型,如圖1所示?；诘罔F火災(zāi)事故的文獻(xiàn)梳理,可采用抵御能力、吸收能力、適應(yīng)能力及恢復(fù)能力4個(gè)系統(tǒng)要素作為一級(jí)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上,選取了12個(gè)二級(jí)指標(biāo),構(gòu)建了地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系,各指標(biāo)的說(shuō)明如表1所示。

2 基于ISM-ANP-Fuzzy算法的地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

ISM法是1973年美國(guó)的Warfield J N教授為了分析復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)所開(kāi)發(fā)的一種方法,該法廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代系統(tǒng)工程[2]。ANP是1996年美國(guó)的Thomas L．Saaty 教授[3]提出的一種適用于存在內(nèi)部依存和反饋關(guān)系的復(fù)雜決策系統(tǒng),是基于AHP(層次分析法)發(fā)展而成的一種新的實(shí)用決策方法,該法可確定指標(biāo)對(duì)應(yīng)的權(quán)重。Fuzzy法是1965年美國(guó)自動(dòng)控制專(zhuān)家Lottie Asker Zadeh教授提出的一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法。本文建立基于ISM-ANP-Fuzzy算法的地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系的分析流程,如圖2所示。

圖2 基于ISM-ANP-Fuzzy算法的地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)估模型分析流程

依照ANP的原理對(duì)地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析,建立各指標(biāo)之間相互依存、相互反饋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,如圖3所示。

圖3 地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3 地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系的應(yīng)用案例

3.1 案例車(chē)站概況

上海軌道交通人民廣場(chǎng)站是上海軌道交通1號(hào)線、2號(hào)線及8號(hào)線的三線換乘站,也是該軌道交通線網(wǎng)中日均客運(yùn)量最大的車(chē)站,2023年“五一”期間日均客流35.7萬(wàn)人次。為了更好地保障人民廣場(chǎng)換乘站的安全性,驗(yàn)證本文所建地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系的適用性,對(duì)該站的火災(zāi)安全韌性進(jìn)行模擬計(jì)算并分析其計(jì)算結(jié)果。

3.2 基于ISM法分析各指標(biāo)間關(guān)系

邀請(qǐng)11名地鐵火災(zāi)行業(yè)的專(zhuān)家進(jìn)行訪談,請(qǐng)專(zhuān)家們判斷本文所建的地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系各二級(jí)指標(biāo)間的關(guān)系。根據(jù)專(zhuān)家訪談得出各二級(jí)指標(biāo)間關(guān)聯(lián)情況的鄰接矩陣。通過(guò)Matlab 7.0軟件對(duì)鄰接矩陣進(jìn)行計(jì)算,得到可達(dá)矩陣。對(duì)可達(dá)矩陣進(jìn)行區(qū)域分解,得到可達(dá)集合、先行集合及兩個(gè)集合的交集表,將地鐵車(chē)站火災(zāi)安全評(píng)價(jià)韌性評(píng)價(jià)體系的二級(jí)指標(biāo)順序進(jìn)行編號(hào)(B1,…,B12)。利用可達(dá)矩陣進(jìn)行級(jí)間分解,以確定各二級(jí)指標(biāo)所在的層級(jí),進(jìn)而繪制地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系二級(jí)指標(biāo)的解釋結(jié)構(gòu)模型圖,如圖4所示。由圖4可知:地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系是一個(gè)由具有3個(gè)層級(jí)遞階結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜系統(tǒng),反映了地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性各影響因素之間的邏輯關(guān)系。

圖4 地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系二級(jí)指標(biāo)的解釋結(jié)構(gòu)模型圖

3個(gè)層級(jí)對(duì)地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性的影響分析如下:

1) 表層的7個(gè)二級(jí)指標(biāo)是影響地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性的直接原因。

2) 中層的4個(gè)二級(jí)指標(biāo)間接對(duì)地鐵火災(zāi)的安全韌性造成影響。這4個(gè)指標(biāo)之間相互影響,進(jìn)而影響表層的7個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

3) 深層的二級(jí)指標(biāo)為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及噴滅火系統(tǒng)。該因素對(duì)中層的4個(gè)二級(jí)指標(biāo)有重大影響。

3.3 運(yùn)用ANP計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重

根據(jù)指標(biāo)之間的相互影響關(guān)系,利用Super Decisions軟件進(jìn)行地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系模擬,并計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重,其權(quán)重結(jié)果如表2所示。

表2 地鐵火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系中各指標(biāo)的權(quán)重

由表2可知:一級(jí)指標(biāo)中,適應(yīng)能力A3的權(quán)重為0.437 272,抵御能力A1的權(quán)重為0.421 283,這2個(gè)指標(biāo)分別列第一位和第二位,對(duì)于提升地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性非常重要。進(jìn)一步對(duì)二級(jí)指標(biāo)在組內(nèi)的權(quán)重進(jìn)行分析,在適應(yīng)能力A3中,火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及噴滅火系統(tǒng)B7的組內(nèi)權(quán)重為0.836 88;在抵御能力A1中,車(chē)站火災(zāi)載荷、防火分區(qū)和防火間距的組內(nèi)權(quán)重較大。因此,從事地鐵車(chē)站安全的管理部門(mén)應(yīng)當(dāng)在建設(shè)地鐵車(chē)站時(shí)更加注意提升火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及噴滅火系統(tǒng)的質(zhì)量,采購(gòu)高質(zhì)量的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)及噴滅火系統(tǒng)。在吸收能力A2和恢復(fù)能力A4的評(píng)價(jià)結(jié)果中,車(chē)站人員的消防技能、消防管理制度的制定與落實(shí)占主導(dǎo)位置,因此應(yīng)通過(guò)對(duì)員工培訓(xùn)來(lái)提高消防技能水平,還應(yīng)注意完善安全管理制度,提高火災(zāi)處理的應(yīng)急能力。

3.4 對(duì)一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)

為消除構(gòu)造判斷矩陣求解權(quán)重過(guò)程中專(zhuān)家打分的主觀性,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行定量分析,本文采用Fuzzy法對(duì)權(quán)重結(jié)果作進(jìn)一步處理。設(shè)地鐵火災(zāi)安全韌性等級(jí)評(píng)估的評(píng)語(yǔ)集為V={高韌性,較高韌性,中韌性,較低韌性,低韌性}。對(duì)地鐵車(chē)站有工作經(jīng)驗(yàn)的20名業(yè)內(nèi)人士進(jìn)行調(diào)研,得出二級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的等級(jí)評(píng)價(jià)總次數(shù)。整合二級(jí)指標(biāo)的組內(nèi)權(quán)重矩陣,計(jì)算其模糊隸屬度矩陣。將兩者進(jìn)行模糊運(yùn)算,可得到二級(jí)指標(biāo)的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。采用該技術(shù)路線將以上運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行匯總,得到人民廣場(chǎng)換乘站地鐵火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系一級(jí)指標(biāo)的安全韌性評(píng)價(jià)結(jié)果,如表3所示。

表3 人民廣場(chǎng)換乘站地鐵火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系一級(jí)指標(biāo)的安全韌性評(píng)價(jià)結(jié)果

3.5 評(píng)估結(jié)果分析及對(duì)策

地鐵火災(zāi)安全韌性可反映地鐵車(chē)站火災(zāi)安全管理系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)事故的韌性能力,提升系統(tǒng)韌性對(duì)提高地鐵車(chē)站安全管理水平有重要作用。由表3進(jìn)一步計(jì)算可得到人民廣場(chǎng)換乘站的綜合隸屬度如下:高韌性為0.102 3,較高韌性為0.329 3,中韌性為0.393 4(在評(píng)估集各元素中權(quán)重值最高),較低韌性為0.017 5。根據(jù)最大隸屬度原則,可以確定人民廣場(chǎng)換乘站的安全韌性等級(jí)為“中韌性”,即該站的安全韌性水平為中等,需加以改進(jìn)。

未來(lái)可通過(guò)建筑信息模型運(yùn)維系統(tǒng)提高火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及噴滅火系統(tǒng)的質(zhì)量,通過(guò)消防演練加強(qiáng)車(chē)站人員的消防技能,可以采用災(zāi)害機(jī)器人技術(shù)提升危機(jī)處理能力,并不斷完善消防管理制度。特別需要提升車(chē)站高層管理人員危機(jī)意識(shí),以便有效傳遞火災(zāi)安全壓力,進(jìn)而使得地鐵車(chē)站安全管理組織不斷優(yōu)化,提升地鐵車(chē)站的安全管理能力及火災(zāi)安全韌性能力。

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于韌性理論的特點(diǎn),提出了地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性概念,建立了基于ISM-ANP-Fuzzy算法的地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性評(píng)價(jià)體系。研究結(jié)果表明,該評(píng)價(jià)體系具有較強(qiáng)的適用性,可有效評(píng)估地鐵車(chē)站的安全韌性;提高地鐵車(chē)站火災(zāi)抵御能力及適應(yīng)能力的韌性等級(jí),是提升地鐵消防體系火災(zāi)應(yīng)對(duì)能力的有效途徑。此外,提升火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及噴滅火系統(tǒng)的質(zhì)量,增加該系統(tǒng)的檢查頻率,并通過(guò)培訓(xùn)來(lái)提高車(chē)站安全管理人員的能力水平和專(zhuān)業(yè)程度,也是提高地鐵車(chē)站火災(zāi)安全韌性的有效措施。