基于F-AHP 的地铁消防安全综合评价*

闫 敏

(西安市消防支队，陕西 西安710000)

0 引 言

随着城市化进程的加快，地铁因其准时、快速、能耗低、污染少、运量大、乘坐舒适方便等优点，已成为城市交通结构的重要组成部分之一，其作用越来越重要。由于地铁建于地下，环境封闭，客流量大，一旦发生安全事故，人员疏散和事故救援困难，易造成重大的人员伤亡和财产损失，其安全状况不容忽视［1-2］。对地铁安全事故进行分析，大多是因为火灾、毒气泄漏或因爆炸造成的火灾和毒气泄漏时乘客不能及时安全疏散引起。依据地铁事故统计，火灾属于地铁高危风险之一，火灾所占的比例最高，约占65%［3］.对如此多的可能引发地铁火灾的危险因素，需要采取有效措施加以评估、预防，现有的地铁消防安全评价方法，多是从主观角度，依据经验人为的定性评判，缺乏科学量化的评价手段。因此，研究地铁消防安全评估模型，对保障地铁消防安全，加强消防隐患查处力度，切实做到地铁安全事前预防有重要意义。目前，由于评估指标的设计缺少独立性，因而使整个体系操作性不强，而且评价结果缺乏科学性，因此，如何将各种影响因素有机结合起来，以对其安全系统的设计提出定量要求，进而全面评价现有地铁系统的消防安全能力，采取最优的应急组织控制措施，极有利于提高地铁整体的安全保障水平，这也是地铁运营管理以及消防安全部门和相关科研机构所共同面临的艰巨任务［4-6］。文中依据安全评价体系，运用F -AHP 理论构建综合评价模型，对城市地铁消防安全状况进行定性与定量相结合的综合评价，发现潜在的危险因素，从源头上及时发现隐患，为实际改进工作提供理论依据，最大限度地降低地铁火灾风险与减少火灾危害。

1 F-AHP 分析

1.1 模糊层次分析法(F-AHP)概述

现实中，许多因素都是难以量化的，只能用模糊的概念来进行评判比较。针对地铁消防安全现状的影响因素来说，有的是可以量化的，而有的则又是模糊的，这就需要对这些模糊的概念进行科学的量化处理，以此进行科学分析。层次分析法是美国运筹学家，匹兹堡大学的A.L.Saaty 教授于20 世纪70 年代提出的一种定性分析和定量分析相结合的系统分析方法［7］。而模糊层次分析法则是在层次分析法的基础上引入模糊矩阵的概念，应用模糊层次分析法分析决策问题时，其基本步骤如下［8］:①考核目标指标体系的建立;②建立模糊一致判断矩阵并对其一致性进行调整;③由模糊一致判断矩阵求各元素的权重值;④建立评语集及标准评语集;⑤确定单因素模糊评价矩阵并对各因素进行评价;⑥运用模糊评价法进行综合评价;⑦对评价结果进行分析。

1.2 建立地铁消防安全综合评价指标体系

表1 地铁消防安全评价指标体系Fig.1 Fire safety evaluation index system of subway fire

影响地铁消防安全的因素很多，科学、合理的指标体系可以全面、系统的分析系统的影响因素。为了反映真实的地铁消防安全水平，需要在这些因素中找到最灵敏且便于度量的主导型因素作为评价指标。这也就确定了建立评价指标体系的原则［9-10］:①科学性。只有坚持科学性原则获取的信息才具有可靠性和客观性，力求使评价指标能全面准确地反映地铁消防安全状况以及技术质量特征;②易操作性。建立的评价体系要便于数据资料收集和计算，评价程序与工作量尽可能简化;③可比性。同一层级的指标应能互相比较，具有可比性，这样利于比较相互之间的重要程度，找到易于出问题的关键点。

根据人-机-管理-环境的安全系统工程学原理［11］，在大量的调查研究基础上，深入分析现有的消防安全方法，并结合地铁的实际情况以及大量火灾安全的调查、分析和总结，构建地铁消防安全评价指标体系［12］，见表1.

2 实例分析

西安市地铁2 号线一期工程于2006 年10 月份至2010 年初分批分期完成施工和验收工作，全线轨道铺设于2009 年10 月份至10 年3 月份左右结束2 号线一期工程。北起铁路北客站，南到终点韦曲，路线全长26.302 km，其中敞开段0.450 km，高架线4.933 km;地下线20.919 km，占线路总长的80%.设21 座车站，其中地下车站17 座，高架车站4 座。地铁项目从城运村到凤栖路段穿过，隧道埋深13.5 ～28 m.对西安地铁的消防安全状况，采取模糊综合评价的方法进行安全评价，评价的结果和步骤如下。

2.1 一级指标权重及一致性检验

判断矩阵表示本层所有因素针对上一层某一因素的相对重要性的比较，采用“9 标度法”建立两两因素判断表，当两两因素作比较的时候，一定要反复提问，bij为判断矩阵中第i 行第j 列的数值，用整数1 ～9 来表示Bi对于Bj的相对重要程度的标度。Bij满足2 个条件:①bij=1(i =j 时);②bij=1/bij.Bij为元素Bi和Bj相对目标O 的重要性的比例标度。对于B，n(文中n=6)个元素之间相对重要性的比较可得到判断矩阵

利用MATLAB 软件进行计算，编写程序矩阵B 的权重，具体如下

W 即为矩阵B 的权重。

由于CR=0.052 2 ＜0.1，所以判断矩阵具有满意的一致性，求得的权重值可以使用。

2.2 二级指标权重及一致性检验

1)设备因素权重

2)安全管理因素权重

3)物品因素权重

4)人员因素权重

5)环境因素权重

6)信息化因素权重

由于CRi＜0.1，其中(i=1，2，3，4，5，6)，所以判断矩阵具有满意的一致性，求得的权重值可以使用。

2.3 综合评价

2.3.1 评价过程

由10 位从事地铁安全管理的专家，依据评语集V={非常安全，很安全，安全，基本安全，不安全}。对影响该地铁消防安全6 个方面的各个因素进行评价，对评价结果采取极值化处理，由影响铁路消防安全6 个方面的各个因素安全水平对各级评语的隶属度，可分别建立影响消防安全6 个方面各个因素的模糊关系矩阵。

计算得到该地铁消防安全状况评价向量r1

依次类推可以计算得到该地铁其余5 个一级指标(安全管理因素，物品因素，人员因素，环境因素，信息化因素)的评价向量分别为

对该地铁消防安全状况整体打分构成的模糊评价矩阵R

得到该地铁消防安全状况整体评价向量F

2.3.2 评价结果

评价因素的权向量与模糊评价矩阵进行模糊运算，求出模糊评价结果。如果按照系统安全状况的5 个等级，即V={非常安全，很安全，安全，基本安全，不安全}，对各安全等级都按照百分制赋予分数，V=［100 90 80 70 60］T，可计算出地铁消防安全状况的具体分数

f=WRV=87.69

同理可以计算出

设备因素得分f1=89.25，

安全管理因素得分f2=84.14，

物品因素得分f3=86.73，

人员因素得分f4=87.18，

环境因素得分f5=91.09，

信息化因素得分f6=86.60.

2.3.3 结果分析及建议

从评价结果可以看出，可以判断出该地铁消防安全程度为安全。其中，安全管理因素得分较低，信息化因素得分次之。针对这一情况，为了进一步提高安全管理水平，促进安全的整体水平的上升，那么就要从薄弱环节入手，解决存在的问题。安全管理得分最低说明该地铁对安全管理方面未能达到一定的程度，尤其是安全管理方面，存在管理漏洞。安全责权需进一步明确，规章在执行方面还有待加强，今后应着重加强安全标准的完善，管理制度的监督、落实，全面提升地铁安全水平。信息化因素得分不高说明应在保持现有网络及设备基础上，注意系统和软件的功能完善及升级。

3 结 论

1)基于模糊综合理论的原理并应用层次分析的方法，建立了地铁消防安全评价指标体系，并建立了相应的模糊评价基本数学模型，深入分析其消防安全影响因素，运用了模糊层次分析法确定了整个指标体系中每个指标之间的相对权重，使指标体系能够尽可能准确、全面，并客观地反应实际情况;

2)结合实例应用，采用该评价模型评价地铁消防安全，得出地铁消防安全状况得分为87.69，安全等级为安全，评价结果比较符合实际，评价模型具有比较好的适用性，验证了提出的评价体系具有较好的应用价值。研究结果丰富了城市地铁消防安全评价手段，对城市类似地铁消防安全评价具有积极的借鉴作用，针对管理漏洞，有针对性地提出了地铁消防安全管理策略，为相关部门制定政策与方案实施提供可靠的理论支持和有力参考，对城市地铁消防安全建设有着较大的意义。

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