基于模糊層次分析法的微型消防站效能評估

張和旸子，李 強，張軍樂

(1.中國人民警察大學，河北 廊坊 065000； 2.肇慶市消防救援支隊，廣東 肇慶 526000)

0 引言

近年來，微型消防站作為社會化消防布局的創新模式，已在各個城市鋪開，形成了星羅密布的立體化防控體系，對于補充城市消防力量，提高城市防御能力發揮著極其重要的作用。學者們對微型消防站效能評估的研究主要集中在對其滅火救援能力的評估，如朱均煜采用層次分析法對微型消防站的滅火救援能力進行評估[1]；王思文利用模糊層次分析法對微型消防站的滅火戰斗能力進行評估。本文在前人的基礎上，采用模糊層次分析法和模糊綜合評判法對微型消防站的整體效能進行評估，對于提升微型消防站的整體效能具有一定意義。

1 微型消防站效能指標體系構建及權重確定

1.1 微型消防站效能指標體系的建立

微型消防站是以消防安全重點單位、居民社區服務中心等單位為基礎建立的，旨在快速響應本單位的突發險情，有效控制或撲救初期火災，以有效保障生命財產安全，對于“救小救早”和遏制“小火亡人”事故發揮著不可替代的作用。

本文采用專家評估法，從眾多影響因素中選取消防宣傳教育能力、消防安全巡查能力、消防滅火救援能力3個方面的影響因素，構建評估指標體系，如表1所示。

表1 微型消防站效能評估指標體系

1.2 應用模糊層次分析法確定權重

在模糊互補判斷矩陣構造上，邀請消防領域專家，對同層因素進行兩兩重要性判斷比較。模糊判斷矩陣各個元素值表示某個指標相對另一個指標的重要程度，常用1～9標度法難于構造一致性矩陣，且排序結果與人的實際思維差距較大，故而本文采用能更好地反映專家真實判斷的0.1～0.9標度法[2]，其基本含義如表2所示。

在對實際問題進行專家評估打分時，實際分數一般來說都不是一個精確的數值，而是一個模糊的范圍或區間，因此我們引入三角模糊數(l,m,u)的概念，用“在m左右”來表示評判分數，對于適應專家打分的模糊性，提高決策的科學性具有重要意義[3]。

對于三角模糊數(l,m,u)，l表示下限值，u表示

表2 元素重要性對比標度法

上限值，m表示中值，u與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。當l=m=u時，三角模糊數退化為實數。

對準則層和指標層的因素，通過專家進行兩兩重要性比較構造的三角模糊數互補判斷矩陣如下：

根據構造的三角模糊判斷矩陣，利用式(1)將其轉化為計算概率矩陣B：

將三角模糊判斷矩陣按照式(2)轉化為模糊評判矩陣S(其中，eij=uij-lij)：

(2)

將概率矩陣和模糊評判矩陣按照式(3)轉化為調整判斷矩陣T：

顯然，調整判斷矩陣并不是模糊互補判斷矩陣，應按照式(4)將其轉化為模糊互補判斷矩陣r：

通過構造模糊判斷矩陣的可達矩陣K，對上述模糊判斷矩陣進行一致性檢驗：

當可達矩陣的對角線上不存在值為1的元素時，即為一致性檢驗通過[4]。

由4組可達矩陣可知，4個矩陣均通過了一致性檢驗。在通過檢驗的模糊判斷矩陣基礎上，采用隋明剛等[5]提出的矩陣權重計算公式(5)，計算準則層相對于決策層及指標層相對于準則層的權重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 評估應用實例

根據該評估指標體系，本文選取某市一重點單位微型消防站。為確定該微型消防站的實際效能，邀請4名專家對該微型消防站進行效能專項打分。根據各指標在集合中的隸屬度建立模糊綜合評估矩陣。關于4類指標的打分結果如表3所示。

表3 微型消防站效能評估指標專家打分一覽表

本文中設定的評估集V中4個等級v1(優)、v2(良)、v3(中)和v4(差)的對應分數設定值分別為90,80,70,60。這樣，可以得到以下隸屬函數：

(6)

(7)

(8)

(9)

利用隸屬度函數可以計算出二級指標的隸屬向量，進而得到一級指標的隸屬度[6]。以二級指標A11為例，邀請的4位專家打分得到的分值分別為88分、83分、82分、85分。根據公式[7]計算得：

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

可得指標A11隸屬向量為(0.45 0.55 0 0)。同理，計算可得出指標A12、A13、A14的隸屬向量分別為(0.28 0.72 0 0)、(0 0.50 0.50 0)、(0 0.52 0.48 0)，因此可以得出一級指標A1的效能判斷矩陣R1為：

則一級指標A1的隸屬度B1為：

同理可求A2與A3的隸屬度，即B2、B3分別為：

則微型消防站效能的評估矩陣R為：

微型消防站效能評估的隸屬度B為：

B=WR=(0.10 0.47 0.38 0.06)

根據最大隸屬度原則[8]，可以判斷出該微型消防站效能評估結果為“良”。

3 結論

3.1 分析了微型消防站效能的三類關鍵效能——消防宣傳教育功能、消防安全巡查功能、消防滅火救援功能在微型消防站效能發揮中的影響，利用模糊層次分析法構建了微型消防站綜合效能評估模型，并根據計算出的微型消防站效能評估的隸屬度，確定微型消防站效能高低。

3.2 利用構建的模型給出一個微型消防站的分析評估實例，得出了評估等級，即該微型消防站處于良好水平。同時有針對性地提出以下改進方案：通過對該微型消防站綜合效能的評估，發現該微型消防站的宣傳設施、制度及巡查制度相對健全，但還存在戰術戰法訓練水平較弱、消防宣傳長效機制存在不足及裝備器材配備不全面的問題。因此，在未來的建設發展中要加強該微型消防站的滅火救援能力及消防宣傳能力建設，尤其是應加強裝備數量和裝備質量，保證裝備充足可用，加強消防員業務訓練工作，提高戰斗力。

本文評估指標體系是按照微型消防站建設標準和現實工作需求建立的，評估過程科學嚴謹，評估結果符合實際，可為未來微型消防站建設和發展提供有效的評判依據和理論參考。