基于事故樹與層次分析法的大型綜合類商場火災(zāi)風(fēng)險研究

許 潔，金 靜，賈 南，劉義祥，馬 莉

(中國人民警察大學(xué)，河北 廊坊 065000)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各地大型綜合類商場數(shù)量越來越多，功能也越來越復(fù)雜，再加上使用過程中人員防火意識差和預(yù)防措施不到位等因素，使得商場火災(zāi)頻發(fā)，火災(zāi)形勢日趨嚴(yán)峻[1]。2013年10月11日，北京石景山區(qū)喜隆多商場發(fā)生火災(zāi)，過火面積約1 500 m2，大火造成兩名消防員殉職，原因是商場餐廳操作間內(nèi)電動自行車蓄電池在充電過程中發(fā)生電氣故障，從而引發(fā)火災(zāi)；2015年2月6日，廣東惠州一商場發(fā)生火災(zāi)，造成17人死亡，原因是一名男孩在商場店鋪內(nèi)用打火機(jī)玩火，引起貨品燃燒并蔓延；2016年12月18日，鄭州新世界百貨商場發(fā)生火災(zāi)，原因是電梯運行升溫，引發(fā)起火導(dǎo)致事故?；馂?zāi)事故的頻發(fā)嚴(yán)重?fù)p害了人身和財產(chǎn)安全，也給我們帶來沉重的精神和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[2]。

如何減少大型綜合類商場出現(xiàn)火災(zāi)事故的可能，是擺在消防管理部門面前的一個急需解決的難題[3]。因此，對大型綜合類商場進(jìn)行火災(zāi)風(fēng)險評估，確定其危險等級，及時提出整改和建議，并制定有效的消防措施對減少經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡具有重要的作用[4-5]。

目前，對大型綜合類商場火災(zāi)風(fēng)險評價方法是在充分考慮商場自身特點和消防安全相關(guān)因素及相互作用的基礎(chǔ)上，運用不同的評價和判別方法，建立相應(yīng)的指標(biāo)體系，以此來評價大型綜合類商場的火災(zāi)危險性[6]。2011年，張村峰等人采用事故樹和層次分析法對高校宿舍的消防安全進(jìn)行風(fēng)險分析，提高了層次分析的準(zhǔn)確性和有效性[7]。2013年，張姣運用層次分析法(AHP)，對大型地下商場火災(zāi)風(fēng)險進(jìn)行評估分析，建立了火災(zāi)風(fēng)險評估體系[8]。2014年，王小朋對城市商業(yè)綜合體開發(fā)經(jīng)營的風(fēng)險進(jìn)行了識別，并基于AHP分析法，構(gòu)造城市綜合體的開發(fā)經(jīng)營風(fēng)險模型[9]。2015年，李小菊等人應(yīng)用模糊理論建立建筑火災(zāi)模糊事故樹分析模型，在此基礎(chǔ)上，運用模糊事故樹與區(qū)間層次分析耦合法對高層建筑火災(zāi)風(fēng)險進(jìn)行了研究[10]。2016年，楊豐伃借助層次分析法和模糊綜合評價法，從功能結(jié)構(gòu)、體驗質(zhì)量、環(huán)境條件和開發(fā)條件四個角度出發(fā)，確立商業(yè)綜合體評價的指標(biāo)體系[11]。2018年，段夢運用層次分析法對某省大型商業(yè)綜合體進(jìn)行了節(jié)能評價研究，建立了一套評價體系，并對其運營節(jié)能進(jìn)行判別[12]。2019年，薛雨桐等從經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境三個維度出發(fā)，建立了大型商業(yè)綜合體建設(shè)水平綜合評價指標(biāo)體系，運用層次分析法計算指標(biāo)權(quán)重，并運用模糊綜合評價法評價大型商場的綜合效益[13]。

從上述列出的研究范圍可以看出，針對大型綜合類商場的火災(zāi)風(fēng)險評價研究比較少，且研究方法多集中于單一的層次分析法。層次分析法是一種綜合評價方法，在風(fēng)險評價尤其在安全和環(huán)境風(fēng)險評價方面取得了很好的應(yīng)用效果，但存在一個明顯短板，即在準(zhǔn)則層建立評估指標(biāo)會出現(xiàn)誤差[14]。為解決此問題，本文先使用事故樹，再運用層次分析法進(jìn)行處理，即采用事故樹和層次分析法相結(jié)合的方法，轉(zhuǎn)變思路，從商場內(nèi)部的火災(zāi)危險源考慮，對大型綜合類商場的火災(zāi)危險性進(jìn)行研究。另外，雖然研究者建立指標(biāo)體系的原理、方法和所考慮的主要因素大同小異，但是指標(biāo)選取、權(quán)重以及計算方法仍然有很大差異。所以本文借鑒事故樹、層次分析法，結(jié)合大型綜合類商場建筑自身的特點，有針對性地對大型綜合類商場進(jìn)行火災(zāi)風(fēng)險評價[6]，定量分析影響大型綜合類商場火災(zāi)風(fēng)險的各個因素，對制定相應(yīng)防范措施起到了一定的指導(dǎo)作用。

1 分析方法簡介

目前，事故樹和層次分析法是消防火災(zāi)風(fēng)險評估中最常用到的兩種方法。使用層次分析法過程中，因為數(shù)據(jù)信息不完備，在準(zhǔn)則層建立評估指標(biāo)時經(jīng)常導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。故本文先使用事故樹確定指標(biāo)體系中影響比重較大的各種因素，從而使層次分析法的分析精度和可靠性得到明顯提升。

1.1 建立事故樹

事故樹是由導(dǎo)致事故發(fā)生的各個基本事件按照一定的邏輯關(guān)系鏈接而成的樹形圖。該方法是在假設(shè)基本事件發(fā)生概率相同的基礎(chǔ)上，逐層分析其對頂上事件所產(chǎn)生的不同程度的影響，進(jìn)而得到頂上事件的最小徑集。最小徑集越多，頂上事件發(fā)生概率越小，系統(tǒng)越安全[3]。

1.2 建立層次分析模型

一般情況下目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層是層次分析模型三個重要組成部分，每一層的各因素隸屬于上一層的因素且受下一層因素的影響，構(gòu)成了一個多層次的分析結(jié)構(gòu)模型[13]。為將事故樹與層次分析法有機(jī)結(jié)合，在確立層次分析指標(biāo)層因素時，要對事故樹分析結(jié)論進(jìn)行再加工[15]，也就是把各基本事件與指標(biāo)層因素相互轉(zhuǎn)化，最后進(jìn)行歸納分類將其確定為準(zhǔn)則層因素，如“建筑、危險源、消防設(shè)施、應(yīng)急疏散、安全管理”。目標(biāo)層為大型綜合類商場火災(zāi)風(fēng)險評價體系。

1.3 構(gòu)造判斷矩陣并計算

在層次結(jié)構(gòu)中對同層的各個因素進(jìn)行兩兩比較，比較其相對于上層某個因素的重要性[16]，通過問卷調(diào)查或?qū)＜易稍兇蚍值姆椒?，按事前?guī)定的標(biāo)度進(jìn)行定量化，從而構(gòu)成矩陣形式進(jìn)行判斷。

2 大型綜合類商場火災(zāi)風(fēng)險評價模型建立與權(quán)重計算

2.1 大型綜合類商場火災(zāi)風(fēng)險評價模型建立

結(jié)合大型商場近幾年火災(zāi)案例，以及對大型綜合類商場火災(zāi)事故危險性影響因素和日常消防管理問題的逐層分析，構(gòu)建事故樹，如圖1所示。人員疏散不及時和火勢蔓延擴(kuò)大是引發(fā)大型綜合類商場發(fā)生火災(zāi)事故的主要事件，將這兩個事件展開，歸納總結(jié)29個基本事件，見表1。

從圖1中可以看出，火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展過程的影響因素可以歸納為6類：(1)建筑，包括防火/防煙分區(qū)、建筑內(nèi)部布局、建筑結(jié)構(gòu)規(guī)模、建筑耐火等級；(2)危險源，包括明火、放火、電氣、可燃物、吸煙；(3)消防設(shè)施，包括通風(fēng)/排煙系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、消防器材；(4)應(yīng)急疏散，包括應(yīng)急預(yù)案、人員密度、安全出口、疏散通道、安全疏散標(biāo)志；(5)滅火能力，包括滅火救援人員滅火能力、消防車道；(6)安全管理，包括領(lǐng)導(dǎo)管理能力、安全規(guī)章管理制度、安全投入、安全教育。

圖1 大型綜合類商場火災(zāi)事故樹

表1 大型綜合類商場火災(zāi)事故樹符號及含義

綜合圖1的事故樹和大型商場近幾年火災(zāi)案例分析，消防安全設(shè)施配備、安全管理及應(yīng)急疏散等方面的缺陷是大型綜合類商場發(fā)生火災(zāi)事故的主要原因，其中一些火災(zāi)事故還造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失[17]。這些火災(zāi)主要是商業(yè)建筑的火災(zāi)隱患管理存在缺陷和消防安全狀態(tài)認(rèn)識不夠深入引發(fā)的[18]。根據(jù)上述分析結(jié)果，構(gòu)造大型綜合類商場火災(zāi)風(fēng)險評價指標(biāo)體系，如表2所示。

2.2 大型綜合類商場火災(zāi)風(fēng)險指標(biāo)權(quán)重的確定

結(jié)合實際案例和大型綜合類商場的評價體系(表2)分析，大型綜合類商場人員密度高，危險源較多，火災(zāi)荷載大，人員疏散困難，不利于消防安全管理，應(yīng)急疏散設(shè)施是消防安全的關(guān)鍵，可使人員在火災(zāi)中及時疏散，保護(hù)人員的生命安全[13]。另外，大型綜合類商場建筑在設(shè)計和性能上都有所欠缺，容易形成大面積的立體火災(zāi)，良好的消防設(shè)施可以提前發(fā)現(xiàn)并抑制火災(zāi)的發(fā)生。

對各個指標(biāo)之間進(jìn)行兩兩對比，采用1～9標(biāo)度法排定各評價指標(biāo)的相對重要順序，依次構(gòu)造判斷矩陣。在此基礎(chǔ)上利用調(diào)查問卷和專家打分的方法確定判斷矩陣的標(biāo)度，根據(jù)標(biāo)度確定指標(biāo)層各因素的相對重要性。判斷矩陣如表3所示。

表3中的數(shù)據(jù)表示建筑A、危險源B、消防設(shè)施C、應(yīng)急疏散D、滅火能力E、安全管理F之間的相對重要性，數(shù)值越大其重要性越大[12]。以建筑A、危險源B為例，其具體意義見表4。

2.3 判斷矩陣的一致性檢驗

所構(gòu)造的判斷矩陣只有通過一致性檢驗(CR<0.1)才能說明其邏輯上的合理性，才能夠?qū)Y(jié)果進(jìn)行分析。對于目標(biāo)層的判斷矩陣，該矩陣的階數(shù)n=6，查表5可知RI=1.26，則有：

表2 大型綜合類商場火災(zāi)風(fēng)險評價體系

表3 一級指標(biāo)的判斷矩陣

表4 相對重要性標(biāo)度的含義[19]

可知，CR=0.026<0.1，通過了一致性檢驗[12]。

2.4 大型綜合類商場火災(zāi)風(fēng)險評價指標(biāo)總排序

對于二級指標(biāo)層，用一級指標(biāo)層各元素本身相對于總目標(biāo)的排序權(quán)值加權(quán)綜合，計算得到層次總排序，結(jié)果如表6所示。

表6 大型綜合類商場火災(zāi)風(fēng)險評價指標(biāo)總排序列表

根據(jù)總排序列表可發(fā)現(xiàn)：一級指標(biāo)的權(quán)重順序為消防設(shè)施C>應(yīng)急疏散D>危險源B>安全管理F>滅火能力E>建筑A；二級指標(biāo)中火災(zāi)自動報警系統(tǒng)C3、自動噴淋系統(tǒng)C2、安全出口D3、疏散通道D4、電氣故障B3、領(lǐng)導(dǎo)管理能力F1、滅火救援人員滅火能力E1、通風(fēng)/排煙系統(tǒng)C1、吸煙B5等因素占有較大的權(quán)重[14]。

3 結(jié)論

本文選用事故樹與層次分析法相結(jié)合的方法，對大型綜合類商場的消防安全進(jìn)行風(fēng)險分析，綜合考慮了建筑、危險源、消防設(shè)施、安全疏散、滅火能力、安全管理六個主要因素，并對這些因素進(jìn)行細(xì)致劃分，建立大型綜合類商場火災(zāi)危險性評價體系。根據(jù)成對比較矩陣，進(jìn)行層次單排序與總排序，得出各項指標(biāo)因素相對于大型綜合類商場消防安全總目標(biāo)的權(quán)重值及重要性排序。該火災(zāi)風(fēng)險評價體系為大型綜合類商場火災(zāi)防控工作指出了幾個重點方面。

3.1 檢查、維護(hù)、完善消防設(shè)施

在二級指標(biāo)中，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)所占比重大。如果大型綜合類商場內(nèi)部消防設(shè)施配備完整，在火災(zāi)發(fā)生初期就能夠識別，將火撲滅。大型綜合類商場的安全經(jīng)營原則是把預(yù)防工作放在首位，消防設(shè)施的完備和建筑自身的防火設(shè)計成為大型綜合類商場安全的“雙保險”。雖然有些大型綜合類商場安裝了消防設(shè)施，但是火災(zāi)發(fā)生時并沒有發(fā)揮作用，也沒能控制住火勢，主要原因是沒有對消防設(shè)施進(jìn)行定期的檢查和維護(hù)，其次是一部分消防員未掌握消防設(shè)施的原理和操作方法，沒有使其他聯(lián)動裝置動作。因此，應(yīng)當(dāng)對消防設(shè)施進(jìn)行定期的檢查、維護(hù)和保養(yǎng)，使其在火災(zāi)發(fā)生時能夠第一時間動作，并在此基礎(chǔ)上建立可行的大型綜合類商場火災(zāi)事故應(yīng)急救援機(jī)制，以大幅度降低事故后果的嚴(yán)重程度。

3.2 加強(qiáng)疏散系統(tǒng)建設(shè)

發(fā)生火災(zāi)后，安全疏散系統(tǒng)的好壞和人們安全疏散逃生意識的強(qiáng)弱，將在很大程度上影響人員傷亡情況。因此，加強(qiáng)疏散系統(tǒng)建設(shè)顯得尤為重要。大型綜合類商場在投入使用前，其安全出口的數(shù)量、寬度，消防疏散通道，以及疏散距離，必須經(jīng)住建部門按照相關(guān)法律進(jìn)行聯(lián)合審查驗收，獲得正式批準(zhǔn)。在日常工作中，對安全出口、疏散通道不通暢等問題必須在第一時間予以處理，消除安全隱患。同時，應(yīng)在疏散樓梯內(nèi)安裝應(yīng)急照明燈，在明顯位置張貼疏散指示標(biāo)志，并制定疏散預(yù)案定期進(jìn)行疏散演習(xí)，熟悉疏散路線，降低火災(zāi)傷亡。

3.3 加強(qiáng)危險源管控，提高防火意識

火災(zāi)危險源的管控不嚴(yán)也是導(dǎo)致大型商場火災(zāi)事故發(fā)生的根本因素。在二級指標(biāo)中，火災(zāi)危險源中電氣故障所占比重較大，是影響大型綜合類商場消防安全的重要因素。大型綜合類商場火災(zāi)危險源眾多，主要包括明火、吸煙、電氣、可燃物和放火等，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)危險源的管控，嚴(yán)禁亂拉亂接臨時電氣線路，加強(qiáng)日常用電管理。應(yīng)在商場內(nèi)懸掛禁煙標(biāo)識，并對工作人員進(jìn)行消防安全培訓(xùn)，諸如電氣設(shè)備的擺放位置設(shè)計、后期維修、電線的走位，都必須在專業(yè)的指導(dǎo)下進(jìn)行，以降低火災(zāi)發(fā)生概率。

3.4 提高安全管理能力

為加強(qiáng)監(jiān)督成效，應(yīng)進(jìn)一步完善消防安全責(zé)任制。作為商場的最高領(lǐng)導(dǎo)，必須樹立強(qiáng)烈的消防責(zé)任意識，積極在商場內(nèi)開展消防安全培訓(xùn)，并定期組織專業(yè)人員進(jìn)行火情隱患排查。全體工作人員應(yīng)高度重視消防安全，擔(dān)負(fù)起自身的防火責(zé)任，層層抓落實，逐步形成全員防火的局面，切實減少火災(zāi)的發(fā)生，確保廣大群眾的生命財產(chǎn)安全。