商業建筑火災初期風險模糊系統分析

閆金花 （西南科技大學土木工程與建筑學院，四川 綿陽 621010）

0 前言

商業建筑是許多重特大火災事故頻發的場所，存在諸多火險隱患、火災初期階段是控制火災進一步蔓延，防止重特大火災事故發生的關鍵時期，也是人員疏散的最佳時段。由于初期階段滅火因素比較復雜，有建筑自身存在的消防隱患，也有人為造成的失誤，要在很短的時間內滅火成功，存在一定難度。本文首先構建了商業建筑火災初期風險模糊系統模型，并給出了各基本事件的隸屬函數，通過建立模糊系統模型的結構函數，確定出商業建筑火災初期風險模糊系統的模糊數，最后通過模糊重要度分析，給出減少商業建筑火災初期風險的對策。

1 火災初期模糊系統模型

通過調查我國商業建筑重特大火災案例，分析在火災的初期階段火險隱患，確定出目標事件、中間事件、基本事件，建立商業建筑火災初期風險模糊系統模型，見圖1。模型中各基本事件分別用：ai，i=1，…，6；bj，j=1，…，6；ck，k=1，2，3；ml，l=1，…，13 表示。

圖1 商業建筑火災初期風險模糊系統模型

2 基本事件隸屬函數的確定

由于各基本事件的概率是在介于[0,1]之間的某一值附近左右波動，因此選用中間型的模糊分布作為基本事件概率的隸屬函數。由于無法判定基本事件概率模糊數中隸屬度為0的點。因此，選用非線性的模糊分布較為合適，于是選取[0,1]區間上的對稱L-R的型模糊數的分布函數，作為模糊故障樹中基本事件概率的隸屬函數，將概率均值的隸屬度取為1。

設目標事件為火災初期滅火失敗事件，用“O”來表示，則各基本事件發生的概率分別為模糊數=（mi，αi，βi），i=1，…，6=（mj，αj，βj），j=1，…，6，=（mk，αk，βk），k=1，2，3=（ml，αl，βl），l=1，…，13，其中 mi、mj、mk、ml分別為各基本事件概率的最大似然估計量。假定 x 當偏離其中心值 50%時，μ≤0.1，則 αi=βi=0.0556mi，i=1，… ，6；αj=βj=0.0556mj，j=1，…，6；αk=βk=0.0556mk，k=1，2，3；αl=βl=0.0556ml，l=1，…，13，那么各基本事件概率模糊數的隸屬函數分別為：

3 模糊系統分析

3.1 系統模糊數

根據系統模型（圖1）得到商業建筑火災初期風險模糊系統的結構函數為：

T=G1·G2=G1·（G3+G4）=G1·（G5·G6+G7+G8）

式中：G1=a1+a2+a3+a4+a5+a6，其中 a1與 a2，…，a6互斥，a2，…，a6之間相互獨立；G5=b1+b2+b3+b4+b5+b6，其中 b1與 b2，…，b6互斥，之間相互獨立；G6=c1+c2+c3，其中 c1，c2，c3之間相互獨立；G7=m1+m2+m3+m4，其中 m1與m2，m3，m4互斥 m2，m3，m4之間相互獨立；G8=m5+m6+…+m13，其中 m5與m6，…，m13互斥，m6，…，m13之間相互獨立。

商業建筑火災初期風險模糊系統頂事件概率為模糊數：

3.2 模糊重要度分析

對于有界模糊數，可以利用模糊數的中值來計算模糊重要度。

根據定義1和定義2，設火災初期商業建筑火災風險模糊系統的結構函數為 Ψ（X）=Ψ（x1，x2，…，xn），xi故障概率為有界模糊數，其中位數為mTe，模糊系統頂事件概率的可能性分布則為：

仍為有界模糊數，其中值為mTe。

3.3 模型分析

選取50例發生在我國商業建筑特大火災案例進行分析。通過案例統計調查分析，由公式（1）～（4），得到商業建筑火災初期風險模糊系統各基本事件發生的概率，分別為模糊數，i=1，…，6，j=1，…，6，k=1，2，3；，l=1，…，13，見表 1。

再由公式（5）得到商業建筑火災初期風險模糊系統頂事件發生的概率為模糊數：

表1 模糊數

其中值為me2=0.504405。

根據公式（6）、（7），得到商業建筑火災初期風險模糊系統各基本事件的模糊重要度，分別為STai，i=1，…，6；STbj，j=1，…，6；STck，k=1，2，3；STml，l=1，…，13,見表2。

表2 基本事件的模糊重要度

4 結論

①a1事件——未安裝自動噴水滅火系統或安裝后被拆除，c1事件——值班人員未及時巡查，b1事件——未安裝火災自動報警系統或安裝后被拆除，這三個基本事件對初期滅火影響最大，其重要度影響的數量級為10-1，是降低初期火災風險首要解決的關鍵問題。

②火災自動報警系統故障中的b2事件——火災自動報警系統被關閉，對初期滅火影響最大。

③自動噴水滅火系統故障中的a5事件——自動噴水滅火系統未啟動或不能聯動對初期滅火影響最大。

④使用室內消火栓不當，其主要原因是m8事件——室內消火栓供水源不足，其重要度影響的數量級為 10-2。

⑤使用滅火器滅火失敗的m3事件——滅火器數量不夠，m4事件——人員不會使用滅火器，對火災初期滅火影響最大，其重要度影響的數量級為10-2。

⑥c3事件——施工人員思想麻痹，施工現場無人監管，對消除初期火災隱患的影響不可忽視，其重要度影響的數量級為10-2。