基于大數據技術的消防火災風險分析體系

謝筱依 董雷 董志勇 楊玥

摘要：本文從構建消防風險分析體系的必要性出發，認為構建社會單位火災風險模型有助于提升消防數據有效融合、為消防監管部門提供有針對性救援決策。在基礎大數據技術的基礎上，從體系指標、體系模型、總體等級劃分及模型驗算四個方面進行闡述，提高了消防風險評估及預測預警模型的科學性、準確性。

關鍵詞：大數據;消防火災風險體系;層次分析法;火災風險評估

近年來，隨著社會經濟持續發展，城市規模不斷擴大，安全隱患日益增多，各類災害事故呈現出高風險、危害大的特點，社會公共安全需求日益倍增。在全國消防工作大力推進“智慧消防”的基礎上，如何提升消防數據有效融合、火災風險評估及預測預警模型的科學性、準確性成為火災風險分析體系的需求及難點。

1構建消防風險分析體系的必要性

眾多國內學者已經對建筑消防風險分析體系做了較多研究，現行使用于消防風險分析體系的方法主要有火災風險指數法、因子評定法等，該類方法能夠較好地反映出建筑物固有特征與火災發生及其危害的關聯性，但忽略了控制火災危害的因素。同時，當前各類場所火災風險評估多采用三層級指標體系，多從“消防管理”、“安全疏散”、“建筑防火”、“建筑滅火”、“外部救援”等方面構建一級指標體系，而缺少對實時數據的考量，僅能實現靜態評估。

綜上，通過建立科學的評估方法，確定影響各類社會單位火災風險相關因子，構建基于大數據的動態消防火災風險分析模型和算法，得出綜合分析系數與等級，客觀地描述社會單位消防安全風險狀況，為消防監管部門消防安全工作管理決策提供有力的指導依據。

2消防火災風險體系構建

參照單體建筑火災風險體系構建相關理論和方法，結合社會單位中各類消防設施、安保巡檢等實時監測數據，運用火災風險體系構建相關技術，確定社會單位火災風險體系的技術路線，如圖1所示。

2.1消防火災風險指標構建

在學術上，針對不同社會單位建立消防火災風險體系的半定量評估是當前研究的主流。學者們對商場類建筑、高層建筑、體育館、火車站、機場航站樓、學生宿舍、區域性場所（古建筑群、商業建筑群）等均開展了研究。雖然建立的指標體系各異，但大多基于層次分析法（AHP），由二級或三級指標構成。

消防火災風險指標體系綜合建筑結構特征、消防管理水平、基礎信息維護三大屬性，圍繞建筑固有安全性、消防安全人員管理、社會單位舉出數據和單位消防數據共計6類一級指標進行搭建，以及細分的20個二級指標項和52個三級指標項為體系內容，對社會單位進行多維度火災風險分析，如圖2所示。

2.2消防火災風險模型

2.2.1指標權重計算

指標權重反映了單項指標對項目評價的貢獻大小，是指標在評價對象中價值地位的系數。在實際應用中常用德爾菲（Delphi）法、模糊聚類分析法和層次分析法（AHP）等確定指標權重，此處選用層次分析法。

（1）層次分析法（AHP）

AHP是對定性問題進行定量分析的一種簡便、靈活而叉實用的多準則決策方法。它對各指標之間相對重要程度采用兩兩比較法分析，其可信度高于其他方法。并且此次聯網的各類場所中涉及因素較多，在評價中，為了突出主要的影響因素，客觀、合理的進行評價，因此，采用層次分析法來確定一、二級指標的權重。

（2）權重計算過程

對社會單位一、二級指標分別進行兩兩比較獲得基礎數據，運用層次分析法軟件YaahD計算消防火災風險指標權重。參考消防業內多位專家對指標進行考量，給指標進行權重賦值。將所有專家的權重賦值取算數平均，得到每個指標最終的權重，再運用層次分析法對權重進行最終確認，確認步驟如下：

1）在建立消防火災風險指標后，將指標劃分為多層次分析結構，同時搭建判斷矩陣。將相鄰上下兩層的指標進行重要程度評定。記aii為i指標比i指標的重要程度，即重要性等級，表3列出了所有重要性等級分類以及各自的賦值。

規定上式當CI=O時，判斷矩陣具有完全一致性;CI與判斷矩陣一致性成負相關，CI的值越大，判斷矩陣的一致性越差。

表4為平均隨機一致性指標Rl隨著階數變化的值，同時將CI的值與平均隨機一致性指標Rl兩兩比較，來檢驗判斷矩陣是否具有較好的一致性。

通常情況，當階數為1或2時，判斷矩陣的一致性較好。當階數大于2時，對CI與同階的RI之比CR進行判斷，當CR小于0.1時，判斷矩陣一致性較好，當CR大于0.10時，需對判斷矩陣進行調整，使得CR小于0.1。運用Yaahp軟件對整體權重確認進行計算，如圖5所示。

2.2.2權重計算結果

以酒店為例，根據對7位專家的咨詢結果計算出一、二級指標權重值，求平均值，得到一、二級指標權重，如表6所示。

運用層次分析法軟件計算出一、二級指標的權重大小，且每個二級指標下的三級指標的總分為100分;制定具體三級指標的賦分標準，得到每一個三級指標的得分。最終，消防火災風險值的計算方法如下：

上式S為消防火災風險值，U.為第i個一級指標的權重值，U 0為第i個一直指標下的第j個二級指標的權重值，W0為第i個一級指標下的第i個二級指標相對應的三級指標的得分。

2.3消防火災風險隱患分級與賦分

基于層次分析法建立的消防火災風險體系中，火災危險等級一般劃分為四級或五級，消防安全風險值采用十分制或百分制，邀請了7位專家，對比分析現分級標準，將單位消防安全細項風險等級，設定為五個等級，分別為：極低風險、低等風險、中等風險、高風險和極高風險，各等級含義描述如下表7所示：