一種城市社區消防安全風險評估方法

■ 倪凱 龍顯淼 上海市安全生產科學研究所

一、引言

消防安全事關人民群眾的根本利益，是社會發展的基礎和保障。近年來，隨著科技水平不斷提高，我國消防救援的能力也逐步增強，消防事業得到了快速發展，但當前的火災形勢依然十分嚴峻，人員傷亡嚴重，財產損失巨大，2012—2019年我國火災情況匯總如表1所示。表中顯示，在2013—2016年期間，我國的火災數量、財產損失、傷亡人數都出現了快增長，特別是人員傷亡和財產損失表明火災危害有所加劇，2017—2019年火災四項指數相對平穩，但是仍處于高位。

表1 2010—2019年我國火災情況[1]

根據應急管理部消防救援局公開的數據顯示，2019全年城鄉居民住宅火災雖然只占總數的44.8%，但全年共造成1045 人死亡，占總數的78.3%，遠超其他場所亡人的總和[2]。值得關注的是，已查明原因的火災中有52%系電氣原因引起，在住宅小區中，電氣短路、電動車充電、手機充電等導致的火災居高不下，造成的人員傷亡、財產損失都十分巨大?？偨Y來說，當前我國的火災總量較大，發生重大以上火災事故的風險仍然存在，住宅火災風險占比居高不下。由于住宅火災存在著受災面積相對較小，但火災荷載密度大，滅火救援環境復雜等情況，因此，研究城市社區消防安全風險具有現實意義。

文章在國內外現有的理論和實踐研究成果基礎上，結合傳統的實地調查研究方法，探索如何充分使用當前消防信息化系統數據，利用大數據分析的方法，采用基于Delphi 法征求專家組意見的研究方法，構建城市火災風險評估體系和指標，運用層次法計算各指標的權重，通過對比城市火災風險等級評定標準，確定城區社區火災風險所屬風險區間，對評估城市社區消防風險安全提供了可行方案。

二、火災因素分析

火災的因素是多種多樣的，不同城市、不同社區都有不同特點，因此，大多數火災因素分析都依據城市火災的特點，建立不同的城市區域火災評價指標體系，其中使用最為廣泛的是基于兩類火災危險源理論的火災風險評估，因此具有廣泛的實用性和實際指導意義。一般按照危險源在事故發生、發展中的作用，將危險源劃分為兩類，即第一類危險源和第二類危險源。由于能量或危險物質在事故致因中占有非常重要的位置，稱它們是第一類危險源；把導致能量或危險物質的約束、限制措施失效或破壞的各種不安全因素稱作第二類危險源[3]。

一般情況下第一類火災危險源是客觀存在的，分析火災危險源要結合第二類火災危險源進行分析，而第二類火災危險源伴隨著第一類火災危險同時產生，因此，兩類火災危險源是相互對應[7]。在通常情況下，沒有火災事故的狀態，第一類危險源與第二類危險源共存并處于相對平衡，這時候，第一類危險源的能量由于第二類危險源的抑制作用而無法釋放，但第一類火災危險源的客觀存在，因此，火災事故風險總是存在。當第一類危險源能量過大或者第二類危險源抑制作用過小，事故才會發生，兩類危險源的關系如圖1所示[7]。

兩類火災危險源在火災的發生、發展過程中起著不同的作用[5]。第一類火災危險源決定事故后果的嚴重程度，它在發生火災時釋放出的能量或危險物質是導致人員傷害或財物損失的能量主體；第二類火災危險源決定事故發生可能性的大小，它是導致火災產生的各種隱患因素。對火災進行風險評估及建立指標體系時，可以兩類危險源為基礎開展研究工作。

三、火災風險指標分級量化

（一）風險分級

目前，采用劃分城市火災風險等級的方法是確定火災風險的主要方法，各國都在開展相關研究。公安部把我國火災劃分為特別重大火災、重大火災、較大火災和一般火災四個等級，但火災風險等級一直沒有確定規定。火災等級劃分是區分火災風險輕重程度的一種有效方法，通過火災等級劃分可以確定對應的防控措施，因此火災等級也是不同學者研究的內容?；馂牡燃壍膭澐植灰走^細也不易過粗，繼而通過等級評定制定相應的措施，因此根據具體情況進行具體分析，如化學工業區火災等級可以相對細，而農田區域火災等級就相對粗。文章采用五級劃分法，把區域火災風險劃分為安全區間、輕度危險區間、中等危險區間、高危險區間和極度危險區間五個區間。相應地，把風險指標分為低風險、中風險、較高風險、高風險和極高風險五個等級。

（二）指標量化

風險評估體系包括定性指標和定量指標兩種，所涉及的評估指標有的可以實現量化處理比較，通過制定評分規則得到相應的分數，有的指標則無法通過數值表示，定性評價很難把握評分尺度，必須通過對該指標的主要特征描述進行定量賦分，把該指標轉化成相應數據才能進一步運算，即無綱量化[6]。因此，無論定性指標還是定量指標，本文均通過對指標特征進行描述并量化，其指標量化賦值和風險等級特征描述見表2。

表2 火災風險分級量化與特征描述[7]

四、建立火災評估指標體系

城市區域火災風險指標體系建立要綜合考慮不同城市區域之間的經濟發展實力、建筑結構特征、消防管理水平、市政消防布局、滅火救援力量等因素[7]。在分析城市社區火災風險時，通過選取典型社區，進行現場實際調研，獲取社區第一類危險源和第二類危險源的各個數據，組織專家組運用Delphi 法建立指標體系；在征求專家意見的基礎上，對社區消防風險評估指標要素進行整理歸類，初步得出評價體系。后續通過Delphi 法以問卷的方式對指標進行篩選及最終確定。綜合調查得出最終的指標體系如表3所示。

表3 消防安全評估體系

五、風險評估過程

（一）建立判斷矩陣

根據建立的風險指標體系，按照層次分析法規則，轉化成層次中各因素相對于上層因素相對重要性的排序問題，在排序計算中，采取成對因素的比較判斷，并根據一定的比率標度，形成判斷矩陣。為了使判斷量化，采用1～9 標度，如表4所示。

（二）判斷矩陣構造

設問題A 中有B1，B2，B3……Bn個指標，則構造的判斷矩陣B 為：

其中，bij表示縱列Bi與Bj的相比較的結果。

（三）計算判斷矩陣的最大特征根和特征向量

應用和積法計算，步驟為：

（1）將判斷矩陣B 每一列正規化

（2）將A=(aij)n×n按行加總

（3）將（2）所得行和向量正規化，得排序權重向量W

（4）按下式計算λmax

其中，(AW)i表示AW 的第i 個分量。

（5）檢驗判斷者思維的一致性

表5 重復計算10000 次的RI

（四）計算權重

權重計算分為評價指標權重計算和系統權重累積計算兩部分：

（1）分別對這些調查表進行一致性檢驗，并舍去不符合一致性檢驗的調查表后，經使用MATLAB 數據處理工具計算，可得到多組指標權重，通過求平均值計算最終得到各指標權重。

（2）一、二、三級各指標權重計算后計算絕對權重，絕對權重為各指標相對上一級相對權重的乘積，計算公式為：

其中，i=1,2；j=1,2,3,4；k=1,2,3,4,5,6

（五）系統權重累計計算

將目標層的總分設置為1，指標層的各個指標取值為Ci，假設各指標Ci的社區風險分析得分為Xci，而指標層的各個指標的取值Pci可以這樣計算：

假設電氣線路的累計權重為0.0166，根據動態監控結果，某一日該社區的電氣線路最終得分Xci為4 分（高風險），則最終的評價得分為0.0166×4=0.0664（分）。

所以按照此方法，該社區的最終火災風險評價值可以這樣計算：

按照五級分級法，社區火災風險等級劃分標準如表6所示。

表6 社區火災風險等級劃分標準

當得分大于3 時，火災風險等級就進入中等風險區域，說明社區火災風險發生的可能性增大，可以依據風險指標因素對可能發生火災的因素一一排查，及早消除社區風險隱患，避免發生火災事故。

六、結語

城市社區消防安全風險評估是對城市區域安全的一項系統性、綜合性評估，該過程包含了城市社區火災的風險分析、數據收集、評價體系構建、量化等級評定和結果分析運用等各個方面。綜合考慮城市社區起火和滅火過程有關的各種因素，合理地評價城市社區的火災風險等級，可及早發現發生火災的潛在風險，提升城市火災風險防范和消防安全管理水平。