火灾风险评价论文

火灾风险评价论文（共10篇）

火灾风险评价论文 篇1

摘要：将模糊综合评价方法应用到区域火灾风险评价中,建立了区域火灾风险评价指标体系,确立风险评价准则,建立了基于模糊综合评价理论的区域火灾风险评价模型。利用该模型对陕西省进行了火灾风险评价,针对该省区域火灾危险程度,提出了以控制重点区域火灾危险性为重点,增加消防投入,增强消防队伍建设及加强消防安全教育,增强全民消防安全意识并重的综合性区域火灾危险性控制对策措施,为陕西省消防规划和消防安全管理提供参考建议。

关键词：区域火灾风险,模糊评价,风险评价,指标体系

区域火灾风险评价就是分析、确定研究区域的火灾危险程度及发展趋势,通过科学方法评价存在的火灾风险。近十几年学者对火灾风险评价以及一些基础项目进行了专门研究。张欣等深入研究了风险评价的一般方法及火灾风险评价的分类,针对城市区域火灾风险评价中的几个关键步骤,提出了火灾风险标准。李杰等建立了以建筑面积为单一因子的城市火灾危险评价公式。李申等根据大型综合公共建筑的火灾特殊性,应用层次分析法进行火灾风险评价,建立评价指标体系和各指标的评价尺度。张颖等针对公共娱乐场所火灾危险因素,建立双层评价指标体系,运用模糊综合评价理论设计对公共娱乐场所消防安全评价的方法和步骤。笔者尝试将模糊综合评价法与区域火灾危险评价相结合,建立模糊综合评判模型,对区域火灾风险的评价有一定的指导意义。

1 区域火灾风险评价指标体系

进行区域的火灾风险评价首先需要选择影响区域火灾安全的主要因素,构建区域火灾风险评价指标体系。评价区域中有城市、农村、城乡结合部三类区域,影响火灾的因素非常多而且复杂,并且各因素间存在着耦合关系,建立科学的评价指标体系是区域火灾风险评价的基础性工作,也是区域火灾风险评价的关键。根据区域火灾危险的特点,建立了如图1所示的区域火灾风险评价指标体系。

2 模糊综合评价体系构建

模糊综合评价法是将模糊数学方法与层次分析方法结合运用的一种方法。模糊综合评判结果是单因素评判定量化和单因素权重综合作用的结果,模糊关系矩阵和因素权重分配起了十分重要的作用。

图1 区域火灾风险评价指标体系

区域火灾的风险程度是一种模糊概念,在消防安全与危险之间无明确的界限。以模糊理论建立区域火灾风险评价的数学模型,对区域系统及其组成个体的风险性进行模糊评价具有更好的适应性。

2.1 模糊集的建立

不同的评价指标对最终评价结果的影响程度是不同的,需要确定每个评价指标的比重。综合运用专家打分法和层次分析法来确定评价指标体系设定指标的权重,具体步骤如下。

对于n个因素x1,x2,…,xn,有矩阵A,其中aii=1,aij=1/aji。

评价体系各相同层次的指标两两比较得到相对重要度排序。在排序过程中,采用1-9标度法。

在经过一系列调整后,得到判断矩阵A,经过计算求权重。其计算步骤为:(1)A的元素按行相乘得一新向量;(2)将新向量的每个分量开n次方;(3)将所得向量归一化即为权重向量W=(w1,w2,…,wn)T。

2.2 风险分析与计算

考虑到人的判断的不确定性和个体的认识差异,评分值的设计采用一个分值范围,由参加评价的研究人员,运用集体决策的思想,根据所建立的指标体系,按照对安全越有利得分越高的原则进行评分,从而降低不确定性和认识差异对结果准确性的影响。然后根据模糊集值统计方法,通过计算得出统一的结果。

对于指标ui,专家pj依据评价标准和对该指标有关情况的了解给出特征值区间[aij,bij],由此构成一集值统计系列:[ai1,bi1],[ai2,bi2],…,[aij,bij],…,[aiq,biq]。

则评价指标ui的特征值可按式(1)进行计算。

式中:i=1,2,…,n;j=1,2,…,q。

应用线性加权方法计算火灾风险度,如式(2)所示。

式中:R为上层指标火灾风险;Wi为下层指标权重;Fi为下层指标评价得分。根据R值的大小可以确定评价目标所处的风险等级。根据区域火灾防控实际,在设定量化范围的基础上将火灾风险分为四级,如表1所示。

表1 风险分级量化和特征描述

3 区域火灾风险评价

陕西省位于我国内陆腹地,全省总面积为20.58万km2,横跨三个气候带,南北气候差异较大,南部属北亚热带气候,中部及北部大部属暖温带气候,北部长城沿线属中温带气候,常住人口3775.12万人,设10个省辖市。全省现有超高层建筑60栋,2万m2以上城市综合体建筑56栋,地下公共建筑工程597处,人员密集场所8 337处,生产、储存、经营易燃易爆危险品场所3 230家;火灾高危单位618家、消防安全重点单位13 180家、一般社会单位约22万家。全省消防应急救援力量基本情况:陕西省消防总队下辖12个消防支队和1个培训基地,有137个消防大队、111个执勤中队;执勤消防车辆804台,消防坦克3台,各类装备器材188 394件(套)。根据火灾风险程度和其他相关指标数据,按照笔者建立的模糊综合评价体系计算,得到全省的整体火灾风险分值为55.35,等级为Ⅲ级,火灾风险性较高;影响全省风险因素的危险程度,如表2所示。

通过计算将指标体系中影响全省区域消防危险程度的因素分为四个程度,危险、较危险、较安全以及安全,其中安全度属于安全指标的共有10个,较安全的共有5个,较危险的共有15个,危险的共有8个。危险和较危险的指标主要集中在消防经费的投入、消防设备、现有消防队伍的建设以及火灾危险性这几个方面。全省的整体火灾风险分值为55.35,等级为Ⅲ级,火灾风险性较高,火灾风险处于较难控制的水平,应采取措施加强消防基础设施建设和完善消防管理水平。

4 对策措施

通过区域火灾危险性评价,得到影响全省火灾危险性的主要指标集中在消防经费的投入、消防设备、现有消防队伍的建设以及火灾危险性等方面。因此,笔者提出以控制重点区域火灾危险性为重点,同时增加消防投入,增强消防队伍建设及加强消防安全教育,增强全民消防安全意识并重的综合性区域火灾危险性控制措施。

表2 风险因素排序

4.1 加强社会火灾防控工作

要把消防经费、公共消防设施和装备建设、社会消防力量发展、火灾隐患整改等纳入政府年度工作目标,持续推动健全“党政同责、一岗双责、齐抓共管”的政府领导下的消防责任体系。完善乡镇(街道办)公共消防安全隐患排查治理和防控体系,建立健全消防安全重大事项决策机制,建立镇(街道办)消防安全党政领导负责制,明确分管领导;落实消防安全标准化管理工作,完善本部门、本行业消防安全管理制度和技术标准。各级住建、工商、文化、卫生、质监等行政职能部门在涉及消防安全的审批工作中,应严格把关,并建立部门间联合监管机制;进一步落实社会单位消防安全主体责任,再造社会消防安全“防火墙”,社会单位每年开展“四个能力”建设达标检查,消防安全重点单位全面深化“户籍化”管理,九小场所开展“一懂三会”达标检查,火灾高危单位每半年开展一次消防安全评估,人员密集场所全面落实“五人一室”责任;强化消防安全隐患源头控制,严格依法审批涉及消防安全的许可项目,对火灾高危单位采取先进实用的消防技术,落实人防、物防、技防措施;建立健全火灾隐患常态化排查治理、重大隐患分级治理制度,健全重大火灾隐患立案、核查、论证、公示、督办、销案制度,对认定的重大火灾隐患,凡存在严重威胁公共安全的,要采取改造、搬迁、停产、停用等措施限期整改。

4.2 加强基础设施建设

保证公共消防投入,按照国家标准科学规划城市及城镇消防安全布局、消防队站、消防供水、消防通信、消防车通道、消防装备,各级政府和规划主管部门要将城乡消防规划的编制、审批、实施全面纳入城乡规划督察内容,确保规划内容全面落实;结合城市发展实际,县级以上城市按照《城市消防队站建设标准》加强建成区消防队站建设,按照《乡镇消防队站建设标准》全部建立政府专职消防队,加强城市和城镇消防水源建设,同步建设市政消火栓和公共消防水源,各级政府要制定市政消火栓管理办法和措施,推行市政消火栓“身份证”式管理,厘清市政消火栓建设、维护保养和使用权责。

4.3 加强消防队伍建设

建立完善政府统一领导组织指挥的救援机构,健全救援总队、支队、大队机构建设,加强消防、供水、供电、供气、通信、气象、地震、医疗、交通运输、环境保护等多部门合成救援队伍建设,结合处置对象的类型和特点,分类别开展应急联动演练,让应急救援更具针对性和专业性,切实提高作战效能;全面加强以公安消防为主的综合应急救援队伍建设,建成“公安现役消防队+政府专职消防队+企事业专职消防队+志愿消防队”的全覆盖式四级灭火力量体系;按照1 min单位、社区微型消防站应急处置,3min卫星消防队到场处置,5min公安现役中心站到场处置,重特大灾害事故社会应急力量联动处置的“1+3+5+X”原则构架进一步完善消防队站布局;组建各级灭火救援专家组,建立事故处置联席会议制度,进一步提升灭火救援水平。至2020年,全省轻型搜救队全面升级为重型搜救队,西安市组建搜救中队、供水中队,汉中和安康市组建水上救援队,延安市、榆林市组建搜救犬中队(分队)和石油化工类专业处置救援队。

4.4 加强创新科技投入

建设省重点火灾实验室,加强火灾防控手段的技术研究,提升火灾防控的技防水平,试点“互联网+消防”建设,推动社会消防管理创新。引入社会第三方机构,建设“大物联网”系统,力争实现重点单位消防安全管理透明化、灭火救援战场透明化。研发高效能高机动消防车,结合城区部分道路狭窄,北部大部分地区缺水以及节约警力、提高单兵操作效能的实际状况,研发适合扑救人员密集场所、农村和社区初起火灾的高效能消防车,待技术成熟后向全省推广。集成创新“模块化”抢险救援车,针对重大自然灾害与社会安全事故的大规模、跨地域、长时间、高强度、多领域等应急救援特点,升级改造抢险救援车,最大限度提高部队应急救援作战效能。

5 结论

(1)在风险准则和致因分析的基础上,建立了多层次区域火灾评价指标体系,采用模糊理论建立了区域火灾风险评价模型,实现了较大区域火灾危险性系统评价。

(2)考虑到陕西省整体火灾风险较高,处于较难控制的水平,要集中加大消防经费、消防设备的投入,加强消防队站建设工作。

(3)针对相应的评价结果以及全省的区域火灾危险现状,要以控制重点区域火灾危险性为重点,增强消防队伍建设及加强消防安全教育,增强全民消防安全意识,深入开展火灾隐患排查治理工作,提升区域抗拒火灾风险的能力。

参考文献

[1]张欣,王宝伟,杜霞,等.城市区域火灾风险评价方法探讨[J].消防科学与技术,2006,25(2):198-201.

[2]李杰,宋建学.城市火灾危险性分析[J].自然灾害学报,1995,4(2):99-103.

[3]李申,朱磊.大型综合公共建筑的火灾风险评价[J].武警学院学报,2010,26(12):35-38.

[4]张颖,张翼.模糊综合评价理论在公共娱乐场所消防安全评价中的应用[J].价值工程,2013,(30):307-308.

[5]赵德朝,李俊梅,李炎锋.建筑火灾风险评价中火灾安全管理者的影响分析[J].消防科学与技术,2008,27(3):185-187.

[6]张一先,王建平,方宗堂,等.城市定量火灾安全评价方法[J].苏州科技学院院报,2003,16(4):27-32.

火灾风险评价论文 篇2

城市大型停车场的数量随着经济的发展在迅速增长,这些新建的停车场均向高层和地下空间发展,其投资费用都较大,一旦发生火灾,往往会造成严重的经济损失和人员伤亡事故,国内外停车场发生的一系列火灾事故充分证明了这一点.因此,对停车场进行火灾风险评价具有十分重要的意义.分析了停车场火灾的特点,并从停车场的.火灾场景、发生轰燃的烟气条件、释放辐射热的大小、对面汽车被引燃的临界条件等几方面对停车场潜在的火灾风险性进行了探讨.以某地下停车场为例,对其火灾风险性进行了具体评价.

作 者：田玉敏 刘茂 TIAN Yu-min LIU Mao 作者单位：田玉敏,TIAN Yu-min(南开大学城市公共安全研究中心,天津,300071;中国人民武装警察部队学院消防工程系,河北,廊坊,065000)

刘茂,LIU Mao(南开大学城市公共安全研究中心,天津,300071)

火灾风险评价论文 篇3

填埋释放气体由大量CH4和CO2组成，其中CH4在空气中的浓度达到爆炸下限（5％～15％），容易引起爆炸。目前，我国许多城市都发生过垃圾填埋场气体爆炸事故：

1994年2月4日，重庆市一座垃圾场发生严重沼气爆炸事故，强大的气浪掀起的垃圾，将9名临时工埋没，当场死亡4人；

1994年8月11日，湖南省岳阳市一座约2万立方米的垃圾堆突然爆炸，上万吨的垃圾被抛向空中，摧毁了垃圾场附近的一座水泵和两道污水堤；

1995年，江苏无锡市桃花山垃圾填埋场的两个石笼突然起火，无法扑灭，燃烧多天经过一场暴雨才熄灭；

1995年9月、10月、12月北京昌平县接连三次发生垃圾场沼气爆炸事故，重伤2人……

这些惨痛的教训告诉人们，对于垃圾填埋沼气的回收利用系统的危险性要引起高度重视！因此，利用安全工程理论对填埋沼气回收利用系统进行全面的安全分析对于减少和避免火灾、爆炸的发生是十分必要的。

一、火灾爆炸危险度的综合评估模型

1．1 分析对象的确定

目前国内垃圾填埋沼气回收利用系统所采用的工艺为：净化后的填埋沼气大部分压缩装罐，作为燃料使用。剩余部分用于发电，供厂内生产生活使用。具体的工艺流程如图1所示。

1．2 火灾爆炸危险度的综合评估模型的建立

垃圾填埋沼气回收利用系统火灾爆炸危险度的综合评估系统，应该是火灾分析、预测、决策与安全配套措施的有机统一，并形成完善的安全运行机制，其评估系统的建立应从实际出发，以系统观点为指导，坚持安全定性与定量分析的有机结合，使安全综合评估系统具有科学性、实用性与可操作性。它主要包括火灾爆炸危险度的分析模型、评估模型及火灾危险预知训练与预测模型等，由此可建立起油库火灾爆炸危险度的综合评估体系如图2所示：

二、火灾爆炸危险度的综合评估模型的优点

2．1 在现有技术条件下，突出了安全管理的重要性

安全工程的最终目标在于系统的本质安全化，但是在目前的技术经济条件下，完全依赖从技术上消除工艺设备的危险性不足以将危险度降低到社会可以接受的水平，因此，模型中将安全管理置于与工艺设备安全性同等重要的水平，突出了在目前技术条件下加强安全管理工作的重要性。

2．2 分析内容的全面性

综合评估模型中涵盖了火灾爆炸分析模型、安全评估模型和火灾危险预防训练与预测模型，其中火灾爆炸分析模型阐述了导致火灾的危险因素、各因素之间的相互影响和火灾发展历程，对类似系统的事故数据进行统计分析和计算机模拟；安全评估模型针对系统的某一部分，乃至整体进行安全状况评价；火灾危险预防训练与预测模型则突出了“安全第一，预防为主”的方针，建立火灾爆炸预测模型，强调了安全管理中对火灾的预防与控制功能，将火灾危险消灭在萌芽状态。与过去的火灾爆炸评估体系相比较而言，这一模型具有以火灾机理研究为起点，以安全分析为重点，以安全评估为依据，结合火灾爆炸的预测，真正实现了对垃圾填埋沼气回收利用这一复杂大系统的全面安全分析，最终将该系统火灾爆炸危险度降低到社会可接受的程度。

2．3 将定性分析与定量分析结合起来

将定性分析方法和定量分析方法有机地结合起来，针对不同类型的具体对象进行相应级别的风险性评价，提高安全生产水平。鉴于垃圾填埋沼气回收利用系统中诸多因素不完全清楚，常规决策方法中的评估指标值在这里又多为不确定的模糊量，基于这一特点，把不知道的和不确定的分开考虑，充分利用已有的事故概率数据，实现垃圾填埋沼气回收利用系统的综合评判。采用的分析方法既有定性分析，例如火灾局势分析和安全检查表，又有各类定量、半定量分析方法，例如事故树分析、模糊综合评判和危险矢量评价。

比如，就安全评估模型而言，事故树分析是安全系统工程的重要方法，它能对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入揭示事故的潜在原因。用它描述事故的因果关系直观、明了，思路清晰，逻辑性强，既可定性分析，又可定量分析。在应用中，由于安全数据的不充分性和基本事件的模糊性等原因，使传统的事故树分析方法受到限制。解决的办法是引入模糊数学理论，采用模糊事故树的分析方法。模糊事故树分析中底事件发生概率的获得，可以采用以下方法：对于可以通过可靠性手册、经验数据等途径获得事故率的底事件，根据事故率、概率分布参数和其他参数获得底事件的发生概率，这是精确值。对于没有统计数据的底事件及其他模糊事件，通常是通过专家的主观判断确定底事件的发生概率，获得底事件的模糊发生概率。一般的做法是：先对事故树中各事件(顶端事件、中间事件和基本事件)的安全程度进行模糊描述，一般用四个等级为度量所有事件的语言变量名称，即“安全”、“临界”、“危险”、“破坏”。接下来对每一个语言变量名称,以语气算子“极”、“很”、“微”加以修饰，例如：“极安全”、“很安全”、“微安全”等等。这样，就构成了事故树模糊分析中的全部语言变量，总计12个。再令每一个语言变量代表一个模糊子集，每一个模糊子集的隶属函数0≤ ≤1。这些模糊子集、语言变量和隶属函数构成12×12的隶属函数矩阵。最后，在事故树的所有基本事件都测得一个动态的模糊值之后，依据事故树所对应的逻辑表达式进行模糊运算的过程，就称之为对事故树所进行的模糊分析。运算的结果就是系统动态状态的一个模糊值。再对这个模糊值进行判定（例如采用模糊数学中关于“贴近度”的计算方法），就可以得到运行系统动态状态的一个模糊评估。

相对于Delphi法、专家打分法和头脑风暴法等评价方法而言，其优点在于将模糊数学引入事故树分析中，使用多种模糊数、语言值及精确概率值刻画事件的发生概率，并作统一处理，因而更符合工程实际，具有很高的工程实用价值。

2．4 分析方法的多样性和互补性

克服过去单纯依赖某一特定分析方法所带来的不可避免的缺陷，充分发挥多种分析方法的优点，实现了各种分析方法的有机结合，提高了模型预测的准确性。在本模型中，综合采用了事故树、模糊综合评判、随机过程的马尔克夫模型、危险矢量评估等多种安全评价方法，这些方法在具体应用中可以结合使用、相互补充。比如，传统的事故树分析法，运用条件概率的计算方法，估算火灾发生的概率和消防系统的可靠性。但这种静态分析方法，未考虑系统起火后火灾随时间的传播过程。在火灾灾变模型中，可以将火灾传播过程看作稳定的马尔克夫过程，火灾在某一时刻传播的方向和概率，只与该时刻火灾位置有关，而与火灾前期历史无关，并认为传播概率不随时间的推移而改变，从而建立了火灾传播的动态模型。在大多数情况下，垃圾填埋场的防火安全的重要因素以及火灾发展的最后状况，取决于消防系统的工作可靠性。首先，对消防系统的可靠性进行事故树分析；接着，求解基本原因事件的概率重要度，找到防火的重点和消防设计应该着重考虑的问题；紧接着，用马尔可夫状态转移矩阵描述火灾传播发生概率的时间分布；最后，求解出各个事件随火灾发展而产生的概率。运用动态马尔克夫模型估算消防系统随火灾传播被破坏的不同状态概率的时间分布，对制订消防灭火战术，具有重要意义。

所以，采用多种方法并充分利用其互补性，可以提高模型的精度，较好地反映实际情况及其发展变化，更有效地实现对系统安全的动态监控。

三、结论及展望

3．1 火灾爆炸危险度的科学评估是一项复杂的系统工程。应从系统危险致灾因素、火灾分析与处理、安全预测与决策等方面综合考虑与分析，并应借助火灾数据统计、火灾科学及安全消防技术的支持，其得出的评估结论方有科学性与可信性。

3．2应加强火灾系统评估理论的研究。立足于实际工作中使用的工艺设备，运用先进科学的评估理论以建立“全方位”的垃圾填埋沼气回收利用系统火灾防范措施及评估体系，是确保垃圾填埋沼气回收利用系统本质安全的可靠保证。由于安全系统工程本身就是一门新兴学科，其安全度及火灾爆炸危险度的研究将随着系统工程的不断发展，而不断地得到充实与完善。

火灾风险评价论文 篇4

近年来, 随着中国经济的高速发展, 汽车开始进入越来越多的普通家庭。2000年后, 中国汽车工业进入高速增长期, 其中民用汽车呈井喷一样的增长。然而我们在享受汽车所带来的生活便利与经济发展的同时, 却不能忽视汽车所带来的危害。根据消防部门公布的数据, 每年全国发生的各类火灾中, 汽车火灾的发生数量、造成的财产损失和人员伤亡均呈现逐年递增的趋势, 2007至2011年五年间全国每年约发生1.1~1.3万起汽车火灾, 由此引发的车辆所有者与保险公司、制造商、销售商以及与物业管理者, 还有保险公司与制造商等等之间的矛盾也越来越突出。

由于汽车结构较为复杂, 汽车火灾发生的原因以及位置也是多种多样。其中, 发动机舱发生火灾的情况较为常见。这主要是由于发动机舱内空间狭小, 整体温度较高, 油电混存。一旦电路出现短路或是油路出现漏油等故障极易形成燃烧。因此, 发动机舱内发生火灾的概率较高, 火灾风险较大。同时汽车的核心零部件较多安置在发动机舱内, 车辆发动机舱内发生失火, 即便较小的火灾都能带来较大的财产损失, 如果扑救不及时, 整车都可能被完全烧蚀。将发动机舱内复杂的结构划分为电气系统、燃油系统、排气系统、润滑系统以及冷却系统, 对以上各系统可能存在的火灾风险点进行分类、识别, 能够清晰地得到发动机舱内火灾风险项。组织有经验的专家对各系统火灾风险进行定量分析, 运用模糊理论建立火灾风险评价模型。通过该火灾风险评价模型能够将汽车火灾风险从定性分析转化为定量分析, 较为直观准确的研究汽车发动机舱内火灾风险。

1、发动机舱内火灾风险的识别

发动机舱结构复杂, 环境恶劣, 主要包括电气系统, 燃油系统, 排气系统, 润滑系统以及冷却系统等。各系统在结构上相互交叉, 因此, 在发动机舱内存在较多的火灾风险点, 下面从以下各个系统分别识别发动机舱内的火灾风险点:

1.1 电气系统

发动机舱内电气系统发生故障, 引发火灾的现象较为常见。这是因为发动机舱内电气系统结构复杂, 包括的零部件较多, 各零部件一直处在高温环境内且常有电流通过, 如果零部件耐热等级不够, 又或者零部件与周边环境出现干涉磨损, 同时多数电气系统所用的材料为可燃材料, 一旦电路出现故障, 可燃材料易被引燃, 用电设备易被烧蚀。

(1) 蓄电池。大多数的蓄电池安装在车辆发动机舱内, 由于事故或者装配不良引起的震动可能会导致蓄电池外壳破裂;极柱的接线部位氧化或松动等造成接触不良, 蓄电池上放置金属件或蓄电池上方积水等造成极柱间或极柱与车身短路都有可能引起绝缘层起火。

(2) 用电设备。在发动机舱内常见的用电设备可分为发电机、起动机、空调压缩机、灯光设备等等。如, 发电机、起动机以及空调压缩机内部普遍存在着线圈绕组, 本身存在着较高的火灾风险。又如灯光设备等在特定的环境中, 通电时间较长, 发热较为严重, 同时这些设备多是由可燃材料构成, 发生火灾的风险性较高。

(3) 电器盒。室外电器盒大多数安装在发动机舱内, 作为整车电源分配的设备, 电器盒内存在较多电源分配回路、各种继电器、保险丝以及连接各用电器的线束, 所用材料多为可燃材料, 如果电器盒防水保护不周, 或者电器盒内保险丝匹配不正确, 电器盒内接线柱安装力矩不足, 接触电阻过大, 造成发热严重, 容易造成电器盒的烧蚀。

(4) 线束系统。线束系统一般由线束、卡扣、绝缘胶带、护套、端子、继电器、保护装置等组成, 发动机舱内的线束系统是整个车辆最容易引起火灾的电气系统。线束在走向上与周边环境发生干涉都可能引起线束的烧蚀。

1.2 燃油系统

汽车的燃油系统主要由油箱、汽油泵、汽油滤清器、连接油管组成。汽车使用的燃油主要是汽油和柴油。除此之外, 发动机润滑系统存在的油液还有发动机油、齿轮液压油、助力转向液、制动液、变速箱油、冷却液等可燃易燃液体。这些油品都具有很高的火灾危险性, 一旦泄漏很可能被引火源引燃。燃油和润滑系统的主要火灾危险部位是:

(1) 输油管路。油从油箱经燃油泵、燃油滤清器、进油管进入燃烧室, 多余的油液通过回油管, 碳罐再回到燃油箱。在这个过程中沿路有许多塑料、橡胶或金属材料的管路, 且这些管路之间多为卡扣连接。线与线、管与管间距离都很近, 在装配不良的情况下极易出现干涉磨损的现象;在卡扣松脱造成燃料油泄漏遇到电气打火或导线短路产生的电火花又或者遇到排气高温易引起火灾。

(2) 喷油器。车辆喷油系统内部压力达0.2~0.3Mpa, 因此较小的泄漏点或接合处微小松动都会引起燃油在发动机舱内喷射并雾化, 迅速形成爆炸性蒸汽混合物, 该蒸汽可燃物一旦接触电弧火花, 涡轮增压器以及排气歧管等高温装置可能引发汽车火灾。

1.3 排气系统

汽车排气系统大部分部件装配在汽车底盘下方。但是排气歧管与发动机燃烧室相连接, 燃烧室的高温废气经排气管排出, 这样就使排气管要承受较高的温度, 因此在发动机舱内排气管也是汽车火灾的危险点。

1.4 润滑系统

通常, 发动机油底壳内有3~5L的机油, 靠油泵的压力输将机油送到需要润滑的零件或靠发动机工作时运动溅起的油滴或油雾润滑。由于连杆变形、弯曲甚至折断, 将气缸体击破, 可导致机油泄露。发动机机体组中主要危险源是机油和橡胶。

1.5 冷却系统

一般认为冷却液不是可燃液体, 但是如果冷却液 (乙二醇和水的混合物) 发生泄漏在发动机顶盖上聚集, 水分因高温就会逐渐蒸发, 留下的乙二醇就会形成可燃蒸汽, 该蒸汽可能被高温表面, 或者被配电器, 故障火花塞, 风扇或其他的电器设备内部产生的火花点燃。乙二醇是冷却系统的火灾危险源。同时汽车的散热器和冷却风扇都会用到聚合物材料, 这些产品在一定程度上都是可燃物。

2、发动机舱内火灾风险的评价

2.1 火灾风险评价模型

由于汽车结构的特殊性, 汽车火灾事故诱因多, 所涉及的系统复杂。引发汽车发生火灾的危险源较多, 同时火灾引起的财产损失, 社会影响以及人身安全较为严重。目前, 行业内对汽车火灾风险点危险性评价的研究较少, 多数主机厂对生产的车辆仅从积累的经验做出定性的评价, 这种传统的评价方式不够清晰明了, 难以很好的得到传承。本文参考建筑类火灾评价体系从模糊评价理论出发建立车辆火灾风险评价模型, 对发动机舱内各系统做出定量的火灾危险性评估, 该评价模型将火灾风险从传统的定性分析转化成定量分析, 能够较为清晰、准确地评价车辆火灾风险。

参考建筑类火灾风险评价标准, 定义车辆火灾风险由起火概率和火灾危害两个方面决定。即车辆火灾风险是车辆起火概率和起火危害性的函数, 可表达为:

车辆火灾风险R=f (P, D)

其中P表示车辆起火的概率;D表示车辆起火的危害性。

由于车辆起火概率与起火危害性是较为不确定的因素, 因此选择模糊理论对该起火概率与起火危害性进行数值处理。确定车辆起火概率由起火概率模糊向量与起火概率权重共同决定, 车辆起火危害性由危害性模糊向量与危害性权重共同决定, 即起火概率可表达为:起火概率P=PW°PA, 其中PW为起火概率的权重, PA为起火概率的模糊向量。

车辆起火危害性可表达为:危害性D=DW°DA, 其中DW为危害性的权重, DA为危害性的模糊向量。

根据《电气火灾原因技术鉴定方法》GB16840以及车辆火灾鉴定经验, 组织专家分别对车辆起火概率模糊向量和对应权重以及起火危害性模糊向量和对应权重进行定量评价, 分别构成模糊向量以及对应的权重。

车辆起火概率模糊向量可表达为:

对应的模糊权重可表达为:

对应的起火概率可表达为:

将得到的车辆起火概率P的模糊等级以及车辆起火危害性D的模糊等级构成评价车辆火灾风险的模糊向量, 得到火灾风险的模糊向量为:

组织专家对该模糊向量的权重进行评价, 得到权重向量为:RW=[rw1rw2]

则可得到车辆火灾风险:

3、案例分析

选择某一款汽车, 组织专家对该车型进行分析, 根据上述对发动机舱内火灾风险项的识别, 除去人为原因, 发动机舱内起火概率的因素可由电气系统, 燃油系统, 排气系统, 润滑系统、以及冷却系统等五大系统组成。将起火概率划分为四个等级:

其中pg1表示系统起火的可能性很大, pg2表示系统起火的可能性较大, pg3表示系统起火的可能性一般, pg4表示系统起火的可能性较小, 对应数值为0~1, 其中0.75~1表示可能性很大, 0.5~0.75表示可能性较大, 0.25~0.5表示可能性一般, 0~0.25表示可能较小;同时将火灾危害亦划分为四个等级:

其中hg1特大危害、hg2严重危害、hg3一般危害和hg4轻微危害等四个等级。对应数值为0~1, 其中0.75~1表示可能性很大, 0.5~0.75表示可能性较大, 0.25~0.5表示可能性一般, 0~0.25表示可能较小。

3.1 起火概率分析

针对所选择的某车型, 组织专家根据上述识别的火灾风险项, 从电气系统、燃油系统、排气系统、润滑系统以及冷却系统等五大系统对发动机舱内起火概率进行分析。根据实车情况, 对以上五大系统起火可能性方面进行实际的打分, 具体见表1:

得到表1的数据即为, 起火概率的模糊矩阵, 即:

针对于该款车型, 结合市场调查, 确定发动机舱内五大系统系统起火概率的权重为:

对P′进行归一化处理, 可得P=[0.18.0280.38.016]

即该汽车发动机舱发生火灾的概率很大的属度为18%, 较大的隶属度为28%, 一般的隶属度为38%, 较小的为隶属度为16%。

3.2 起火危害分析

由于车辆是一种作为载人或是载货的交通工作, 价格较为昂贵, 一旦发生火灾不仅对乘员的人身、财产造成威胁同时对交通以及周边环境等社会因素造成影响。因此, 通过专家从财产损失, 人身伤害以及社会影响三个方面对该款车辆发动机舱起火危害性进行评价。具体数据见表2:

得到表二的数据即为该车发动机舱起火危险性模糊矩阵, 即:

根据市场调差以及数据统计确定发舱内发生火灾对财产损失、社会影响以及人生伤害三个方面产生危害的权重为:

因此, 发动机舱起火危害性D′=DWoDA

对D′进行归一化处理, 可得D=[.0140.280.48.010]

即该汽车发动机舱发生火灾的危害很大的隶属度为14%, 较大的隶属度为28%, 一般的隶属度为48%, 较小的为隶属度为10%。

3.3 发动机舱火灾风险的综合评价

把汽车发动机舱内火灾风险亦分为四个等级, 记为:

FG=[fg1fg2fg3fg4], 其中, fg1为极高风险, fg2为高度风险, fg3为中等风险, fg4为低度风险。车辆发动机舱内火灾风险R由发动机舱内起火概率与起火危害两方面的因素共同决定。得到, 发动机舱内火灾风险评价数据为表3所示:

得到表三的数据即为该车辆发动机舱火灾风险的模糊矩阵, 即:

确定发动机舱内火灾概率以及火灾危害性的权重分别为0.6, 0.4, 则可得火灾风险模糊矩阵对应的权重矩阵为:

对R′进行归一化处理, 可得R=[0.170.270.380.18]

按照最大原则, 取发动机舱内火灾风险R为0.38, 属于第三等级风险, 说明该车辆发动机舱内火灾风险表现为中等风险。同时, 从数据中可以看出火灾风险属于第二等级的风险数据R为0.27, 同样表现较高, 因此该款车在正常使用情况下发生火灾的风险表现为中等, 该车辆较为安全, 但是存在着发生火灾风险的隐患。

4、结论

本文通过电气系统, 燃油系统, 排气系统, 润滑系统以及冷却系统对发动机舱内火灾风险点进行了详尽的识别, 对可能存在的火灾风险模式进行了分析。同时运用模糊理论分析方法建立了汽车发动机舱内火灾风险等级评价模型。通过专家评分与模糊计算将发动机舱内火灾风险等级定量化。对国内某款汽车运用该等级模型进行火灾风险验证, 得到该款汽车的发动机舱内火灾风险等级, 但是该方法对专家打分和个人经验依赖过强, 在实际运用中, 还需要进一步的修正完善。

摘要：汽车火灾发生的机理复杂, 造成的后果较为严重, 汽车发动机舱内存在较多的火灾风险点, 是火灾发生的重要部位。为了较为准确得到发动机舱内存在的火灾风险点, 将发动机舱内复杂的结构划分为电气系统, 燃油系统, 排气系统, 润滑系统以及冷却系统等五大系统。通过分析各系统可能存在的火灾故障, 对发动机舱内火灾风险进行详尽的识别。定义车辆火灾风险由起火概率和火灾危害两个方面决定, 组织专家对起火概率以及火灾危害进行评分, 运用模糊理论分别构建起火概率以及火灾危害的模型, 根据起火概率以及火灾危害模型建立汽车发动机舱内火灾风险等级评价模型。对某款汽车运用该评价模型进行火灾风险验证, 得到该车辆火灾风险等级。

关键词：发动机舱,火灾风险,模糊理论,评价模型,实车验证

参考文献

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[4]刘振刚, 汽车火灾原因调查[M].天津, 天津科学技术出版社, 2008.

[4]霍然等, 建筑火灾安全工程导论[M].合肥:中国科学技术大学, 1999.

[5]王彩华等, 模糊伦方法学[M], 北京:中国建筑工业出版社, 1998.

[6]杜红兵, 周心权, 张敬宗等.高层建筑火灾风险的模糊综合评价[J].中国矿业大学学报, 2002.

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[8]田玉敏, 刘茂, 高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价方法[J], 中国安全科学学报, 2004, 14 (9) .

宿舍楼火灾风险评估 篇5

【摘要】本文分析了宿舍楼消防安全工作存在的问题 ,并提出了相关对策;建立了火灾发生危险性评估指标体系 ,确定了权重 ,用模糊综合评判方法对宿舍楼进行了评估。

关键词:校园宿舍楼;火灾;危险性;权重;模糊综合评判

随着我国的不断发展，教育教学设备的不断更新，学校规模、在校人数等也有了很大变化 ,校园的消防安全工作也显得日益重要。加强校园消防安全工作 ,对预防和减少校园火灾的发生 ,具有十分重要的意义。本文对校园消防安全现状进行了分析 ,以五号宿舍楼为例对该建筑进行了火灾发生危险性评估,最后针对突出问题提出了相关对策。1 校园消防安全存在的问题 1.1 消防安全意识欠缺

消防认识不足 ,知识不普及 ,思想麻痹 ,扑救初起火灾和火场逃生自救能力差。近年来 ,师生的消防观念有一定的提高 ,但对消防监督、火灾隐患整改、如何加强消防工作和发生火灾后如何逃生自救显得比较茫然。由于安全意识淡薄和消防知识缺乏 ,在宿舍楼内 ,人员违章用火、用电情况严重 ,严重影响了宿舍楼的消防安全。1.2 宿舍楼内火灾隐患多

宿舍楼是单位火灾危险性较突出的部位 ,我院对宿舍的消防安全检查、巡查和管理基本每学期才一次 ,致使人的不安全行为和物的不安全因素大量存在。宿舍多为集体宿舍 6个人一个寝室 ,寝室内几乎是铺连铺 ,床挨床 ,悬挂各种衣物、蚊帐 ,还摆放了大量书籍等易燃品 ,火灾荷载很大;有的学生则乱拉乱接电线在集体宿舍使用电熨斗、电热毯、甚至用电炉煮食物,乱扔烟头等违章用火用电等问题仍严重存在。1.3 安全疏散通道不足

宿舍楼是人员相对密集的场所 ,这些场所单位往往重视不够 ,消防管理和消防安全措施不到位。有的单位为了便于宿舍楼住宿人员的管理 ,采取了一些不利于消防安全疏散的措施。如将五号楼将一楼疏散门封堵。安全疏散通道不足 ,使得发生火灾后难以及时进行人员安全疏散 ,容易造成群死群伤火灾的发生。2 校园火灾危险性评估

本文以某高校宿舍楼为例对火灾发生的危险性进行了评估。2.1 建筑火灾危险性评估指标体系的建立与权重计算

对建筑火灾安全进行评估是对一个复杂系统的评估 ,涉及的内容较多 ,考虑的因素也比较广泛。本文遵循系统性、综合性、科学性和适用性等原则,在借鉴了以往建筑火灾评估指标体系的研究基础上 ,确定了火灾发生危险性评估模型的指标体系[ 3-4 ],并用层次分析法确定了权重(如表 1)。对火灾发生危险性进行评估 ,可以帮助我们了解火灾发生时的有关情况 ,可以反映出所评价建筑火灾发生的难易程度和频繁程度。

2.2 模糊综合评判方法的数学模型 2.2.1 单因素综合评判

当因素权重集合 A及单因素评判关系矩阵R确定后,便可以按照一定的模糊运算规则进行模糊综合

评判,以求得模糊综合评判集合B ,即: BAB,(1)b1 , b2 , , b m a1 , a2 , , anr 11 r 12  r 1mr r  r 2m1222(2)。

r r  r nmn1n2式中 B  b1 , b2 ,, b m为 V上的模糊子集, bj(j = 1, 2, „, m)表示结果 vj对B的隶属程度。“o” 在这里表示模糊运算的通用算子,在模糊理论中它有多种形式,不同的形式构成不同的模糊评判模型,在本文中采用“ 加权平均型 ”。

2.2.2模糊综合评判的多层模型

（1）一个多级别(或多层次)的综合评判按照以下步骤进行。

将给定的因素集合 F划分 M(即将 F按照属性分类),若 M将 F分成 n各子集,且满足以下条件:i1fiF;fifni(ij)，则称 M为对 F的 1个划分 ,于是:F /M = { f 1 , f 2 , „, fn }，而fi又含有 ki个因素,即fi  { fi1 , fi2 , fn }。故 F共有ki1ni个因素。

(2)对每一个 fi的 ki个因素,按照前面提出的单因素评判模型作综合评判,有:A oR = B i =(bi1 , bi2 , „, bim),(I = 1, 2, „, n), 其中 Ri为 fi的总的评判矩阵, Ai为 fi的各因素权重分配的权向量。(3)以第 2步所得到的对每类因素所作的综合评判结果 B i为行向量,作矩阵

R,即:R=(B1,B2,„,Bn)T,(4)则 R为总评判矩阵,设 F /M权重分配为 A,则可以得到 F /M的综合评判结果为 B = A oR,即:B==AoR=Ao(A1oR1A2oR2„AnoRn)T。采用多层次的模糊综合评判模型可以使对问题的分析更加细致,使得影响因素的作用得到更全面的映,是进行复杂问题处理的一种非常有效的方法,在建筑火灾危险性评估方面有较好的应用价值。2.3 模糊综合评判的结果处理

由前面的叙述可以知道,由于模糊综合评判集 B为评语集 V上的模糊子集,在应用中常称之为综合评的结果,并由此确定最终的满意解。确定最终的满意解的传统方法是最大隶属度法。所谓最大隶属度法,就是利用最大隶属度原则进行模糊识别的一种方法。在对于最终评判结果的识别就是把与最大评判指标 max(bj)相对应的评语集中的元素 vj取为最终的评判结果。即:v{vj|vjmax(bj)}。

2.4 应用实例

选用某学院宿舍楼作为实例 ,应用本文建立火灾发生危险性评估模型对该建筑进行评估 ,以下为各评 估指标的大小。

根据表 2中的数值 ,得到各单因素评价集的模糊矩阵 Ri ,再求出各隶属度行 B i ,然后得到火灾发生阶 段的评判矩阵 R。

0.10 0.20 0.50 0.10 0.100.05 0.10 0.50 0.25 0.10B1  A1 R1 (0.378 0.378 0.181 0.063)0.20 0.20 0.30 0.20 0.100.20 0.30 0.30 0.10 0.10(0.105 5, 0.168 5, 0.451 2, 0.174 8, 0.1), 0.05 0.05 0.20 0.50 0.200.10 0.30 0.40 0.10 0.10=B2 = A2 oR2 =(0.341　0.161　0.441　0.057)0.05 0.10 0.50 0.30 0.050.20 0.20 0.30 0.20 0.10(0.066 6, 0.120 85, 0.321 9, 0.378 6, 0.112 05)0.10 0.30 0.40 0.10 0.100.30 0.30 0.20 0.10 0.10B3 = A3 oR3 =(0.437　0.300　0.072　0.191)0.20 0.20 0.20 0.30 0.100.20 0.30 0.25 0.15 0.10(0.186 3, 0.292 8, 0.296 95, 0.123 95, 0.1), 0.105 5 0.168 5 0.451 2 0.174 8 0.1R =(0.233　0.534　0.233)0.066 6 0.120 85 0.321 9 0.378 6 0.112 050.186 3 0.292 8 0.296 95 0.123 95 0.1(0.103 553 8, 0.172 016 8, 0.346 213 55, 0.271 781 15, 0.106 434 7)≈(0.10, 0.17, 0.35, 0.27.0.11)

根据最大隶属度原则 ,该建筑火灾发生阶段的火灾危险性为一般 ,可以继续使用。从各指标层因素的赋值结果看 ,火灾荷载情况、建筑阻燃防火材料的使用情况及物质自燃情况较差 ,应从这些薄弱环节入手 ,通过减少可燃物和增强阻燃防火材料使用等方式提高建筑的消防安全性能 ,防止火灾的发生。3防范对策

逐步建立健全消防安全管理的长效机制 ,层层落实消防安全责任，决不可大意掉以轻心，虽然我们是专业消防人员仍然要定期搞好消防安全教育并对防火间距、消防安全通道、安全出口、疏散指示标志、消防器材设施、水源、电气线路及用火用电情况进行检查。规范不安全行为 ,不准躺在床上吸烟 ,不准乱扔烟头 ,不准在宿舍内用蜡烛照明 ,不准焚烧杂物 ,不准存放易燃易爆物品 ,不准私接电气线路 ,不准私自使用电热器等大功电气设备 ,灯泡不要靠近蚊帐、枕头、被褥等可燃物 ,做到人走灯灭,不准堵塞安全疏散通道 ,发现火灾隐患 ,及时消除。对重点部位的灭火器材、设施要定期维修保养。宿舍楼内应当配备必要的消防器材,这是扑救初起火灾、保证宿舍免受火灾危害的重要措施之一。在走廊、楼梯和安全出口要安装应急照明和疏散指示标志。各安全出口不得上锁 ,疏散通道不得占用 ,确保畅通。为了解决防盗、管理与安全疏散之间的矛盾 ,可以在安全出口处安装先进的安全控制与报警逃生门锁系统 ,以便在出现危险情况时 ,能尽快地把学生疏散到安全地点。

参考文献: [ 1 ]伍爱友 ,肖国清 ,蔡康旭.建筑物火灾危险性的模糊评价.火灾科学 [ 2 ]范维澄 ,孙金华 ,陆守香 ,等.火灾风险评估方法学.北京:科学出版社 [ 3 ]袁

火灾风险评价论文 篇6

随着国民经济的迅速发展,结构复杂、人员密集的高层建筑逐渐增多,一旦发生火灾就给消防工作带来极大的困扰和危机,也将给人们的生命安全和财产带来巨大损失。高层建筑火灾的性质与一般建筑火灾不同,有着火势蔓延快、人员疏散困难、火灾扑救难度大等特点,于是,高层建筑的火灾风险评价是火灾安全学中的一个热门方向。目前,对于高层建筑火灾风险评估的方法有模糊综合评判[1]、模糊最优归类[2] 、隶属度评判模型[3]、灰色关联法[4]、故障树分析法[5]等,这些方法的评价结果对权值均有一定的依赖。

本文用陈守煜教授提出的可变模糊综合评价模型[6,7,8,9]来评价火灾风险。由于火灾风险评估需要考虑的影响因子较多[1,2],直接运用可变模糊综合评价模型,每个因素权重都相对较小,模型中的各矩阵都特别庞大,为了减小误差和计算量,我们采用二级可变模糊评估模型。

1 风险的可变模糊评价模型

1.1 可变模糊评价模型[6,7,8,9,10,11,12,13]

设论域U,u∈U,以undefined与undefined表示吸引与排斥性质,其隶属度分别为μA(u)与undefined.且undefined,undefined,其差异度函数为undefined。

(1)已知待评对象有m个指标,,其特征向量为undefined,构造C个级别的标准矩阵undefined和范围矩阵undefined,依据对指标i(i=1,2,…,m)的实际情况确定指标i级别undefined的M矩阵。

(2)确定指标的权重向量ω=(ω1,ω2,…ωm)。

(3)设X0=[a,b]为实轴上模糊可变集合undefined的吸引域,X=[c,d]为包含X0的某一上、下界范围域区间。M为吸引域区间[a,b]中DA(u)=1的点值,x为X区间内的任意点的量值,则x落入M点左侧的相对差异函数模型如式(1)-式(2)所示:

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x落入M点右侧的相对差异函数模型如式(3)所示:

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式(1)、式(2)中β为非负指数,通常取β=1。

(4)根据公式(5):

μA(u)=(1+DA(u))/2得到各指标的隶属度矩阵[μA(u)ih]。 (5)

(6)根据公式(6):

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其中, u′h为样本关于级别h的非归一化综合隶属度,p为距离参数,p=1为海明距离,p=2为欧式距离;a为模型优化准则参数,一般取a=1或a=2,ωi为指标权重。

(6)由式(3)可得到归一化的综合隶属度uh,应用级别特征公式评价各样本的等级,见式(7):

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1.2 二级可变模糊评价

二级可变模糊综合评价就是将因素分为若干个子系统,每个子系统内包含若干因素,先以每个子系统为对象进行可变模糊综合评价,再以系统为对象,采用线性加权平均进行模糊综合评判。

2 高层建筑火灾风险评估实例

2.1 评价指标及权重

根据高层建筑火灾风险评估的特点,安全性类别为1级表示最安全,2级为安全,3级为较安全,4级为不安全,5级为最不安全。为了便于比较,本文引用文献[1,2]中的同一实例,评价标准值见表1。文献[1]采用的是模糊综合评价模型,文献[2]采用的是模糊最优归模型。

2.2 评价结果

2.2.1 一级可变模糊评价

运用可变模糊理论,由表1数据得到5个子系统的相对隶属度矩阵,见图1。

其中,S1表示安全疏散设施子系统,S2表示阻燃防火结构子系统,S3表示消防施救设施子系统,S4表示报警灭火系统,S5表示管理及其它子系统。由表1中的两组权重得到各子系统的防火评价级别见表2。可见该楼房的报警灭火系统和管理级别相对较低。

2.2.2 二级可变模糊评价

由表1的第一层因子权重,运用模糊线性加权得到该楼房的评价结果并与其他模型评价结果比较如表3。

为了进一步的比较,将第一层各因子和第二层各因子看成同等重要,即权重为:

ω′1=(0.2,0.2,0.2,0.2,0.2),

ω′21=(1/6,1/6,1/6,1/6,1/6,1/6),

ω′22=(0.2,0.2,0.2,0.2,0.2),

ω′23=(0.25,0.25,0.25,0.25)

ω′24=(0.25,0.25,0.25,0.25),

ω′25=(1/3,1/3,1/3,1/3)。

其中,ω′1是第一层因子的权重向量ω′2j(j=1,2,…,5)为子系统j的权重向量,记Ⅲ={ω′21,ω′22,ω′23,ω′24,ω′25},则Ⅲ为第二层因子的权重向量,再和表1中权重进行组合,得到6组权重,评价结果如表4所示。

由表4可知,尽管权重不一样,但评价结果相当稳定,6组不同权重评价结果的最大相对误差为0.058。

3 结语

火灾风险评价论文 篇7

关键词：火灾风险评价,指标体系,村镇区域火灾

截至2012年底,我国共有乡镇33 162个,另有村588 407个。当前,国家启动了城乡一体化和新农村建设战略,各地政府对一些具有历史文化价值的古村落进行了保护修缮,对大量村落进行了改造,加强水、电、路、通信基础设施建设,并对一些村镇进行了合并、搬迁,重新规划建设。不同于城市规划设计的系统性和规范性,村庄受到所在地资源条件、自然环境、生活方式和农副业生产方式等方面的影响,规划形式往往不拘一格,且基础设施条件较差。因此,村镇地区建设更需要因地制宜地进行规划设计,并对规划成果进行客观、有效的评价。

针对村镇地区消防工作特点和火灾分布情况,提出一种具备可操作性的村镇区域火灾风险实用评价模型,用于量化评价村镇现状及消防规划设计在火灾危险度与抗火性能方面的表现。

1 村镇火灾特点分析

改革开放以后,我国乡村人口占总人口的比重逐年降低,从1980年的80.6%下降至2012年的47.4%。在新的形势下,农村火灾形势也出现新特点。根据《中国消防年鉴》,2012年我国村镇火灾起数占总起数的比重为42.9%,2013年为47.3%;2012年村镇火灾死亡人数占总火灾死亡人数的54.0%,2013年为55.3%;2012年村镇火灾直接损失占总火灾直接损失比重的40.3%,2013年为46.5%。可以看出,近年来村镇火灾发生起数比重低于农村人口比重,这说明农村火灾发生频度低于城市。而村镇火灾死亡人数所占比重却明显高于农村人口比重,说明火灾时农村对于人员生命安全的保护能力明显低于城市,这也与近年来由于农村大量劳动力外出打工,留守人口主要以老人、妇女和儿童为主,自救逃生能力差有关。村镇火灾直接经济损失比重也低于相应农村人口比重,这与村镇建设集中度低于城市有关。传统农村中发生的火灾主要来自住宅,近年来村镇中一些个体私营企业、合用场所以及仓储场所火灾发生率明显上升,由此可知村镇火灾预防工作的重点在于新兴工商业场所。通过以上对火灾历史数据的分析,总结村镇火灾特点包括:火灾总体频度较低,直接经济损失量较小,而火灾造成人员伤亡损失较大,新兴个体私营工商业、仓储场所火灾发生率及造成损失均较突出等。

此外,对于村镇地区,地震、地质、气候等自然灾害以及火灾往往交织在一起,主、次生灾害相互作用。而在现实情况下村镇地区又无法像城市一样对各灾种分别进行防治。因此,村镇地区应充分结合自身的条件和特点,对于本地主要影响灾种进行综合防治,推动村镇区域整体防灾能力的提升。

以上数据统计和火灾规律分析可以作为开展村镇火灾风险和消防规划研究的基础。

2 火灾风险评价方法

2.1 灾害风险构成

国际标准组织(ISO)将火灾风险定义为:火灾风险是火灾发生可能性及其后果严重性的综合。而根据灾害风险评价模型理论,灾害的风险(R)是由灾害危险性(H)、承载体易损性(D)和减灾救援能力(C)三者综合作用的结果,如图1所示。

其中,灾害危险性或者称为致灾因子是由灾害活动频次和灾害活动规模(强度)决定的,一般火灾危险性越大则灾害的风险越大。承灾体的易损性是指可能受到灾害因素威胁的所有人和财产的数量和价值以及可能造成伤害或损失的程度。一个地区暴露于危险因素的人和财产越多、价值密度越高,而承载体结构抗灾能力越低,则承载体易损性越大,灾害风险也越大。减灾救援能力是指应对灾害发生后的应急控制、救援能力,减灾救援能力越高,则灾害风险越小。由此得到灾害风险要素函数关系模型,如式(1)所示。

在灾害风险构成的基础上,选取典型火灾风险评价方法,并结合村镇区域特点和需求对方法进行改进,得到适用于村镇区域火灾风险的评价模型。

2.2 典型火灾风险评价方法

2.2.1 加权综合评分法

加权综合评分法是假设由于指标i量化值的作用不同,而使每个指标i对于上级特定因子j的影响程度存在差别,如式(2)所示。

式中:CVj为评价因子j的总值;Fij为因子j的对应指标i的值;Wi为指标i相对于因子j的权重值(0≤Wi≤1),可以利用专家打分法(Delphi法)、层次分析法(AHP法)等方法计算得到;m为因子j的评价指标个数。

2.2.2 火灾危险度法

火灾危险度法是由古斯塔夫(Gustav Purt)提出的一种平面分析法。火灾危险度通常由着火危险度和蔓延危险度组成,二者既有区别又有联系,可以在二维平面上分析。例如,古斯塔夫提出建筑火灾危险度包括:对建筑物本身破坏的危险度GR和对建筑物内人员和财产破坏的危险度IR两个方面。这两方面可以通过平面分析,综合确定建筑物的火灾危险度及危险侧重,从而制定相应的火灾防控措施,如图2所示。

GR和IR不同的区域,其防火措施是不同的。当GR较大时,建议该区域采用自动灭火系统,以加强建筑物的自救能力;当IR较大时,建议采用火灾早期报警系统。当两者都较大时,应采取双重保护系统。

2.3 村镇区域火灾风险评价模型

根据灾害风险构成和风险评价方法,结合村镇火灾特点及消防规划评价需求,建立村镇区域综合火灾风险矢量模型。每一个区域评价对象的综合火灾风险由火灾危险性、易损性和灭火救援能力三要素组成。鉴于三要素中火灾危险性和易损性同综合火灾风险成正比,而灭火救援能力同综合火灾风险成反比,则综合火灾风险矢量R如式(3)所示。

考虑在灭火救援能力的作用下,将C分别与火灾危险性H及易损性D相除得到的比值作为综合火灾风险矢量R的两个分量,矢量R的模|R|作为综合火灾风险的大小,由此可利用平面进行分析。当H/C分量大时,说明发生火灾的几率大或者火灾规模增加的倾向大,需要重点提高区域火灾预防和应急灭火救援能力;当D/C分量大时,说明区域内人员、财产价值高或者火灾发生后容易发生扩大蔓延,造成损失增加的倾向大,需要重点改善建筑安全布局及结构抗火性能;当两者都较大时,则需要同时加强火灾预防、应急灭火救援、改善建筑安全布局和提高建筑抗火性能四个方面的能力。进一步将三个风险要素分解为子单元,得到村镇区域火灾风险评价模型。综合火灾风险各个评价要素的值可采用加权评分法由各自所属的评价子单元的值计算得到。而各评价子单元则由一系列评价指标组成。根据村镇火灾特点提取可以量化的指标,将作为影响村镇区域火灾的各基本因素组织起来,形成火灾风险评价指标体系,如表1所示。

由于各评价指标的量纲和值不相同,在评价时对各指标进行统一量化分级和归一化处理。将评价等级分为五级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)。火灾危险性越高、易损性越高、灭火救援能力越高对应级别越高,反之则越低。

3 应用实例

现以北京市通州区某村庄为例,应用区域火灾风险评价模型进行评价。将一定连续范围内以某种功能类型的区域作为区域单元评价对象。区域单元面积宜控制在0.1~0.5km2,通常按照集中建设的连续功能区域进行划分。

现将村庄内集中居民点建设用地范围作为一个评价区域单元。该区域内有人口596人,户数192户,人均建设用地约100m2,人口流动性较小,属平原地貌,主营产业为特色养殖和果树种植,人均年收入10 000元,区域周边设有主要道路且交通较发达,区域内部由乡村主路和支路将区内居民点划分成若干分区,区内以民宅为主,主要用火类型为分散燃烧煤炭和木材,建筑物以单层为主,建成时间普遍超过30年,少数房屋新翻盖,建筑形式以砖木为主,建筑物耐火等级为三级至四级,电气线路敷设存在不规范及绝缘破损问题。村内设有自备井及自来水管,未设置消防水池及室外消火栓设施,村委会干部兼职担任村消防负责人,未设置村内常设消防组织,至最近的公安消防站(消防中队)的路程距离约1.5km。

通过对该区域单元采用火灾风险评价模型进行评价,得到区域综合火灾风险矢量为R=(1.1,2.4),如图3所示。可知当前该村庄区域的火灾危险性较低,但区域的火灾易损性较高,导致综合火灾风险值较高。对此,应该重点改善该村庄建筑物抗火性能,设置宅间防火隔墙或保留出防火间距,同时在区域内设置消防水池和临近河边取水点,结合自来水管网改造为合用室外消防管网并增设消火栓、水枪、水带和移动式消防泵等器材,以降低区域火灾易损性和综合火灾风险。

4 结论

建立了一种区域火灾风险评价模型和方法。在研究过程中,从村镇火灾历史统计数据和火灾案例分析入手,总结村镇地区火灾的基本特点,并结合我国广大农村资源、环境条件差异,生产、生活方式多样性特征,归纳、提取出能够系统反映村镇火灾的主要影响因素组成指标体系。同时,对灾害风险理论与典型评价方法进行吸收和改进,提出可用于平面分析的火灾风险评价矢量模型。该模型不仅能够反映出村镇区域火灾风险,而且还能有效反映出火灾风险的侧重方面,为村镇消防规划、旧村改造提供实用的火灾风险评价依据,为进一步优化设计提供技术支持。

参考文献

[1]GB 50039-2010,农村防火规范[S].

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[3]张继权,刘兴朋,佟志军.草原火灾风险评价与分区——以吉林省西部草原为例[J].地理研究,2007,26(4):755-761.

[4]中华人民共和国公安部消防局.中国消防手册(第三卷)[M].上海:上海科学技术出版社,2006:54-55.

火灾风险评价论文 篇8

矿井火灾作为煤矿重大灾害之一,往往会造成财产损失和人员伤亡,进行矿井火灾风险评估对于煤矿的火灾事故预防具有重要意义。目前矿井火灾风险评估主要基于层次分析法、模糊数学评价、BP神经网络评价法等[1,2,3]。从安全管理的角度来说,矿井火灾后果的严重性会受到“人—机—环—管”方面众多因素的影响,各影响因素在发火过程中所产生的作用效果的不同将决定者火灾的危害等级,所以各影响因素是矿井火灾风险评估中的关键指标[4]。在目前的矿井火灾风险评价中,存在的普遍问题是:评价指标过多,导致评价过程更复杂,进而增加了评价的难度。所以,在复杂的评价指标体系中找到几个最重要的影响指标进行评价分析并保证评价的合理性和准确性是简化评价过程的重要途径。但是,众多影响因素中哪些才是起决定性作用的指标?哪些因素是矿井防灭火工作中要重点控制的对象?粗糙集理论的属性约简功能可以很方便地解决这种属性冗余问题。通过属性约简剔除一些次要的指标,从而得到属性集合的一个最小子集作为评价条件并保持原有的评价精度[5]。粗糙集理论(Rough Set)是由波兰数学家Z.Pawlak教授在1982年提出的数据分析理论[6],对于处理不完整、不确定信息具有独特的优势[7]。粗糙集理论可以不依赖先验知识而对数据进行有效的分析,相对于其他数据分析方法更具有客观性。本文将利用粗糙集理论中Skowron差别矩阵对矿井火灾风险评估决策表进行知识约简[8],降低决策表的维数,从而有效发现知识发现的后续操作,减少评估工作量。

1 粗糙集理论基础知识

1.1 信息系统

一个信息系统可表示为S=(U,R,V,f),其中:U表示对象的有限非空集合,称为论域;R表示属性的非空有限集合,包括条件属性和决策属性;V表示属性集合R中元素的值域[9]。在知识表达系统中,行表示对象,列表示对象的一种属性。

1.2 知识

在粗糙集理论中知识被定义为关于论域的划分,可看作对论域中对象进行分类的能力[10]。论域U中的任何一个子集簇X(X⊆U)称为关于U的抽象知识,简称为知识。

1.3 属性约简

P、Q是论域U中两个等价关系族,当Q⊆P,如果IND(P)=IND(Q),并且Q是独立的,那么Q就是P的一个约简[11]。

1.4 决策表

对于信息系统S,若属性集合S=C∪D,子集C={x1,x2,…,xn}和D={y}分别表示条件属性集和决策属性集,且C∩D≠Ø,则该决策系统称为决策表[12]。

1.5 属性约简

属性约简就是基于决策属性将决策表中的条件属性进行化简,化简得到结果是决策表的条件属性会减少,但是化简后的决策表仍然具有化简前的功能[13],从而去除掉一些冗余属性。属性约简的目标是要从条件属性集中发现部分必要的条件属性,使得根据这部分条件属性形成的相对于决策属性的分类和所有的条件属性相对于决策属性形成的分类一致。

2 Skowron差别矩阵

差别矩阵[14,15,16]是一种属性约简算法,是由斯科龙(Skowron)教授于1991年提出来的一种表示知识的方法,可以方便地计算知识系统地核与约简[17]。设S=(U,R,V,f)为决策表,R=C∪D,C表示条件属性集,D表示决策属性集,C∩D≠Ø,差别矩阵是一个n×n的对称矩阵M(n×n)=(mij):

其中,f(x,a)表示数据对象x在条件属性a上的具体取值。

式(1)的含义可概括为差别矩阵的第i行第j列上的差别元素是条件属性构成的集合或数值0。

当个体Ui与Uj的决策属性值不同时,就把决策表中i行和j行数值不同的条件属性集合作为差别矩阵(i,j)位置的差别元素,这些条件属性属于析取关系,用“∨”表示这种析取关系,其含意是差别元素中的任意一个条件属性即可把个体Ui与Uj区分开;如果当个体Ui与Uj的决策属性值不同时,决策表中i行和j行的所有条件属性值都相同,则差别元素为空集Ø,事实上,此时的决策表为不一致决策表,说明只有部分的决策属性D依赖于条件属性C。

差别矩阵的目的是为了发现能够区分属性值不同的个体条件属性,对于决策属性值相同的个体,条件属性值相同或不同,决策属性值都可以相同,此时条件属性已经不具有区分个体的功能,那么就无需考虑用条件属性区分个体。所以,对于个体Ui与Uj的决策属性值相同的情况,差别元素取值为0而非空集Ø,表示没有考虑的必要。另外,对于差别矩阵中主对角线上的元素,由于此时i=j,必然有Ui=Uj,所以差别元素的取值也为0。

基于Skowron差别矩阵的属性约简算法过程为:首先根据Skowron差别矩阵定义求出差别矩阵,然后利用逻辑学中的析取、合取关系构建差别函数,再利用逻辑运算规律相关的知识化简差别函数,最终得到差别函数的最小析取范式。该范式中的每一个析取项都是原有知识表达系统中的一个约简,然后根据具体要求进行分析和判断,找到所需要的约简。

3 矿井火灾风险评价指标体系

矿井火灾风险影响因素众多,寻找一套能从总体上反映矿井火灾事故本质的指标体系是进行火灾风险合理评价的关键。事故致因理论认为:造成事故的原因包括人的不安全行为、物的不安全状态、管理上的缺陷以及环境状态,所以矿井火灾风险的影响因素也应该从工人的因素、矿井机器设备因素、安全管理因素以及井下环境因素四个方面考虑。通过在河北钱家营矿、唐山矿、梧桐庄矿、安徽任楼矿等煤矿的现场调研得知导致矿井火灾的诸因素具体如下。

3.1 人的因素

1)工人矿井火灾安全教育。火灾安全教育能与工人的素质息息相关,通过安全教育能够从整体上提高工人素质。工人的矿井火灾安全教育一方面可通过企业安全培训开展,另外,煤矿企业可以提高招工标准,面向专业的高素质人才,这些人往往在学校或单位就接受过很科学的矿井火灾安全教育。

2)工人的火灾安全意识。对工人个体而言,由于生活习惯、生理和心理素质以及性格不同,导致安全意识参差不齐,但通过不断地警示提醒可以提高。

3)组织协调能力。一旦发生火情,班组长的应急组织协调能力对于及时控制火灾的发展趋势以及降低火灾造成的损失破坏有重要联系。

4)工人的消防知识和技能。消防知识和技能能够帮助工人在火灾中进行自我保护,工人之间相互救助,减少人员伤亡。

3.2 机器设备因素

1)机器设备的防火能力。井下机电设备的防火性能能够防止因漏电火花引起火灾,同时能在火灾发生时对设备本身起到很好的保护作用,从而减少火灾造成的损失。

2)设备的完好率。设备的完好率越高,就越能避免因设备故障导致的火灾发生。

3)消防系统的防灭火能力。消防系统的防灭火能力直接关系到火灾灾情能否被及时控制。

4)火灾预警系统地预警能力。火灾预警系统的预警能力关系到能否及时发现火灾以及灾情蔓延。

3.3 环境因素

1)煤层的自燃倾向性。煤层的自燃倾向性决定了煤是否容易自燃,事实上,井下很多火灾都是由于遗煤自燃引发的。

2)矿井通风状况。对于容易自燃的煤层,通风状况不佳时,会引起瓦斯聚集,在一些漏风地带特别容易产生自燃,引发内因火灾。

3)井下生产系统的布置格局。生产系统布置格局不合理造成通风不畅、通风效率低下,也会间接引起火灾。

4)煤尘和瓦斯浓度。煤尘、瓦斯极容易爆炸,极小的火源就可能引起爆炸,而爆炸后往往伴随着严重的火灾。

3.4 管理因素

1)矿井火灾应急预案。各类事故应急预案是煤矿必须要编制的,但预案的完备程度则决定在灾害发生时能否及时有效地应对灾情,减少损失。

2)安全监督检查。通过严格的安全监督检查能够有效地发现火灾隐患以及工人的一些不安全行为。

3)火灾预防技术措施。管理部门制定的火灾防治技术措施,如操作规程,防火条例等,是火灾防治的重要保障。

4)火灾预防的资金投入。火灾预防的资金投入也决定企业对火灾防治的重视程度,也与火灾防治能力有关。

根据评价指标体系建立的系统性、科学性、正确性与适应性原则[18],本文从人、机、环、管四方面建立评价指标体系如图1所示,该体系中以矿井火灾风险评价指标体系为一级指标,以人、机、环、管因素为4个二级指标,二级指标下分出16个三级指标。

4 实例分析

图1的指标体系指标数量过多,涉及的数据太多,将不利于后续的安全评价工作,所以利用粗糙集理论知识指标进行约简,最终得到含有相同知识量的相对约简的指标体系。以某煤矿为例,组织10位矿井火灾方面的权威专家根据煤矿的实际情况对图1中的评价指标进行打分,如表1所示。10位专家构成信息系统的论域U(U1,U2,……,U10)={专家1,专家2,……,专家10},16个三级指标构成条件属性C(C11,C12,……,C44)={矿井火灾安全教育,火灾安全意识,……,火灾预防资金投入},火灾风险安全等级构成决策属性D={y},决策属性值由各专家分数的平均值确定。值得注意的是:运用粗糙集理论处理决策表时,决策表中属性的各值必须用离散值表达,如果某些条件属性或决策属性的值域为连续值(如浮点型),则在处理前必须经过离散化。本文根据打分表中各指标的分值所处的区间进行数据离散化处理,如表2所示。

经离散化处理得到的决策表如表3所示。

根据决策表的信息,利用Skowron差别矩阵的定义建立的差别矩阵,见表4。

从差别矩阵的定义可知,差别矩阵中的上三角元素和下三角的元素关于对角线对称,所以上面的差别矩阵中只列出下三角和对角线的元素即可满足问题的求解。

差别矩阵中每一个差别元素中包含的各个条件属性之间属于析取关系(用“∨”表示),差别矩阵的所有差别元素的合取范式可以得到差别函数f(M):

根据逻辑运算中的吸收律、交换律、结合律及分配律可将合取范式的差别函数简化为如下的最小析取范式:

所以,{C11,C12,C24,C32,C41,C43}为决策表的一个约简。该约简结果表征了评价的决定性指标,这也为该矿井今后的火灾预防工作指明了方向。后续的评价将从上面的6个指标展开,显然,在不影响评价结果的前提下,通过约简大大降低了后续评价工作的复杂性。

5 结论

1)通过Skowron差别矩阵对决策表进行属性约简,得到了约简后的条件属性集为{C11,C12,C24,C32,C41,C43},从而使决策表在具备原有的分类能力的基础上条件属性由原来的16个缩减为6个,即:{员工火灾安全教育,火灾安全意识,矿井火灾预警系统,矿井通风状况,矿井火灾应急预案,矿井火灾预防技术措施},从而显著地简化了决策表。

2)约简后的剩余的属性是决定矿井火灾危险程度的关键要素,所以约简结果表明:在矿井火灾预防工作中,应该重点做好员工的火灾安全教育培训,提高员工安全意识,健全并强化矿井的火灾预警系统的预警能力,保证通风系统运作的合理性和可靠性,优化矿井火灾应急预案,切实保障矿井火灾预防技术措施的有效性。

火灾风险评价论文 篇9

1 地铁车站火灾风险SOM神经网络评价模型

1.1 火灾风险评价方法

地铁车站主要由火灾报警系统、隧道通风系统、车站空调通风系统、给、排水系统、自动扶梯系统、照明系统、安全门系统、导向及门禁系统等系统组成。对于地铁车站火灾风险评价问题, 长期以来人们不断提出新的决策方法和尝试, 如可变模糊集理论、AHP层次分析法以及结合层次分析法的粗糙集理论等。但由于人为因素过重, 指标权重难以确定, 采用上述方法进行风险评价工作, 无法客观给出评价结果。自组织特征映射网络即Self Organizing Feature Map (SOM) 网络是由芬兰学者Teuvo Kohonen最先提出的。目前大多数神经网络多为有教师学习方式, 训练时需要提供期望输出, 而SOM网络是一个由全连接的神经元阵列组成的无教师自组织、自学习网络[6]。当神经网络接受外界输入模式时, 将会分为不同的反应区域, 各区域对输入模式具有不同的相应特征。因此, SOM网络进一步拓宽了神经网络在分类和模式识别方面的应用。基于SOM神经网络的综合评价结构 (见图1) , 就是利用SOM神经网络的这种能力, 从而完成非线性影射。

1.2 SOM模型结构

SOM网络克服专家打分时由于知识结构不同而造成的人为差异, 能自主识别样本空间中最有意义的特征, 抗干扰能力强。SOM网络分为输入、输出2层, 输入层的神经元节点数与样本的变量数相同, 当输入节点权值差最小时, 该神经元被激活为网络的输出, 相应领域达到网络终止条件。

假定网络输入为XdRn, 输出神经元i与输入单元的连接权值为WidRn, 则输出神经元i的输出oi为[6]:

网络实际具有响应的输出单元k, 其输出为:

以上2式可修正为:

式中:wij为输出神经元i和输入神经元j之间的连接权值;xi为输入神经元i的输出;v^th为非线性函数;f为一个很小的正数;rk为系数, 与权值及横向连接有关;Si为与处理单元i相关的处理单元集合;ok为浮动阈值函数。

1.3 SOM模型建立

地铁车站的主要监控对象为:

(1) 火灾报警系统 (Fire Automation System简称FAS) , 包括火灾自动探测、自动报警、消防联动、气体灭火、消火栓、自动喷水系统、防烟排烟系统;

(2) 隧道通风系统, 包括车站送排风机 (兼区间事故风间) 、射流风机、组合风阀、隧道温/湿度测量等设备;

(3) 车站空调通风系统, 包括大系统通风空调的送排风机 (兼区间事故风机) 、组合风阀、变电站通风系统、设备用房通风系统、空调机房通风系统、温/湿度测量;

(4) 空调水系统, 包括冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔、冷却水电子水处理器、水阀、压力/温度测量;

(5) 给、排水系统, 生活污水处理、废水泵房、出入口潜水排污泵房、集水坑排水泵房等报警与水位测量;

(6) 自动扶梯系统, 包括站台与站厅自动扶梯、出入口自动扶梯、车站电梯等;

(7) 照明系统, 节电照明、工作照明、广告照明、出入口照明、区间照明等;

(8) 安全门系统, 各车站站台两侧安全门;

(9) 导向系统, 车站的出入口、AFC闸机的出入口、站厅层、站台层等位置的导向牌;

(10) 门禁系统, 全线车站、车辆段、停车场的所有门禁系统;

(11) 各车站与隧道口的人防门 (防淹门) 。

对于地铁车站火灾风险指标进行定性分析时, 依据现有的相关法律法规、标准和规范, 把需要定性定量分析的评价指标进行等级评价。根据模糊约束分类描述准则, 将风险等级分为安全、可接受、须整改、不可接受4个等级, 利用等级参数评判模型确定出总体风险属于哪个等级。为便于计算将其转换为[0, 1]内的值, 建立模糊约束集评价指标体系作为输入样本, 见表1。

2 实例分析

以南京地铁1号线安德门站为例, 应用建立的模型进行火灾风险评价。安德门站位于雨花西路、安德门里、安德门大街交汇处, 周边公交线路众多, 附近安德门民工就业市场人员构成复杂, 管理困难。车站现有D0501、D0502两副道岔, 设有实物信号机6台, 虚拟信号机4台。设有残疾人设施及盲人导向带, 枪机摄像头13个, 球机摄像头16个, 设有FAS、BAS系统, 共有灭火器108个。安德门站为联锁集中站, 设有主变电所, 车站等级为二等一级, 为1号线和南延线共线车站, 日均进站近19 000人, 西延南延互换24 000余人。

首先利用具有聚类功能的函数newsom创建一个SOM网络, 代码为:net=newsom (minmax (P) , [6 4]) ;其中, P为输入向量, 由表1决定。创建网络的竞争层为6×4的结构, 网络结构可调, SOM神经网络结构图见图2。由于样本量不大, 学习参数的初始设定值如下:

然后利用函数train和仿真函数sim对网络进行训练和仿真, 见图3。由于训练步数的大小影响网络的聚类性能, 这里设置训练步数为10、100和1 000, 分别观察其分类性能。

聚类结果如表2所示, 对结果进行分析可知, 当训练步数为10时, 样本序号为2、3的分为一类, 这显然与设立的风险等级指标不符。当训练步数为100时, 序号为1、3的样本被化为一类, 可见网络已经对样本进行了初步的分类, 这种分类还是不够精确。只有当训练步数为1 000时, 样本被成功分为4类, 这和实际情况是吻合的, 因此不必再提高训练步数了。

将南京地铁安德门站火灾风险评价指标根据实际情况进行专家打分, 得到待评价样本, 见表3。

将表1作为指标样本设为P_test, 输入已经训练好的SOM神经网络进行综合评价, 代码为K=sim (net, P_test) , 结果输出为K=24 23 16。

从以上结果可以看出, 这安德门站3组待评价地铁车站火灾风险评价结果分别为可接受、可接受偏向于需改进、不可接受。SOM神经网络具有聚类功能, 为地铁车站火灾风险评价提供可行的方法。

3 结论

本文利用SOM神经网络对地铁车站火灾风险进行聚类分析, 并用测试样本对训练好的网络进行了验证, 诊断结果与专家打分实际相符, 应用SOM神经网络技术手段可以实现风险评价的智能化与自动化。通过对大量模糊综合评价样本的学习, 使训练后的网络具有泛化能力, 可为综合评价模型在地铁车站火灾风险评价中的进一步应用提供参考。

摘要：对地铁车站火灾风险评价的量化分析可以为城市轨道交通运营提供安全保障, 文章对地铁火灾报警系统、水消防系统、气体灭火系统、防排烟系统、通风空调设备及应急疏散设备进行风险评价, 提出基于自组织特征映射神经网络 (SOM) 的地铁车站火灾风险评价模型, 根据评价结果, 得出地铁车站火灾风险等级。

关键词：地铁车站,风险评价,自组织特征映射神经网络,指标体系

参考文献

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火灾风险评估方法探讨 篇10

火灾风险分析 (Fire Risk Analysis) , 是火灾安全科学中一个非常有用而又不同寻常的分支。这种分析可以全面考察某些对象的火灾危险状况, 研究该对象的火灾危险如何随假设条件的改变而变化, 分析不同消防措施对控制火灾的影响, 并评价这些措施的经济性和有效性等。常见的火灾评估方法有特尔非方法、火灾危险度分析方法、火灾安全检查表法、事故树分析法、层次分析法、模糊层次分析法、美国达信风险评价等。

2 火灾风险分析的基本方面

2.1 分析对象及其火灾场景的确定

分析对象的范围是人为确定的。人们可以把一栋大楼、一个工厂、一个街区乃至一个城镇作为对象。一般来说, 大范围对象的分析应当以小范围对象的分析作基础。通常将这种确定的对象视为一个系统。

某系统与火灾有关的环境状况和燃烧条件综合起来称为火灾场景。一个系统包括多个部分, 可根据情况将其分解为若干子系统或单元。每个单元还将包括若干影响因素, 如可燃物性能、技术水平、使用现状及人员特点等。各个单元和因素的火灾危险性应当分别考虑。把对各部分的危险分析综合起来即为整个系统的危险分析, 系统、子系统、单元与因素之间应当建立合理的隶属关系。

2.2 描述参数及其量化方法

分析不同的方面应当使用不同的描述参数, 为了实施计算, 还应当对这些参数进行量化处理。火灾可能性一般应当用事故概率表示, 但由于火灾事故经常无法获得足够的统计资料, 难以归纳出可供实际使用的概率值, 故宜将火灾可能性用某种形式的分度值表示, 现称为事故率;火灾危害可用火灾造成的损失大小表示, 但除了直接经济损失外, 其它损失则很难用恰当的经济费用表示, 因此也适宜用一定的分度值表示, 现将这种分度值称为严重度:火灾危险性用火灾危险度表示, 它综合了火灾可能性和火灾危害性两个方面的影响。

对于各种参数的分度值, 有些模型用绝对值表示, 也有的用相对值表示。一般说用绝对值表的通用性不够强, 例如有的模型将某些因素的影响程度表示为一定范围的分值, 当把所有因素的分值作了相乘或相加处理后, 得到的系统总分度值便是一个相当大的数目。只有非常熟悉该方法的人才能对其作出合理的解释。因此宜将分度值均换算为百分数。

2.3 火灾可能性分析

根据火灾的发展过程, 火灾可能性至少涉及起火可能性和火灾蔓延可能性两大方面。分析起火可能性时, 主要考虑引起火灾的各种因素, 如室内可燃物的着火性能、火源及电源状况、安全管理措施、建筑物内人员素质和生活习惯等。一般说起火可能性的随机性很强。而火灾蔓延可能性主要考虑室内可燃物的燃烧性能及控制火灾发展的因素, 如室内火灾载荷、建筑物的防火设计状况、火灾探测报警系统及室内消防设施的性能等。

2.4 火灾危害性分析

火灾危害可分为实际危害和潜在危害两类。由已经发生的火灾所造成的危害是实际危害, 而潜在危害指的是如果火灾发生所能造成的危害, 事实上此时火灾尚未发生。主要为防火安全服务的风险分析所预测的是潜在危害。对于实际火灾危害是统计计算的问题。

2.5 火灾危险性分析

火灾危险性应综合火灾可能性和火灾危害性确定, 但是如何进行综合则是需要仔细研究的。相加和相乘是常用的综合方法, 而其结果直接取决于各因素值的量化方式。需要根据不同单元或因素在系统中的作用, 对它们赋于不同大小的值, 或者赋于不同的权重。火灾危险分析的结果可以比较全面地反映建筑物的火灾安全状况, 是火险分析的重要阶段。

3 美国达信风险评价法

美国达信风险评价是由前英国塞奇维克公司开发的, 故曾称为“英国塞奇维克风险评价”, 现称为“美国达信风险评价”。

达信风险评价方法采用的是“4分法” (4—0分) 。它运用安全系统工程中的安全检查表法, 将被评装置、系统按照“工艺装置布局、工艺控制系统、紧急停车系统、燃烧安全措施、机械监队遥控隔离、卸压、压力释放、防火、泵密封设计、排水系统、控制室安全设计、操作文件、工作许可证、操作人员配置、气体检测、火灾报警、检测、消防水系统、手控和固定式防火措施、设备等”等18个几乎基本固定一致的软硬件工艺、安全、消防等设备和设施及人员、制度为内容, 从硬件为主, 作为每项的“评估要素”, 进行评定打分, 按照评价分值范围予以危险程度分级。

“4分法”的评价分值范围为4—0分, 共划分为6个等级, 即:4—3.4分为“优秀”级, 3.4—2.5分为“好”级, 2.5—2.1分为“平均水平”级, 2.1—1.3分为“基本达标”级, 1.3—0.5分为“差”级, 0.5—0分为“很差”级。

对各装置、系统按“4分法”评定之后, 然后根据被评装置、系统的生产能力高低和价值大小、工艺设备工艺物料介质特性和关键性传动机械设备运行参数、事故发生概率及损失等诸多因素作计算机数据处理, 再列出建议安全对策措施和用色标标明优先整改目标的排列顺序。

用标色表示的优先整改目标为“顶级优先”——黄色, 在今后6—12个月内应该解决;“中级优先”——蓝色, 在今后的两年内应该实行;“低级优先”——绿色, 长期计划;由于费用等原因的“最低级优先”——红色, 如果经济状况好转应解决等, 四档整改时间程序。

最后, 在上述各被评装置、系统被评估的基础上撰写总评估报告。达信风险评价报告有下面八大内容应包括在内:概况, 风险评估方法, 被评企业简况, 风险评估结论意见, 被评装置、系风险等级划分概述及风险矩阵, 各被评装置、系统安全特性、等级评定和建议意见, 有关“评仓要素”标准的说明, 低级优先整改事件风险分析计算 (如方法概论、财损金额、资损风险分析、资产损失商务中断、综合资产损失、业务中断情况、有毒气体分散风险等) 。

4 达信风险评价步骤

4.1 收集被评价装置、系统的信息和资料

在开展达信风险评价之前, 需要被评价装置、系统所在单位提供二套资料, 即一般资料和专业资料。一般资料应事先准备好供美国达信公司评价人员在被评价装置、系统现场调研、评估时供给。

一般资料主要有九方面的内容。

(1) 被评价装置、系统的资产重置价值。应具体到每个工艺装置、系统的细节。其目的是为了估算最大事故损失和考虑降低风险时的优先顺序。

(2) 有关的营业收入和成本的资料。大体上需准备评价期间两年的被评价装置、系统所在单位的毛利润值和预测值 (即总营业收人减去可变成本) , 以及每一套被评价装置、系统的销售收入和评价期间的当年的固定运营成本和可变运营成本。

(3) 评价期过去十年间因事故原因装置、系统财产损坏的损失记录。

(4) 被评价装置、系统的员工组织结构网络图 (包括总人数) 。

(5) 一份现场整体平面布置图和一份标明现场消防供水系统的现场平面分布图。

(6) 一份详细介绍现场工艺操作过程的情况资料 (即工艺流程说明) 。

(7) 列出一份被评价装置、系统的投产时间、设计能力和评价期间上一年的平均生产能力清单。

(8) 一份储罐、球罐清单, 标明其类型、储存量、储存物品种类和现场消防设施。

(9) 防火方面资料。包括列出一份可移动式消防灭火器材设备、内装灭火剂品种和数量及喷射速度清单;现场总消防泡沫和干粉量;消防队人员详细情况;消防泵及消防供水系统的详细情况。

专业资料主要有六方面的内容 (被评价装置、系统各提供一套) 。

(1) 简易工艺流程图, 须标明工艺压力、温度和关键的远距离遥控操作隔离阀。

(2) 工艺装置、系统位置图和设备清单。

(3) 工艺管道和仪表示意图 (即PI图, 需在仪表控制室中提供) 。

(4) 工艺装置、系统烃类液体存量体积计算 (m3) 。

·最大的分馏塔/反应器 (分项列出设备容积、操作压力、温度和物料组成) ;

·有毒物料存量清单;

·液化石油气/热汽油 (>120℃) 容器 (容积大于5m3) 、塔和桶或容器 (分项列出设备容积、操作压力、温度和物料组成) 。

(5) 工艺操作手册、事故应急处理程序和操作许可单。

(6) 现场填写若干调查表。

提供被评价装置、系统及所在毒物的原始资料的准确性和完整性, 对风险评价结果的真实性有很大影响, 否则会产生评价偏差。因此, 这是一项风险评价的最基础工作, 务必要加以重视和做好。涉及到有关重要的经济情报数据、事故案例和事故统计数据的秘密性资料, 还必须与美国达信公司签订保密协议书, 进行法律保护。

4.2 被评价装置、系统的单位需派出有关专业人员陪同评估

美国达信公司风险评价人员赴被评价装置、系统, 按事先议定的评价日程表, 按检查表目录, 对现场的工艺设备、消防安全设施及安全生产工况进行调查和评估。被评价装置、系统除要准备好PFD、PID、设备一览表、安全操作规程或手册、安全作业票证等有关现场资料外, 还要派出工艺、设备、安全、消防等专业人员现场陪同检查, 一来是了解风险评价全过程, 评价人员有疑问可随时解答, 有建议可随时听取;二来也为现场调查、评估引导开路;三来保障评价人员的现场人身安全和对现场安全生产负责。

4.3 对被评价装置进行等级评定、数据处理和风险排列分级

前已提及, 美国达信风险评价的等级按0—4分划分。通过风险评价划出等级后应按下列方式处理:0—0.5分为“很差”级, 0.5—1.3分为“差”级, 在这2级范围内的装置、系统必须重建、重新设计;1—1.3—2.1分为“基本达标”级, 其装置、系统应予以必要的安全改进;2.1—2.6分为“平均水平”级, 其装置、系统的一些相关部分 (即危险点、源或薄弱环节) 要进行安全改进, 多数的被评价装置、系统的风险评价在“平均水平”级的范围内属正常情况;2.6—3.4分为“好”级, 3.4—4分为“优秀”级, 4分为满分, 是最高的评价等级, 安全情况圆满无缺, 在此2级范围内的装置、系统其安全实际良好, 4分则为工艺安全所要追求的实际目标。

4.4 现场风险评价之后, 依照实际的调查、评估情况, 绘制风险等级图表

美国达信风险等级图表是一种非常重要的图表。它以“工艺单元风险矩阵”的形式出现, 列出等级评定风险排列表, 按美国达信公司创立的“风险矩阵等级评定表”和现场实际调查、评估的分级情况, 提出风险评价整改意见后, 作出最后的风险评价评定。

5 结语

火灾风险评价的方法及应用是火灾安全工程学研究的基本方面, 它可以为“性能化”防火设计提供依据, 使火灾防治对策更科学、合理、有效。火灾风险评价方法各有优缺点, 相信随着火灾安全工程学在我国的发展, 火灾风险评价将会发挥更大的作用。

参考文献

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[2]周新刚.建筑火灾预期损失评估[J].天津:消防科学与技术, 2001 (5) .

[3]吴立志.城市火灾风险评价的数学模型及其研究[J].天津:消防学术研讨会论文集, 176-182.