■張藝馨　王龍

（福建省漳州市消防支隊(duì)　福建　漳州　363000）

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高層建筑消防安全評(píng)估

■張藝馨王龍

（福建省漳州市消防支隊(duì)福建漳州363000）

隨著城市化步伐日益加快，高層建筑消防安全評(píng)估成為當(dāng)下人們考慮的一個(gè)重要議題。本文在對(duì)該問題分析過程中，主要從BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，探討了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在高層建筑消防安全評(píng)估中的應(yīng)用。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高層建筑消防安全評(píng)估

0　前言

高層建筑在防火過程中，存在一定的復(fù)雜性和困難性，針對(duì)于這一問題，如何采取有效措施對(duì)其消防安全進(jìn)行評(píng)估，有利于更好地對(duì)火災(zāi)隱患進(jìn)行預(yù)防，從而提升高層建筑的安全性。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，能夠?qū)Ω邔咏ㄖ腊踩M(jìn)行有效評(píng)價(jià)，并通過建模分析，更好地發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，提升高層建筑消防質(zhì)量。

1　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理分析

在對(duì)高層建筑消防安全評(píng)估過程中，我們需要利用到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這就需要我們對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理進(jìn)行分析，從而對(duì)這一技術(shù)手段進(jìn)行有效了解，才能夠使其在應(yīng)用過程中，更好地發(fā)揮作用。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)高層建筑消防安全評(píng)估時(shí)，主要是基于“學(xué)習(xí)”作為基礎(chǔ)，能夠進(jìn)行反復(fù)計(jì)算，從而對(duì)誤差值進(jìn)行最小化處理[1]。

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在高層建筑消防安全評(píng)估中的應(yīng)用，需要建立一個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并且設(shè)置相應(yīng)的輸入層、隱含層、輸出層，能夠?qū)ο嚓P(guān)參數(shù)數(shù)值進(jìn)行較為精準(zhǔn)的評(píng)估。關(guān)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用步驟，我們可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行分析：

首先，需要對(duì)樣本進(jìn)行處理。樣本的處理，主要是幫助系統(tǒng)更好地選擇訓(xùn)練樣本，能夠采取“激勵(lì)函數(shù)學(xué)習(xí)”的方式，對(duì)樣本進(jìn)行歸一化處理，從而保證在進(jìn)行消防安全評(píng)估過程中，保證其具有較好的評(píng)估效果[2]。

其次，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定，能夠?qū)敵鲎兞亢洼斎胱兞窟M(jìn)行較好的選取，對(duì)訓(xùn)練算法和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行較好的選擇。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定，直接影響到了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是否能夠發(fā)揮應(yīng)有作用。

再次，需要將樣本輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，能夠?qū)敵鲋颠M(jìn)行計(jì)算，并將輸出值與實(shí)際數(shù)值進(jìn)行比較。在樣本輸入過程中，需要對(duì)樣本誤差問題進(jìn)行較好的分析，能夠保證誤差處于一個(gè)合理的范圍內(nèi)，不會(huì)對(duì)最終的評(píng)估結(jié)果產(chǎn)生不利的影響。

最后，需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行還原處理，并進(jìn)行相應(yīng)的分析。這一過程中，若是訓(xùn)練誤差處于能夠接受的范圍內(nèi)，并且網(wǎng)絡(luò)泛化能力較強(qiáng)，可以對(duì)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)高層建筑消防安全進(jìn)行有效地評(píng)估[3]。

2　基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高層建筑消防安全評(píng)估指標(biāo)構(gòu)建

在利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)高層建筑消防安全進(jìn)行評(píng)估時(shí)，需要建立相應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)，這樣一來，才能夠保證評(píng)估具有較高的質(zhì)量性。

2.1評(píng)估指標(biāo)體系建立

在進(jìn)行評(píng)估指標(biāo)體系建立過程中，需要考慮到消防安全發(fā)生的突然性和偶然性，這就需要考慮到間接原因和直接原因。在進(jìn)行評(píng)估指標(biāo)體系建立時(shí)，要依照“現(xiàn)代事故的致因理論”，能夠從直接原因角度，對(duì)消防安全進(jìn)行評(píng)估。一般來說，評(píng)估指標(biāo)體系建立，涉及到了建筑物自身的狀況、防火、滅火能力、安全疏散能力三個(gè)方面內(nèi)容。同時(shí)，為了更好建立評(píng)估指標(biāo)體系，我們?cè)O(shè)置火災(zāi)事故集合，即火災(zāi)事故={防火系統(tǒng)危險(xiǎn)情況、滅火系統(tǒng)危險(xiǎn)情況、安全疏散系統(tǒng)危險(xiǎn)情況、管理及其他危險(xiǎn)情況}，在大的集合系統(tǒng)設(shè)置完成后，我們需要對(duì)小的因素進(jìn)行考慮和分析。例如火災(zāi)事故的因素，涉及到了防火區(qū)的可靠性、通風(fēng)與排煙系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警裝置、安全通道、安全出口、人員密度等相關(guān)小的因素，這些因素包括在了大的因素之中[4]。

2.2對(duì)指標(biāo)進(jìn)行定量化處理

利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高層建筑消防安全評(píng)估過程中，我們需要對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行定量化處理，確保指標(biāo)在分析過程中，發(fā)揮有效作用。所謂的“定量化處理”，主要是指能夠利用數(shù)字信息，對(duì)防火過程中的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行量化。關(guān)于這一問題，我們就以通風(fēng)與排煙系統(tǒng)的量化標(biāo)準(zhǔn)為例，具體內(nèi)容如表1所示：

表1　通風(fēng)與排煙系統(tǒng)的量化標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)表

如表1所示，我們可以看出，設(shè)置的指標(biāo)分為1-5個(gè)等級(jí)，其中1代表了安全較高的通風(fēng)與排煙系統(tǒng)，指標(biāo)數(shù)值設(shè)置為100，不符合要求的指標(biāo)等級(jí)為5，指標(biāo)數(shù)值為70以下。在進(jìn)行高層消防安全評(píng)估過程中，通過對(duì)每一項(xiàng)設(shè)置相應(yīng)的分值，根據(jù)分值對(duì)比，就可以對(duì)高層消防安全評(píng)估效果進(jìn)行較好的分析了。

3　建模仿真分析

通過上文中的分析我們可以看出，在利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)指標(biāo)體系構(gòu)建完成后，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效處理，就可以對(duì)高層建筑消防安全進(jìn)行有效地評(píng)估。以表1為例，若是防火指標(biāo)數(shù)值為93，在對(duì)其進(jìn)行歸一化處理后，（93-90）/（95-90）=0.6，那么根據(jù)這一平均數(shù)值，對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。在對(duì)誤差分析過程中，我們可以從圖1中看出：

圖1　相對(duì)誤差曲線

如圖1所示，相對(duì)誤差在5%范圍內(nèi)，這表明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用過程中，能夠?qū)σ欢康臉颖具M(jìn)行較好訓(xùn)練，可以較好地應(yīng)用于高層建筑消防安全評(píng)估中。

4　結(jié)束語

綜上所述，我們可以看出，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高層建筑消防安全評(píng)估，能夠更好地對(duì)消防安全情況進(jìn)行分析，并且具有較高的可行性。在未來發(fā)展過程中，為了更好地提升高層建筑防火，可以將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效應(yīng)用。

[1]李潔,鐘凱.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高層建筑防火評(píng)估 [J].軟件導(dǎo)刊,2012,v.11;No. 11505:95-97.

[2]嚴(yán)治鋒,汪萍萍.高層建筑消防安全管理系統(tǒng) [J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2012,v.2;No.2212:69-72.

[3]高臣勇.高層民用建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系對(duì)比研究 [J].武警學(xué)院學(xué)報(bào),2013,v. 29;No.20606:35-38.

[4]段美棟,姜東民,丁伶,趙爭(zhēng).FANP-BP高層建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型及應(yīng)用 [J].消防科學(xué)與技術(shù),2015,v.34;No.23911:1530-1533.

TU998.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-228-1