陳龍飛 李小松 周山新 尚峰舉 陳艷秋 李濤

摘要：本文針對電力場所火災(zāi)應(yīng)急能力評價建立了模糊層次模型，利用層次分析法（AHP）確定指標權(quán)重，然后通過模糊評判矩陣合成，進行電力場所火災(zāi)應(yīng)急能力的綜合評價。根據(jù)研究結(jié)果可知：應(yīng)急救援與恢復(fù)對應(yīng)急能力有重要的影響，并且，提高電力場所監(jiān)測預(yù)警設(shè)備先進性對于提升電力場所火災(zāi)整體應(yīng)急能力也是十分必要的。本文的研究為電力場所火災(zāi)及應(yīng)急能力評價提供了切實可行的方法，能夠加深對電力場所火災(zāi)應(yīng)急的認識，為電力場所火災(zāi)應(yīng)急水平提升指明方向。同時，本文建立的評價模型也可以適用于高層建筑、地鐵、隧道等人員密集場所的火災(zāi)應(yīng)急能力分析。

關(guān)鍵詞：電力場所;火災(zāi)應(yīng)急;評價指標;模糊層次分析法

隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，火災(zāi)安全已成為社會關(guān)注的熱點話題。近年來，在我國的社會火災(zāi)事件中，電力系統(tǒng)火災(zāi)的比例不斷上升，電力系統(tǒng)的火災(zāi)安全保障是一個需要解決的新課題。電力系統(tǒng)的組成部分包括以下幾個部分：發(fā)電廠、供配電所、送變電線路及用電等。電力系統(tǒng)中存在著大量的可燃物，一旦發(fā)生火災(zāi)，就會在瞬間造成重大的災(zāi)難性事故，帶來惡劣的社會影響，電力系統(tǒng)火災(zāi)安全越來越吸引社會各界的關(guān)注。應(yīng)急能力評價是保障電力系統(tǒng)火災(zāi)安全的一個重要方法。然而，現(xiàn)階段針對電力場所的應(yīng)急能力評價建設(shè)還缺乏系統(tǒng)的研究。因此，開展電力場所火災(zāi)應(yīng)急能力評價的研究，提高電力場所的火災(zāi)應(yīng)急能力是十分必要的。

國內(nèi)外針對應(yīng)急能力評價開展了相關(guān)的研究工作。國外方面，1971年，托雷蓋斯[1]等人首次針對通信設(shè)施的可靠性，利用建立模型的方法對其進行了評估;1998年，巴蒂尼[2]等人開創(chuàng)性地根據(jù)統(tǒng)計方法得到一個區(qū)域火災(zāi)對應(yīng)的資源需求量和潛在危險資源需求量，然后對該地區(qū)域的消防系統(tǒng)進行了評估。國內(nèi)方面，2008年，黃棟[3]等人基礎(chǔ)性地針對艦船裝備承修單位的承修能力，使用模糊層次分析法進行了研究。

層次分析法是美國學(xué)者薩蒂提出的一種關(guān)于層次權(quán)重決策分析的方法。該方法首先把決策問題按下列幾個方面：總目標、各層子標、評價準則及備選擇方案來進行分解，使決策問題變成不同的層次結(jié)構(gòu)。接下來，通過判斷矩陣特征向量的求解，可以得到不同層次的元素之間的優(yōu)先權(quán)重。隨后，利用加權(quán)和的方法，遞階歸并出各備選擇方案對總目標的最終權(quán)重。根據(jù)各備選擇方案所得的最終權(quán)重的比較，如果最終權(quán)重最大，則說明該方案就是最優(yōu)的方案[4-10]。在進行層次分析時，通常會遇到數(shù)學(xué)描述困難，難以定量的因素。針對這種情況，學(xué)者們采用模糊綜合評價法，基于模糊關(guān)系合成的基本理論，首先對這些模糊的因素定量化，然后基于模糊等級的隸屬度，再從多個因素進行綜合性評價 [11-16]。

考慮評價結(jié)果的客觀性和科學(xué)性，本文采用模糊層次分析法，構(gòu)建電力場所火災(zāi)應(yīng)急能力評價模糊層次模型，為電力場所火災(zāi)及應(yīng)急能力評價提供了切實可行的方法，能夠加深對電力場所火災(zāi)應(yīng)急的認識，為電力場所火災(zāi)應(yīng)急水平提升指明方向。

一、應(yīng)急指標體系建立

電力場所火災(zāi)應(yīng)急能力評價指標的設(shè)定，在構(gòu)成要素方面需要包含自然因素至社會因素、制度設(shè)計至公眾行為、組織效能至工程能力等多方面要素。本文從電力場所的實際功能結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過系統(tǒng)的資料調(diào)研和專家咨詢，構(gòu)建了電力場所火災(zāi)應(yīng)急管理能力評價體系如圖1所示。通過采用安全檢查表，把電力場所應(yīng)急評價指標體系分成三個結(jié)構(gòu)層，即目標層、準則層和指標層。其中，準則層包含5個二級指標，即監(jiān)測預(yù)警能力、應(yīng)急人員保障能力、日常建設(shè)工作、應(yīng)急預(yù)案管理與演練和應(yīng)急救援與恢復(fù);指標層包含24個三級指標。至此，提出了由5個二級指標、24個三級指標構(gòu)成的電力場所應(yīng)急管理能力評價指標體系。

圖1 ?電力場所應(yīng)急管理能力評價指標體系

二、基于模糊層次分析法的應(yīng)急評價模型建立

（一）AHP各指標權(quán)重確定

根據(jù)圖1中建立的評價指標體系，從上到下每層進行判斷矩陣的構(gòu)建，相鄰的兩層元素中，上層的元素作為下層元素的標準，按照表1中的1～9標度法兩兩比較，從而構(gòu)造判斷矩陣。

本文在確定兩個元素比較后的標度值時，采用的是專家打分的方法。在進行專家打分前，本文先制作出評價指標重要度調(diào)查表，選擇電力和消防領(lǐng)域的多位專家學(xué)者（包括消防隊、電力和消防專業(yè)大學(xué)教師），統(tǒng)計各位專家對每兩項的對比結(jié)果，以少數(shù)服從多數(shù)的原則，選取最終標度值，得到每一級別的評判矩陣P，如表2所示。

由表2可知，P（A）形成一個五階矩陣，基于此矩陣，可以計算出最大特征值Kmax對應(yīng)的特征向量w，如下式所示：

（1）

隨后，將求得的特征向量歸一化，則可以獲得每個評價元素的權(quán)重。但是，需要注意的是按上述公式求解得到的權(quán)重不是絕對合理的，還需把計算結(jié)果用判斷矩陣進行一致性檢驗，如下式所示：

（2）

（3）

式中，CI—為判斷矩陣一般一致性指標;CR—為判斷矩陣隨機一致性比率;RI—為判斷矩陣平均隨機一致性指標，取值如表3所示。

根據(jù)AHP的原理，當(dāng)CR<0.1時或Kmax=n且CI=0時，認為判斷矩陣P具有滿意的一致性，否則需要重新構(gòu)造判斷矩陣。本論文主要通過微調(diào)矩陣中的某些奇數(shù)值，使其變成接近的偶數(shù)值，總體來說并不改變專家們對指標的重要性排序。最終借助MATLAB軟件編程算出P（A）的權(quán)向量和CR值。權(quán)向量w（A）=（B1，B2，B3，B4，B5）=（0.2270，0.1007，0.1133，0.0499，0.5091），CR=0.084<0.1通過一致性檢驗。

（二）模糊評判矩陣確定及評價過程

在確定隸屬度時，本文采用的是專家意見法。首先，給出5個層次的專家評語集，即V={V1（很強），V2（強），V3（一般），V4（弱），V5（很弱）}。根據(jù)影響“監(jiān)測預(yù)警能力”“應(yīng)急人員保障能力”“日常建設(shè)工作”“應(yīng)急預(yù)案管理與演練”“應(yīng)急救援與恢復(fù)”的各種因素，通過經(jīng)驗和客觀情況的綜合考慮，結(jié)合對AHP評價結(jié)果的分析，從而可以確定各因素的評語集。比如，對“監(jiān)測預(yù)警能力”下的“應(yīng)急物質(zhì)投入”打分，有五人評價為“很強”，占0.5;三人評價為“強”，占0.3;兩人評價為“一般”，占0.2，因此得出“應(yīng)急物質(zhì)投入”的隸屬度為R=（0.5，0.3，0.2，0，0），同理，可以得出所有評價因素的隸屬度，組成一個單因素評價矩陣Ri。隨后，通過權(quán)重集與單因素評價矩陣，開展模糊算子運算，最終就可以得到電力場所應(yīng)急能力所處的層次。

分析各位專家的評價結(jié)果，依次可以得到B1～B5中各因素的單因素評價矩陣，然后再根據(jù)公式（1）計算B1～B5的單因素評判矩陣：

（4）

式中，為合成算子符號，模糊數(shù)學(xué)中常用的合成算子還有和，表示取小，表示取大。因此，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的評價過程為：

同理可得，

接下來，把B級評價結(jié)果作為單元素構(gòu)建A級的評價，可由下式計算：

對A在區(qū)間[0，1]內(nèi)進行歸一化處理，得到：

從評價結(jié)果可以得知，認為電力場所火災(zāi)應(yīng)急管理能力很強和強均占26%，認為一般和弱各占19.5%，認為很弱的占9%。接下來，本文對模糊綜合評價得到的A值進行量化處理，把各個等級的結(jié)果變換為記分制，用百分制的方法來定量分析該模型的能力等級：（100，85]（很強）、（85，70]（強）、（70，55]（一般）、（55，40]（弱）、（40，0]（很弱）。令D=（85，70，55，40，25），則

計算得到的分數(shù)值落在（70，55]（一般）區(qū)間，所以評價結(jié)果為“一般”。

三、評價結(jié)果分析

根據(jù)上述模糊層次綜合評價結(jié)果，電力場所急管理能力評價總體水平為“一般”。根據(jù)FAHP方法分析得到的電力場所急管理能力評價指標體系權(quán)重表如表4所示。

綜合權(quán)重的綜合排序為提高電力場所應(yīng)急管理能力指明了方向，一般原則為對其中權(quán)重最高值給予充分關(guān)注和重點評價，再找出其中的薄弱項進行重點建設(shè)。

由上表可知，B層中“應(yīng)急救援與恢復(fù)”所占權(quán)重最大，說明此項對應(yīng)急能力影響非常顯著，在建設(shè)過程中，應(yīng)優(yōu)先選擇該項所包含的各項進行著力建設(shè)。其中，C層中“應(yīng)急疏散”“救援能力”和“應(yīng)急信息傳遞”所占權(quán)重較高，這就告訴我們應(yīng)急能力主要通過應(yīng)急疏散和救援過程體現(xiàn)，應(yīng)急疏散能力的強弱對應(yīng)急能力具有重要影響。另外，從綜合權(quán)重中可知，“監(jiān)測預(yù)警設(shè)備先進性”所占權(quán)重也較大，可見電力場所急管理能力也取決于是否擁有先進的探測預(yù)警設(shè)備，這說明提升火災(zāi)的探測預(yù)警能力對增強電力場所火災(zāi)應(yīng)急能力具有重要意義。

四、結(jié)語

根據(jù)模糊層次評價的綜合結(jié)果，針對電力場所應(yīng)急管理能力本文的主要結(jié)論如下：

（一）本文得到的電力場所火災(zāi)應(yīng)急管理能力總體水平結(jié)果為“一般”。B層中“應(yīng)急救援與恢復(fù)”所占權(quán)重最大，說明此項對應(yīng)急能力影響非常顯著，在建設(shè)過程中，應(yīng)優(yōu)先關(guān)注“應(yīng)急救援與恢復(fù)”所包含的各子標層項。

（二）從綜合權(quán)重排序結(jié)果分析可知，應(yīng)急能力與應(yīng)急疏散和救援過程關(guān)聯(lián)較大，疏散能力對應(yīng)急能力而言是至關(guān)重要的。B層中“應(yīng)急救援與恢復(fù)”的子標層，C層中“應(yīng)急疏散”和“救援能力”在專家打分時明顯處于低分，說明這兩項是影響總體水平為“一般”的最主要原因。

（三）從綜合權(quán)重排序結(jié)果分析可知，“監(jiān)測預(yù)警設(shè)備先進性”所占權(quán)重也較大，可見先進的監(jiān)測預(yù)警設(shè)備對于電力場所的應(yīng)急能力也會產(chǎn)生重要影響。

（四）本文的研究為電力場所火災(zāi)及應(yīng)急能力評價提供了切實可行的方法，能夠加深對電力場所火災(zāi)應(yīng)急的認識，為電力火災(zāi)應(yīng)急水平提升指明方向。同時，本文建立的評價模型也可以適用于高層建筑、地鐵隧道等人員密集場所的火災(zāi)應(yīng)急能力分析。

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作者簡介：

陳龍飛（1988—），男，福建泉州人，講師，研究方向：隧道防滅火技術(shù)。

陳艷秋（1989—）（通訊作者），女，湖北荊門人，講師，研究方向：建筑火災(zāi)預(yù)測及風(fēng)險控制。