基于灰色模糊理论的大型医院病房楼火灾风险评价

●王 允

(东莞市消防支队,广东东莞 511700)

0 引言

大型医院病房楼作为公共聚集场所,具有一般公共聚集场所人员密度大和火灾荷载大等特点,同时由于其使用者的特殊性,呈现出老弱病残人员比例较大的状况,一旦发生火灾,经常出现疏散困难,造成巨大的人员伤亡及财产损失。为了降低大型医院病房楼的火灾事故,降低火灾发生的可能性,为决策者提供更可靠的理论依据,可通过开展火灾风险评估探求大型医院病房楼的火灾危险性。因此,如何以一种科学、有效、便捷的方法评价火灾风险,预防火灾发生,已成为目前医院病房楼公共聚集场所亟待解决的问题。

灰色模糊综合评价法能够最大程度地减小人为主观因素对评价结果的影响,能在已知信息不充分的情况下,评价具有模糊因素的事物或现象。灰色模糊综合评价法是将层次分析法(简称AHP)、灰色评估和模糊综合评判的定量分析和定性分析相结合,从总体上考虑专家评判信息的不完全性(灰性),利用灰色评估理论得到灰色统计量,进而构造出模糊隶属度矩阵,最终采用模糊算法计算出火灾风险大小。本文引入多级灰色模糊综合评价法对大型医院病房楼火灾风险可靠性进行评价。

1 大型医院病房楼火灾风险多级灰色模糊评价模型的构建

1.1 评价指标体系的确立

大型医院病房楼火灾风险评价指标体系按照多层次、多角度、综合性的原则确立,实现对其火灾风险的统一度量。一级指标包括病房楼的建筑情况、消防设施、疏散设计、人员状况、火源管理和消防培训,各一级指标均设置相关的二级指标。评价指标体系见表 1。

1.2 因素集与评语集的确定

按照大型医院病房楼火灾风险各因素之间的层次关系,建立影响火灾风险的各因素构成的相应因素集,即一级指标U={u1,u2,u3,u4,u5,u6};在各因素的基础上建立相应的子因素,构成子因素集,即二级指标ui={ui1,ui2,…,uik},其中i为因素数,k为子因素数,见表 1。根据火灾风险大小设定相应评语集,即 V={v1,v2,v3,v4,v5}={90,80,70,60,50}={非常安全,较为安全,一般安全,较为危险,非常危险}。

表1 大型医院病房楼火灾风险评价指标体系

1.3 二级指标的灰色模糊评价

1.3.1 确定权重集

权重集可视为评价对象与因素之间的灰色模糊关系。通过逐一比较法得到评价对象ui各影响因素的权重为aij(i为因素数,j为子因素数),再结合由专家评分的方式给出相应的灰度 vij,共同构成权重集,见式(1)：

1.3.2 建立评价矩阵

评价矩阵可视为因素集合与评语集之间的灰色模糊关系。采用专家评价法赋予评价对象 ui下的各子因素对评语集中各元素的隶属度 μij,并根据信息充分程度给出相应的灰度 vij。鉴于信息来源、范围、有效等难于量化,因此采取定性、定量相结合的方法确定灰度范围,将信息的{很充分,比较充分,一般,比较贫乏,很贫乏}度量化为相应灰度值{0～0.2,0.2～0.4,0.4～0.6,0.6～0.8,0.8～1.0},具体视评价者的实际情况给出,建立如下评价矩阵：

其中,j为 ui因素包含的子因素数,n为评语集的元素数。

1.3.3 综合评判

模部运算采用代数积 (·,+)算子,灰部运算采用有界积(Λ,⊕)算子。综合评判结果见式(2)：

1.4 一级指标的灰色模糊评价

一级指标是总评价目标的元素,因此最终评价对象与评语集之间的灰色模糊关系,见式(3)：

最终评价目标对应的一级指标权重集,见式(4)：

1.5 评价结果的处理

灰色模糊综合评价要同时考虑其灰色性和模糊性,并将评价结果转化为模糊向量：

考虑评价的可操作性和准确性,可以将评语集中评语等级定标准分,得到集合VT=[v1,v2,v3,v4,v5]T=[90,80,70,60,50]T,从而得到清晰化的评价结果见式(7),根据 H大小得到大型医院病房楼火灾风险评价结论。

2 大型医院病房楼火灾风险评价实例

本研究针对某大型医院病房楼火灾风险进行评价,由 10名专家组成评价小组,并通过逐一比较分别求得各指标的权重,再对专家给各指标信息量评分求平均值得到相应灰度,从而形成如下各级指标的权重集：

二级指标对应的灰色模糊评价矩阵如下：

由式(2)可得综合评判结果：

由式(3)可得最终目标评价矩阵：

由式(5)可得最终目标综合评价向量：

按照式(6)可得模糊向量：

由式(7)可得风险评价结论：H=B～·VT=75.55。对照设定的评语集,即V={v1,v2,v3,v4,v5}={90,80,70,60,50}={非常安全,较为安全,一般安全,较为危险,非常危险},可判定该大型医院病房楼火灾风险为一般安全。

3 结束语

本文针对大型医院病房楼火灾风险评价过程中一些影响因素的不确定性、模糊性和评价信息不完全、不充分等特点,提出了利用多级灰色模糊理论对其进行综合评价的方法,建立了大型医院病房楼火灾风险综合评价指标体系,形成了灰色模糊综合评判结论,为大型医院病房楼火灾风险评价提供了科学依据,具有较好的应用价值。

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