一种城市社区消防安全风险评估方法

■ 倪凯 龙显淼 上海市安全生产科学研究所

一、引言

消防安全事关人民群众的根本利益，是社会发展的基础和保障。近年来，随着科技水平不断提高，我国消防救援的能力也逐步增强，消防事业得到了快速发展，但当前的火灾形势依然十分严峻，人员伤亡严重，财产损失巨大，2012—2019年我国火灾情况汇总如表1所示。表中显示，在2013—2016年期间，我国的火灾数量、财产损失、伤亡人数都出现了快增长，特别是人员伤亡和财产损失表明火灾危害有所加剧，2017—2019年火灾四项指数相对平稳，但是仍处于高位。

表1 2010—2019年我国火灾情况[1]

根据应急管理部消防救援局公开的数据显示，2019全年城乡居民住宅火灾虽然只占总数的44.8%，但全年共造成1045 人死亡，占总数的78.3%，远超其他场所亡人的总和[2]。值得关注的是，已查明原因的火灾中有52%系电气原因引起，在住宅小区中，电气短路、电动车充电、手机充电等导致的火灾居高不下，造成的人员伤亡、财产损失都十分巨大。总结来说，当前我国的火灾总量较大，发生重大以上火灾事故的风险仍然存在，住宅火灾风险占比居高不下。由于住宅火灾存在着受灾面积相对较小，但火灾荷载密度大，灭火救援环境复杂等情况，因此，研究城市社区消防安全风险具有现实意义。

文章在国内外现有的理论和实践研究成果基础上，结合传统的实地调查研究方法，探索如何充分使用当前消防信息化系统数据，利用大数据分析的方法，采用基于Delphi 法征求专家组意见的研究方法，构建城市火灾风险评估体系和指标，运用层次法计算各指标的权重，通过对比城市火灾风险等级评定标准，确定城区社区火灾风险所属风险区间，对评估城市社区消防风险安全提供了可行方案。

二、火灾因素分析

火灾的因素是多种多样的，不同城市、不同社区都有不同特点，因此，大多数火灾因素分析都依据城市火灾的特点，建立不同的城市区域火灾评价指标体系，其中使用最为广泛的是基于两类火灾危险源理论的火灾风险评估，因此具有广泛的实用性和实际指导意义。一般按照危险源在事故发生、发展中的作用，将危险源划分为两类，即第一类危险源和第二类危险源。由于能量或危险物质在事故致因中占有非常重要的位置，称它们是第一类危险源；把导致能量或危险物质的约束、限制措施失效或破坏的各种不安全因素称作第二类危险源[3]。

一般情况下第一类火灾危险源是客观存在的，分析火灾危险源要结合第二类火灾危险源进行分析，而第二类火灾危险源伴随着第一类火灾危险同时产生，因此，两类火灾危险源是相互对应[7]。在通常情况下，没有火灾事故的状态，第一类危险源与第二类危险源共存并处于相对平衡，这时候，第一类危险源的能量由于第二类危险源的抑制作用而无法释放，但第一类火灾危险源的客观存在，因此，火灾事故风险总是存在。当第一类危险源能量过大或者第二类危险源抑制作用过小，事故才会发生，两类危险源的关系如图1所示[7]。

两类火灾危险源在火灾的发生、发展过程中起着不同的作用[5]。第一类火灾危险源决定事故后果的严重程度，它在发生火灾时释放出的能量或危险物质是导致人员伤害或财物损失的能量主体；第二类火灾危险源决定事故发生可能性的大小，它是导致火灾产生的各种隐患因素。对火灾进行风险评估及建立指标体系时，可以两类危险源为基础开展研究工作。

三、火灾风险指标分级量化

（一）风险分级

目前，采用划分城市火灾风险等级的方法是确定火灾风险的主要方法，各国都在开展相关研究。公安部把我国火灾划分为特别重大火灾、重大火灾、较大火灾和一般火灾四个等级，但火灾风险等级一直没有确定规定。火灾等级划分是区分火灾风险轻重程度的一种有效方法，通过火灾等级划分可以确定对应的防控措施，因此火灾等级也是不同学者研究的内容。火灾等级的划分不易过细也不易过粗，继而通过等级评定制定相应的措施，因此根据具体情况进行具体分析，如化学工业区火灾等级可以相对细，而农田区域火灾等级就相对粗。文章采用五级划分法，把区域火灾风险划分为安全区间、轻度危险区间、中等危险区间、高危险区间和极度危险区间五个区间。相应地，把风险指标分为低风险、中风险、较高风险、高风险和极高风险五个等级。

（二）指标量化

风险评估体系包括定性指标和定量指标两种，所涉及的评估指标有的可以实现量化处理比较，通过制定评分规则得到相应的分数，有的指标则无法通过数值表示，定性评价很难把握评分尺度，必须通过对该指标的主要特征描述进行定量赋分，把该指标转化成相应数据才能进一步运算，即无纲量化[6]。因此，无论定性指标还是定量指标，本文均通过对指标特征进行描述并量化，其指标量化赋值和风险等级特征描述见表2。

表2 火灾风险分级量化与特征描述[7]

四、建立火灾评估指标体系

城市区域火灾风险指标体系建立要综合考虑不同城市区域之间的经济发展实力、建筑结构特征、消防管理水平、市政消防布局、灭火救援力量等因素[7]。在分析城市社区火灾风险时，通过选取典型社区，进行现场实际调研，获取社区第一类危险源和第二类危险源的各个数据，组织专家组运用Delphi 法建立指标体系；在征求专家意见的基础上，对社区消防风险评估指标要素进行整理归类，初步得出评价体系。后续通过Delphi 法以问卷的方式对指标进行筛选及最终确定。综合调查得出最终的指标体系如表3所示。

表3 消防安全评估体系

五、风险评估过程

（一）建立判断矩阵

根据建立的风险指标体系，按照层次分析法规则，转化成层次中各因素相对于上层因素相对重要性的排序问题，在排序计算中，采取成对因素的比较判断，并根据一定的比率标度，形成判断矩阵。为了使判断量化，采用1～9 标度，如表4所示。

（二）判断矩阵构造

设问题A 中有B1，B2，B3……Bn个指标，则构造的判断矩阵B 为：

其中，bij表示纵列Bi与Bj的相比较的结果。

（三）计算判断矩阵的最大特征根和特征向量

应用和积法计算，步骤为：

（1）将判断矩阵B 每一列正规化

（2）将A=(aij)n×n按行加总

（3）将（2）所得行和向量正规化，得排序权重向量W

（4）按下式计算λmax

其中，(AW)i表示AW 的第i 个分量。

（5）检验判断者思维的一致性

表5 重复计算10000 次的RI

（四）计算权重

权重计算分为评价指标权重计算和系统权重累积计算两部分：

（1）分别对这些调查表进行一致性检验，并舍去不符合一致性检验的调查表后，经使用MATLAB 数据处理工具计算，可得到多组指标权重，通过求平均值计算最终得到各指标权重。

（2）一、二、三级各指标权重计算后计算绝对权重，绝对权重为各指标相对上一级相对权重的乘积，计算公式为：

其中，i=1,2；j=1,2,3,4；k=1,2,3,4,5,6

（五）系统权重累计计算

将目标层的总分设置为1，指标层的各个指标取值为Ci，假设各指标Ci的社区风险分析得分为Xci，而指标层的各个指标的取值Pci可以这样计算：

假设电气线路的累计权重为0.0166，根据动态监控结果，某一日该社区的电气线路最终得分Xci为4 分（高风险），则最终的评价得分为0.0166×4=0.0664（分）。

所以按照此方法，该社区的最终火灾风险评价值可以这样计算：

按照五级分级法，社区火灾风险等级划分标准如表6所示。

表6 社区火灾风险等级划分标准

当得分大于3 时，火灾风险等级就进入中等风险区域，说明社区火灾风险发生的可能性增大，可以依据风险指标因素对可能发生火灾的因素一一排查，及早消除社区风险隐患，避免发生火灾事故。

六、结语

城市社区消防安全风险评估是对城市区域安全的一项系统性、综合性评估，该过程包含了城市社区火灾的风险分析、数据收集、评价体系构建、量化等级评定和结果分析运用等各个方面。综合考虑城市社区起火和灭火过程有关的各种因素，合理地评价城市社区的火灾风险等级，可及早发现发生火灾的潜在风险，提升城市火灾风险防范和消防安全管理水平。