王永煒

(中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川 成都 610081)

人員密集公共建筑作為突發(fā)公共事件的載體,具有復(fù)雜性和環(huán)境的多變性,影響人員密集公共建筑安全的因素包括直接因素、間接因素和其他隱含的連鎖影響因素等,僅用簡(jiǎn)單的數(shù)值就對(duì)其重要性做出評(píng)價(jià)是不可能的。因此,人員密集公共建筑重要性分級(jí)評(píng)價(jià)具有多層次、多指標(biāo)、模糊性等特點(diǎn)。本文將探索如何運(yùn)用AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)人員密集公共建筑重要性進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)研究,以達(dá)到減少其判斷的隨意性,提高其評(píng)價(jià)結(jié)果可靠性的目的。

1 模糊綜合評(píng)價(jià)法簡(jiǎn)介

(1)模糊綜合評(píng)價(jià)就是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理,將一些邊界不清,不易定量的因素定量化,從而對(duì)實(shí)際的綜合評(píng)價(jià)問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)的一種方法。模糊數(shù)學(xué)以模糊集理論為基本內(nèi)容,是由美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的控制論專家扎德(Zadeh·L· A)教授創(chuàng)立的。模糊數(shù)學(xué)發(fā)展迅速,應(yīng)用廣泛。

模糊綜合評(píng)價(jià)通過(guò)構(gòu)造等級(jí)模糊子集,把反映評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊指標(biāo)進(jìn)行量化(即確定隸屬度),然后利用模糊變換原理對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行綜合判斷。

(2)層次分析法是 20世紀(jì) 70年代由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家沙泰(T.L.shaaty)教授提出的一種定性和定量相結(jié)合的多因素決策系統(tǒng)分析方法,該方法為量化評(píng)價(jià)指標(biāo)和選擇最優(yōu)方案提供了依據(jù),在系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)中得到了廣泛的應(yīng)用。

圖1 AHP—模糊綜合評(píng)價(jià)方法結(jié)構(gòu)圖

(3)運(yùn)用AHP進(jìn)行系統(tǒng)分析,首先要把評(píng)價(jià)目標(biāo)體系層次化,根據(jù)影響因素的性質(zhì)和所要達(dá)到的總目標(biāo),將問(wèn)題分解為不同的組成要素,并按照要素間的相互影響和隸屬關(guān)系,將因子按不同層次組合,形成一個(gè)多層次的分析結(jié)構(gòu)模型,最終將系統(tǒng)分析歸結(jié)為最低層次相對(duì)于最高層次的相對(duì)權(quán)重的確定或優(yōu)劣次序的排序問(wèn)題。AHP法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是建立判斷矩陣,判斷矩陣是否科學(xué)、合理直接影響到 AHP的效果。

2 模糊綜合評(píng)價(jià)法運(yùn)用

進(jìn)行AHP—模糊綜合評(píng)價(jià)主要分為六個(gè)步驟:建立評(píng)價(jià)等級(jí)集合,建立評(píng)價(jià)對(duì)象的指標(biāo)集合,確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重,進(jìn)行單指標(biāo)評(píng)價(jià)并建立單指標(biāo)模糊關(guān)系矩陣,選用合適的合成算子得到評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)向量,確定評(píng)價(jià)等級(jí)(圖 1)。

2.1 建立評(píng)價(jià)等級(jí)集合V

要對(duì)公共建筑的重要性進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià),首先要確定評(píng)判的標(biāo)準(zhǔn),即評(píng)價(jià)等級(jí)數(shù)。一般情況下,評(píng)價(jià)等級(jí)數(shù)n取[3,7]中的整數(shù)。如果n過(guò)大,那么語(yǔ)言難以描述且不易判斷等級(jí)歸屬;如果n太小,又不符合模糊綜合評(píng)價(jià)的質(zhì)量要求。n取奇數(shù)的情況較多,因?yàn)檫@樣可以有一個(gè)中間等級(jí),便于判斷評(píng)價(jià)對(duì)象的等級(jí)歸屬。具體等級(jí)可以依據(jù)評(píng)價(jià)內(nèi)容用適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言描述[4]。

2.2 建立評(píng)價(jià)對(duì)象的指標(biāo)集合

一套科學(xué)的指標(biāo)體系首先應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)目的反映有關(guān)評(píng)價(jià)對(duì)象的各方面狀況,如果指標(biāo)體系不全面,就無(wú)法對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象做出整體判斷;其次,指標(biāo)間不能重疊過(guò)多,過(guò)多的重疊會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果失真,即使對(duì)重疊進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?也會(huì)增加計(jì)算的難度和工作量;最后,計(jì)算指標(biāo)所需要的數(shù)據(jù)應(yīng)是容易采集的,指標(biāo)容易計(jì)算或估計(jì),否則指標(biāo)體系就無(wú)法應(yīng)用。

因此,建立指標(biāo)體系應(yīng)遵循評(píng)價(jià)指標(biāo)盡可能全面完備、獨(dú)立不重疊并同時(shí)兼顧可行性與通用性的原則:

(1)完備性原則:評(píng)價(jià)指標(biāo)體系要盡可能覆蓋整個(gè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的內(nèi)容,盡可能全面地反映評(píng)價(jià)對(duì)象,不僅包括物態(tài)因素,還要包括人、環(huán)境和社會(huì)方面的因素。如果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的選取有遺漏,反映評(píng)價(jià)對(duì)象的某一部分信息就會(huì)丟失,評(píng)價(jià)結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)偏差。

(2)獨(dú)立性原則:在同一層次上的評(píng)價(jià)指標(biāo)要相互獨(dú)立,沒(méi)有交叉。一般說(shuō)來(lái),評(píng)價(jià)指標(biāo)體系由多個(gè)層次(3至 4個(gè))構(gòu)成,要求在同一層上的指標(biāo)A與指標(biāo)B不能存在重疊或因果關(guān)系。

(3)可行性原則:評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取要充分考慮它的可操作性,不具有操作性的指標(biāo)在實(shí)際評(píng)價(jià)過(guò)程中是無(wú)法應(yīng)用的,對(duì)評(píng)價(jià)工作毫無(wú)意義。因此,評(píng)價(jià)指標(biāo)要便于直接觀測(cè)和測(cè)量。

(4)通用性原則:評(píng)價(jià)指標(biāo)從內(nèi)容到形式,要能夠適合于所有的評(píng)價(jià)對(duì)象,有足夠的代表性,不能僅僅適用或反映個(gè)別的評(píng)價(jià)對(duì)象。

一個(gè)具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可按目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、要素層、因子層分解。

2.3 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

AHP—模糊綜合評(píng)價(jià)方法運(yùn)用層次分析法(AHP)來(lái)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。在建立遞階層次結(jié)構(gòu)體系后,根據(jù)上下層次之間的隸屬關(guān)系,構(gòu)造判斷矩陣。以上一層次某因素為準(zhǔn)則,它對(duì)下一層次諸指標(biāo)有支配關(guān)系,通過(guò)兩兩比較下一層次諸指標(biāo)對(duì)上一層次某因素的相對(duì)重要性,并賦予一定的分值Ck,建立比較判斷矩陣。

在人員密集公共建筑重要性分級(jí)評(píng)價(jià)研究中對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的單一賦值可使用專家直接評(píng)分法。制作《人員密集公共建筑重要性評(píng)價(jià)因素權(quán)重調(diào)查表》,分別征求專家個(gè)人意見(jiàn),在專家各自單獨(dú)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)重要性 Ck打分的基礎(chǔ)上,運(yùn)用層次分析法的統(tǒng)計(jì)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,以確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的的權(quán)重。

此步驟所建立并確定權(quán)重的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系適用于與本研究相關(guān)的所有人員密集公共建筑。其關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括:評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取,專家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)打分,依據(jù)AHP方法對(duì)專家打分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。

基于以上的方法,可以得出分為三個(gè)層次評(píng)價(jià)因素:1個(gè)目標(biāo)層(A),4個(gè)二層因子(B1～B4),13個(gè)三層因子(C1～C13)。通過(guò)專家直接評(píng)分法得出各因子權(quán)重(表 1)。

2.4 進(jìn)行單指標(biāo)評(píng)價(jià)并建立單指標(biāo)模糊關(guān)系矩陣

確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重后,根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及具體人員密集公共建筑的實(shí)際情況構(gòu)建判斷人員密集公共建筑重要性的評(píng)價(jià)指標(biāo)體單因素體系模型(調(diào)查表),并請(qǐng)多位專家針對(duì)具體公共建筑對(duì)其各個(gè)單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)以不同評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度給出估計(jì)值。然后綜合這些估計(jì)值,并建立單指標(biāo)模糊關(guān)系矩陣,來(lái)最終確定各個(gè)指標(biāo)對(duì)不同評(píng)價(jià)等級(jí)模糊子集的隸屬度。

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此步驟是對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的具體運(yùn)用,針對(duì)具體的人員密集公共建筑。根據(jù)專家對(duì)具體公共建筑的判斷,對(duì)此公共建筑中影響其重要性的評(píng)價(jià)指標(biāo)的飽有程度進(jìn)行判斷,得到單指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果,再根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法建立單指標(biāo)模糊關(guān)系矩陣。

2.5 選用合適的合成算子得到評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)向量

選用合適的合成算子是保證模糊綜合評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)結(jié)果質(zhì)量的重要步驟。根據(jù)對(duì)常用合成算子的比較(表 2),對(duì)建筑重要性評(píng)價(jià)而言,較為合適。它依據(jù)權(quán)重大小對(duì)所有因素均衡兼顧,同時(shí)保留了單因素的評(píng)判信息,所以在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常被采用[6]。

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2.6 確定評(píng)價(jià)等級(jí)

選取適當(dāng)合成算子并經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算后得到的是評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)各級(jí)模糊子集的隸屬度,它構(gòu)成一個(gè)模糊向量 A,而不是一個(gè)點(diǎn)值,這對(duì)于評(píng)價(jià)對(duì)象的最終定級(jí)還是不夠的,需要對(duì)它進(jìn)行進(jìn)一步的綜合處理。在綜合運(yùn)用最大隸屬度原則,加權(quán)平均原則,最大接近度原則三種方法后,可以得出針對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的有效、可信的評(píng)價(jià)結(jié)果。

層次分析法突出了研究的系統(tǒng)性,是建立評(píng)價(jià)模型的根本理論基礎(chǔ),保證了評(píng)價(jià)模型的完善性、科學(xué)性。模糊綜合評(píng)價(jià)方法在建筑評(píng)價(jià)體系中的運(yùn)用充分發(fā)揮其模糊數(shù)學(xué)的理論基礎(chǔ),將不宜直接量化的抽象概念轉(zhuǎn)換成了直觀明確的數(shù)值表格,為建筑安全設(shè)計(jì)的針對(duì)性、準(zhǔn)確性提供了保證。因此,AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)方法不但是人員密集公共建筑重要性量化研究最重要的理論基礎(chǔ)及使用方法,同時(shí)也可以有效運(yùn)用于其他無(wú)法直觀量化的建筑評(píng)價(jià)的研究工作中。

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