晁小雨，浦金云，侯 岳

(海軍工程大學(xué) 動力工程學(xué)院，湖北 武漢430033)

0 引 言

現(xiàn)代艦艇內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易燃易爆物品多，一旦發(fā)生火災(zāi)，人員逃生、滅火救援的難度極大。通過對艦船進行火災(zāi)風(fēng)險分析，辨識主要火災(zāi)危險源，并對危險源進行分級，可以有效認識到在艦船火災(zāi)中起重要作用的因素，從而為艦船的設(shè)計及日常消防管理提供理論依據(jù)，預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生。張光輝等［1］通過事故樹分析方法分析了艦艇火災(zāi)危險源，但缺乏一定的客觀性。馮明初等［2］運用區(qū)域模擬方法，對全船火災(zāi)危險等級進行劃分，但沒有針對消防能力做出評估。層次分析法［3］具有定性與定量分析相結(jié)合的優(yōu)點，可以簡單有效地分析艦船火災(zāi)風(fēng)險。本文對風(fēng)險因子建立評估指標，結(jié)合通過層次分析法得到風(fēng)險因子的權(quán)重，提出一個全船的消防能力評估模型。

1 艦艇火災(zāi)危險源辨析

1.1 火災(zāi)危險源定義與分類

鄭紅梅等［4］將火災(zāi)危險源定義為可能引起目標對象遭受火災(zāi)災(zāi)害影響的所有根源?；馂?zāi)危險源通常分為第1 類火災(zāi)危險源和第2 類火災(zāi)危險源。第1 類火災(zāi)危險源為系統(tǒng)中存在的可燃物等可能意外釋放的能量載體;第2 類火災(zāi)危險源為導(dǎo)致消除火災(zāi)或限制火災(zāi)失效的因素［5］。此外，由于艦艇火災(zāi)主要由艦員自救進行滅火，因此應(yīng)還有第3 類火災(zāi)危險源，即指揮、組織管理中的不安全因素。

1.2 艦艇火災(zāi)危險源

第1 類火災(zāi)危險源分析如下:艦船上主要可燃物為燃油、滑油、污油、廚房用油、彈藥及生活用品等。燃油艙溢出或滲漏的燃油接觸到熱表面會形成燃油蒸汽，一旦達到閃點就會發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸。同樣，管路如果破裂或連接處密封不嚴，使油料噴出或滴落，也有可能引發(fā)火災(zāi)。彈藥艙內(nèi)彈藥自燃、由外界火災(zāi)引燃都等有可能引起彈藥爆炸，大大增加了火災(zāi)危險性，難以進行滅火。

第2 類火災(zāi)危險源分析如下:火災(zāi)報警系統(tǒng)的故障可能導(dǎo)致無法在火災(zāi)初期發(fā)現(xiàn)火情，錯過最佳滅火時間，從而使火勢蔓延;在艦艇的結(jié)構(gòu)防火方面，不合理的防火分隔可能會導(dǎo)致火災(zāi)蔓延到其他艙室;進行滅火時，滅火器材或系統(tǒng)故障或使用錯誤有時甚至?xí)又鼗馂?zāi)的破壞效果。

第3 類火災(zāi)危險源分析如下:在滅火活動中，相關(guān)艦員操作失誤、違反規(guī)章條令的操作和指揮人員的錯誤決定均可能使滅火失敗。

2 艦艇火災(zāi)層次分析模型

2.1 建立層次分析模型

本文以艦艇火災(zāi)危險為目標層，將艦船火災(zāi)危險源轉(zhuǎn)化為準則層及指標層因子，構(gòu)造層次分析模型如圖1所示。

圖1 艦艇消防能力層次分析模型Fig.1 AHP model of warship fire-fighting ability

2.2 構(gòu)造判斷矩陣

將同一層次的因素進行兩兩比較，通過比較兩者重要度的差異，構(gòu)造出該層次的判斷矩陣。判斷矩陣有多種標度方法，通常用1～9 標度表示［6］。

表1 判斷矩陣標度及其含義［7］Tab.1 The fundamental scale

2.3 權(quán)重計算與一致性檢驗

一致性指標CI 通常的計算方法為

平均隨機一致性指標RI與矩陣階數(shù)n的對應(yīng)關(guān)系如表2所示。

表2 平均一致性指標Tab.2 Mean consistency index

隨機一致性比率CR為一致性指標與同階矩陣的平均隨機一致性指標之比，即CR = CI/RI。當CR ≤0.1 時，判斷矩陣的一致性檢驗通過，否則對判斷矩陣修正。

3 風(fēng)險因子評估指標與總體消防能力評估

3.1 風(fēng)險因子評估指標建立

根據(jù)層次分析法，將方案層的因子作為消防能力好壞的評估指標。由于不同因子性能評估指標不同，因此需要建立一個通用的標準指標。具體而言，風(fēng)險因子可以分為可定性評估因子和可定量評估因子。對于定性評估因子，按照能滿足消防要求或規(guī)范的程度進行分級，具體分級與對應(yīng)評分如表3所示。

表3 定性評估因子分級與評分Tab.3 Classification and grade of qualitative assessment factor

定量評估因子可進一步分為兩類:1)可以參照相關(guān)國軍標準進行量化評估，例如防火區(qū)域劃分、消防栓保護面積等;2)可以依照經(jīng)驗或統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行量化評估，例如燃料熱釋放速率、探測器響應(yīng)時間等。此外，由于每個指標的量綱和特性不同，需要對指標進行無量綱處理。假設(shè)第i個指標的實際值為ti，該指標的標準值或經(jīng)驗最佳值為t，則對于以大為優(yōu)的指標，其評估值pi為ti/t;對于以小為優(yōu)的指標，其評估值pi為t/ti。

3.2 總體消防能力評估模型

假設(shè)某一指標層的得分為

結(jié)合權(quán)重計算，該準則層的評價得分為

某型艦艇總體消防能力評價得分為

其中，n1為指標層下風(fēng)險因子個數(shù);pi為第i個風(fēng)險因子的指標值;Sj為第j個指標層的評價得分;n2為某一準則層下指標層的個數(shù);Zk為第k個準則層的評價得分;T為艦艇總體消防能力得分。

4 算 例

4.1 權(quán)重計算

以某型艦船為例，通過專家評判，建立判斷矩陣。經(jīng)計算，其準則層及指標層的權(quán)重如表4～表8所示。

表4 準則層權(quán)重計算結(jié)果Tab.4 Pairwise comparison matrix for level 1

表5 指標層C1 計算結(jié)果Tab.5 Pairwise comparison matrix for level C1

表6 指標層C2 計算結(jié)果Tab.6 Pairwise comparison matrix for level C2

表7 指標層C3 計算結(jié)果Tab.7 Pairwise comparison matrix for level C3

表8 指標層C4 計算結(jié)果Tab.8 Pairwise comparison matrix for level C4

根據(jù)計算結(jié)果，在4個準則層中，消防裝備(0.412 8)和結(jié)構(gòu)防火(0.337 7)占有較大比重，而可燃物管理(0.140 6)和人員管理(0.103 5)所占權(quán)重較小。

在指標層中，器材配置、武器規(guī)避、耐火分隔、自動報警系統(tǒng)在重要度總排名中依次為前4 名，因此在艦艇設(shè)計階段，應(yīng)根據(jù)可能發(fā)生的火災(zāi)的類型、規(guī)模、增長方式等特性，重視合理配置消防器材的種類、數(shù)量，確保能夠及時有效地滅火。

通風(fēng)、油料管理、熱源管理和指揮不力等指標層對目標層的權(quán)重均低于0.05，相對其他指標層因素較小。因此可以適當減少對這些風(fēng)險因子的檢查，將消防工作的重點轉(zhuǎn)到重要度高的因子上。

4.2 風(fēng)險因子指標計算

根據(jù)準則層權(quán)重計算結(jié)果，以人員管理為例，分析某艦艇的消防能力并計算各個風(fēng)險因子指標值。根據(jù)訓(xùn)練及日常統(tǒng)計數(shù)據(jù)，得出風(fēng)險因子指標值如表9所示。

表9 人員管理層風(fēng)險因子指標值Tab.9 Risk factor of level C4

經(jīng)計算，人員管理準則層的評價得分為0.085。對其他3個準則層下的風(fēng)險因子分別通過上述方法進行評估，消防裝備、結(jié)構(gòu)防火、可燃物管理、人員管理得分依次為0.886 9，0.905 2，0.875 6，0.08 5，該艦艇綜合消防能力評分為0.879 9。

5 結(jié) 語

本文在對艦艇火災(zāi)危險源進行辨識的基礎(chǔ)上，建立了層次分析模型。分析結(jié)果表明，消防裝備對發(fā)現(xiàn)和消除艦艇火災(zāi)有較大的影響。因此在艦艇設(shè)計階段應(yīng)考慮可能發(fā)生的火災(zāi)及其可能造成的損傷，以此作為依據(jù)，使消防裝備能夠滿足滅火需求。通過將計算各個危險源的權(quán)重與風(fēng)險因子的評價得分相結(jié)合，建立了一個較為系統(tǒng)的艦艇消防能力評估模型，以此可作為評價不同的消防方案對于同一艦艇能力好壞的依據(jù)。由于火災(zāi)發(fā)生及發(fā)展的不確定性，在下一步的工作中，還需對某些風(fēng)險因子的評價指標做出更精細的認定。

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