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(安徽理工大學 能源與安全學院，安徽 淮南 232001)

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大型商場火災危險性評價方法研究

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(安徽理工大學 能源與安全學院，安徽 淮南 232001)

摘要：由于大型商場具有空間大、人員密集和可燃物多等特點，一旦發(fā)生火災事故，會造成嚴重的財產損失和人員傷亡，也會給城市帶來嚴重的形象危機。首先，應用突變理論，借鑒模糊數(shù)學中隸屬函數(shù)的確定方法確定因素的隸屬度值，通過突變歸一公式本身的內在作用決定各自的權重，并進行量化遞歸運算，求出總突變隸屬函數(shù)值；然后，利用灰關聯(lián)分析法對評價指標因素進行排序并得出影響大型商場火災風險的關鍵因素；最后，將該評價方法應用于龍湖商場火災風險評價中，得出其火災風險水平并給出改進措施。通過對龍湖商場的火災危險性評估結果可知，該評估模型有助于大型商場的火災安全管理，可有效地預防大型商場火災事故的發(fā)生。

關鍵詞：大型商場；火災；突變理論；綜合評價

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快，大型商場已成為城市發(fā)展的一個標志。但是，由于大型商場存在建筑結構跨度較大、內部布局復雜、影響因素較多、人流密度較大等特點，使得火災成為影響大型商場安全的一個重大威脅[1]。2013年，我國共有火災152 157起，造成1 028人死亡，575人受傷，直接經濟損失21.78 億元，其中商場火災占很大比例。因此, 對大型商場進行火災危險性評估，有助于相關管理部門有針對性地制定防火安全措施，對于減少火災中的人員傷亡和財產損失有重大作用[2]。

本文結合突變理論與模糊數(shù)學[3-5]對大型商場火災危險性進行評價，根據(jù)歸一公式對各指標的重要性進行量化，減少人為主觀性，有利于實際應用，并在此基礎上采用灰關聯(lián)評價法得出火災風險水平和影響火災風險的關鍵因素，最后將該方法應用于龍湖商場的火災風險水平評價中并給出改進措施。

1基礎理論研究

突變理論是20世紀60年代后期發(fā)展起來的一門關于系統(tǒng)狀態(tài)變量的特征對控制變量的依從關系的新興學科[6]，主要研究某種系統(tǒng)或過程從一種穩(wěn)定態(tài)到另一種穩(wěn)定態(tài)躍變的不連續(xù)性。

(1)典型的突變評價模型。

典型的突變理論共有7種突變模型[7-8]，其中用到評價中的模型有尖點突變、燕尾突變和蝴蝶突變等，其突變特征如表1所示。

(2)歸一公式的導出方式。

突變理論中的歸一公式的基礎是數(shù)學理論中的奇點理論。在突變理論中，由勢函數(shù)f′(x)=0，可得到一個平衡曲面方程。通過二階導數(shù)f″(x)=0可得到該平衡曲面的奇點集，因此，突變現(xiàn)象又被稱為“不穩(wěn)定奇點”。由f′(x)=0和f″(x)=0可得到表示狀態(tài)變量與控制變量之間關系的分解形式的分歧方程。由分歧方程可導出歸一公式,該公式將系統(tǒng)內部各控制變量不同的質態(tài)歸化為可比較的同一種質態(tài)。利用歸一公式,可求出表征系統(tǒng)狀態(tài)特征的總突變隸屬函數(shù)值[4-5]。

表1　常見的突變系統(tǒng)類型特征及其歸一公式

2基于突變理論的商場火災灰色綜合評價模型的建立

本文基于突變理論評價法[9](catastrophe evaluation method)建立了一種大型商場的突變灰色綜合評價模型。

2.1建立大型商場火災危險評價指標體系

通過對某市龍湖商場的調查和分析，基于突變理論，從評價對象的系統(tǒng)性考慮，全面分析該商場火災發(fā)生的影響因素，將該商場的火災危險性評價指標體系劃分為消防因素、消防安全管理、人員疏散和商場環(huán)境等4個方面、3個層次[10](見表2)。

2.2底層指標原始數(shù)據(jù)標準化處理

在不同因素作用下，為保證評估結果的準確性，必須對底層原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，本文采用極差變換法：

對于值越大效果越好型指標，令

(1)

對于值越小效果越好型指標，令

(2)

式中:xmin(j)為底層指標j的最小值；xmax(j)為底層指標j的最大值；xij為底層指標的原始值；yij為經過極差變換后得到的數(shù)據(jù)。

2.3計算商場火災危險的突變隸屬度值

依據(jù)突變理論，確定各指標相應的突變類型，利用歸一公式對標準化處理后的數(shù)值進行量化遞歸運算，求出各級指標的隸屬度值和評價系統(tǒng)的總突變隸屬度值。在此過程中要遵循互補、非互補原則。若系統(tǒng)控制變量無明顯的相互關聯(lián)作用，則按“大中取小”的非互補原則計算；反之，則按互補原則取平均值作為系統(tǒng)的狀態(tài)變量值。

2.4評價結果分析

根據(jù)計算結果，對大型商場火災危險性進行全面的綜合分析與評價。

表2　大型商場火災危險評價指標體系及原始數(shù)據(jù)評分結果

3龍湖商場火災危險性分析

龍湖商場高12.25 m，占地面積18 500 m2。一樓主要經營珠寶、化妝品；二樓主要經營男女服飾、箱包等；三樓為超市和兒童游樂場；四樓為多家餐廳；五樓為電影院和部分餐廳。該商場單層面積跨度較大、可燃物多、處于城市中心地段、人流量大。因此，本文以該商場為例，應用突變灰色綜合評價模型對其進行火災危險性評估。

3.1確定底層指標的突變隸屬函數(shù)值

根據(jù)公共建筑的火災嚴重程度，將火災危險等級劃分為5個等級。

3.2突變級數(shù)的計算與轉換

設定評價集V，V={好(95～100)，較好(85～95)，一般(70～85)，差(50～70)，很差(0～50)}。請5位專家對評價指標進行打分，打分結果經式(1)和式(2)處理后，再根據(jù)各指標相應的突變類型和突變模型歸一公式，可得出各層指標以及總目標的突變級數(shù)值(見表3)。

從表3中各級指標的突變隸屬函數(shù)值可以看出，突變評價法計算出的評價值存在數(shù)值偏高、評價值之間的差距偏小的缺陷，這使得從直觀上根據(jù)評價值對評價對象進行“優(yōu)”、“劣”判斷很困難。為了克服上述缺陷，用得分變換法[11]加以修正：設底層指標對應的隸屬度均取值為xi(i=1，2，…，n)，由突變評價法進行計算，可得其綜合評價值為yi(i=1，2，…，n)。當n足夠多時，可建立yi與xi的對應關系表。由對應關系表，可將yi變換為相應的xi。由于底層指標的隸屬度取值具有習慣意義上的“優(yōu)”、“劣” 概念, 因此變換后的突變評價值也具有習慣意義上的“優(yōu)”、“劣”概念?；诒?評價體系的x與y的對應變換關系如表4所示。

表3　火災危險等級劃分

表4　x與y的對應關系表

系統(tǒng)總目標的突變隸屬函數(shù)值y=0.909 9經變換可得x=0.736 5。由此可知該大型商場的火災危險性處于一般安全狀態(tài)，即存在火災隱患可能導致火災發(fā)生，與實際情況相符。

3.3評價結果分析及建議

由突變綜合評價可知，該大型商場的火災危險等級為一般安全。影響該大型商場火災危險性的最大因素為商場環(huán)境，其次為人員疏散。由實際調查可知該大型商場存在的問題有：內部布局復雜且無明顯的指示標志；存在攤位占用疏散通道的現(xiàn)象，給人員準確識別疏散通道造成很大困難；內部餐廳較分散，餐廳內人員多且存在可燃性的液化氣罐；該大型商場處于市中心商業(yè)繁華地段，周圍建筑物密集，人員較多且消防車道被其它車輛占用。這些問題都會嚴重影響該大型商場的火災救援活動。

因此，該大型商場應加強管理，對其內部環(huán)境進行整頓，清除疏散通道上的攤位，同時應在疏散通道設立疏散指示標志，保證緊急情況下人員能夠正常疏散，將餐飲部分統(tǒng)一集中到某一層以便統(tǒng)一管理。針對商場周圍環(huán)境，相關部門應加強管理，嚴禁在消防通道上停車和設置攤位，以確保消防通道的暢通。

4結論

本文采用基于突變理論的灰色綜合評價方法對某市龍湖商場進行了火災危險性評估，得出以下結論：

(1)該模型應用突變評價得出大型商場的火災危險等級，然后根據(jù)各指標的突變隸屬度值得出影響大型商場火災危險性的關鍵因素。該模型的優(yōu)點在于對各目標重要性的量化是根據(jù)突變理論中歸一公式本身的內在作用機理確定的，不是決策者主觀“權重”確定的，從而相對減少了主觀性。其評價結果可為消防管理部門制定消防安全規(guī)定提供依據(jù)，具有一定的實際意義。

(2)本文首次將突變理論引入到大型商場火災危險評價中，并建立了大型商場的突變綜合評價模型，為大型商場火災安全評價的研究提供了一種新視角，拓寬了突變理論在安全評價中的應用。

參考文獻

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[11]李英輝,張倩,李永剛.某大型商業(yè)建筑火災危險評估[J].中國安全生產科學技術,2009(2):117-120.

Fire risk assessment method research for shopping mall

REN Ting-ting

(SchoolofEnergyandSafety,AnhuiUniversityofScienceandTechnology,Huainan232001,China)

Abstract：Due to a large space,crowded customers and combustible materials in shopping mall,once the shopping mall is on fire it will cause heavy casualties and huge property losses,which will have a negative social impact on the image of a city.First,catastrophe theory is used,consulted the way of establishing membership function in the fuzzy mathematics,the value of membership of each index is established.Based on the intrinsic mechanism of the unitary formula,the each index’s weight in the model is determined,and the total function value can be got through recursion operation with the unitary formula.Then sort of evaluation factors with grey relational analysis method and the key factors influencing the large-scale mall fire risk can be concluded.Finally the evaluation method is applied to evaluate fire risk of Longhu shopping mall and give some improvement measures.The fire risk assessment results showed that this model can monitor effectively large shopping malls.

Key words：shopping mall;fire risk;catastrophe theory;comprehensive evaluation

中圖分類號：X928

文獻標識碼：A

DOI:10.14140/j.cnki.hncjxb.2016.01.015

文章編號:1674-7046(2016)01-0084-05

作者簡介：任停停(1980—)，女，河南周口人，碩士研究生。

收稿日期：2015-09-23