馬子超 張振超 李 杰 詹求杰

首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)

基于層次熵和雷達圖的電氣火災(zāi)風(fēng)險評估研究*

馬子超 張振超 李 杰 詹求杰

首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)

對某大型商場的電氣火災(zāi)風(fēng)險進行評估，結(jié)果表明，該商場的電氣火災(zāi)風(fēng)險級別為中風(fēng)險，從雷達圖中可以清楚的找到高風(fēng)險指標并進行重點監(jiān)控。

層次分析法；熵權(quán)法；雷達圖；電氣火災(zāi)；風(fēng)險評估

電氣火災(zāi)居于各類火災(zāi)首位，具有發(fā)生頻率高、經(jīng)濟損失大、隱蔽性強等特點［1］。通過應(yīng)用電氣火災(zāi)風(fēng)險評估這一專業(yè)技術(shù)方式，發(fā)現(xiàn)隱蔽性專業(yè)性的事故隱患，強化預(yù)防治本，變事后防范為事前預(yù)防。對企業(yè)進行電氣火災(zāi)風(fēng)險評估主要目的是評估企業(yè)電氣火災(zāi)的風(fēng)險，及時采取防控措施，從而追求最低的事故率，最小的事故損失，最大的安全投資效益。

1　層次熵權(quán)法確定權(quán)重

根據(jù)2004～2014年我國電氣火災(zāi)事故數(shù)據(jù)，應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘工具篩選出關(guān)鍵指標，并綜合考慮質(zhì)量管理中4M1E要素，借鑒PDCA原則以及北京市生產(chǎn)經(jīng)營單位用電安全管理專題調(diào)研，構(gòu)建了電氣火災(zāi)風(fēng)險評估指標體系，見表1。

根據(jù)建立的電氣火災(zāi)風(fēng)險評估指標體系可知，一部分指標是依據(jù)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)篩選出來的，一部分指標根據(jù)調(diào)研、查閱法律法規(guī)標準確定的，指標體系如表所示。通過客觀賦權(quán)法對這些指標進行權(quán)重賦值相對比較困難。綜合考慮以上因素，本文選取層次熵分析法確定電氣火災(zāi)風(fēng)險評估指標權(quán)重，它首先用層次分析法、專家咨詢法確定各評估指標的權(quán)重，然后用熵權(quán)法對權(quán)重進行修正，從而求得相對準確的指標權(quán)重［2］。

2　電氣火災(zāi)風(fēng)險分級

2.1分級計算方法

根據(jù)電氣火災(zāi)風(fēng)險評估指標，先分別計算企業(yè)固有風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險得分、人員風(fēng)險得分、安全管理風(fēng)險得分，然后計算電氣火災(zāi)風(fēng)險值。

（1）電氣火災(zāi)風(fēng)險值計算方法

式中：

RA—電氣火災(zāi)風(fēng)險值；

N—一級指標個數(shù)；

RBi—電氣火災(zāi)一級風(fēng)險指標的得分；

Wi—一級指標權(quán)重。

（2）電氣火災(zāi)一級指標風(fēng)險水平得分計算方法

式中：

RB1—電氣火災(zāi)一級指標風(fēng)險水平得分；

N—電氣火災(zāi)一級指標總數(shù)；

RCi—第i項電氣火災(zāi)二級指標風(fēng)險水平得分；

Wi—第i項二級指標的權(quán)重。

（3）電氣火災(zāi)二級指標風(fēng)險水平得分計算方法

式中：

RC1—電氣火災(zāi)二級指標風(fēng)險水平得分；

N—電氣火災(zāi)三級指標總數(shù)；

RDi—第i項電氣火災(zāi)三級指標風(fēng)險水平得分；

Wi—第i項三級指標的權(quán)重。

表1　電氣火災(zāi)風(fēng)險評估指標體系

2.2分級標準

電氣火災(zāi)風(fēng)險分級需要考慮人員風(fēng)險、固有風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、管理風(fēng)險等因素，同樣宜考慮人們心理測度變化的非線性性質(zhì)。經(jīng)對比分析，這里選擇冪函數(shù)描述人們心理測度的非線性變化。按百分制均勻分配時的分值為x，考慮人們心理測度非線性變化時的分值為y。經(jīng)擬合分析，并考慮級差的規(guī)整性，這里選擇冪函數(shù)如公式（6）所示。

式中：

x—均勻分配時的分值（線性均勻分配）；

y—考慮人們心里測度非線性變化時的分值（非線性分配）。

據(jù)上分析，確定電氣火災(zāi)風(fēng)險分級標準，見表4。

表4　企業(yè)電氣火災(zāi)風(fēng)險分級標準

3　雷達圖

雷達圖法主要用于評估企業(yè)的綜合實力，是目前常用的一種綜合評價方法。

根據(jù)電氣火災(zāi)風(fēng)險評估的一級指標，將圓劃分為四個區(qū)域。然后將三級指標等分成38份，依次將電氣火災(zāi)風(fēng)險評估的指標結(jié)果顯示在38個坐標軸上，將半徑按照企業(yè)風(fēng)險分級標準劃分為四個預(yù)警級別，分為綠、黃、橙、紅4級風(fēng)險預(yù)警，靠近圓心為大，遠離圓心為小。

4　應(yīng)用研究

本文以國內(nèi)一座現(xiàn)代化綜合性商場作為研究對象，對其電氣火災(zāi)風(fēng)險進行評估。根據(jù)構(gòu)建的電氣火災(zāi)風(fēng)險評估指標體系，編制電氣火災(zāi)風(fēng)險評估調(diào)查表，綜合考慮專家意見，確定各級指標的判斷矩陣，繼而確定電氣火災(zāi)風(fēng)險評估指標的權(quán)重。

（1）評估指標權(quán)重的確定

運用層次分析法與熵權(quán)法確定各級評估指標的權(quán)重。各評估指標的最終權(quán)重、熵權(quán)、信息熵，見表5。

（2）電氣火災(zāi)風(fēng)險值計算

各指標風(fēng)險得分詳，見表6。

根據(jù)電氣火災(zāi)計算方法對電氣火災(zāi)風(fēng)險評估指標進行計算，該企業(yè)電氣火災(zāi)風(fēng)險評估的分值是34.46，按照電氣火災(zāi)風(fēng)險分級標準，該企業(yè)電氣火災(zāi)風(fēng)險級別為中風(fēng)險，用黃色標識，說明檢查頻次較低。

電氣火災(zāi)風(fēng)險評估的二級指標C6、C9風(fēng)險分值為18.90、14.81，風(fēng)險級別為低，用綠色標識，說明檢查頻次低；二級指標C1、C2、C7、C8的風(fēng)險分值分別為20.73、28.34、23.98、28.20，風(fēng)險級別為中，用黃色標識，檢查頻次較低；二級指標C3、C4、C5的風(fēng)險分值分別為47.94、43.62、40.10，風(fēng)險級別較高，用橙色標識，檢查頻次較高。

從圖2可清楚的看出38個評估指標的風(fēng)險級別。

表5　熵技術(shù)對指標權(quán)重的修正值

5　結(jié)論

采用層次分析法確定電氣火災(zāi)風(fēng)險評估指標體系的各級指標權(quán)重，通過熵權(quán)法對指標權(quán)重進行修正。通過使用熵權(quán)法使評估結(jié)果更加符合實際情況。

采用由企業(yè)人員風(fēng)險、固有風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險和安全管理風(fēng)險組成的電氣火災(zāi)風(fēng)險計算方法，計算出電氣火災(zāi)風(fēng)險大小。提出了電氣火災(zāi)風(fēng)險分級標準，分為高風(fēng)險、較高風(fēng)險、中風(fēng)險和低風(fēng)險四級。

采用上述電氣火災(zāi)風(fēng)險評估模型對人員密集場所企業(yè)電氣火災(zāi)風(fēng)險進行評估，評估結(jié)果為中風(fēng)險。應(yīng)用MATLAB軟件繪制電氣火災(zāi)風(fēng)險雷達圖，可以清晰的顯示38個風(fēng)險指標的風(fēng)險級別，幫助企業(yè)及時采取預(yù)警措施。此次評估為該企業(yè)的電氣安全管理提供了參考依據(jù)和決策方法。

表6　各指標風(fēng)險得分

圖2　電氣火災(zāi)風(fēng)險雷達圖

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北京市自然科學(xué)基金資助項目（9162001）；首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)特大城市經(jīng)濟社會發(fā)展2011協(xié)同創(chuàng)新項目（TDJD201602）