袁沙沙工程師 李 軍副研究員 周欣鑫工程師 晏 風高級工程師 王志偉工程師

(中國建筑科學研究院，北京 100013)

0 引言

2011年12月30日由國務院印發(fā)的《國務院關于加強和改進消防工作的意見》(國發(fā)〔2011〕46號)中首次提出對城市進行消防安全形勢分析的需求。2017年10月29日原公安部消防局印發(fā)了《公安部消防局2018年工作要點》明確指出要嚴格落實消防安全分析評估和研判機制，推廣北京、上海經(jīng)驗，指導地級市全部完成評估工作。2017年10月29日，國務院辦公廳印發(fā)《消防安全責任制實施辦法》(國辦發(fā)〔2017〕87號)，強調(diào)地方人民政府要定期分析評估本地區(qū)消防安全形勢，體現(xiàn)了地方開展城鎮(zhèn)消防安全評估工作的必要性和迫切性。2015年9月1日實施的國家標準《城市消防規(guī)劃規(guī)范》(GB 51080-2015)中首次提出“編制城市消防規(guī)劃，應結合當?shù)貙嶋H對城市火災風險、消防安全狀況進行分析評估”。目前區(qū)域消防安全評估的需求已經(jīng)十分迫切和必要。

區(qū)域消防安全評估是對城市、縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的建成區(qū)、規(guī)劃區(qū)等根據(jù)需求劃定的區(qū)域進行的消防安全評估工作，可以根據(jù)評估需求的不同分為城市區(qū)域消防安全評估和區(qū)域火災隱患評估(建筑群消防安全評估)[1]。城市區(qū)域消防安全評估是對城市整體的消防安全形勢進行分析研判的綜合評估，建筑群消防安全評估是了解某區(qū)域內(nèi)一些特定場所或者所有類型場所的消防安全水平和現(xiàn)狀的一種評估[2]。建筑群進行消防安全評估的結果是城市區(qū)域消防安全評估工作的基礎數(shù)據(jù)支撐，是衡量城鎮(zhèn)區(qū)域消防安全形勢的重要指標。

區(qū)域消防安全評估通過分析影響評估區(qū)域消防安全的相關因素，采用適當?shù)姆椒ㄔu估其消防安全狀況，科學合理地確定評估區(qū)域的消防安全水平，查找消防安全問題，提出針對性的對策措施及建議，從而提高評估區(qū)域消防安全水平[3]?？偟膩碚f，區(qū)域消防安全評估是分析區(qū)域消防安全狀況、查找消防工作薄弱環(huán)節(jié)的有效手段，是公眾和消防員的生命、財產(chǎn)的預期風險水平與消防安全設施以及應急救援力量的種類和部署達到最佳平衡的基本前提。

文章以某城市為案例，以抽樣樣本為研究對象，運用基于仿真技術嵌合離散定位模型的火災風險評估方法，及建立的區(qū)域消防安全評估指標體系，進行區(qū)域消防安全評估分析。

1 評估方法介紹

區(qū)域消防安全評估內(nèi)容主要包括區(qū)域火災危險性狀況評估、區(qū)域火災防范水平評估、后勤保障建設情況評估、滅火救援能力評估等內(nèi)容，針對目前區(qū)域評估中存在技術問題，本文提出以下技術方法。

1.1 基于抽樣理論的火災高風險場所樣本量計算

針對區(qū)域消防安全評估，獲取基礎數(shù)據(jù)是分析評估的基礎，現(xiàn)有的區(qū)域消防評估普遍缺乏相應完整的基礎信息數(shù)據(jù)庫，定量分析成為瓶頸，同時由于缺乏統(tǒng)一的消防安全評估判定標準，使得定量分析求得的數(shù)值無法與可接受的風險程度掛鉤[3-4]。

考慮到區(qū)域評估涉及的高風險場所數(shù)量多，受到人力、財力、物力和時間上的限制，難以進行全覆蓋式的排查。本文提出了基于抽樣理論的高風險場所抽樣比例確定方法。

在簡單隨機抽樣下，通常使用誤差限和估計量的標準差來確定所需的樣本量。例如，在調(diào)查中常用的不放回簡單隨機抽樣情況下，總體均值估計量的標準差(即抽樣平均誤差)的表達式為：

(1)

式中：

S—總體的標準差的估計值。

如果誤差界限設為e，那么：

(2)

這里z是對應于某一置信水平的標準正態(tài)分布的分位點值。

解得樣本量n：

(3)

因此，為確定樣本量n，需要設定允許的誤差界限e，與給定置信水平相對應的標準正態(tài)分布的分位點值z，總體規(guī)模N和總體方差S2。其中，總體方差S2是最不容易得到的，通常需要根據(jù)過去對類似總體所做的研究確定一個近似值或用樣本指標替代。

1.2 基于仿真技術嵌合離散定位模型的火災風險評估

火災風險等級的高低與火災危險性、區(qū)域易損性、區(qū)域抗災性等因素相關，主要影響因素可以歸納為用地性質(zhì)、消防重點單位分布、房屋建筑、人口等因素。為了直觀的展示區(qū)域火災風險，可以引入GIS空間分析技術，基于成本效益理論和區(qū)域網(wǎng)格消防風險的量化評估方法，同時引入數(shù)值模擬仿真技術，開發(fā)區(qū)域消防火災風險分析系統(tǒng)，解決區(qū)域火災風險快速評定問題。

1.3 區(qū)域地圖精準處理和分析技術

為了清晰表達評估區(qū)域地理信息，直觀展現(xiàn)區(qū)域路網(wǎng)、消火栓建設情況等，為決策者提供科學分析依據(jù)，區(qū)域評估應進行地圖處理?？衫肂igeMap地圖等方式獲得區(qū)域圖像，BigeMap地圖、Google地圖、Bing地圖擁有豐富的全球地理信息數(shù)據(jù)，可以選取研究區(qū)域的衛(wèi)星圖像。

1.4 現(xiàn)場檢查數(shù)據(jù)智能采集技術

對于評估區(qū)域內(nèi)高風險場所的現(xiàn)場排查及市政消火栓、多種形式消防隊伍建設等狀況的排查，為提高現(xiàn)場評估及后期數(shù)據(jù)整理效率，本文提出了基于移動設備的數(shù)據(jù)智能采集技術。為實現(xiàn)相關功能，需開發(fā)移動端(手機或ipad)、PC端2個系統(tǒng)。

其中移動端應實現(xiàn)以下功能：將既有的打分表軟件化，做到移動端；現(xiàn)場檢查時，建立評估項目后，在打分表中進行數(shù)據(jù)采集(主要是在表格中填寫數(shù)字、拍照)；各項數(shù)據(jù)采集完成后，后臺自動計算得分(提供算法)；打分表中有專門的一列用于拍照留存現(xiàn)場情況，軟件應自動存儲至指定的目錄下；單個評估項目完成后，評估結果表、照片應歸于同一目錄下，照片按評估項歸類；對多個評估對象的評估結果(包括表格、得分、照片)進行統(tǒng)一管理，方便拷貝、導出。

對于PC端應實現(xiàn)以下功能：將移動端的評估資料拷貝至PC端特定文件夾后，PC端軟件可對n個評估文檔進行批處理；能形成Excel、Word報告。

2 評估指標體系建立

2.1 主要問題

目前，區(qū)域消防安全評估指標體系尚未形成統(tǒng)一意見，部分評估工作建立的指標體系缺乏對社會、國民經(jīng)濟情況的考慮，缺乏對歷史火災災情的深入調(diào)研，也未充分考慮各指標之間的相互關聯(lián)、相互制約對火災風險的影響；此外關于各指標的賦值方法和權重的確定方法等尚未形成統(tǒng)一認識，火災風險評估的不完備樣本、非線性等問題也增加了評估難度[5]。

2.2 評估指標體系的建立

考慮以上問題，本文根據(jù)區(qū)域評估的主要內(nèi)容，擬將消防安全評估體系分為區(qū)域火災危險性狀況評估系統(tǒng)、社會保障能力評估系統(tǒng)、滅火救援能力評估系統(tǒng)和區(qū)域火災防范水平評估系統(tǒng)4部分。其中區(qū)域消防安全為一級指標，區(qū)域火災危險性狀況、社會保障能力、滅火救援能力和區(qū)域火災防范水平為二級指標。其中區(qū)域火災危險性狀況的三級指標宜考慮高風險場所安全水平、火災原因歷史數(shù)據(jù)、區(qū)域基礎信息。社會保障能力評估系統(tǒng)的三級指標宜考慮消防安全經(jīng)費投入情況、消防車輛配備情況、消防裝備配備情況、戰(zhàn)勤保障站建設、訓練基地建設等。滅火救援能力評估系統(tǒng)的三級指標宜考慮消防站點配置、消防車道、消防供水能力、通信指揮調(diào)度水平、消防應急預案制定情況、消防科技等。區(qū)域火災防范水平的三級指標宜考慮火災防控水平、火災預警能力、公共消防安全感和滿意度、消防管理、消防宣傳教育等。關于四級指標的建立宜根據(jù)被評估區(qū)域的實際情況進一步細分。

2.3 基于專家打分的指標權重確定

目前國內(nèi)外常用評估指標權重的方法主要有專家打分法(即Delphi法)、集值統(tǒng)計迭代法、層次分析法、模糊集值統(tǒng)計法等。針對評估區(qū)域的多樣性，本文提出采用多名專家打分的方法確定指標權重，評估期間分別向對評估區(qū)域熟悉且具有一定評估經(jīng)驗的若干專家咨詢并征求意見，以確定各評估指標的權重系數(shù)。

設第j個專家給出的權重系數(shù)為：(λ1j,λ2j,…λij,…,λmj)

若其平方和誤差在其允許誤差ε范圍內(nèi)，即

3 評估流程和實施控制要點

3.1 評估流程

區(qū)域消防安全評估流程主要包括評估工作準備、確定評估對象、開展分析評估、做出評估結論和形成評估報告等程序。

分析評估階段是區(qū)域消防安全評估流程主要評估階段，本文做出詳細介紹。分析評估階段首先采用調(diào)研訪談、隱患排查、數(shù)據(jù)分析相結合的方式對區(qū)域內(nèi)火災高風險場所進行分類分析，根據(jù)評估區(qū)域的特點探索并建立科學、合理和適用的評估指標體系，通過剖析評估區(qū)域消防安全工作，調(diào)研存在的火災風險，分析火災防范工作、公共消防基礎設施建設、滅火救援能力等方面存在的問題，進而對評估區(qū)域消防安全狀況、城市火災水平、滅火救援能力、社會保障能力和總體消防安全狀況進行客觀評價，并提出建議措施。

3.2 實施控制要點

區(qū)域評估由于評估地域范圍廣，實施控制的要點包括前期資料調(diào)研、現(xiàn)場評估技術力量以及分析過程控制3方面。

根據(jù)區(qū)域評估的對象和范圍，開展分析評估之前需要重點收集評估對象的相關資料，包括評估區(qū)域近幾年的火災安全狀況、歷史火災案例、交通情況、現(xiàn)有救援條件等，為準確開展分析評估奠定基礎。因此評估前期資料收集的全面性、準確性、及時性是評估實施控制的要點之一。

根據(jù)區(qū)域消防風險特征，選派有豐富的同類型項目經(jīng)驗的項目負責人和充足的技術人員對項目的順利開展至關重要。特別是針對評估區(qū)域內(nèi)不同類型的高風險場所，應選派專業(yè)人員進行評估?，F(xiàn)場評估技術力量配備的合理性、專業(yè)性和充足性是區(qū)域消防安全評估質(zhì)量控制的一項重要內(nèi)容。

分析過程的控制也是區(qū)域評估中的一項重點把控內(nèi)容，特別對于前期收集的資料及現(xiàn)場收集的信息，需要進行統(tǒng)計匯總再分析。評估依據(jù)的確定，分析方法、分析角度的選擇以及分析成果展示方式等都會對評估質(zhì)量造成很大的影響。

4 實際案例

下面以某城市為例介紹區(qū)域消防安全評估技術。

4.1 火災高風險場所樣本量

根據(jù)評估城市區(qū)域的風險特征，將該市的高風險場所分為10類，分別是中心城區(qū)、易燃易爆危險品場所、人員密集場所、高層建筑及大型城市商業(yè)綜合體、地下空間、老舊城區(qū)和城中村、大型商場和大型批發(fā)市場、大跨度倉儲物流建筑、軌道交通場站和文物古建。該城市的高風險場所的初始樣本量為3235家，基于抽樣理論的火災高風險場所抽樣比例確定方法，計算得出置信區(qū)間為90%的理論抽查樣本量為391家(其中e=0.10，z=1.65，S=0.5)，綜合考慮工作范圍、精確度及冗余量，進一步分析確定了實際抽查數(shù)量為985家。

4.2 火災風險評估

現(xiàn)場檢查和結果分析采用專用評估檢查APP、Bigemap和Global Mapper、FDS、Pathfinder等軟件進行記錄和處理。數(shù)據(jù)處理采用Arcgis、SPSS、Matlab等專業(yè)工具對檢查結果建立數(shù)據(jù)模型，進行描述性統(tǒng)計、均值比較、相關分析、回歸分析、聚類分析、多重響應分析等，以表達區(qū)域火災風險特點，并剖析其與各風險因素之間的內(nèi)在聯(lián)系。

根據(jù)該城市用地性質(zhì)、消防重點單位分布、房屋建筑、人口等因素，將評估區(qū)域劃分為5類火災風險等級區(qū)域，分別為一級區(qū)域(風險最大區(qū)域)、二級區(qū)域(風險較大區(qū)域)、三級區(qū)域(中等風險區(qū)域)、四級區(qū)域(風險較小區(qū)域)和五級區(qū)域(風險最小區(qū)域)。結合GIS空間分析技術繪制城區(qū)火災風險分析圖，如圖1。

圖1 局部區(qū)域火災風險分析圖

4.3 評估指標體系

經(jīng)調(diào)研分析，將該市消防安全風險評估體系分為城市火災危險性狀況評估系統(tǒng)、社會保障能力評估系統(tǒng)、滅火救援能力評估系統(tǒng)和城市火災防范水平評估系統(tǒng)4部分。其中城市消防安全為一級指標，城市火災危險性狀況、社會保障能力、滅火救援能力和城市火災防范水平為二級指標，如圖2。

其中各指標權重及分值的確定，是在綜合該城市收集的相關數(shù)據(jù)、結合現(xiàn)場檢查結果的基礎上，并經(jīng)專家集體打分后得出。

圖2 某城市區(qū)域消防安全評估指標體系

4.4 評估結果

根據(jù)匯總結果得出該城市消防安全水平得分，根據(jù)風險等級判定標準確定消防安全等級級別為Ⅱ級，屬于中風險等級，即火災風險性中等，火災風險處于可控制的水平，在適當采取措施后可達到接受水平。

5 結論

城市區(qū)域消防安全評估是分析城市消防安全狀況、查找當前消防工作薄弱環(huán)節(jié)的有效手段。文章介紹了區(qū)域安全評估的主要方法及其指標體系的建立，并通過一個案例展現(xiàn)了區(qū)域消防安全評估技術的應用。但目前國內(nèi)外以城市區(qū)域為研究對象，開展全面、系統(tǒng)和實用的研究工作還很薄弱，為進一步提高城市區(qū)域消防安全評估技術，還需要開展大量的研究工作。一是完善基礎信息數(shù)據(jù)庫，豐富風險研判依據(jù)；二是統(tǒng)一消防安全評估判定標準，明確風險等級評判；三是提出指標體系量化處理標準，提高評估規(guī)范性與準確性；四是結合消防規(guī)劃，增加評估內(nèi)容匹配度。