路 倩 楊 玲副教授

(首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué) 管理工程學(xué)院，北京100070)

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市新建、擴(kuò)建、改建了大批功能多樣、裝飾豪華、商品種類繁多的商場(chǎng)，吸引了成千上萬的顧客，為繁榮社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)起到積極作用。然而在大型商場(chǎng)迅速崛起的同時(shí)，大型商場(chǎng)人員密集、建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可燃易燃物品較多、電氣線路復(fù)雜，存在較高的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生事故，極易造成群死群傷[1]。因此，本文主要針對(duì)城市大型商場(chǎng)進(jìn)行研究，辨識(shí)危險(xiǎn)有害因素，建立風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，構(gòu)建評(píng)估模型對(duì)大型商場(chǎng)火災(zāi)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，有利于進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控，對(duì)減少現(xiàn)階段城市大型商場(chǎng)火災(zāi)事故具有重要意義。

火災(zāi)危險(xiǎn)性分析是在20世紀(jì)70年代，從一些發(fā)達(dá)國家對(duì)性能化的防火設(shè)計(jì)研究開始，性能化的防火設(shè)計(jì)更注重量化分析[2-3]。目前火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法和模型主要有美國評(píng)價(jià)特定場(chǎng)所內(nèi)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的FRAME Works方法、澳大利亞的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型CESARE-RISK、加拿大的FIRECAM方法、英國的CRISP模型等，這些方法在實(shí)際應(yīng)用中各有其合理可靠性，但都是性能化的評(píng)價(jià)方法，計(jì)算復(fù)雜，主觀性也比較強(qiáng)[4]。2011年M.N.Ibrahim采用層次分析法編制建筑物火災(zāi)調(diào)查問卷分發(fā)給顧問、消防救援部門(FRDM)人員、維修專業(yè)人員和保險(xiǎn)專業(yè)人員，評(píng)估了建筑物火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的標(biāo)準(zhǔn)和屬性[5]。國內(nèi)對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究起步較晚。1986年，天津消防科研所首先在國內(nèi)宣傳西方國家火災(zāi)模擬的相關(guān)方法和研究進(jìn)展，并在“九五”期間研發(fā)了針對(duì)地下商場(chǎng)人員疏散的模型FEgress，對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性分析研究在國內(nèi)的發(fā)展起到了基礎(chǔ)性作用[6]。2004年，范維澄出版編著《火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法學(xué)》是國內(nèi)首部系統(tǒng)介紹火災(zāi)評(píng)估理論和方法的專著[2]。此后國內(nèi)學(xué)者對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究逐漸興起。2009年趙海燕等人綜合灰色理論與模糊數(shù)學(xué)理論，建立商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的多級(jí)灰色模糊綜合評(píng)價(jià)模型，應(yīng)用效果良好[7]；2019年董銘鑫采用將2級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)與集值統(tǒng)計(jì)法相結(jié)合的模型對(duì)大型商場(chǎng)外因火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)沈陽某大型商場(chǎng)外因火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析[8]。

雖然國內(nèi)外針對(duì)商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究已取得一定的成果，但大部分學(xué)者研究的評(píng)估方法大多缺乏對(duì)指標(biāo)權(quán)重的合理確定，借鑒專家知識(shí)經(jīng)驗(yàn)時(shí)未對(duì)專家打分中極值分?jǐn)?shù)的影響做有效處理，評(píng)價(jià)過程中缺乏動(dòng)態(tài)性且結(jié)果不具有延展性，當(dāng)指標(biāo)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)需對(duì)結(jié)果重新計(jì)算，未能考慮指標(biāo)的重要性進(jìn)行加權(quán)處理，所涉及的確權(quán)方法主觀性強(qiáng)，定性成份大。其次，由于商場(chǎng)自身體量大、業(yè)態(tài)復(fù)雜、人口密度大且聚集時(shí)間段集中等特點(diǎn)，使得商場(chǎng)火災(zāi)事故影響因素更加具有多元性和不確定性。綜合考慮以上2點(diǎn)，本文將采用物理—事理—人理(Wuli-Shli-Renli,WSR)方法論構(gòu)建指標(biāo)體系，運(yùn)用組合數(shù)有序加權(quán)算子(C-ombination Ordered Weighted Averaging,C-OWA)確定指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建物元可拓模型對(duì)商場(chǎng)進(jìn)行火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

1 大型商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法概述

1.1 WSR方法論

WSR是“物理—事理—人理”方法論的簡稱，是我國著名系統(tǒng)科學(xué)專家顧基發(fā)教授和朱志昌博士于1994年在英國HULL大學(xué)提出來，此方法論關(guān)注問題的科學(xué)性、動(dòng)態(tài)性與系統(tǒng)性，在解決復(fù)雜問題方面具有較強(qiáng)的影響力[9]。其中“物理”“事理”和“人理”3者的概念界定如下：“物理”是指由自然科學(xué)、工程技術(shù)以及“硬運(yùn)籌方法”描述和處理的層面，主要解決“是什么”的問題；“事理”是指管理者介入和執(zhí)行管理事物的方式和規(guī)律，主要解決“怎么做”的問題；“人理”是指管理對(duì)象和過程中人與人之間的關(guān)系，包括管理主體與主體間的關(guān)系，主要解決“由誰解決”的問題。

1.2 C-OWA算子

Yager在1988年提出有序加權(quán)平均算子[11]，其核心思路是將原始數(shù)據(jù)按照某種規(guī)則進(jìn)行重新排序，并對(duì)排序后數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理[12]。我國學(xué)者通過研究對(duì)OWA算子進(jìn)行多種改進(jìn)，本文采用的是一種基于組合數(shù)改進(jìn)加權(quán)向量以實(shí)現(xiàn)科學(xué)加權(quán)計(jì)算的組合數(shù)有序加權(quán)算子[13]。該算子并非直接進(jìn)行加權(quán)處理，而是在考慮到專家主觀偏好的基礎(chǔ)上，把權(quán)重和數(shù)據(jù)有效地聯(lián)系起來，充分考慮每個(gè)專家評(píng)分的作用，避免了極值的負(fù)面影響，進(jìn)而確定最終的權(quán)重[14]。該方法能盡量公平地展現(xiàn)各個(gè)專家的選擇，使定量的結(jié)果更加可信。

1.3 物元可拓模型

為解決多因子評(píng)價(jià)中不相容的復(fù)雜問題，蔡文于上世紀(jì)末提出了物元分析理論[15]。該方法能夠從定性和定量2種不同的角度表示事物的物元并展現(xiàn)變化過程，可以真實(shí)地反映世界的真實(shí)形態(tài)。可拓學(xué)理是我國于20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的，是通過對(duì)客觀事物發(fā)展規(guī)律與可能性的深入發(fā)掘，達(dá)到事物之間矛盾有效解決的創(chuàng)新學(xué)科[16]。物元可拓模型將2者有機(jī)結(jié)合，拓展了關(guān)聯(lián)函數(shù)的值域范圍，將評(píng)價(jià)指標(biāo)由固定值轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)間值，使得評(píng)價(jià)對(duì)象相對(duì)于評(píng)價(jià)集合的隸屬度計(jì)算更具客觀性、準(zhǔn)確性[17]。

2 大型商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)和前提，指標(biāo)的選取關(guān)乎到評(píng)估結(jié)果科學(xué)性和真實(shí)性。本文根據(jù)實(shí)地調(diào)研，結(jié)合查閱文獻(xiàn)以及法律規(guī)范等構(gòu)建指標(biāo)體系。其中，所建立的WSR方法論與系統(tǒng)論因素的對(duì)應(yīng)關(guān)系，見表1。

按照上述對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)WSR方法論形成的大型商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)總共囊括4個(gè)一級(jí)指標(biāo)，42個(gè)二級(jí)指標(biāo)，具體的指標(biāo)體系，見表2。

表2 大型商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

3 大型商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

3.1 基于C-OWA算子確定指標(biāo)權(quán)重

目前確定權(quán)重最常用的方法為熵權(quán)法、層次分析法等，這些方法都是直接對(duì)專家所賦的權(quán)值進(jìn)行加權(quán)處理，并未考慮專家的主觀偏好，可能使評(píng)價(jià)結(jié)果與真實(shí)結(jié)果有一定的偏差。經(jīng)過我國學(xué)者改進(jìn)后的組合數(shù)有序加權(quán)算子C-OWA算子可以較好地處理這一問題，該算子通過將組合數(shù)與專家賦權(quán)結(jié)合最終確定指標(biāo)權(quán)重，具有較強(qiáng)科學(xué)性和準(zhǔn)確性。具體的指標(biāo)賦權(quán)步驟如下[12-14]：

(1)邀請(qǐng)n位從事或研究大型商場(chǎng)安全管理方面的專家，對(duì)上述指標(biāo)的重要程度采用十分制(0-10)進(jìn)行打分，構(gòu)成原始數(shù)據(jù)集，用A={a1,a2,…an}表示，將原始數(shù)據(jù)集按降序從大到小排列并從0開始重新編號(hào)，得到全新的數(shù)據(jù)集B={b0,b1,…bn-1}，即b0≥b1≥b2≥…≥bm≥…≥bn-1。

(1)

(2)

(3)

通過以上4步即可獲得指標(biāo)權(quán)重。

3.2 建立物元可拓模型

基于物元可拓模型所建立的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，如下圖。根據(jù)物元分析法構(gòu)建商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估物元模型，基本步驟如下[15-17]：

(1)評(píng)價(jià)物元確定。商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)為事件N，其特征記為c，量化值為v，那么可以稱R=(N，c，v)為火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)為事件的基本元，簡稱為物元，表示為：

(4)

其中，c1,c2,…,cn表示商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的n個(gè)指標(biāo)，R1,R2,…,Rn為n維商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)物元。

圖 大型商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)物元可拓評(píng)估方法

(2)經(jīng)典域、節(jié)域確定。商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的經(jīng)典域物元矩陣可表示為：

(5)

其中，Rj表示經(jīng)典域物元；Nj表示所劃分商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的第j個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，j=(1,2,…,n)；Cn為第n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)；(ajn,bjn)表示等級(jí)j關(guān)于特征cn的量值范圍，即經(jīng)典域。

商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的節(jié)域物元矩陣表示為：

(6)

其中，Rp表示節(jié)域物元；Np表示商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)全體等級(jí)；(apn,bpn)表示節(jié)域物元關(guān)于特征cn的量值范圍。

(3)待評(píng)價(jià)物元確定。確定待評(píng)價(jià)商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)物元Rx表示為：

(7)

(4)關(guān)聯(lián)函數(shù)、關(guān)聯(lián)度確定。商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)關(guān)聯(lián)函數(shù)K(x)的定義為：

(8)

其中，

(9)

(10)

其中，|Xo|=|bo-ao|，ρ(X,Xo)表示X與Xo=[ao,bo]之間的距離；ρ(X,Xp)表示X與Xo=[ap,bp]之間的距離；X，Xo，Xp分別表示待評(píng)價(jià)的商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)物元、經(jīng)典域物元和節(jié)域物元的量值范圍。

(5)評(píng)估級(jí)別確定。綜合關(guān)聯(lián)度Kj(Nx)為：

(11)

其中，ai表示各指標(biāo)權(quán)重，Kj(Nx)表示待評(píng)價(jià)對(duì)象Nx關(guān)于等級(jí)j的綜合關(guān)聯(lián)度，kj(xi)表示單指標(biāo)關(guān)聯(lián)度，j=1,2,3,…,n。

Kji=max[kj(xi)]

(12)

則待評(píng)價(jià)對(duì)象第i指標(biāo)屬于商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)j。

Kjx=max[Kj(Nx)]

(13)

關(guān)聯(lián)函數(shù)K(x)的數(shù)值表示評(píng)價(jià)單元符合某標(biāo)準(zhǔn)范圍的隸屬程度。當(dāng)K(x)≥1.0時(shí)，表示評(píng)價(jià)對(duì)象超過標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象上限，數(shù)值越大開發(fā)潛力越大；當(dāng)0≤K(x)≤1.0時(shí)，表示被評(píng)價(jià)對(duì)象符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象要求的程度，數(shù)值越大，越接近標(biāo)準(zhǔn)上限；當(dāng)-1.0≤K(x)≤0時(shí)，表示被評(píng)價(jià)對(duì)象不符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象的要求，但具備轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象的條件，數(shù)值越大，越容易轉(zhuǎn)化；當(dāng)K(x)≤-1.0時(shí)，表示被評(píng)價(jià)對(duì)象不符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象要求且不具備轉(zhuǎn)化條件[18]。

4 實(shí)例應(yīng)用

為驗(yàn)證模型的有效性，對(duì)北京某大型商場(chǎng)進(jìn)行火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。該商場(chǎng)建成時(shí)間較為久遠(yuǎn)，總共分為三層，地下一層，地上兩層，主營鞋帽、紡織品加工售賣等。本文以該大型商場(chǎng)為例，基于C-OWA算子對(duì)商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。選取6名從事或研究大型商場(chǎng)安全管理方面的專家對(duì)該商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，然后對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出該大型商城火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)所屬的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

(1)評(píng)價(jià)等級(jí)、經(jīng)典域、節(jié)域確定。參照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》《建設(shè)工程消防監(jiān)督管理規(guī)定》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合商場(chǎng)實(shí)際情況和訪談情況將火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分為5個(gè)等級(jí)，即{安全，較安全，一般，較危險(xiǎn)，危險(xiǎn)}，Ⅰ-Ⅴ級(jí)的經(jīng)典域分別為(90,100]、(80,90]、(70,80]、(60,70]、[0,60]，節(jié)域?yàn)閇0,100]。

(2)待評(píng)價(jià)對(duì)象物元確定。將從事或研究大型商場(chǎng)安全管理方面的專家對(duì)該商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)指標(biāo)評(píng)分情況進(jìn)行收集，對(duì)打分結(jié)果求算術(shù)平均數(shù)，得出該商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系各指標(biāo)的實(shí)際分?jǐn)?shù)，即為待評(píng)價(jià)物元。

(4)關(guān)聯(lián)度計(jì)算。由式(8)-(10)可計(jì)算出二級(jí)指標(biāo)各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的關(guān)聯(lián)度，根據(jù)最大隸屬度準(zhǔn)則，最大的關(guān)聯(lián)度數(shù)值所對(duì)應(yīng)的等級(jí)即為該指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。計(jì)算所得的指標(biāo)關(guān)聯(lián)度值及所屬等級(jí)，見表3。

表3 二級(jí)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

續(xù)表

以上是二級(jí)指標(biāo)各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度，運(yùn)用公式(11)將單指標(biāo)關(guān)聯(lián)度與通過C-OWA算子計(jì)算得出的指標(biāo)權(quán)重相結(jié)合，可以得到上一層指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度，最終根據(jù)最大隸屬度原則，確定該大型商場(chǎng)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。一級(jí)指標(biāo)及目標(biāo)層的關(guān)聯(lián)度，見表4、5。

表4 一級(jí)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

表5 某大型商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)綜合關(guān)聯(lián)度

根據(jù)最大隸屬度原則，可以看出綜合關(guān)聯(lián)度最大值為“-0.0714”，從表面看對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“一般”，即顯性級(jí)別為“一般”。取值屬于-1.0≤K(x)≤0的范疇，表明風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)不符合商場(chǎng)火災(zāi)的實(shí)際等級(jí)，即隱性級(jí)別為“較危險(xiǎn)+”，但具備轉(zhuǎn)化為“一般”等級(jí)的條件，數(shù)值非常接近0，風(fēng)險(xiǎn)程度具有很強(qiáng)的轉(zhuǎn)化能力。

從關(guān)聯(lián)度與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的計(jì)算來看，企業(yè)在3個(gè)方面各有不足。“事理”方面，安全管理部門應(yīng)積極制定并實(shí)施獎(jiǎng)懲制度，對(duì)新入職的員工進(jìn)行三級(jí)教育，加強(qiáng)安全文化教育，定期召開安全例會(huì)；“人理”方面，加強(qiáng)安全宣傳，針對(duì)商場(chǎng)的主營顧客，尤其是中老年群體量身定做安全教育活動(dòng)，使他們掌握必要的安全技巧。增加安全管理人員的配備數(shù)量，確保日常巡查不遺漏每個(gè)要點(diǎn)；“物理”方面，增加安全器材、滅火器具的配備數(shù)量并定期檢查以確保正常使用，及時(shí)更換破舊、老化的電線電纜設(shè)備。

5 結(jié)論

(1)將WSR方法論引入大型商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)之中，并與系統(tǒng)論“人、機(jī)、環(huán)、管”相對(duì)應(yīng)，構(gòu)建出大型商場(chǎng)火災(zāi)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，充分考慮商場(chǎng)內(nèi)各方面因素，使指標(biāo)體系能夠更加全面系統(tǒng)地評(píng)估大型商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的真實(shí)狀況。

(2)運(yùn)用組合數(shù)有序加權(quán)算子C-OWA算子確立權(quán)重充分考慮了由于專家打分所攜帶的個(gè)人主觀偏好對(duì)于權(quán)重計(jì)算的影響，充分考慮了指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性和統(tǒng)一性，增加了權(quán)重的客觀性和科學(xué)性。

(3)C-OWA算子和物元可拓模型結(jié)合引入大型商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，清晰地展現(xiàn)各因素在商場(chǎng)中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，最終得出該商場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與實(shí)際考察情況一致，同時(shí)指出在日常安全管理中應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，比如風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“Ⅴ”“Ⅳ”的指標(biāo)，為日常安全管理提供防控和預(yù)警提供一定的理論依據(jù)。