CN106096838A - 基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法及系统，方法包括：以建筑物火灾安全作为评价目标，建立层次评价指标体系；根据评价指标体系采用5段分区取值法对评价指标进行量化分析，确定评价指标的值；对建筑物火灾风险的评价结果进行等级划分，确定安全评价等级集，并根据评价指标的影响因素确定相应的因素集；采用层次分析法确定因素集中各因素的权重；根据各因素的权重采用多因素模糊综合评价模型进行模糊综合评价，得到建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度；采用等级参数评判法得到建筑火灾安全的最终等级。本发明具有准确和全面的优点，可广泛应用于火灾安全评估领域。

Description

基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法及系统

技术领域

本发明涉及火灾安全评估领域，尤其是一种基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法及系统。

背景技术

由于现在高层写字楼的规模越来越大，构造复杂，在建筑形式、风格、功能等方面不同，并且随着新技术、新材料和新的建筑结构的应用，使得建筑物空间建筑面积增大，电气设备增多，火灾隐患变大。现代建筑与传统建筑在建筑材料、空间大小、结构形式、配套设施、使用功能的各个方面有很大不同，使其火灾具有如下特点：火势迅猛，蔓延迅速；建筑内部复杂，人员疏散困难；灭火救援难度大。因此，火灾安全评估对于现代建筑的防治火灾具有深远意义。

高层写字楼火灾的隐患主要表现为：

1)消防设施失效。消防设备出现了问题，一旦发生火灾，就没法进行有效及时的扑救。在日常工作中，这种情况很多，是消防检查重点。火灾发生时，火灾报警系统、火灾自动喷淋系统可以将火灾消灭在萌芽阶段，有效阻止火灾蔓延。因此需要提高公共消防安全意识，加强平时的消防监督检查。

2)建筑物装修隐患多。当前的高层写字楼越来越高，装修也越来越豪华，由此带来的安全隐患也越累越多。

3)建筑物设计不足。高层写字楼在防火设计上存在缺陷，或者现行的建筑设计防火规范《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》，已经不适用等。

因此，为了确定和消除火灾隐患，有必要研究火灾安全评估技术，完善火灾评估体系。然而，目前的火灾安全评估方法评价指标单一，大多从单方面因素入手，并未综合考虑不同方面因素对评价结果的影响，不够准确和全面。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种准确和全面的，基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法。

本发明的另一目的在于：提供一种准确和全面的，基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估系统。

本发明所采取的技术方案是：

基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法，该方法包括以下步骤：

以建筑物火灾安全作为评价目标，建立层次评价指标体系；

根据评价指标体系采用5段分区取值法对评价指标进行量化分析，确定评价指标的值；

对建筑物火灾风险的评价结果进行等级划分，确定安全评价等级集，并根据评价指标的影响因素确定相应的因素集；

采用层次分析法确定因素集中各因素的权重；

根据各因素的权重采用多因素模糊综合评价模型进行模糊综合评价，得到建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度；

根据建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度、评价指标的值和设定的等级评价区间，采用等级参数评判法得到建筑火灾安全的最终等级。

进一步，所述以建筑物火灾安全作为评价目标，建立层次评价指标体系这一步骤，其具体为：

根据国内外建筑设计防火规范和建筑火灾统计资料，依据层次分析法的思想，以建筑物火灾安全作为评价目标，以主动防火、被动防火、火灾安全管理这三个二级指标作为评价准则，建立层次评价体系，所述层次评价体系分三级，共28个指标，其中，一级指标包括主动防火、被动防火、火灾安全这3个指标，二级指标包括消防设备、消防队、防火间距、建筑结构、楼面火灾负荷、水平防火分区、垂直防火分区、消防电梯、水平疏散距离、安全出口、建筑内部人员、管理水平、消防知识与技能培训这13个指标，三级指标包括火灾探测系统、自动喷淋系统、报警系统、火警广播引导系统、防排烟系统、消防栓系统、人员密度、人员安全意识、防火训练情况、消防管理规定、专职值班、业余消防组织这12个指标。

进一步，所述火灾安全评价等级集采用100分制，共划分为很安全、较安全、一般安全、不安全和很不安全这5个安全等级，其中，很安全等级对应的评分区间为[90,100]，较安全等级对应的评分区间为[70,90]，一般安全等级对应的评分区间为[50,70]，不安全等级对应的评分区间为[30,50]，很不安全等级对应的评分区间为[10,30]。

进一步，所述根据评价指标体系采用5段分区取值法对评价指标进行量化分析，确定评价指标的值这一步骤，其包括：

根据评价指标体系将评价指标划分为定性指标和定量指标；

根据划分结果分别采用定性指标定量化方法和定量指标确定方法计算出评价指标的值，所述定量指标定量化方法的计算公式为：

${\mathrm{DLZB}}_{ij}=\left\{\begin{array}{c}{y}_{j1},M1\&le;x_{ij}<M2\\ y_{j2},M2\&le;x_{ij}<M3\\ y_{j3},M3\&le;x_{ij}<M4\\ y_{j4},M4\&le;x_{ij}<M5\\ y_{j5},x_{ij}\&GreaterEqual;M5,\end{array}\right.,$

所述定性指标定量化方法的计算公式为：

${\mathrm{DXZB}}_{fl}=\left\{\begin{array}{c}a,A_{fl}=Text1\\ b,A_{fl}=Text2\\ c,A_{fl}=Text3\\ d,A_{fl}=Text4\\ e,A_{fl}=Text5\end{array}\right.,$

其中，DLZB_ij为第i类第j个定量指标的确定值，y_j1、y_j2、y_j3、y_j4和y_j5分别是定量指标在第1、2、3、4、5变化区间内的数值，x_ij是第i类第j个定量指标的原始数据值，M1、M2、M3、M4和M5分别为第1、2、3、4、5个区间变化的临界值，DXZB_fl为第f类第l个定性指标的确定值，a、b、c、d、e分别表示1、2、3、4、5个定性指标对应的定性描述特征的量化指标值，A_fl为第f类第l个定性指标的原始描述，Text1、Text 2、Text 3、Text 4和Text 5分别为第f类第l个定性指标设定的5个具体原始描述文本内容。

进一步，所述采用层次分析法确定因素集中各因素的权重这一步骤，其包括：

采集与建筑物火灾相关的现场数据；

根据采集的数据采用层次分析法确定各因素的权重。

进一步，所述多因素模糊综合评价模型的表达式为：

$\left\{\begin{array}{c}A=\{a_1,a_2,...,a_n\}\\ R=\left[\begin{array}{ccc}{r}_{11}& ...& r_{1n}\\ ...& ...& ...\\ r_{w1}& ...& r_{wn}\end{array}\right]\\ B\&RightArrow;AOR\end{array}\right.,$

其中，A为模糊输入向量，a_q是因素集中第q个因素的权重，q＝1,2,…,w，w为因素集的 因素总数，R为模糊评价矩阵，r_qh为因素集中第q个因素对于安全评价等级集中第h个安全评价等级的隶属度值，h＝1,2,…,n，n为安全评价等级集中的安全评价等级总个数，O为模糊算子，B为模糊输出向量。

进一步，所述模糊算子O采用M(·，+)合成算子，所述M(·，+)合成算子的运算规则S_k为： 其中，u_t为因素集中第t个因素，k＝1,2,…,n。

进一步，所述根据建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度、评价指标的值和设定的等级评价区间，采用等级参数评判法得到建筑火灾安全的最终等级这一步骤，其包括：

根据评价指标的值为安全评价等级集V＝{v₁,v₂,…,v_n}中的各个安全评价等级设定相应的等级评价区间；

取各个等级评价区间的中间值构成n个评分向量M＝{m₁,m₂,m₃...m_n}；

根据模糊输出向量B以及评分向量M计算最终评分X，所述最终评分X的计算公式为： b_g为模糊输出向量B中第g个元素的值；

将最终评分X与设定的等级评价区间进行对照，得到建筑火灾安全的最终等级。

本发明所采取的另一技术方案是：

基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估系统，包括：

评价指标体系建立模块，用于以建筑物火灾安全作为评价目标，建立层次评价指标体系；

量化分析模块，用于根据评价指标体系采用5段分区取值法对评价指标进行量化分析，确定评价指标的值；

安全评价等级集与因素集确定模块，用于对建筑物火灾风险的评价结果进行等级划分，确定安全评价等级集，并根据评价指标的影响因素确定相应的因素集；

因素权重确定模块，用于采用层次分析法确定因素集中各因素的权重；

模糊综合评价模块，用于根据各因素的权重采用多因素模糊综合评价模型进行模糊综合评价，得到建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度；

最终等级获取模块，用于根据建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度、评价指标的值和设定的等级评价区间，采用等级参数评判法得到建筑火灾安全的最终等级。

进一步，所述量化分析模块包括：

划分单元，用于根据评价指标体系将评价指标划分为定性指标和定量指标；

计算单元，用于根据划分结果分别采用定性指标定量化方法和定量指标确定方法计算出评价指标的值，所述定量指标定量化方法的计算公式为：

${\mathrm{DLZB}}_{ij}=\left\{\begin{array}{c}{y}_{j1},M1\&le;x_{ij}<M2\\ y_{j2},M2\&le;x_{ij}<M3\\ y_{j3},M3\&le;x_{ij}<M4\\ y_{j4},M4\&le;x_{ij}<M5\\ y_{j5},x_{ij}\&GreaterEqual;M5,\end{array}\right.,$

所述定性指标定量化方法的计算公式为：

${\mathrm{DXZB}}_{fl}=\left\{\begin{array}{c}a,A_{fl}=Text1\\ b,A_{fl}=Text2\\ c,A_{fl}=Text3\\ d,A_{fl}=Text4\\ e,A_{fl}=Text5\end{array}\right.,$

其中，DLZB_ij为第i类第j个定量指标的确定值，y_j1、y_j2、y_j3、y_j4和y_j5分别是定量指标在第1、2、3、4、5变化区间内的数值，x_ij是第i类第j个定量指标的原始数据值，M1、M2、M3、M4和M5分别为第1、2、3、4、5个区间变化的临界值，DXZB_fl为第f类第l个定性指标的确定值，a、b、c、d、e分别表示1、2、3、4、5个定性指标对应的定性描述特征的量化指标值，A_fl为第f类第l个定性指标的原始描述，Text1、Text 2、Text 3、Text 4和Text 5分别为第f类第l个定性指标设定的5个具体原始描述文本内容。

本发明的方法的有益效果是：增设了采用层次分析法确定因素集中各因素的权重以及根据各因素的权重采用多因素模糊综合评价模型进行模糊综合评价的步骤，基于层次分析法和多因素模糊综合评价模型来进行建筑火灾安全评估，采用层次评价指标体系来取代单一评价指标，并综合考虑了各方面因素对评价结果的影响，评价结果更准确和全面。

本发明的系统的有益效果是：增设了因素权重确定模块和用于采用层次分析法确定因素集中各因素的权重的因素权重确定模块以及用于根据各因素的权重采用多因素模糊综合评价模型进行模糊综合评价的模糊综合评价模块，基于层次分析法和多因素模糊综合评价模型来进行建筑火灾安全评估，采用层次评价指标体系来取代单一评价指标，并综合考虑了各方面 因素对评价结果的影响，评价结果更准确和全面。

附图说明

图1为本发明基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法的整体流程图。

具体实施方式

参照图1，基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法，该方法包括以下步骤：

以建筑物火灾安全作为评价目标，建立层次评价指标体系；

根据评价指标体系采用5段分区取值法对评价指标进行量化分析，确定评价指标的值；

对建筑物火灾风险的评价结果进行等级划分，确定安全评价等级集，并根据评价指标的影响因素确定相应的因素集；

采用层次分析法确定因素集中各因素的权重；

根据各因素的权重采用多因素模糊综合评价模型进行模糊综合评价，得到建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度；

根据建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度、评价指标的值和设定的等级评价区间，采用等级参数评判法得到建筑火灾安全的最终等级。

进一步作为优选的实施方式，所述以建筑物火灾安全作为评价目标，建立层次评价指标体系这一步骤，其具体为：

根据国内外建筑设计防火规范和建筑火灾统计资料，依据层次分析法的思想，以建筑物火灾安全作为评价目标，以主动防火、被动防火、火灾安全管理这三个二级指标作为评价准则，建立层次评价体系，所述层次评价体系分三级，共28个指标，其中，一级指标包括主动防火、被动防火、火灾安全这3个指标，二级指标包括消防设备、消防队、防火间距、建筑结构、楼面火灾负荷、水平防火分区、垂直防火分区、消防电梯、水平疏散距离、安全出口、建筑内部人员、管理水平、消防知识与技能培训这13个指标，三级指标包括火灾探测系统、自动喷淋系统、报警系统、火警广播引导系统、防排烟系统、消防栓系统、人员密度、人员安全意识、防火训练情况、消防管理规定、专职值班、业余消防组织这12个指标。

进一步作为优选的实施方式，所述火灾安全评价等级集采用100分制，共划分为很安全、较安全、一般安全、不安全和很不安全这5个安全等级，其中，很安全等级对应的评分区间为[90,100]，较安全等级对应的评分区间为[70,90]，一般安全等级对应的评分区间为[50,70]，不安全等级对应的评分区间为[30,50]，很不安全等级对应的评分区间为[10,30]。

进一步作为优选的实施方式，所述根据评价指标体系采用5段分区取值法对评价指标进行量化分析，确定评价指标的值这一步骤，其包括：

根据评价指标体系将评价指标划分为定性指标和定量指标；

根据划分结果分别采用定性指标定量化方法和定量指标确定方法计算出评价指标的值，所述定性指标定量化方法的计算公式为：

${\mathrm{DLZB}}_{ij}=\left\{\begin{array}{c}{y}_{j1},M1\&le;x_{ij}<M2\\ y_{j2},M2\&le;x_{ij}<M3\\ y_{j3},M3\&le;x_{ij}<M4\\ y_{j4},M4\&le;x_{ij}<M5\\ y_{j5},x_{ij}\&GreaterEqual;M5\end{array}\right.,$

所述定性指标定量化方法的计算公式为：

${\mathrm{DXZB}}_{fl}=\left\{\begin{array}{c}a,A_{fl}=Text1\\ b,A_{fl}=Text2\\ c,A_{fl}=Text3\\ d,A_{fl}=Text4\\ e,A_{fl}=Text5\end{array}\right.,$

其中，DLZB_ij为第i类第j个定量指标的确定值，y_j1、y_j2、y_j3、y_j4和y_j5分别是定量指标在第1、2、3、4、5变化区间内的数值，x_ij是第i类第j个定量指标的原始数据值，M1、M2、M3、M4和M5分别为第1、2、3、4、5个区间变化的临界值，DXZB_fl为第f类第l个定性指标的确定值，a、b、c、d、e分别表示1、2、3、4、5个定性指标对应的定性描述特征的量化指标值，A_fl为第f类第l个定性指标的原始描述，Text1、Text 2、Text 3、Text 4和Text 5分别为第f类第l个定性指标设定的5个具体原始描述文本内容。

进一步作为优选的实施方式，所述采用层次分析法确定因素集中各因素的权重这一步骤，其包括：

采集与建筑物火灾相关的现场数据；

根据采集的数据采用层次分析法确定各因素的权重。

进一步作为优选的实施方式，所述多因素模糊综合评价模型的表达式为：

$\left\{\begin{array}{c}A=\{a_1,a_2,...,a_n\}\\ R=\left[\begin{array}{ccc}{r}_{11}& ...& r_{1n}\\ ...& ...& ...\\ r_{w1}& ...& r_{wn}\end{array}\right]\\ B\&RightArrow;AOR\end{array}\right.,$

其中，A为模糊输入向量，a_q是因素集中第q个因素的权重，q＝1,2,…,w，w为因素集的因素总数，R为模糊评价矩阵，r_qh为因素集中第q个因素对于安全评价等级集中第h个安全评价等级的隶属度值，h＝1,2,…,n，n为安全评价等级集中的安全评价等级总个数，O为模糊算子，B为模糊输出向量。

进一步作为优选的实施方式，所述模糊算子O采用M(·，+)合成算子，所述M(·，+)合成算子的运算规则S_k为：其中，u_t为因素集中第t个因素，k＝1,2,…,n。

进一步作为优选的实施方式，所述根据建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度、评价指标的值和设定的等级评价区间，采用等级参数评判法得到建筑火灾安全的最终等级这一步骤，其包括：

根据评价指标的值为安全评价等级集V＝{v₁,v₂,…,v_n}中的各个安全评价等级设定相应的等级评价区间；

取各个等级评价区间的中间值构成n个评分向量M＝{m₁,m₂,m₃...m_n}；

根据模糊输出向量B以及评分向量M计算最终评分X，所述最终评分X的计算公式为： b_g为模糊输出向量B中第g个元素的值；

将最终评分X与设定的等级评价区间进行对照，得到建筑火灾安全的最终等级。

参照图1，基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估系统，包括：

评价指标体系建立模块，用于以建筑物火灾安全作为评价目标，建立层次评价指标体系；

量化分析模块，用于根据评价指标体系采用5段分区取值法对评价指标进行量化分析，确定评价指标的值；

安全评价等级集与因素集确定模块，用于对建筑物火灾风险的评价结果进行等级划分，确定安全评价等级集，并根据评价指标的影响因素确定相应的因素集；

因素权重确定模块，用于采用层次分析法确定因素集中各因素的权重；

模糊综合评价模块，用于根据各因素的权重采用多因素模糊综合评价模型进行模糊综合评价，得到建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度；

最终等级获取模块，用于根据建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度、评价指标的值和设定的等级评价区间，采用等级参数评判法得到建筑火灾安全的最终等级。

进一步作为优选的实施方式，所述量化分析模块包括：

划分单元，用于根据评价指标体系将评价指标划分为定性指标和定量指标；

计算单元，用于根据划分结果分别采用定性指标定量化方法和定量指标确定方法计算出评价指标的值，所述定量指标定量化方法的计算公式为：

${\mathrm{DLZB}}_{ij}=\left\{\begin{array}{c}{y}_{j1},M1\&le;x_{ij}<M2\\ y_{j2},M2\&le;x_{ij}<M3\\ y_{j3},M3\&le;x_{ij}<M4\\ y_{j4},M4\&le;x_{ij}<M5\\ y_{j5},x_{ij}\&GreaterEqual;M5\end{array}\right.,$

所述定性指标定量化方法的计算公式为：

${\mathrm{DXZB}}_{fl}=\left\{\begin{array}{c}a,A_{fl}=Text1\\ b,A_{fl}=Text2\\ c,A_{fl}=Text3\\ d,A_{fl}=Text4\\ e,A_{fl}=Text5\end{array}\right.,$

其中，DLZB_ij为第i类第j个定量指标的确定值，y_j1、y_j2、y_j3、y_j4和y_j5分别是定量指标在第1、2、3、4、5变化区间内的数值，x_ij是第i类第j个定量指标的原始数据值，M1、M2、M3、M4和M5分别为第1、2、3、4、5个区间变化的临界值，DXZB_fl为第f类第l个定性指标的确定值，a、b、c、d、e分别表示1、2、3、4、5个定性指标对应的定性描述特征的量化指标值，A_fl为第f类第l个定性指标的原始描述，Text1、Text 2、Text 3、Text 4和Text 5分别为第f类第l个定性指标设定的5个具体原始描述文本内容。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。

实施例一

针对现有的火灾安全评估方法评价指标单一，未综合考虑不同方面因素对评价结果影响的问题，本发明提出了一种全新的建筑火灾安全评估方法及系统，如图1所示。本发明基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法主要涉及评价指标体系构建、评价指标的定量化方法、因素集与评价集的确定、确定指标的隶属度、单因素评价、多因素模糊综合评价以及等级参数评判法等方面的改进，下面对这几方面的内容进行详细说明。

(一)评价指标体系构建。

根据国内外建筑设计防火规范、建筑火灾统计资料等，依据层次分析法思想，以建筑物火灾安全作为评价目标，以主动防火、被动防火、火灾安全管理这三个一级指标作为评价准则建立层次评价体系，共分三大类28个指标。

(二)评价指标的定量化方法。

根据高层写字楼的火灾危险指标体系，本发明应用了定性与定量相结合的综合集成方法，针对城市高层写字楼火灾危险评价的特点，对影响评价指标的因素进行量化分析。

(1)定量指标的定量化方法。

定量指标采用5段分区取值法来确定，如下式所示：

${\mathrm{DLZB}}_{ij}=\left\{\begin{array}{c}{y}_{j1},M1\&le;x_{ij}<M2\\ y_{j2},M2\&le;x_{ij}<M3\\ y_{j3},M3\&le;x_{ij}<M4\\ y_{j4},M4\&le;x_{ij}<M5\\ y_{j5},x_{ij}\&GreaterEqual;M5\end{array}\right.---\left(1\right)$

(2)定性指标的确定方法。

采用5段分区法来确定：

${\mathrm{DXZB}}_{fl}=\left\{\begin{array}{c}a,A_{fl}=Text1\\ b,A_{fl}=Text2\\ c,A_{fl}=Text3\\ d,A_{fl}=Text4\\ e,A_{fl}=Text5\end{array}\right.---\left(2\right)$

(三)因素集与评价集的确定。

建筑物火灾风险评价结果等级的划分根据线性关系确定。本实施例将建筑物火灾风险评价结果分为5个安全等级，如下表1所示。

表1火灾风险结果安全等级划分

等级	名称	评分区间
			1	很安全	[90,100]
2	较安全	[70,90]
			3	一般安全	[50,70]
4	不安全	[30,50]
			5	很不安全	[10,30]

而因素集则根据评价指标的影响因素来确定。

(四)确定评价指标的隶属度。

由模糊数学理论，隶属度定义如下：给定论域U上的子集A，对于任意的u∈U，指定一个μ_A(u)∈[0,1]，则μ_A(u)为B的隶属度，其映射关系如下：

μ_A:U→[0,1] (3)

u→μ_A(u) (4)

则w个因素的评价集可以构造如下的模糊关系矩阵R：

$R=\left[\begin{array}{ccc}{r}_{11}& ...& r_{1n}\\ ...& ...& ...\\ r_{w1}& ...& r_{wn}\end{array}\right]---\left(5\right)$

(五)单因素评价。

对于要评判的事物，不同的因素对总评价的影响大小不一。因此，本发明把评价的着眼点看成因素集中的一个模糊子集A。

在评价模型中，A为模糊输入向量，记做A＝{a₁,a₂,…,a_n}。其中，a_q是因素集中单因素u_q对总评价的影响度量。A中的各向量为各单因素的权重。采用层次分析法即可确定各个权值。

(六)多因素模糊综合评价。

本实施例所采用的多因素模糊综合评价的模型如下式所示：

B→AΟR (6)

其中，B为模糊输出向量，O为模糊算子。公式(6)的含义是：模糊关系A通过模糊变化器R，得出被评价的事物与评语等级之间的模糊关系(即是建筑物综合火灾风险落入某个安 全等级的隶属程度)。

在模糊综合评价中，需要选择适当的合成算子进行模糊运算，合成算子是矩阵之间运算的法则，常见的合成算子有以下四种类型：

1)M(∧，∨)合成算子

此合成算子的运算规则为：

其中，k＝1,2,…,n。

2)M(∧，+)合成算子

$S_k=min\{1,{\mathrm{\&Sigma;}}_{t=1}^{w}min(u_t,r_{tk})\}---\left(8\right)$

其中，k＝1,2,…,n。

3)M(·，∨)合成算子

$S_k=V_{t=1}^w(u_t\&CenterDot;r_{tk})=\underset{1\&le;t\&le;w}{max}(u_t\&CenterDot;r_{tk})---\left(9\right)$

其中，k＝1,2,…,n。

4)M(·，+)合成算子

$S_k=min\{1,{\mathrm{\&Sigma;}}_{t=1}^w{u}_t{r}_{tk}\}---\left(10\right)$

其中，k＝1,2,…,n。

表2列出了这四种合成算子的特点。

表2四种合成算子的比较

本发明的评价对象为城市建筑物火灾安全等级，对指标之间的权重依赖性强，故选择M(·，+)合成算子来完成模糊运算。

(七)等级参数评判法。

本发明等级参数评判法的定义是：对于V＝{v₁,v₂,…,v_n}，对各个评价等级v_g设置相应的评价等级区间m_g，然后取相应等级区间的中间值，这n个评分值构成评分向量M＝{m₁,m₂,m₃...m_n}，设最终评分为X，则有：

$X=B\&CenterDot;M^T=(b_1,b_2,b_3...b_n)\&CenterDot;{(m_1,m_2,m_3...m_n)}^T={\mathrm{\&Sigma;}}_{g=1}^n{b}_g{m}_g---\left(11\right)$

得到最终得分X后，对照等级区间m_g，即可得到模糊综合评价最终等级。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

以建筑物火灾安全作为评价目标，建立层次评价指标体系；

根据评价指标体系采用5段分区取值法对评价指标进行量化分析，确定评价指标的值；

对建筑物火灾风险的评价结果进行等级划分，确定安全评价等级集，并根据评价指标的影响因素确定相应的因素集；

采用层次分析法确定因素集中各因素的权重；

根据各因素的权重采用多因素模糊综合评价模型进行模糊综合评价，得到建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度；

根据建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度、评价指标的值和设定的等级评价区间，采用等级参数评判法得到建筑火灾安全的最终等级。

2.根据权利要求1所述的基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法，其特征在于：所述以建筑物火灾安全作为评价目标，建立层次评价指标体系这一步骤，其具体为：

根据国内外建筑设计防火规范和建筑火灾统计资料，依据层次分析法的思想，以建筑物火灾安全作为评价目标，以主动防火、被动防火、火灾安全管理这三个二级指标作为评价准则，建立层次评价体系，所述层次评价体系分三级，共28个指标，其中，一级指标包括主动防火、被动防火、火灾安全这3个指标，二级指标包括消防设备、消防队、防火间距、建筑结构、楼面火灾负荷、水平防火分区、垂直防火分区、消防电梯、水平疏散距离、安全出口、建筑内部人员、管理水平、消防知识与技能培训这13个指标，三级指标包括火灾探测系统、自动喷淋系统、报警系统、火警广播引导系统、防排烟系统、消防栓系统、人员密度、人员安全意识、防火训练情况、消防管理规定、专职值班、业余消防组织这12个指标。

3.根据权利要求1所述的基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法，其特征在于：所述火灾安全评价等级集采用100分制，共划分为很安全、较安全、一般安全、不安全和很不安全这5个安全等级，其中，很安全等级对应的评分区间为[90,100]，较安全等级对应的评分区间为[70,90]，一般安全等级对应的评分区间为[50,70]，不安全等级对应的评分区间为[30,50]，很不安全等级对应的评分区间为[10,30]。

4.根据权利要求1所述的基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法，其特征在于：所述根据评价指标体系采用5段分区取值法对评价指标进行量化分析，确定评价指标的值这一步骤，其包括：

根据评价指标体系将评价指标划分为定性指标和定量指标；

根据划分结果分别采用定性指标定量化方法和定量指标确定方法计算出评价指标的值，所述定量指标定量化方法的计算公式为：

${\mathrm{DLZB}}_{ij}=\left\{\begin{array}{c}{y}_{j1},M1\&le;x_{ij}<M2\\ y_{j2},M2\&le;x_{ij}<M3\\ y_{j3},M3\&le;x_{ij}<M4\\ y_{j4},M4\&le;x_{ij}<M5\\ y_{j5},x_{ij}\&GreaterEqual;M5\end{array}\right.,$

所述定性指标定量化方法的计算公式为：

${\mathrm{DXZB}}_{fl}=\left\{\begin{array}{c}a,A_{fl}=Text1\\ b,A_{fl}=Text2\\ c,A_{fl}=Text3\\ d,A_{fl}=Text4\\ e,A_{fl}=Text5\end{array}\right.,$

其中，DLZB_ij为第i类第j个定量指标的确定值，y_j1、y_j2、y_j3、y_j4和y_j5分别是定量指标在第1、2、3、4、5变化区间内的数值，x_ij是第i类第j个定量指标的原始数据值，M1、M2、M3、M4和M5分别为第1、2、3、4、5个区间变化的临界值，DXZB_fl为第f类第l个定性指标的确定值，a、b、c、d、e分别表示1、2、3、4、5个定性指标对应的定性描述特征的量化指标值，A_fl为第f类第l个定性指标的原始描述，Text1、Text 2、Text 3、Text 4和Text 5分别为第f类第l个定性指标设定的5个具体原始描述文本内容。

5.根据权利要求1所述的基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法，其特征在于：所述采用层次分析法确定因素集中各因素的权重这一步骤，其包括：

采集与建筑物火灾相关的现场数据；

根据采集的数据采用层次分析法确定各因素的权重。

6.根据权利要求5所述的基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法，其特征在于：所述多因素模糊综合评价模型的表达式为：

$\left\{\begin{array}{c}A=\{a_1,a_2,...,a_n\}\\ R=\left[\begin{array}{ccc}{r}_{11}& ...& r_{1n}\\ ...& ...& ...\\ r_{w1}& ...& r_{wn}\end{array}\right],\\ B\&RightArrow;AOR\end{array}\right.$

其中，A为模糊输入向量，a_q是因素集中第q个因素的权重，q＝1,2,…,w，w为因素集的因素总数，R为模糊评价矩阵，r_qh为因素集中第q个因素对于安全评价等级集中第h个安全评价等级的隶属度值，h＝1,2,…,n，n为安全评价等级集中的安全评价等级总个数，O为模糊算子，B为模糊输出向量。

7.根据权利要求6所述的基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法，其特征在于：所述模糊算子O采用M(·，+)合成算子，所述M(·，+)合成算子的运算规则S_k为：其中，u_t为因素集中第t个因素，k＝1,2,…,n。

8.根据权利要求6或7所述的基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法，其特征在于：所述根据建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度、评价指标的值和设定的等级评价区间，采用等级参数评判法得到建筑火灾安全的最终等级这一步骤，其包括：

根据评价指标的值为安全评价等级集V＝{v₁,v₂,…,v_n}中的各个安全评价等级设定相应的等级评价区间；

取各个等级评价区间的中间值构成n个评分向量M＝{m₁,m₂,m₃...m_n}；

根据模糊输出向量B以及评分向量M计算最终评分X，所述最终评分X的计算公式为：b_g为模糊输出向量B中第g个元素的值；

将最终评分X与设定的等级评价区间进行对照，得到建筑火灾安全的最终等级。

9.基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估系统，其特征在于：包括：

评价指标体系建立模块，用于以建筑物火灾安全作为评价目标，建立层次评价指标体系；

量化分析模块，用于根据评价指标体系采用5段分区取值法对评价指标进行量化分析，确定评价指标的值；

安全评价等级集与因素集确定模块，用于对建筑物火灾风险的评价结果进行等级划分，确定安全评价等级集，并根据评价指标的影响因素确定相应的因素集；

因素权重确定模块，用于采用层次分析法确定因素集中各因素的权重；

模糊综合评价模块，用于根据各因素的权重采用多因素模糊综合评价模型进行模糊综合评价，得到建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度；

最终等级获取模块，用于根据建筑物综合火灾风险对于安全评价等级的隶属程度、评价指标的值和设定的等级评价区间，采用等级参数评判法得到建筑火灾安全的最终等级。

10.根据权利要求9所述的基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估系统，其特征在于：所述量化分析模块包括：

划分单元，用于根据评价指标体系将评价指标划分为定性指标和定量指标；

计算单元，用于根据划分结果分别采用定性指标定量化方法和定量指标确定方法计算出评价指标的值，所述定量指标定量化方法的计算公式为：

${\mathrm{DLZB}}_{ij}=\left\{\begin{array}{c}{y}_{j1},M1\&le;x_{ij}<M2\\ y_{j2},M2\&le;x_{ij}<M3\\ y_{j3},M3\&le;x_{ij}<M4\\ y_{j4},M4\&le;x_{ij}<M5\\ y_{j5},x_{ij}\&GreaterEqual;M5\end{array}\right.,$

所述定性指标定量化方法的计算公式为：

${\mathrm{DXZB}}_{fl}=\left\{\begin{array}{c}a,A_{fl}=Text1\\ b,A_{fl}=Text2\\ c,A_{fl}=Text3\\ d,A_{fl}=Text4\\ e,A_{fl}=Text5\end{array}\right.,$

其中，DLZB_ij为第i类第j个定量指标的确定值，y_j1、y_j2、y_j3、y_j4和y_j5分别是定量指标在第1、2、3、4、5变化区间内的数值，x_ij是第i类第j个定量指标的原始数据值，M1、M2、M3、M4和M5分别为第1、2、3、4、5个区间变化的临界值，DXZB_fl为第f类第l个定性指标的确定值，a、b、c、d、e分别表示1、2、3、4、5个定性指标对应的定性描述特征的量化指标值，A_fl为第f类第l个定性指标的原始描述，Text1、Text 2、Text 3、Text 4和Text 5分别为第f类第l个定性指标设定的5个具体原始描述文本内容。