CN113869698A - 一种既有建筑消防安全评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种既有建筑消防安全评估方法，通过指标权重计算和指标分值处理对评估指标进行量化处理，其中所述指标权重计算采用层次分析法，所述指标分值处理通过数据采集并无量纲化，以及通过模糊集值法对专家打分数据进行统计，利用构建的评估指标体系获得消防安全水平。采用平台导入、现场采集、数据接口接入等方式采集数据，数据包含关系到区域及区域内既有建筑消防安全水平的所有信息，采集的数据与采集的方法更全面；指标权重也更加注重不同类型既有建筑的特点，权重分析更有针对性。可根据不同类型的既有建筑和区域对火灾隐患进行智能识别，结合消防设施设备、救援及管理等方面因素，综合判定不同类型既有建筑和区域的消防安全水平。

Description

一种既有建筑消防安全评估方法

技术领域

本发明涉及消防技术领域，尤其涉及一种既有建筑消防安全评估方法。

背景技术

随着我国城市化水平的不断提高，建筑业得到了迅猛发展。近年来，许多大型、新型的特殊建筑日益增多，如超高层建筑、奥运场馆、大型商场、地下公共建筑、商业综合体等，这些建筑的结构形式和可燃物的组成方式都与之前发生了很大的变化，存在着较大的火灾安全隐患。然而，而随着房屋建筑物使用时间的增长，不少建筑存在消防设施不足、消防水源缺乏、消防管理混乱等问题。很多企业和单位严重轻忽建筑的消防安全工作，消防安全管理制度通常很不健全，往往形同虚设，这些建筑一旦发生火灾情况，很容易造成重大的人员伤亡和经济财产损失。世界火灾统计的数据显示，在各种类型的火灾中，建筑火灾发生的比例非常高，住宅和其他建筑物火灾事故占到所有火灾的35％，建筑火灾中的死亡人数占到所有火灾死亡人数的90％。

建筑火灾风险评估可以有效反映建筑防火安全性能，其评估体系与众多因素相关联。建筑的结构、建筑平面布置、建筑装修材料、电气设备使用现状、消防安全设施情况、建筑内人员的安全意识、消防管理人员的消防技能、消防隐患整改落实情况等等一系列综合因素决定了建筑火灾风险评估结果，即建筑防火安全性能的好坏。建筑火灾风险评估有助于及时掌握建筑的火灾隐患，从而有针对性地执行控制火灾风险的消防措施。

但由于城市既有建筑数量庞大，具有资质的消防技术服务机构相对较少，且一般火灾风险评估过程较为繁琐，项目周期较长，导致既有建筑的消防评估工作不易推进，相关政策难以得到落实和推广。因此，目前亟需开展针对既有建筑消防安全隐患排查以及风险评估的研究，来提高建筑的火灾风险评估效率，推动城市消防安全评估工作，健全既有建筑的消防安全评估制度，提高城市建筑的火灾风险水平和防火控火能力。

我国目前各评价方法在指标选取、定量依据方法等方面没有取得一致，半定量、定量方法尚未得到推广，因此采用的最多的仍然是传统的安全检查表法，对照规范评定方法逐项检查。我国火灾风险仍集中在定性和半定量分析。

随着政策的明晰及概念的深入，“智慧消防”的建设已经逐步进入快速通道，各级地方政府也在大力支持“智慧消防”的建设，努力在各大地方城市中心建设各自的智慧化消防监管平台中心。

虽然“智慧消防”在国内各大城市开始发展，大量消防数据通过物联网等方式被采集、传输，也实现了消防设施维保及管理、火灾远程报警监控、消防救援智能指挥等方面的功能，但对城市火灾隐患的实时评估系统仍然处于待开发状态，特别是集合了较多既有建筑的区域性消防安全评估系统，且存在以下方面的问题：

(1)采集数据与采集方法不够全面

目前的“智慧消防”建设主要是基于物联网技术对建筑消防安全设施设备进行监测，并完成数据的采集及处理，根据用户的需求建立相应平台。同时还重点开发“智能型”消防产品，淘汰不能接入或者接入成本较大的的老旧消防产品。一般采用设备接口采集来自探测器、报警主机、消火栓、监控等设备的数据，对于区域消防设施、社会消防安全意识、建筑自身的设计情况等需要现场调研与问卷调查等关系到区域消防安全的因素并未涉及。

(2)数据应用不够充分

目前的“智慧消防”平台，采集的数据主要为消防设施设备维保、消防救援作战指挥等工作服务，利用数据对火灾隐患进行智能识别与整改跟踪、既有建筑与区域消防安全的综合性分析评价等工作并未开展，数据利用不够充分。

(3)评估对象单一

目前的“智慧消防”平台，主要针对城市综合体、工业园区、城中村等单一功能区域进行监管，并未开发针对所有功能区域的综合性平台，评估对象单一。

(4)评估方法复杂

目前，我国现行火灾风险半定量评估方法大多较为复杂，涉及到较复杂的理论基础，部分模型在进行定性与定量转化的过程中需要引入大量的计算，对于既有建筑火灾风险评估来说，推行的难度较大。因此，需要设计一个科学合理、应用简便的既有建筑火灾风险评估体系，降低既有建筑火灾风险。

发明内容

本发明的目的是要提供一种既有建筑消防安全评估方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

本发明通过指标权重计算和指标分值处理对评估指标进行量化处理，其中所述指标权重计算采用层次分析法，所述指标分值处理通过数据采集并无量纲化，并通过模糊集值法对专家打分数据进行统计，从而构建评估指标体系量化指标，获得消防安全水平。

进一步，所述层次分析法包括以下步骤：

S1：从层次分析法的起始目标出发，即建立所评估系统的评估模型；

S2：在分析因素的基础上构建判断矩阵；

S3：计算不同层次的不同因素的权重，进而得知每个因素占总体的重要性程度；

S4：进行一致性检验。

进一步，所述模糊集值法为：

对于评估指标u_i，由评估专家p_j依据其评估标准和对该指标有关情况的了解给出一个特征值区间[a_ij,b_ij]，由此构成一集值统计系列：[a_i1,b_i1]，[a_i2,b_i2]，…，[a_ij,b_ij]，…，[a_mq,b_mq]，见表1-1。

则评估指标的特征值可按下式进行计算，即

式中i＝1,2,…,m；

j＝1,2,…,q。

本发明的有益效果是：

本发明是一种既有建筑消防安全评估方法，与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)评估结果可量化

本发明采用了可量化区域火灾风险评估结果的方法，可对不同单位、区域的火灾风险进行横向比较。

(2)采集数据与采集方法全面

本发明采用平台导入、现场调研、设备接口接入、问卷调查等方式采集的数据，数据包含关系到区域及区域内既有建筑消防安全水平的所有信息，采集的数据与采集的方法更全面。

(3)数据应用领域较广

本发明可对火灾隐患进行智能识别，根据系统预置的决策库提出初步的整改方案，再在后台进行人工审核。同时，采用层次分析法对所有采集的信息进行权重打分，分析得出各项指标的分值与危险分布GIS地图，得出区域及既有建筑单位的消防安全水平评估结论。可应用于城市建设规划、城市消防规划、火灾风险监管、火灾保险实施等各方面。

(4)评估对象丰富

本发明对城市综合体、工业园区、物流仓储、城中村、“三合一”场所、棚户区、轨道交通、易燃易爆危险品场所、文物建筑、高层建筑等既有建筑的功能区域分别设置风险指标体系，对不同功能区域可进行针对性的评估，评估对象更丰富。

(5)软件操作简便、使用人性化

本发明将“智慧消防”与既有建筑消防安全评估紧密结合，利用大数据进行精准评估，评估指标体系权重可自定义、评估对象的功能性能可选择、评估结果可筛选，软件易于操作，使用人性化。

具体实施方式

下面以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

定性分析方法是对分析对象的火灾危险情况进行系统、细致的检查，根据检查结果对其火灾危险性作出大致的评价。定性分析方法主要用于识别最危险的火灾事件，并对火灾风险给出大致的描述，但是难以给出火灾危险等级。

半定量的火灾风险评估方法主要用于确定主观不愿发生事件的相对危险，它以火灾风险分级系统为基础，通过对火灾危险源以及其他风险参数按照一定的原则赋值，然后通过数学方法综合得到系统值，从而估算出系统的相对火灾风险等级。该方法具有快捷简便的特点，目前使用最为广泛。其不足在于，该方法是按照特定类型建筑分级的，方法不具有普适性，且评估结果与研究者知识水平、以往经历和历史数据积累有关。

定量分析综合考虑建筑发生火灾事故的概率以及火灾产生的后果以风险大小衡量系统的火灾安全程度。它以系统发生事故的概率为基础，进而求出风险，以风险大小衡量系统的火灾安全程度，所以也称作是概率评价法。该方法需要依据大量数据资料和数学模型，通过统计计算进行科学评价。所以只有当数据较为充足时，才可以用定量评估方法进行法确定权重，最终得出半定量的评估结论，得出区域内既有建筑对应的火灾风险等级。

经过相应的对比分析，同时考虑实际情况，本报告选用半定量的火灾风险评定方法，本报告对评估指标进行量化处理，主要包括两个方面，一是指标权重计算；二是指标分值处理，分别采用层次分析法和模糊集值法得到相应结果。通过构建评估指标体系，由专家对评估指标进行打分，并通过模糊集值法对专家打分情况进行统计；

(1)层次分析法

层次分析法的诞生，主要是为了针对性的解决复杂系统内部多种因素之间的逻辑关系问题。应用层次分析法时，需要根据不同的分类规定对系统进行划分处理，划分后的因素之间必然存在某种所属关系，对不同因素之间的所属关系进行有序整理，最终可以得出系统中最底层因素与最高层目标相比较所占据的权重数值，进而明确各个因素的重要性。同时，从对最底层因素的分析中，我们可以得出完成系统目标的具体解决办法。下面将介绍层次分析法的具体流程：首先从层次分析法的起始目标出发，即建立所评估系统的评估模型；接着，在分析因素的基础上构建判断矩阵；其次，计算不同层次的不同因素的权重，进而得知每个因素占总体的重要性程度；最后则是进行一致性检验，一致性检验在层次因素的排序中是非常重要的。

①层次分析法是一种全面宏观的系统分析方法。层次分析法具有诸多优势，对于结构功能比较繁琐的研究对象，层次分析法能够先从宏观角度分析研究对象的整体规律，进而由点及面地分析其各个微观层面。因而，层次分析法很适用于深入研究复杂系统的总体目标与各层次因素之间的关系。层次分析法的重点在于系统目标会受到各个层次的各个因素的影响，各个层次的各个因素如果发生权重数值的变化，那么系统目标都会因此受到影响。值得一提的是，这个过程是可以量化的，而且非常方便。

②层次分析法是一种比较简单容易操作的方法。使用起来并不需要大量的数据，鉴于这种方法并不需要强大的数学功底，因此很多人喜欢使用。一般来说，人们为了实现系统总体目标时总是需要不断考虑可能存在的子目标，这种思路和层次分析法的思路如出一辙。当我们利用层次分析法得到子目标之间的关系，通过计算各个因素所占的权重，再经过一致性检验进而调整各个因素之间的相对重要度，便可以通过权重数值的计算去解决很多复杂的系统问题。

③层次分析法具有很高的使用价值。这种方法可以将复杂系统中需要进行具体决策的问题转化为多个层次的问题，并针对每个层次中的不同因素进行隶属关系分析，从而将一些原本不便于量化的问题以一种人们更能接受的方法进行处理。这里少不了应用到数学方法对构建的判断矩阵进行处理。这种方法汇合了既定性又定量的优点，且计算过程比较简单，人们掌握起来比较方便，就目前来说，所有的计算过程均可以利用电脑软件实现，减轻了人们的负担。

(2)模糊集值法

考虑到人为判断的不确定性和个体的认识差异，评分值的设计采用一个分值范围，由参加评估团队的人员，运用集体决策的思想，根据所建立的指标体系，按照对安全有利的情况，越有利得分越高，进行了评分，从而降低不确定性和认识差异对结果准确性的影响。然后根据模糊集值统计法，通过计算得出一个统一的结果。

模糊集值法的内容如下：

对于评估指标u_i，由评估专家p_j依据其评估标准和对该指标有关情况的了解给出一个特征值区间[a_ij,b_ij]，由此构成一集值统计系列：[a_i1,b_i1]，[a_i2,b_i2]，…，[a_ij,b_ij]，…，[a_mq,b_mq]，见表1-1。

则评估指标的特征值可按下式进行计算，即

式中i＝1,2,…,m；

j＝1,2,…,q。

表1-1评估指标特征值的估计区间

2.调研场所选取

(1)选取原则

调研对象的选择要求能够准确地、及时地、全面地、系统地认识客观事物并揭示其运动的内在规律性，并通过对事物及其规律性的认识来指导工作。在对一个地区进行消防安全风险评估过程中，涉及的对象范围较广，在实际工作中不能也不可能针对所有的对象进行调研，需要结合消防安全风险的实际情况，合理选择调研对象。报告将按以下原则选取调研对象：

①选取对象能够代表整个区域范围内存在火灾危险的社会面、区域及既有建筑；

②符合典型调查的选取要求。

(2)调研方法

调研是获取对象信息的最直接方式之一，而调研方法是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。

调研方法主要分为实地调研法、文献调研法、个案调研法等，其中实地调研法和文献调研法运用最多。

实地调研方法就是结合调研对象，在某一时间段到具体的地理位置进行实地调研的方法，其可以更为直观的了解调研对象。但如果调研对象范围较广或者需要用时很长，则需要对调研对象进行分解，选择重点对象或重点时间段进行调研。

文献调研法则是基于文献检索，搜集与调研对象相关的文献资料，通过对大量文献的寻找和搜集，得到与调研对象的相关信息，经过分析汇总形成文献调研资料，用于指导实际工作开展。

(3)调研场所确定

根据近年来火灾统计数据的分析、消防安全重点单位、火灾高危单位以及消防部门在日常工作中积累的经验与工作实际需要，选取了几类典型场所开展实地调研，一般包括城市综合体、工业园区、物流仓储、“城中村”、“三合一”场所、棚户区、轨道交通、易燃易爆危险品场所、高层建筑等。

3.指标体系建立和指标权重

评估指标体系包括区域指标体系、单位指标体系，其中区域指标体系由区域火灾形势、单位火灾形势、公共消防基础设施配置、灭火救援能力、社会消防安全管理等5个一级因素，以及对应的若干个二级、三级指标共同构成；单位指标体系由单位基本情况、建筑防火、消防设施设备、消防安全管理、灭火救援等5个一级因素，以及对应的若干个二级共同构成。

表1-2区域指标体系

表1-3单位指标体系

4.指标分值确定方法

针对确定下来的指标项，给出每一个指标具体采用的指标分值确认方法，一般包含基础资料输入法、现场调研法、问卷调查法、标准化消防数据采集法等。评分标准应为具体的数值、有标准可依据，不能使用模棱两可的主观判断。

(1)资料输入法：可文本的形式导入，软件自动提取关键项和数据，软件自动对照评分标准，给出分值及存在的问题项；

(2)现场调研法：现场调研可包含既有建筑基础信息、消防设计情况、存在的问题，软件中应有可选项，根据每一个建筑类型提示不同的输入项，记录每一个调研项目，软件自动对照评分标准给出每一个场所的分值，以及调研总体分值、存在的问题及风险点。

(3)问卷调查法：明确使用该方法得到的指标项，例如消防控制人员素质、公共消防安全意识等。

(4)标准化消防数据采集法：报警、灭火、消火栓等消防系统信息的采集、录入，注意采集之后的数据如何得分，应给出具体的评分标准。

表1-4区域指标体系指标的计算方法

注：1本表中各项三级指标评分的满分均为1；

2通过表中提供的“计算方法”得出计算值后，按“评分标准”进行判定。当满足“评分标准”时，评分计为1；不满足“评分标准”时：

(1)参考值为100时，按“计算值×0.01”确定相应指标的评分；

(2)参考值为100％时，按计算值转换成小数确定相应指标的评分；

(3)参考值为1时，相应指标的评分为0；

(4)参考值为其他时，按

确定相应指标的评分，当计算结果为负数时，评分为0。

3“2.1典型单位风险特征”对应三级指标的计算值为区域内该类单位的平均值。

4“4.3.1万人消防车拥有率”中的消防车，是指消防救援队、政府专职消防队以及消防战勤保障大队配备的灭火、举高、专勤、战勤保障等4类消防车，不包括超期服役的消防车辆和单位专职消防队的消防车辆。

表1-5区域指标体系指标权重值

注：各级指标的权重总和均为100。

表1-6单位指标体系指标及评分

注：1本表提供的评分仅供参考，可根据实际情况对指标项与评分进行调整；

2指标项不涉及时，该指标的评分计为满分。

5.风险分级

在运用层次分析法开展系统评估的过程中，实质上是针对底层指标对区域火灾风险的贡献值等级划分的过程。把每个底层指标的评价指标值无量纲化为若干等级，实质上就是根据评估人员的经验和不同的评价标准和相关法规，确定出这些指标所对应的火灾风险等级，最后计算出该区域的火灾风险等级。

根据火灾防控实际，在设定量化范围的基础上结合公安部2007年下发的《关于调整火灾等级标准的通知》中的火灾事故等级分级标准，将火灾风险分为四级，如表1-4所示。

火灾风险分级和火灾等级的对应关系为：

极高风险/特别重大火灾、重大火灾

高风险/较大火灾

中风险/一般火灾

低风险

表1-4风险分级量化和特征描述

注：“[”、“]”表示闭区间，即包括的意思。

针对火灾风险等级选用半定量火灾风险等级，即公安部2007年下发的《关于调整火灾等级标准的通知》中的火灾事故等级分级标准。

6系统模块

表1-7评估系统模块

7.报告导出

报告应包含软件处理、分析得到的结果，例如：

(1)收集到的各项评估内容资料及其分析：

按照分析方法给出不同的数据：区域基础信息、调研结果、问卷调研等

按照指标项情况给出对应的数据及结果

(2)存在的风险问题

(3)评估结论：包括各分项评估分数、总评估分数及消防安全形势评估等级

(4)对策、措施及建议。

综上，本发明的实施方法包括以下步骤：

S1：通过软件系统导入区域基础信息，包括：区域发展程度(人口密度、人均区域生产总值、建成区比例、建设用地属性指数、产业结构指数)，区域历史火灾数据(万人火灾发生率、十万人火灾死亡率、亿元GDP火灾损失率)，公共消防基础设施(消防规划、消防站、消防通信、消防供水、消防车通道、应急疏散)，灭火救援能力(消防力量体系、灭火救援预案、消防装备、灭火救援应急联动、消防经费投入)，社会消防安全管理(消防法制建设、消防宣传普及水平、火灾预警能力、社会消防安全治理、单位自主管理)。

S2：通过平台导入既有建筑单位的基础信息，包括：既有建筑的使用功能、年限、标准、分类、耐火极限，消防工作组织的相关部门与人员信息、建筑消防安全管理资料。

S3：通过调研人员手机APP在现场上传既有建筑单位的调研信息，包括：总平面布置与消防救援、平面布置、防火构造、安全疏散、灭火设施、防排烟设施、电气及火灾报警设施、建筑装修装饰、建筑防爆。软件内置相关调研规范，用户在现场调研的过程中，可根据软件提示进行相关选项选择。

S4：通过报警主机接口上传既有建筑单位的设备信息。

S5：通过平台导入或手机APP问卷调查信息，包括消防控制人员素质、公共消防安全意识等。

S6：通过软件后台预设与用户自定义设置相结合，设置上述所有信息的指标体系与权重，根据打分结果确定火灾风险的分级。

S7：软件内置GIS地图，根据上一步的数据分析，在地图上标记出高风险区域，同时用户可根据需要进行相关指标的筛选。

标记高风险的依据是：对各项指标进行评分，在GIS地图中标记出分数低于60分的指标，即为高风险区域。

S8：针对第6步的数据分析，提供关键因素的风险评价，呈现结果以饼图、柱状图、曲线图等形式。

关键因素指一级指标，给出各项一级指标对应分数连续几个月或季度或年度的趋势变化。

S9：针对第6步的数据分析，根据AI识别，初步提出整改方案，后台进行人工审核，用户可根据整改情况上传跟进记录。

将公司已完成既有建筑消防安全评估业务项目中所有问题及对应的整改方案录入系统，作为软件系统的知识库。在软件应用过程中，根据呈现的问题，在知识库中自动获取初步整改方案。经人工审核后的问题+整改方案作为新的内容录入知识库，对知识库进行完善。

S10：针对第6步的数据分析，用户根据需要筛选与导出相关既有建筑与区域的整体评估结果。

S11：系统提供用户权限的设置功能。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种既有建筑消防安全评估方法，其特征在于：通过指标权重计算和指标分值处理对评估指标进行量化处理，其中所述指标权重计算采用层次分析法，所述指标分值处理通过数据采集并无量纲化，并通过模糊集值法对专家打分数据进行统计，从而构建评估指标体系量化指标，获得消防安全水平。

2.根据权利要求1所述的既有建筑消防安全评估方法，其特征在于：所述层次分析法包括以下步骤：

S1：从层次分析法的起始目标出发，即建立所评估系统的评估模型；

S2：在分析因素的基础上构建判断矩阵；

S3：计算不同层次的不同因素的权重，进而得知每个因素占总体的重要性程度；

S4：进行一致性检验。

3.根据权利要求1所述的既有建筑消防安全评估方法，其特征在于：所述模糊集值法为：

对于评估指标u_i，由评估专家p_j依据其评估标准和对该指标有关情况的了解给出一个特征值区间[a_ij,b_ij]，由此构成一集值统计系列：[a_i1,b_i1]，[a_i2,b_i2]，…，[a_ij,b_ij]，…，[a_mq,b_mq]，见表1-1。

则评估指标的特征值可按下式进行计算，即

式中i＝1,2,…,m；

j＝1,2,…,q。