基于事故树的公共建筑火灾风险评价方法研究改进层次分析法在公共建筑火灾风险分析中的应用.docx

基于事故树的公共建筑火灾风险评价方法研究改进层次分析法在公共建筑火灾风险分析中的应用 随着我国经济的发展，不同规模的商业建筑逐渐增多，这对该类型公共交通人员的火灾安全提出了更高的要求。如何更好地分析公共交通的风险尤为重要。目前，建筑火灾风险分析的应用方法主要包括古斯塔夫火灾风险分析、模糊综合评价法、事件树、事件树、层析分析法等。其中，基于事件剖面的事件剖面分析的应用较多，定性分析的应用较少。在层析分析的方法中，重要的是要确定分析结果，并建立结构评价矩阵通常受到人类的主观因素的影响。在这项工作中，我们试图将定性分析树的定性分析与层次分析法的定量分析相结合，克服这两种分析法的不足，对公共火灾的风险分析和其他领域的风险评价都有重要意义。 奥运场馆是一种重要的公共场所, 每四年举办一次的奥运会引起了公众高度的重视.但是, 许多火灾案例的发生对奥运场馆的安全工作敲响了警钟.1985年5月11日, 英国布拉德福市足球场起火, 造成56人死亡, 250多人受伤.国家体育场、国家游泳中心、北京大学体育馆等重要场馆的火灾安全引起了消防工程师的高度重视.这些场馆的特点可以总结为三点:高密度人群、高大空间以及复杂结构, 这些特点显示了这些场馆的火灾风险评价的重要性. 1 基本原则 1.1 基本事件结构重要度的求法 所谓事故树, 就是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树.事故树遵循逻辑分析原则 (即从结果分析原因的原则) , 相关事件 (节点) 之间用逻辑门连接.利用事故树对事故进行预测的方法称为事故树分析法. 在事故树中, 如果所有的基本事件都发生则顶上事件必然发生.但是在很多情况下并非如此, 而是只要某些基本事件组合在一起就可以导致顶上事件发生.能够导致顶上事件发生的基本事件集合叫做割集.在一个事故树中, 割集的数目可能有很多, 而导致顶上事件发生的最低限度的基本事件集合称为最小割集.在事故树中, 最小割集表明哪些基本事件组合在一起可以使顶上事件发生, 为人们指明事故发生模式.相反地, 有一组基本事件不发生, 顶上事件就不会发生, 这一组基本事件集合叫做径集.径集表示系统不发生故障而正常运行的模式, 凡是不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合叫最小径集.在事故树中, 一个最小径集表示顶上事件不发生的可能性就有一种.最小径集越多, 顶上事件不发生的途径就越多, 系统也就越安全. 最小割集和最小径集的求法有许多种, 常用的为布尔代数化简法和行列法, 其中最小径集的求法是利用最小径集与最小割集的对偶性, 首先画事故树的对偶树, 即成功树.求成功树的最小割集, 就是原事故树的最小径集.成功树的画法是将事故树的“与门”与“或门”相互转换, 并把全部事件的发生变成不发生, 就是在所有事件上都加“′”, 使之变成原事件补的形式.经过这样变换后得到的树形就是原事故树的成功树. 事故树是由众多基本事件构成的, 这些基本事件对顶上事件均产生影响, 但影响程度是不同的.在假设各基本事件的发生概率相等的情况下, 可分析这些基本事件对顶上事件发生所产生的影响程度, 即基本事件结构重要度.基本事件结构重要度的求法如下式: 式中k为事故树包含的最小割 (径) 集数目;m为包含第i个基本事件的最小割 (径) 集数目;Rj为包含第i个基本事件的第j个最小割 (径) 集中基本事件的数目. 1.2 层次模型中各因素权重的确定 层次分析法是美国运筹学家Saaty等人于20世纪70年代中期提出的一种系统分析方法, 其基本原理是把复杂系统分解成目标、准则、方案等层次, 在此基础上进行定性和定量分析的决策.它把人的决策思维过程层次化、数量化、模型化, 并用数学手段为分析、决策提供定量的依据, 是一种对非定量事件进行定量分析的有效方法. 层次分析的模型一般由最高层 (目标层) 、若干中间层 (准则层) 、最底层 (指标层) 组成.在层次模型中, 分析问题所包含的因素及其相互关系, 将有关的各个因素按照不同的属性自上而下地分解成若干层次.同一层次的各个因素从属于上一层的因素或受下一层因素的作用. 在层次结构中, 对从属于上一层的某个因素的同层各个因素进行两两比较, 比较其相对于上层某因素的重要程度, 并按事前规定的标度定量化, 构成矩阵形式, 即判断矩阵.判断矩阵中各元素的数值有多种标度方法, 一般采用1～9标度法确定, 判断矩阵标度及其含义表见表1. 构造出上述的比较判断矩阵后, 即可计算出判断矩阵的最大特征根及其相对应的特征向量和各个因素的相对权重, 具体的步骤详见文献. 2 采用事故树建立层析模型 2.1 顶事件构造事故树 公共建筑火灾对人员造成伤亡主要是由于火灾控制失败以及人员疏散逃生失败这两面的原因.本文以公共建筑火灾造成人员伤亡为顶上事件构造事故树, 分析造成火灾及人员伤亡