模糊综合评价法

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建筑火灾风险评估模型
对建筑火灾安全进行综合评估是对一个复杂系统 的评估,涉及的内容较多 涉及的内容较多,考虑的因素也比较广泛 的评估 涉及的内容较多 考虑的因素也比较广泛 建立的评估指标体系是否合理和科学,关系到 。建立的评估指标体系是否合理和科学 关系到 能否发挥评估的作用和功能。本文遵循系统性、 能否发挥评估的作用和功能。本文遵循系统性、 综合性、科学性和适用性等原则,在借鉴了以往 综合性、科学性和适用性等原则 在借鉴了以往 建筑火灾评估指标体系的大量研究基础上,根据 建筑火灾评估指标体系的大量研究基础上 根据 专家意见和笔者的研究,按照火灾发展不同的时 专家意见和笔者的研究 按照火灾发展不同的时 间阶段,分别确定了四个阶段评估模型的指标体 间阶段 分别确定了四个阶段评估模型的指标体 并用层次分析法确定了权重。 系,并用层次分析法确定了权重。 并用层次分析法确定了权重
R≈(0.10,0.18,0.28,0.30,0.14),根据最大隶属度原则 该建筑火灾自动扑救 根据最大隶属度原则,该建筑火灾自动扑救 R≈ 根据最大隶属度原则 阶段的火灾风险为较差。 阶段的火灾风险为较差。
R≈(0.11,0.21,0.31,0.26,0.11),根据最大隶属度原则 该建筑火灾消防员手动扑救阶 根据最大隶属度原则,该建筑火灾消防员手动扑救阶 R≈ 根据最大隶属度原则 段的火灾风险为一般。 段的火灾风险为一般。
ui
4、确定评价因素的权向量 、
在模糊综合评价中， 在模糊综合评价中， 确定评价因素的权向量 权向量A中 ：A = ( a , a ,LL, a ) 。权向量 中 的元素 ai 本质上是因 素 ui 对模糊子 {对被评事物重要的因素 }的 隶属度。 隶属度。本文使用层次分 析法来确定评价指标间的 相对重要性次序。 相对重要性次序。从而确 定权系数， 定权系数，并且在合成之 前归一化。 前归一化。即
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蔡琳祥 刘俊峰
目录
一、 模糊综合评价方法评价步骤
二、 层次分析法确定权重的步骤
三、模糊综合评估法在建筑火灾中的应用
模糊综合评价法简介 模糊综合评价法简介 模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合 评标方法。 评标方法。该综合评价法根据模糊数学的隶属度 理论把定性评价转化为定量评价， 理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学 对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体 的评价。它具有结果清晰,系统性强的特点 系统性强的特点,能较 的评价。它具有结果清晰 系统性强的特点 能较 好地解决模糊的、难以量化的问题,适合各种非 好地解决模糊的、难以量化的问题 适合各种非 确定性问题的解决。 确定性问题的解决。
2、具体实际应用 、
选用某百货大厦作为 实例,应用本文建立的基 实例 应用本文建立的基 于多层次模糊综合评判的 建筑火灾风险评估模型对 该建筑进行评估,以下为 该建筑进行评估 以下为 各评估指标的大小。 各评估指标的大小。
根据表5中的数值 得到各 根据表 中的数值,得到各 中的数值 单因素评价集的模糊矩阵 Ri,再求出 然后得到火 再求出Bi,然后得到火 再求出 灾发生阶段的评判矩阵R 灾发生阶段的评判矩阵 。
一、 模糊综合评价方法评价步骤
1 2
确定评价对象的因素论域
确定评语等级论域
3 4 5
建立模糊关系矩阵
确定评价因素的权向量
合成模糊综合评价结果向量
6
模糊综合评价结果向量分析
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权重
求权重是综合评价的关键。 求权重是综合评价的关键。层次分析法是一 种行之有效的确定权系数的有效方法。 种行之有效的确定权系数的有效方法。特别 适宜于那些难以用定量指标进行分析得复杂 问题。 问题。它把复杂问题中的各因素划分为互相 联系的有序层使之条理化， 联系的有序层使之条理化，根据对客观实际 的模糊判断， 的模糊判断，就每一层次的相对重要性给出 。 定量的表示， 定量的表示，再利用数学方法确定全部元素 相对重要性次序的权系数。 相对重要性次序的权系数。
1 2 p
∑a
i =1
p
i
=1
ai ≥ 0
i = 1, 2, LL , n
5、合成模糊综合评价结果向量 、
利用合适的算子将A 利用合适的算子将 与各被评事物的B进行合 与各被评事物的 进行合 成，得到各被评事物的模 糊综合评价结果向量B即 糊综合评价结果向量 即 ：
r 11 r 21 Ao R =( a1, a2,L , ap ) L L rp1
1、确定评价对象的因素论域
个评价指标，
2、确定评语等级论域 、
v = {v1 , v2 ,LL, v p }
即等级集合。每一个等级可对应一个模糊子集。
ui
3、建立模糊关系矩阵 、
在构造了等级模糊子 集后， 集后，要逐个对被评事物 从每个因素 u ( i = 1, 2 , L L , p ) 进行量化， 上进行量化，即确定从单 因素来看被评事物对等级 模糊子集的隶属度 ( R | ui ) ，进而得到模糊关系矩阵 ： R| u1 r r L rm 11 12 1 R| u r r L r 2 21 22 2m R= = L L L L L R| up rp1 rp2 L rpmpm .
3、结论分析 、
通过现场检查、 通过现场检查、试验和调 试等手段,利用上述的建 试等手段 利用上述的建 筑火灾风险评估模型,对 筑火灾风险评估模型 对 该建筑火灾风险的各项指 标分别进行模糊综合评判 ,得出各单元、各阶段的 得出各单元、 得出各单元 火灾风险情况,从而确定 火灾风险情况 从而确定 了该建筑火灾风险评估的 结果为“一般” 该建筑 结果为“一般”,该建筑 可以继续使用。 可以继续使用。
1. 3
自动扑救阶段模型
自动扑救阶段模型是为了 评估自动扑救阶段结束时 的火灾发展情况而建立的 因素中,自动报警阶段 。因素中 自动报警阶段 火灾发展情况是指在上阶 段评估中得到的结果,也 段评估中得到的结果 也 就是所评价建筑火灾发生 后自动报警阶段的火灾发 展后果,它反映的是自动 展后果 它反映的是自动 扑救阶段评估的火灾初始 状态。 状态。
根据最大隶属度原则,该建筑火灾发生阶段的火灾风险为一 根据最大隶属度原则 该建筑火灾发生阶段的火灾风险为一 以下各阶段的计算方法、过程均与此相同。 般。以下各阶段的计算方法、过程均与此相同
R≈(0.13,0.28,0.34,0.15.0.1),根据最大隶属度原则 该建筑火灾自 根据最大隶属度原则,该建筑火灾自 R≈ 根据最大隶属度原则 动报警阶段的火灾风险为一般。 动报警阶段的火灾风险为一般。
i
矩阵R中第 行第 列元素， 矩阵 中第i行第 列元素，表示某个被评事 中第 行第j列元素 物 i 从因素来看对 j 等级模糊子 集的隶属度
u
v
一个被评事物在某个因素 方面的表现， 方面的表现，是通过模糊向量
来刻画的， 来刻画的，而在其他评价方法中多是由一个 指标实际值来刻画的，因此， 指标实际值来刻画的，因此，从这个角度讲 模糊综合评价要求更多的信息。 模糊综合评价要求更多的信息。
其中 是由
的第 与
r L rm 12 1 r22 L r2m =( b ,b2,L ,bm) = B L 1 L L L rp2 L rpm
列运算得到的，它表示被评事物从整体上看对
等级模糊子集的隶属程度。
6、对模糊综合评价结果向量进行分析 、 实际中最常用的方法是最大隶属度原则， 实际中最常用的方法是最大隶属度原则，但 在某些情况下使用会有些很勉强， 在某些情况下使用会有些很勉强，损失信息很多 甚至得出不合理的评价结果。 ，甚至得出不合理的评价结果。提出使用加权平 均求隶属等级的方法， 均求隶属等级的方法，对于多个被评事物并可以 依据其等级位置进行排序。 依据其等级位置进行排序。
1. 4
消防员手动扑救阶段模型
影响因素中,自动扑救 影响因素中 自动扑救 阶段火灾发展情况是指在 上阶段评估中得到的结果 ,也就是所评价建筑火灾 也就是所评价建筑火灾 经过了自动扑救阶段后的 火灾发展情况,它反映的 火灾发展情况 它反映的 是消防员手动扑救阶段评 估的火灾初始状态。 估的火灾初始状态。
二、 层次分析法确定权重的步骤
1、确定目标和评价因素 、
个价指标，
2、构造判断矩阵
。
3、计算判断矩阵 、
三、模糊综合评估法在建筑火灾中的应用
建筑火灾风险本身是一个模糊概念,即本身不存在确定的数量界限 同时建筑 建筑火灾风险本身是一个模糊概念 即本身不存在确定的数量界限,同时建筑 即本身不存在确定的数量界限 的火灾风险受多个因素的影响,其影响因素有着较多的关联性、 其影响因素有着较多的关联性 的火灾风险受多个因素的影响 其影响因素有着较多的关联性、层次性和多 目标性,并在火灾不同阶段起着不同的作用 这时候,将模糊数学方法应用到建 并在火灾不同阶段起着不同的作用,这时候 目标性 并在火灾不同阶段起着不同的作用 这时候 将模糊数学方法应用到建 筑的火灾风险评估就很有必要。常用的建筑火灾风险模糊综合评估方法,是 筑的火灾风险评估就很有必要。常用的建筑火灾风险模糊综合评估方法 是 在确定了评估指标体系和指标权重后,对建筑的火灾风险进行评估 对建筑的火灾风险进行评估,得到结果 在确定了评估指标体系和指标权重后 对建筑的火灾风险进行评估 得到结果 反映出建筑的火灾风险状况,这种方法简单易行 实用性强,能较好反映火灾结 这种方法简单易行,实用性强 反映出建筑的火灾风险状况 这种方法简单易行 实用性强 能较好反映火灾结 然而,这种方法对火灾过程的描述很少 不能很好的反映出火灾发生、 这种方法对火灾过程的描述很少,不能很好的反映出火灾发生 果。然而 这种方法对火灾过程的描述很少 不能很好的反映出火灾发生、发 熄灭的过程中的情况,对火灾的描述不够详细 对火灾的描述不够详细。 展、熄灭的过程中的情况,对火灾的描述不够详细。如果能对火灾的各个过 程进行评估,就能很好的反映出火灾中的各环节情况 方便分析出较差的环节, 程进行评估 就能很好的反映出火灾中的各环节情况,方便分析出较差的环节 就能很好的反映出火灾中的各环节情况 方便分析出较差的环节 为科学决策提供重要依据,选择有针对性的方案 选择有针对性的方案,更有效地减小建筑火灾风险 为科学决策提供重要依据 选择有针对性的方案 更有效地减小建筑火灾风险 所以,本文提出一种按照火灾进展阶段进行风险评估的方法 本文提出一种按照火灾进展阶段进行风险评估的方法。 。所以 本文提出一种按照火灾进展阶段进行风险评估的方法。从建筑发生 火灾开始,按照事故的时序发展过程 可以分为以下阶段:火灾发生阶段 按照事故的时序发展过程,可以分为以下阶段 火灾发生阶段、 火灾开始 按照事故的时序发展过程 可以分为以下阶段 火灾发生阶段、自动 报警阶段、自动扑救阶段、消防员手动扑救阶段。 报警阶段、自动扑救阶段、消防员手动扑救阶段。采用这种分阶段的评估方 法,能评估出火灾发生、发展的各阶段的情况,对火灾情况做出更详尽的描述 能评估出火灾发生、发展的各阶段的情况 对火灾情况做出更详尽的描述 能评估出火灾发生 通常,衡量风险时主要考虑三种后果类型 人员风险,财产风险 环境风险,本 衡量风险时主要考虑三种后果类型:人员风险 财产风险,环境风险 。通常 衡量风险时主要考虑三种后果类型 人员风险 财产风险 环境风险 本 文仅进行了财产风险的研究。 文仅进行了财产风险的研究。