【正文】 fire situation, city and crowded places fire decreased, pared with the 2021 data, the accuracy rate reaches above 98%, forecast result accords with the basic conditions, to provide the necessary theoretical support for the fire safety management on the development law of fire. Keywords: grey system theory fire forecast (1,1) model 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 1 章 緒論 火災(zāi)是當(dāng)今世界上嚴(yán)重威肋、人類生存和發(fā)展的常發(fā)性災(zāi)害之一，具有發(fā)生頻率高、時(shí)空跨度大、造成的損失與危害嚴(yán)重等特點(diǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球每年發(fā)生火災(zāi) 600 萬一 700 萬起，火災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失可以達(dá)到全球社會(huì)生產(chǎn)總值的 0. 2%，死亡人數(shù)高達(dá) 10 萬人 [1]。近些年來， 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，火災(zāi)給人類帶來的損失越來越大，而不同區(qū)域或方面的火災(zāi)情況，具有不同的火災(zāi)特點(diǎn)，人們望能對火災(zāi)不同方面進(jìn)行 預(yù)測，從而防患于未然。對于農(nóng)村和人員聚居地就具有不同的特點(diǎn)，農(nóng)村的火災(zāi)，由于歷史原因很長時(shí)間內(nèi)被忽略，而人員聚居場所的火災(zāi)危險(xiǎn)性更大。可以用預(yù)測理論根據(jù)其發(fā)展的趨勢，通過建立預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測。又由于火災(zāi)發(fā)生包含著一定的已知因素和未知因素，因此，灰色系統(tǒng)理論中的災(zāi)變預(yù)測可以對火災(zāi)的發(fā)生進(jìn)行預(yù)測。 灰色預(yù)測法就是一種以事故的歷史和現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，以調(diào)查研究資料和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料為依據(jù)，在對事物發(fā)展進(jìn)行深入的定性分析和嚴(yán)密的定量計(jì)算的基礎(chǔ)上，研究并認(rèn)識(shí)事物的發(fā)展規(guī)律，進(jìn)而對事物的未來變化預(yù)先作出科學(xué)的推測。 灰色預(yù)測對 分析當(dāng)前或者未來一段時(shí)間在現(xiàn)有條件下的事故發(fā)展趨勢，同時(shí)合理制定以后火災(zāi)事故措施具有重要意義。 預(yù)測未來事故發(fā)生的趨向，把火災(zāi)事故管理的“被動(dòng)”管理變?yōu)椤爸鲃?dòng)”安全管理，針對性的采取預(yù)防措施，以便減少事故的發(fā)生率，這就是本文中提出的火災(zāi)事故預(yù)測模型需要解決的問題。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 1982 年，鄧聚龍教授創(chuàng)立了灰色系統(tǒng)理論，以少數(shù)據(jù)、貧信息不確定問題為研究對象 [2]?；疑到y(tǒng)理論主要是對“部分”已知信息的生成、開發(fā)，提取有價(jià)值信息，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行行為、演化規(guī)律的正確描述和有效監(jiān)控[3] 。 周愛桃和景國勛等人在《改進(jìn)灰色預(yù)測模型在火災(zāi)事故預(yù)測中的應(yīng)用》哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 中主要研究了 GM (1,1)模型預(yù)測事故模型的改進(jìn)方法，并用 Matlab 語言編程的方法對數(shù)據(jù)做了處理，結(jié)果表明用該方法預(yù)測得到的數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)非常接近 [4]。 劉小舟在《灰色系統(tǒng)理論在火災(zāi)預(yù)測中的應(yīng)用》中闡述了灰色理論中災(zāi)變預(yù)測的特點(diǎn)和其建設(shè)過程，并將其用于火災(zāi)預(yù)測之中 [5]。 劉思峰和岳洪江在《灰色系統(tǒng)理論的發(fā)展、應(yīng)用與擴(kuò)散特征研究》中通過采集中國期刊網(wǎng)數(shù)據(jù)庫題目中含有灰色系統(tǒng)的文獻(xiàn)，對 20 世紀(jì) 80 年代初以來灰色系統(tǒng)研究成果的規(guī)模和 增長態(tài)勢、主要研究機(jī)構(gòu)、期刊、主題和學(xué)科分布結(jié)構(gòu)，文獻(xiàn)的產(chǎn)生方式、高被引成果等進(jìn)行分析，揭示了我國灰色系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展、擴(kuò)散特征以及存在的問題 [6]。 賈水庫和溫曉虎等人在《灰色系統(tǒng)理論在城市火災(zāi)事故預(yù)測中的應(yīng)用》中針對城市火災(zāi)事故發(fā)生的特點(diǎn)，根據(jù)灰色理論的基本原理和特性，建立了城市火災(zāi)事故灰色理論預(yù)測模型，將城市火災(zāi)事故分為了高峰期 (春節(jié) )和非高峰期兩個(gè)時(shí)段并分別進(jìn)行精確預(yù)測城市火災(zāi)事故。準(zhǔn)確度很高。 [7] 張?jiān)讫埡蛣⒚凇痘疑?GM(1,1)模型在火災(zāi)事故預(yù)測中的應(yīng)用》中針對全國火災(zāi)事故的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，利用灰 色系統(tǒng)理論在不確定因素預(yù)測領(lǐng)域的優(yōu)勢，建立了一個(gè)火災(zāi)事故預(yù)測的 GM(1}1)模型 .論述了模型的建立和求解過程，用實(shí)例闡述了灰色預(yù)測模型的應(yīng)用和局限性 .結(jié)果表明，模型比較合理地反應(yīng)災(zāi)害事物的發(fā)展趨勢，為分析火災(zāi)事故規(guī)律和有效預(yù)測提供了科學(xué)的方法 [8]。 丁敏和崔琳在《基于灰色層次分析的高層建筑火災(zāi)隱患評估》中分析高層建筑的火滅隱患，采用層次分析方法確定高層建筑火滅危險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系，并計(jì)算各影響因素的權(quán)重。提出將灰色系統(tǒng)理論與層次分析法相結(jié)合的分析方法，根據(jù)專家對評價(jià)指標(biāo)的打分分值，確定了各評價(jià)指標(biāo)的灰色評價(jià)權(quán) 向量和權(quán)矩陣。證明此方法在高層火災(zāi)安全評價(jià)領(lǐng)域具有可行性[9]。 劉海生和張鑫磊等人在《基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的全國火災(zāi)形勢綜合評價(jià)與預(yù)測》中運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析方法，借助統(tǒng)計(jì)軟件，對火災(zāi)數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的分析和研究。同時(shí)，針對火災(zāi)事故的特點(diǎn)，根據(jù)灰色理論的原理和特性，建立了火災(zāi)事故灰色系統(tǒng)預(yù)測模型，能夠?qū)θ珖幕馂?zāi)形勢進(jìn)行綜合評價(jià)，為消防安全管理部門探究火災(zāi)規(guī)律提供必要的理論支持 [10]。 劉洪義等人在《基于灰色系統(tǒng)理論的加油站火災(zāi)事故預(yù)測》中通過對加油站的火災(zāi)預(yù)測以及發(fā)展趨勢，為相關(guān)部門預(yù)測加油站火災(zāi)規(guī)律提供理論依據(jù) [11]。 同時(shí)，還有一批國內(nèi)學(xué)者對火災(zāi)事故評價(jià)進(jìn)行了多方面的研究，得到了諸多有意義的成果 [1217]。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 國外研究現(xiàn)狀 羅森鮑姆 運(yùn)用 灰色系統(tǒng)方法 研究 影響邊坡失穩(wěn)的因素之間的相互作用 ， 說明 運(yùn)用 灰色系統(tǒng)方法 方法 來預(yù)測邊坡穩(wěn)定狀態(tài)中的應(yīng)用 是成功的 [18]。 柯克（ . Kirk）運(yùn)用 灰色系統(tǒng)理論 解決 機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測磨粒識(shí)別分析 費(fèi)時(shí)的問題 。 通過設(shè)定不同的參數(shù)權(quán)重， 確定研究的權(quán)重因子，模糊邏輯已經(jīng)被應(yīng)用。這項(xiàng)研究表明，一個(gè)灰色系統(tǒng) 的運(yùn)用 可以用來 使 分類的磨損顆粒滿意 [19]。 潘特納加用灰色系統(tǒng)理論提出了探討輸入輸出關(guān)系不清，不確定的機(jī)制和信息不足。收集了恰爾肯德邦 的 提萊雅壩流域 1993 年 –1997 已被用于與微分水 文灰色預(yù)測模型的開發(fā) 的數(shù)據(jù) 。模型的性能已經(jīng)通過定性和定量評價(jià)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。較低的各種誤差指標(biāo)值和較高的相關(guān)指標(biāo)值確定的模型預(yù)測研究區(qū)暴雨徑流與合理的準(zhǔn)確率 [20]。 研究目的和意義 為了盡可能減少人員聚集場所和農(nóng)村火災(zāi)發(fā)生的概率，降低火災(zāi)發(fā)生后的傷亡后果、財(cái)產(chǎn)損失及社會(huì)影響，本文把研究對象定為農(nóng)村、城市、人員聚集場所的人口火災(zāi)發(fā)生率。防止出現(xiàn)惡性事故，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，便成為本文開展研究分析的主線。 我國的消防方針是“預(yù)防為主，防消結(jié)合”，消防的重點(diǎn)在“防”。無論是消防薄弱的農(nóng)村，還是 人員密集的城市，還是人員聚集場所自身，都可以通過評估了解并掌握此類場所數(shù)據(jù)，確定人口火災(zāi)發(fā)生率，為預(yù)防和控制火災(zāi)的發(fā)生增加消防安全水平提供科學(xué)的依據(jù)，同時(shí)防止執(zhí)法部門工作的盲目性，減少公共娛樂場所管理者決策過程中的主觀性。 現(xiàn)階段我國正處在構(gòu)建和諧社會(huì)，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，火災(zāi)必將被作為一種不容忽視的災(zāi)害加以杜絕。人員聚集場所容易發(fā)生火災(zāi)、災(zāi)后傷亡損失嚴(yán)重，而建設(shè)新農(nóng)村，更是把農(nóng)村建設(shè)提升到國家的高度。本文當(dāng)前的火災(zāi)形式進(jìn)行預(yù)測和分析，為降低火災(zāi)損失作出應(yīng)有的貢獻(xiàn) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 主要研究內(nèi)容 論文在 以往火災(zāi)事故預(yù)測分析方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)火災(zāi)事故發(fā)生的特點(diǎn)，對全國的人員聚集場所、城市和農(nóng)村的火災(zāi)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，運(yùn)用灰色預(yù)測模型對人員聚集場所和農(nóng)村人口火災(zāi)發(fā)生率進(jìn)行預(yù)測及分析，為火災(zāi)事故管理提供了有力的理論依據(jù)及參考數(shù)據(jù)，同時(shí)也將灰系統(tǒng)理論的應(yīng)用拓展到新的領(lǐng)域。本論文主要開展以下幾個(gè)方面的理論研究與實(shí)際工作 : （ 1 了解灰色系統(tǒng)理論的發(fā)展?fàn)顩r及其在火災(zāi)事故預(yù)測中的應(yīng)用情況 （ 2 了解灰色系統(tǒng)的基本理論，灰色預(yù)測模型五步建模思想及過程。 （ 3）對全國人員聚集場所。城市和農(nóng)村火災(zāi)事故起數(shù)、死亡人數(shù)、傷亡人數(shù) 及其它統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行收集整理及分析。 （ 4）結(jié)合全國人員聚集場所、城市和農(nóng)村的具體數(shù)據(jù)，運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論中的灰色 GM(l,l)模型預(yù)測全國人員聚集場所、城市和農(nóng)村人口火災(zāi)發(fā)生率。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 2 章 灰色系統(tǒng)理論及模型綜述 灰色系統(tǒng)理論的產(chǎn)生與發(fā)展動(dòng)態(tài) 1982 年，北荷蘭出版公司出版的“ Systems amp。 Control Letters” (系統(tǒng)與控制通訊 )期刊上發(fā)表了我國學(xué)者鄧聚龍教授的第一篇灰色系統(tǒng)理論論文“灰色系統(tǒng)的控制問題”（ The Control Problems of Grey Systems ） ,1982 年《華中工學(xué)院學(xué)報(bào)》第三期上發(fā)表了鄧聚龍教授的第一篇灰色系統(tǒng)論文“灰色控制系統(tǒng)”，標(biāo)志著灰色系統(tǒng)理論這一新興橫斷學(xué)科經(jīng)過其創(chuàng)始人鄧聚龍教授多年卓有成效的努力，開始問世 .這一新理論剛一誕生，就受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和廣大實(shí)際工作者的極大關(guān)注，不少著名學(xué)者和專家給予充分肯定和支持，許多中青年學(xué)者紛紛加入灰色系統(tǒng)理論研究行列，以極大的熱情開展理論探索及在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用研究工作，目前，英國、美國、德國、日本、澳大利亞、加拿大、奧地利、俄羅斯、臺(tái)灣、香港、聯(lián)合國等國家、地區(qū)及國際組織有許多知名學(xué)者從事 灰色系統(tǒng)的研究和利用；海內(nèi)外 84所高校開設(shè)了灰色系統(tǒng)課程，數(shù)百名博士、碩士研究生運(yùn)用灰色系統(tǒng)的方法開展科學(xué)研究、撰寫學(xué)位論文。 1997 年，中國建立自己的科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫（ CSCD），據(jù) 1997 年 11 月 26 日《中國科學(xué)報(bào)》報(bào)道：“華中理工大學(xué)鄧聚龍教授的灰色系統(tǒng)理論被引用 533 次，居全國第一”?；疑到y(tǒng)理論的應(yīng)用范圍已拓展到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、能源、交通、地質(zhì)、地理、軍事、金融等眾多科學(xué)領(lǐng)域，成功解決了生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的大量實(shí)際問題。 1985 年．全國性的灰色系用研究會(huì)宣告成立，會(huì)員遍布包括西藏在內(nèi)的 各省市、區(qū)以及港、澳、臺(tái)地區(qū)，從 1982 年至今，灰色系統(tǒng)理論問世僅幾十年時(shí)間，就以其強(qiáng)大的生命力自立于科學(xué)之林，奠定了其作為一門新興橫斷學(xué)科的學(xué)術(shù)地位， 1992 年召開的第七次全國灰色系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議上，中國科學(xué)院院士曾指出：“自然科學(xué)各學(xué)科誕生之初，能在 10 年內(nèi)迅速突破，獲得重大發(fā)展的為數(shù)不多，灰色系統(tǒng)理論就是其中之一” [21] 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 灰色系統(tǒng)理論概念、基本原理和內(nèi)容 灰色系統(tǒng)基本理論 社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生態(tài)、生物等許多系統(tǒng)，是根據(jù)研究對象所屬的領(lǐng)域和范圍命名的，而灰色系統(tǒng)卻是按顏色命名 的。在控制論中，人們常用顏色的深淺形容信息的明確程度，如艾什比（ Ashby）將內(nèi)部信息未知的現(xiàn)象稱為黑箱。這種所謂已為人們普遍接受。再如在政治生活中，人們?nèi)罕娤Ｍ私鉀Q策及其形成過程的有關(guān)信息，就提出要增加“透明度”。我們用“黑”表示信息未知，用“白”表示信息完全透明，用“灰”表示部分信息明確、部分信息不明確。相應(yīng)地，信息完全明確的系統(tǒng)稱為白色系統(tǒng)，信息未知的系統(tǒng)稱為黑色系統(tǒng)，部分信息明確、部分信息不明確的系統(tǒng)稱為灰色系統(tǒng)。 灰色系統(tǒng)理論的研究對象是“部分信息已知、部分信息未知”的“小樣本”、“貧信 息”不確定性系統(tǒng)，它通過對“部分”已知信息的生成、開發(fā)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)世界的確切描述和認(rèn)識(shí) [22]。 在人們社會(huì)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)或科研活動(dòng)中，會(huì)經(jīng)常遇到信息不完全的情況。如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，即使是播種面積、種子、化肥、灌溉等信息完全明確，但由于勞動(dòng)者技術(shù)水平、自然環(huán)境、氣候條件、市場行情等信息不明確，仍難以準(zhǔn)確地預(yù)計(jì)出產(chǎn)量、產(chǎn)值；再如生物防治系統(tǒng)，雖然害蟲與其天敵之間的關(guān)系十分明確，但往往因人們對害蟲與餌料、天敵與餌料、某一天敵與其它天敵、某一害蟲與其它害蟲之間的關(guān)聯(lián)信息了解不夠，使得生物防治難以收到預(yù)期的效果；價(jià) 格體系的調(diào)整或改革，常常因缺乏民眾心理承受力的信息，以及某些商品價(jià)格變動(dòng)對其它商品價(jià)格影響的確切信息而舉步維艱；在證券市場上，即使最高明的系統(tǒng)分析人員亦難以穩(wěn)操勝券，因?yàn)槟銣y不準(zhǔn)金融政策、利率政策、企業(yè)改革、政治風(fēng)云和國際市場變化及某些板塊價(jià)格變動(dòng)對其它版塊之影響的具體信息；一般的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，由于其沒有明確的“內(nèi)”、“外”關(guān)系，系統(tǒng)本身與系統(tǒng)環(huán)境、系統(tǒng)內(nèi)部與系統(tǒng)外部的邊界若明若暗，難以分析輸入 (投入 )對輸出 (產(chǎn)出 )的影響。而同一個(gè)經(jīng)濟(jì)變量，有的研究者把它視為內(nèi)生變量，另一些研究者卻把它視為外生變量，這是因 為缺乏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)模型及系統(tǒng)功能信息所致。 綜上所述，可以把系統(tǒng)信息不完全的情況分為以下四種 : （ 1）元素（參數(shù)）信息不完個(gè)全； 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 （ 2）結(jié)構(gòu)信息不完全； （ 3）邊界信息不完全； （ 4）運(yùn)行行為信息不完全。 “信息不完全”是“灰”的基本含義。 基本原理 在灰色系統(tǒng)理論創(chuàng)立和發(fā)展過程中，鄧聚龍教授發(fā)現(xiàn)并提煉出灰色系統(tǒng)的基本原理，具有十分深刻的哲學(xué)內(nèi)涵。 公理 1(差異信息原理 ) “差異”是信息，凡信息必有差異。 我們說“事物 A 不同于事物 B”，即含有事物 A 相對于事物 B 之特殊性的有關(guān)信息?？陀^世界中萬事萬物之間的“差異”為我們提供了認(rèn)識(shí)世界的基本信息 信息 Ⅰ 改變了我們對某一復(fù)雜事物的看法或認(rèn)識(shí)，信息 Ⅰ 與人們對該事物的原