【文章內(nèi)容簡介】 本文的主要研究內(nèi)容 隨著擴招政策的不斷影響，以及現(xiàn)在的校園內(nèi)部的資源的嚴重不足的現(xiàn)象，都給校園的火災(zāi)留下了隱患，并且由于學(xué)校的人員密集程度巨大，一旦發(fā)生火災(zāi)所造成的影響，必將是及其惡劣。同時考慮到校園建筑火災(zāi)方面，定性的安全評價研究較多，定量評價較少，以及在校園火災(zāi)方面，消防資源分配不合理情況下，本文旨在針對校園內(nèi)不同區(qū)域（學(xué)生宿舍樓、科技實驗樓、行政辦公樓、公共區(qū)域等）的特點，對這些功能區(qū)進行一個綜合和系統(tǒng)的火災(zāi)安全評價的研究，構(gòu)建校園建筑火災(zāi)風險評價體系；并應(yīng)用人員疏散仿真軟件 Anylogic軟件進行仿真模擬，研究校園建筑火災(zāi)場景下出口寬度、可用出口數(shù)目、人員對整個布局的熟悉程度、人員密度對疏散的影響規(guī)律；并建立校園火災(zāi)風險模糊評價模型，選取某一高校校園建筑進行火災(zāi)風險綜合評價實證研究，評定不同區(qū)域的火災(zāi)危險性等級，從而找出校園火災(zāi)預(yù)防和安全管理工作的重點，為消防設(shè)施的優(yōu)化配置和動態(tài)管理提供依據(jù)和對策。 由于校園火災(zāi)目前的管理與應(yīng)急系統(tǒng)還不能有效的發(fā)揮出其全部的效果，所以有必要通過安全評價的方法，確立出不同功能區(qū)的建筑物的火災(zāi)等級，根據(jù)評價的結(jié)果，合理的安排消防資源，為改善火災(zāi)安全管理的水平提供 明確的方向。 中南大學(xué)本科畢業(yè)論文 第二章 模糊層次分析法的介紹 6 第二章 模糊層次分析法的介紹 本文采用的模糊層次分析法是結(jié)合了 Delphi 專家評價法，層次分析法和模糊評價法，下面將對這三種方法進行簡單的介紹。 Delphi 專家評價法 20 世紀 60 年代 ,工業(yè)發(fā)達國家面對人口、糧食、能源、城市規(guī)劃、交通運輸、科學(xué)技術(shù)、情報信息、自動化、外層空間、教育、人才、安全、環(huán)境、醫(yī)藥、衛(wèi)生、家庭、文化生活等重大問題，開始采用預(yù)測理論和預(yù)測方法探討他們未來的發(fā)展趨勢，許多預(yù)測模型應(yīng)運而生。 美國的馬可利達契思（ Markridakis）在《預(yù)測方法和應(yīng)用》一書中，發(fā)表了以專家調(diào)查法為代表的預(yù)測方法。其中包括專家評價法、特爾婓法、主觀概率法和交叉影響法。事實上，我國很早就采用了專家評價法，對事物進行研究、探討，根據(jù)以往的情況，現(xiàn)實狀況及其發(fā)展趨勢來預(yù)測未來的發(fā)展趨勢。專家評 價法由于簡單易行，比較客觀，被人們廣泛采用。在安全評價中，十分有用。 專家評價法是一種吸收專家參加，根據(jù)事物的過去、現(xiàn)在及發(fā)展趨勢，進行積極的創(chuàng)造性思維活動，對事物的未來進行分析、預(yù)測的方法。 （ 1）分析過程 采用專家評價法進行定量的取值，根據(jù)專家的經(jīng)驗，一般按下面 4 個步驟進行。 ① 確定要評價定量的問題； ② 找到相關(guān)的專家組成一個專家小組，進行分析和根據(jù)經(jīng)驗給出相關(guān)上的意見； ③ 舉行專家小組會議，對要討論的問題進行相關(guān)的分析，給出結(jié)果； ④ 對于會議的結(jié)果進行相應(yīng)的總結(jié)、分析。 （ 2）專家評價法的種類 ① 專家評價法它是根據(jù)一定規(guī)則，組織相關(guān)專家進行積極的創(chuàng)造性思維，對具體問題通過共同討論，集思廣益的一種專家評價法。 中南大學(xué)本科畢業(yè)論文 第二章 模糊層次分析法的介紹 7 ② 專家質(zhì)疑法專家質(zhì)疑法需要先后進行兩次會議，第一次會議是專家對具體問題進行直接討論；第二次會議則是專家對第一個會議提出設(shè)想的質(zhì)疑；討論設(shè)想的限制因素排除限制因素的對策措施；在質(zhì)疑過程中，可能會有新的，建設(shè)性的，可行的設(shè)想提出。最后提出由分析小組將專家直接討論及質(zhì)疑結(jié)果進行分析，編寫評價意見一覽表，并在對質(zhì)疑過程中提出的評價意見進行評價，以形成實際可行的最終設(shè)想一覽表。 專家評價法適合于類比工程、 系統(tǒng)、裝置的安全評價，它可以充分發(fā)揮豐富的實踐經(jīng)驗和理論知識。專家評價法對專項安全評價十分有用，可以將問題討論的更深入、更詳細、更透徹，得出具體執(zhí)行意見和結(jié)論，便于進行科學(xué)決策，本文也是采用第一種安全評價法，通過制定選擇項目，讓相關(guān)專業(yè)人員對該項目進行作答，從而進行統(tǒng)計分析，得出該論文中的數(shù)據(jù)。 層次分析法 概述 層次分析法 (Analytic Hierarchy Process，簡稱 AHP)是美國運籌學(xué)家 T． L． Saaty教授于 20世紀 70年代初期提出的一種定性與定量分析相結(jié)合的多因素決策分析方法。它可將決策者的經(jīng)驗判斷進行量化，在因素結(jié)構(gòu)復(fù)雜且缺乏必要的數(shù)據(jù)情況下更為實用 [7]。 層次分析法是建立在系統(tǒng)理論基礎(chǔ)上的一種解決實際問題的方法。 運用 AHP進行系統(tǒng)分析一般可分為四個步驟：首先，將要研究的問題，根據(jù)問題的性質(zhì)和復(fù)雜性，將要分析的問題進行層次化分析；其次，根據(jù)各種方法把問題進行量化；再次，利用矩陣的相關(guān)知識和數(shù)學(xué)知識將所得數(shù)據(jù)進行一致性檢驗，若不滿足，改變數(shù)據(jù)從新進行一致性檢驗，直到滿足一致性檢驗的條件后，本步驟結(jié)束；最后計算出各個因素 對問題的總權(quán)重排序，并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。 層次分析模型的構(gòu)造 在排序計算中，每一層次中的排序有可簡化為一系列成對因素的判斷比較，并應(yīng)用自己定義的標度來進行量化分析，形成判斷矩陣。然后進行層次單排序，就是根據(jù)自己的層次模型，計算出下一層相對于上一層次的權(quán)重值。然后依據(jù)上面的層次單排序方法依次沿遞階層次關(guān)系從上之上逐層計算，可以求出每兩個相中南大學(xué)本科畢業(yè)論文 第二章 模糊層次分析法的介紹 8 鄰層次之間的權(quán)重關(guān)系，之后倒數(shù)第二層的權(quán)重值矩陣乘以最底層的權(quán)重值得到的積，再用倒數(shù)第三層的矩陣乘以上面的那個結(jié)果，依次類推到最底層，我們就可以得出，最底層相對于 目標層的權(quán)重值的大小或者是優(yōu)劣關(guān)系。 層次分析法常用的模型有符號模型、數(shù)學(xué)模型和模擬模型。 要建立一個有效的系統(tǒng)模型，必須符合以下 3 個要求。 （ 1）相似性 所建立的模型和原型之間要有一定的類似性，這樣才可以進行建立合理的系統(tǒng)模型 （ 2）簡單性 建立的模型的構(gòu)成是由原型的要素。 （ 3）正確性 模型應(yīng)該可以很好地反映出原型各個因素間的真是關(guān)系，無論是內(nèi)部還是外部的，如果是不滿足上面的三個方面，我們即使建立出來的模型也會是錯誤的。 在使用層次分析法時，我們要清楚我們的所要研究的問題（目標層），在我們所要研究的問題中所涉及到的各個因素，這些應(yīng)該是對我們的問題的結(jié)果產(chǎn)生影響的，該層我們稱為準則層，如果在該層的因素超過了 9 個因素我們要將這部分分為兩層來調(diào)用，最后就是該方法的最底層，該層一般是對目標層能起到解決作用的方案、政策等，具體的解釋見下表 21。 表 21 層次分析法的模型關(guān)系 層次 內(nèi)容 最高層 設(shè)定的目標 中間層 為目標實現(xiàn)的各種中間因素 最低層 可以實現(xiàn)目標的方案、政策等 在排序計算中，每一層次中的排序有可簡化為一系列成對因素的判斷比較，并應(yīng)用自己定義的標度來進行量化分析，形成判斷矩陣。然后進行層次單排序，就是根據(jù)自己的層次模型，計算出下一層相對于上一層次的權(quán)重值。然后依據(jù)上面的層次單排序方法依次沿遞階層次關(guān)系從上之上逐層計算，可以求出每兩個相鄰層次之間的權(quán)重關(guān)系，之后倒數(shù)第二層的權(quán)重值矩陣乘以最底層的權(quán)重值得到的積，再用倒數(shù)第三層的矩陣乘以上面的那個結(jié)果，依次類推到最底層，我們就可以得出，最底層相對于目標層的權(quán)重值的大小或者是優(yōu)劣關(guān)系。 中南大學(xué)本科畢業(yè)論文 第二章 模糊層次分析法的介紹 9 模糊綜合評價法 模糊綜合評價法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評標方法。該方法是采用最大隸屬度原則來進行計算評價的。 模糊綜合評價法的特點如下： 一、相互比較。以最好的評價因子設(shè)定為 1，其他的因素全部與這個因素來比較根據(jù)好壞程度來確定對應(yīng)的數(shù)值。 二、根據(jù)各個因素之間的關(guān)系來，應(yīng)用最大隸屬度原則進行相關(guān)的計算確定最大隸屬度原則的方法有： F 分布等。當然我們也可以采用專家評價法來直接給與這些因素賦予相應(yīng)的權(quán)重值。 模糊層次分析法 本方法是引用發(fā)表在長江大學(xué)學(xué)報上的李文盛教授和郭強 [5]的模型和方法，模糊數(shù)學(xué)是應(yīng)用 模糊變換原理和最大隸屬度原則 ，可以對多因素事件進行定量化分析。層次分析法 (簡稱 AHP)是美國運籌學(xué)家 ． Saaty教授于 20世紀 70年代初期提出的一種定性與定量分析相結(jié)合的多因素決策分析方法。校園建筑火災(zāi)危險性是一個典型的模糊性問題，可以用模糊數(shù)學(xué)和層次分析的方法對其進行評價。同時，采用富有經(jīng)驗的專家，采用專家調(diào)查法得出的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以更好的適應(yīng)該問題的研究，減少因不專業(yè)而帶來的巨大誤差，從而不具有代表性。 原理闡述 定義 1 設(shè)矩陣 R=()ij nnr ? ，若滿足： 0≤ ijr ≤1， i =1， 2， …， n； j =1， 2， …， n，該情況下， R 稱為模糊判斷矩陣。 定義 2 若 R=()ij nnr ? ，若滿足： , , 0 .5ij ik jki j k r r r? ? ? ?有 ，則 R 就是模糊一致矩陣。 定理 1 對于 ()ij n nFr?? ， 按行求和，記為1 ( 1, 2 ,ni ikkr f i???? … ， n)，進行簡單的變換 ( ) / (2 ) 0 .5ij i jr r r n? ? ?，則改變后的 ()ij n nFr?? 還是模糊一致矩陣。 算法步驟 （ 1） 經(jīng)過專家評價后，建立模糊矩陣，并轉(zhuǎn)化為模糊一致矩陣 中南大學(xué)本科畢業(yè)論文 第二章 模糊層次分析法的介紹 10 假定相鄰兩個層次有關(guān)系， R表示本層次與之有關(guān)元素之間相對重要性的比較，則構(gòu)成的模糊判斷矩陣可表示為： 11 12 13 1 1 121 22 23 2 , 1 21 ,1 1 , 2 1 , 3 1 , 1 1 ,1 2 3 , 1nnnnn n n n n n nn n n n n nnr r r r rr r r r rRr r r r rr r r r r??? ? ? ? ? ??????????????? 式中， ijr 的含義為 2元素進行比較時，具有模糊關(guān)系 “?比 ?重要得多 ”，為了準確地描述任意 2個因素關(guān)于某準則的相對重要程度，用表 22所示的數(shù)給予標度。應(yīng)用定理 1可把得到的各模糊判斷矩陣改造為模糊一致矩陣 [5]。 表 22 判斷矩陣標度及其含義 標度 定義 說明 同等重要 兩元素相比較，同等重要 稍微重要 兩元素相比較，第一個元素比第二個元素稍微重要 明顯重要 兩元素相比較，第一個元素比第二個元素明顯重要 重要得多 兩元素相比較，第一個元素比第二個元素重要得多 極端重要 兩元素相比較，第一個元素比第二個元素極端重要 反比較 若元素 ia 和元素 ja 相比較得到判斷 ija ， 則相比較得到判斷為 1ij jirr??。 （ 2）這里可以采用模糊一致矩陣的數(shù)據(jù)來求得各個元素的權(quán)重值，這樣的更加有科學(xué)性。故采用該方法求因素權(quán)重 A。權(quán)重 iA 的計算公式為： 111 1 , 2 , ,2nijjirA i nnn?? ?? ? ? ?? 式中，參數(shù) ( 1) / 2n??? 。 中南大學(xué)本科畢業(yè)論文 第二章 模糊層次分析法的介紹 11 （ 3）建立評語集 在評價某個事物時，可以將評價結(jié)果分成一定的等級（根據(jù)具體問題，以規(guī)定的標準來分等級）。例如，在對某煤礦的通風系統(tǒng)進行評價時，可把評價的等級分為 “很好 ”、 “較好 ”、 “一般 ”、 “較差 ”、 “很差 ”五個等級。評語集是評價對象各個因素的評價結(jié)果所組成的集合，用 V表示， 12( , , , )mV v v v? ， m為評價數(shù)，? ?12, , , mv v v 為評價的可能結(jié)果 [6]。 （ 4）建立 n個評價目標的模糊評價矩陣： 11 12 13 1 1 121 22 23 2 , 1 2, 1 ,1 , 1 , 2 , 1 , 3 , 1 , 1 , 1 , ,1 , , 2 , , 3 , , 1 , ,i i i i m i mi i i i m i mii j i j i j i j m i j mi j i j i j i j m i j mr r r r rr r r r rRr r r r rr r r r r??? ? ? ? ? ??????????????? 式中， 1ijr 意義為第 I類因素中第 J個因子對于目標集 V中的 1v 權(quán)重值，其值由步驟（ 1）至步驟（ 3）可以得出。 （ 5）對子因素進行評判 當子因素的矩陣 A和矩陣 R都得出后，就可以采用下面的規(guī)則來進行相應(yīng)的計算，求得整體集合 i i iC A R??。 (6)對 母因素進行評估 由步驟 (5)可以得到 iC ，按照 B A C?? 就可以得出母因素的評價結(jié)果 （ 7)方案選擇 根據(jù)中間層之間的層次關(guān)系，將中間層的各個權(quán)重轉(zhuǎn)化為對最高層的綜合權(quán)重矩陣 W。經(jīng)過1 ( 1, 2 , , )niikD W A i n????，進行計算，將會得到個方案層的 D值，比較 D值的大小，就可以得到方案層的各個因素的排序關(guān)系。中南大學(xué)本科畢業(yè)論文 第三章 基于模糊層次分析法的校園建筑火災(zāi)評價分析 12 第三章 基于模糊層次分析法的校園建筑火災(zāi)評價分析 校園建筑火災(zāi)評價指標體系的建立 校園建筑火