校园建筑火灾的风险评价研究正文终稿.docx

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY本科毕业论文 论 文 题 目:学 院：专 业 班 级：姓 名:指 导 教 师:中 南 大 学2012 年 6 月目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.1 课题的研究背景11.1.1 高校建筑火灾现状及诱因11.1.2 高校校园火灾应急管理系统41.2 国内外研究现状41.3 本文的主要研究内容5第二章 模糊层次分析法的介绍62.1 Delphi专家评价法62.2层次分析法72.2.1 概述72.2. 2层次分析模型的构造72.3模糊综合评价法92.4模糊层次分析法92.4.1原理阐述92.4.2算法步骤9第三章 基于模糊层次分析法的校园建筑火灾评价分析123.1校园建筑火灾评价指标体系的建立123.2算法应用133.2.1 建立模糊判断矩阵，并改写为模糊一致矩阵133.2.2 求各层次权重213 2.3 建立评价语集合223.2.4 建立目标集合评价矩阵223.2.5 子因素综合评价273.2.6 母因素综合评价283.2.7 方案选择过程283.3风险评价分析结果及预防对策293.3.1 风险评价分析结果293.3.2学校建筑火灾的预防对策293.4本章小结34第四章 基于Anylogic软件的校园建筑火灾模拟364.1软件介绍364.1.1 Anylogic概述364.1.2 Anylogic建模方法364.2对公共区域火灾人员疏散过程的模拟374.2.1 模型的选择374.2.2 Anylogic模型的建立394.3 模拟结果与讨论424.4 本章小结48第五章 结论和展望50参考文献53致谢54附录55摘 要近年来，由于扩招的影响，各高校在为国家培养了众多人才的同时，教育资源出现了严重不足的现象，很多老旧建筑出现了电器线路老化，不能满足现代消防安全的需要，很多场所为了便于管理，只留下一个人流通道，其他的紧急通道长期处于关闭状态，由此校园建筑火灾隐患一直居高不下，校园火灾也频频发生。基于此，本文对校园内的各类建筑进行了风险评价研究，从而改进消防安全管理，保障全校师生的生命安全。对适合校园建筑火灾风险评价体系应用了模糊层次分析法进行分析评价，对校园建筑的四个不同功能区（学生宿舍区、科技实验区、教学办公区、公共活动区）的风险对比分析。提出了消防安全管理的改进建议，为校园消防系统的管理指明了方向，使管理和资源分配有了科学性和实用性。应用了Anylogic 6.8.0 Professional模拟软件，重点对公共活动区建筑的正门宽度、可用出口数量、人员对整个建筑物的熟悉程度及建筑物内人员密集程度等对疏散规律的影响，并讨论了公共活动区域建筑本身以及参与人员的一些需要注意的问题及改进的方案。关键词：高校建筑火灾，风险评价，模糊层次分析法，Anylogic模拟ABSTRACTIn recent years, because of university enrollment in our country continued growth, many universities are having made great contributions to personal training, but their resources are facing a serious of shortage. A lot of old and shabby buildings exit varying degrees of aging electrical wiring, and cant meet modern fire safety management demands; many buildings managers just make themselves convenient, leaving a basic door open and others closed long time. Therefore the campus fires occurred frequently. So its necessary to assess the fire safety for various types of campus buildings, which can optimize fire safety management, safeguard life and property safety.It is application of fuzzy analytic hierarchy process to analyze and assess suitable for campus building fire risk assessment system in this paper, applying to conduct a fire risk assessment analysis to four different functional areas of the campus buildings (student dormitory, science and technology laboratory building, administrative building and public areas).Anylogic 6.8.0 is used in this paper. We study different factors how to influence the evacuation performance. The factors include the number of the exit allowance people to go out at the same time, the number of available exits, the familiarity of the audience to the arrangement of the building, and the personnel-intensive of the building. We discuss problems and improvement program of the building of this type and participants.KEYWORDS: university building fire, risk assessment, fuzzy analytic hierarchy process, Anylogic 6.8.0第一章 绪论1.1 课题的研究背景近年来全球范围内每年发生火灾600-700万起，每年死于火灾的人数65000-70000余人1。进入21世纪，全球经济继续高速发展的同时，火灾的危害也越来越严重。公共安全领域的危机管理强调对事件的反应和后果处理。高校校园作为国家教育人才的场所，是人群高度集中的场所，如果发生火灾后果将极其严重，不堪设想。在当今形式下，形式下，怎样建成一个预防机制，是一个值得研究的课题。1.1.1 高校建筑火灾现状及诱因鉴于扩招政策的影响，很多高校出现学校人员急剧增加，但是出现了现有的资源与高校的人员数目不相匹配的现象，因此高校开始申请建立新建校区和合并其他小中性的学校来应付这个现象。然而，很多的基础设施得到了很大的改善，但是高校的消防经费并没有像扩招那样得到很大的提升，消防安全工作没有很好地发展；更糟糕的是，旧建筑物没有得到很好的管理以及没有添加相关的安全消防措施，提高建筑的防火性能，消防隐患一直居高不下，从而火灾也就频频发生。以下是近几年发生在我国高校的火灾事故中的一些实例：1）“热得快，死的快”，有些高校的学生为了寻求方便，自己在宿舍内用热得快烧水，有些人忘记拔下插头。恢复供电后，它干烧将床铺引燃，大火烧毁了寝室的床铺和电脑等物品。2)2003年2月，武汉大学四号宿舍，一名学生使用违章电器（电热毯），造成了火灾的发生，损失巨大。3)2008年7月，西南大学文学院失火造成了很大的损失，据调查是电线老化的问题2。4)2008年5月，北京某高校学生公寓因电源的接触不良，造成短路，引发火灾。5)2008年11月14日，上海商学院，四名女生使用违章电器（“热得快”）引发火灾，导致次生火灾，火势巨大， 4名女生从阳台上跳楼逃生失败身亡。6） 2011年10月11日，中南大学化工院理学楼着火，现场火势凶猛，浓烟滚滚。尽管无一人伤亡，但是造成500平米的实验楼成为废墟，造成了严重的经济损失 2。剖析近几年校园火灾的案例，当前学校火灾的起火部位大多集中在学生宿舍楼、图书馆、礼堂、实验室等电器集中和易燃易爆品集中的地区，分析成因，主要有以下几个方面：（1）人的原因电器火灾在每年的校园火灾中是最频繁的。很多学校甚至没有建立安全管理制度，或者只是在挂在嘴上说说也已，没有太大的实际意义。在我们的现实生活中有句话叫“玩火者必将自焚”，很多的学生就是因为用火的不谨慎造成了很多的火灾事故的发生，这些都是消防安全意识淡薄，乱用明火造成的。建筑内部的电线线路乱接很多学校都存在建筑内部线路乱接等现象，无论是由于插排还是裸线乱接，都给校园内部的火灾留下了严重的隐患。大功率违章电器的使用很多学生不按照学校的要求，使用大功率的违章电器，如电热毯等，很可能造成校园火灾3。伪劣电器的使用学生由于资金和专业知识的不足很可能购买到伪劣电器。电脑等高科技设备引发火灾在大量宿舍中电脑的使用越来越普遍。这一方面提高了学生运用现代科技的能力，也给宿舍中的火灾事故提供了隐患。学生焚烧杂物在宿舍或走廊焚烧书信杂物、吸烟或者在晚上由于蚊虫等原因很多寝室会选择点蚊香，在蚊香未燃尽时，人已经离开很可能造成火灾。 (2) 建筑原因及管理问题建筑自身问题。很多的校园建筑都是70、80年代的，这些建筑的很多性能本身就不是很强，甚至有些建筑的整体设计无法满足现代消防设计的要求，以及建筑材料本身的耐火性能不足等原因为火灾的发生造成了隐患。消防资金的不合理使用。当今的很多学校为了提高自己本身的影响力，把大部分的资金用在了科研和教学上，甚至有些学校把资金都花在了面子工程上，而在消防上就减少开支或者不开支，使学院内部的消防资源远远达不到，消防安全的要求。消防宣传不足。很多的在校师生消防意识淡薄，在发生火灾时，不知如何使用简易灭火器材，和在报警时无法提供有效的信息，使校园的救火错失了最佳时机。有些学生不爱护校园的消防器材，任意的移动或者破坏，都给校园的消防工作造成了隐患 4。结合以上的校园火灾事故发生的原因以及造成的严重后果，我们可以看出校园火灾的特点具体体现在以下几个方面：(1)校园火灾发生频率高综上所述由于建筑本身的问题（建筑陈旧，线路老化，消防资源的不合理使用，建筑材料的耐火等级过低等），建筑物内部的杂物过多等现象，以及学生的不合理的使用电器资源，给校园的建筑火灾增加了大大的可能性。 (2)火灾中易发生化学药品爆炸等次生灾害高校是一个聚集人才和高新技术的场所，很多的危险物品也会含在其中，就像是在化学试验中的各种药品很有可能在不合理的操作和使用的过程中，造成火灾，而造成的次生火灾等药品爆炸，释放剧毒，造成的危害甚至是更大的。 (3)校园人员多，危害范围巨大高校是教书育人的场所，这里的人员密集程度是很密集的，一旦发生火灾，造成的人员伤亡和财产损失，在社会上会造成严重的不良影响。因此加强这些建筑的消防水平，会是未来的一个发展方向。从上面的特点中我们可以看出，高校建筑火灾主要集中在科技实验楼、行政办公区以及公共活动区(食堂、礼堂、图书馆)、 学生宿舍区四大主要功能区，为了更好的预防和减少火灾的发生，可以通过安全评价的方法，得出这些不同的建筑功能区火灾安全等级，对怎样去合理的分配防火资源有良好的指导作用。1.1.2 高校校园火灾应急管理系统目前校园内的消防系统一般以一栋建筑为单位，安装相应的火警系统，但很多学校的独立单位还未安装报警系统，与此同时不同楼宇之间的系统往往相互独立，缺乏统一的管理平台，很多的消防车在到达校园后，由于校园楼宇较多，地形复杂，很多时候，消防人员需要通过地图查找及询问同学才能到达指定地点，很有可能会错过最佳的消防灭火时间。在找到正确的地点之后，这些专业的消防的人员还需要一定的时间，来判断火势的大小，之后再找到一个合理的救援消防方案，这样不仅浪费时间，而且对于决策者是不能有任何的错误的判断，否则后果将非常恶劣。并且专业的消防人员刚刚到一个地方，还要综合火灾发生地点周围的信息，并加以分析，如此庞大的工程，要在一个时间超越金钱的时刻进行很好的分析，这对于任何人员都是难以保证不出现任何的纰漏的。并且在火灾发生的地方很多的学生在旁边以观望的态度来对待火灾事故，很多时候使消防车都难以进入消防地点，总体上增加了消防救援的难度。对上面的现象很多的场所提出了各种应急预案，但是在预案中总是难以保证发生火灾的时候的情况是与预案相同的，因此尽管预案会减少损失，但是也不能很好的减少火灾的发生，由于火灾的突发性、不确定性，怎样得心应手的因对火灾的发生，将会是未来消防的一个发展方向。1.2 国内外研究现状国外的火灾评价比我国早30年左右，我国开始在上世纪90年代左右，国外在刚开始时也是采用定性的评价方法，一般为专家评议法等；经过一段时间的发展很多的学者发现这些定性的方法无法满足评价而对研究，因此他们开始采用半定量的方法进行消防安全评价，但在国内学者开始学习外国方法之后，融会贯通之后，将该方法应用在其他的各个领域：油田领域，油罐的存储区等 4。评价方法的分类如下表1-1所示。表1-1 定量分析法的分类名称分类评价方法定量评价半定量评价SIA81法(Gretener法)、经验系统方法、火灾风险指数法(Fire Safety Index Method)完全定量火灾风险分级法（fire risk ranking method）、Delphi专家系统、多属性决策方法、模糊数学本文也将采用模糊数学的方法来对校园的各个区域进行安全等级评价，从而对校园消防资源的分配起一个引导作用。1.3 本文的主要研究内容随着扩招政策的不断影响，以及现在的校园内部的资源的严重不足的现象，都给校园的火灾留下了隐患，并且由于学校的人员密集程度巨大，一旦发生火灾所造成的影响，必将是及其恶劣。同时考虑到校园建筑火灾方面，定性的安全评价研究较多，定量评价较少，以及在校园火灾方面，消防资源分配不合理情况下，本文旨在针对校园内不同区域（学生宿舍楼、科技实验楼、行政办公楼、公共区域等）的特点，对这些功能区进行一个综合和系统的火灾安全评价的研究，构建校园建筑火灾风险评价体系；并应用人员疏散仿真软件-Anylogic软件进行仿真模拟，研究校园建筑火灾场景下出口宽度、可用出口数目、人员对整个布局的熟悉程度、人员密度对疏散的影响规律；并建立校园火灾风险模糊评价模型，选取某一高校校园建筑进行火灾风险综合评价实证研究，评定不同区域的火灾危险性等级，从而找出校园火灾预防和安全管理工作的重点，为消防设施的优化配置和动态管理提供依据和对策。由于校园火灾目前的管理与应急系统还不能有效的发挥出其全部的效果，所以有必要通过安全评价的方法，确立出不同功能区的建筑物的火灾等级，根据评价的结果，合理的安排消防资源，为改善火灾安全管理的水平提供明确的方向。第二章 模糊层次分析法的介绍本文采用的模糊层次分析法是结合了Delphi专家评价法，层次分析法和模糊评价法，下面将对这三种方法进行简单的介绍。2.1 Delphi专家评价法20世纪60年代,工业发达国家面对人口、粮食、能源、城市规划、交通运输、科学技术、情报信息、自动化、外层空间、教育、人才、安全、环境、医药、卫生、家庭、文化生活等重大问题，开始采用预测理论和预测方法探讨他们未来的发展趋势，许多预测模型应运而生。美国的马可利达契思（Markridakis）在预测方法和应用一书中，发表了以专家调查法为代表的预测方法。其中包括专家评价法、特尔婓法、主观概率法和交叉影响法。事实上，我国很早就采用了专家评价法，对事物进行研究、探讨，根据以往的情况，现实状况及其发展趋势来预测未来的发展趋势。专家评价法由于简单易行，比较客观，被人们广泛采用。在安全评价中，十分有用。专家评价法是一种吸收专家参加，根据事物的过去、现在及发展趋势，进行积极的创造性思维活动，对事物的未来进行分析、预测的方法。（1）分析过程采用专家评价法进行定量的取值，根据专家的经验，一般按下面4个步骤进行。确定要评价定量的问题；找到相关的专家组成一个专家小组，进行分析和根据经验给出相关上的意见；举行专家小组会议，对要讨论的问题进行相关的分析，给出结果；对于会议的结果进行相应的总结、分析。（2）专家评价法的种类专家评价法它是根据一定规则，组织相关专家进行积极的创造性思维，对具体问题通过共同讨论，集思广益的一种专家评价法。专家质疑法专家质疑法需要先后进行两次会议，第一次会议是专家对具体问题进行直接讨论；第二次会议则是专家对第一个会议提出设想的质疑；讨论设想的限制因素排除限制因素的对策措施；在质疑过程中，可能会有新的，建设性的，可行的设想提出。最后提出由分析小组将专家直接讨论及质疑结果进行分析，编写评价意见一览表，并在对质疑过程中提出的评价意见进行评价，以形成实际可行的最终设想一览表。专家评价法适合于类比工程、系统、装置的安全评价，它可以充分发挥丰富的实践经验和理论知识。专家评价法对专项安全评价十分有用，可以将问题讨论的更深入、更详细、更透彻，得出具体执行意见和结论，便于进行科学决策，本文也是采用第一种安全评价法，通过制定选择项目，让相关专业人员对该项目进行作答，从而进行统计分析，得出该论文中的数据。2.2层次分析法2.2.1 概述层次分析法(Analytic Hierarchy Process，简称AHP)是美国运筹学家TLSaaty教授于20世纪70年代初期提出的一种定性与定量分析相结合的多因素决策分析方法。它可将决策者的经验判断进行量化，在因素结构复杂且缺乏必要的数据情况下更为实用7。层次分析法是建立在系统理论基础上的一种解决实际问题的方法。运用AHP进行系统分析一般可分为四个步骤：首先，将要研究的问题，根据问题的性质和复杂性，将要分析的问题进行层次化分析；其次，根据各种方法把问题进行量化；再次，利用矩阵的相关知识和数学知识将所得数据进行一致性检验，若不满足，改变数据从新进行一致性检验，直到满足一致性检验的条件后，本步骤结束；最后计算出各个因素对问题的总权重排序，并提出相应的应对措施。2.2.2层次分析模型的构造在排序计算中，每一层次中的排序有可简化为一系列成对因素的判断比较，并应用自己定义的标度来进行量化分析，形成判断矩阵。然后进行层次单排序，就是根据自己的层次模型，计算出下一层相对于上一层次的权重值。然后依据上面的层次单排序方法依次沿递阶层次关系从上之上逐层计算，可以求出每两个相邻层次之间的权重关系，之后倒数第二层的权重值矩阵乘以最底层的权重值得到的积，再用倒数第三层的矩阵乘以上面的那个结果，依次类推到最底层，我们就可以得出，最底层相对于目标层的权重值的大小或者是优劣关系。层次分析法常用的模型有符号模型、数学模型和模拟模型。要建立一个有效的系统模型，必须符合以下3个要求。（1）相似性 所建立的模型和原型之间要有一定的类似性，这样才可以进行建立合理的系统模型（2）简单性 建立的模型的构成是由原型的要素。（3）正确性 模型应该可以很好地反映出原型各个因素间的真是关系，无论是内部还是外部的，如果是不满足上面的三个方面，我们即使建立出来的模型也会是错误的。在使用层次分析法时，我们要清楚我们的所要研究的问题（目标层），在我们所要研究的问题中所涉及到的各个因素，这些应该是对我们的问题的结果产生影响的，该层我们称为准则层，如果在该层的因素超过了9个因素我们要将这部分分为两层来调用，最后就是该方法的最底层，该层一般是对目标层能起到解决作用的方案、政策等，具体的解释见下表2-1。表2-1 层次分析法的模型关系层次内容最高层设定的目标中间层为目标实现的各种中间因素最低层可以实现目标的方案、政策等在排序计算中，每一层次中的排序有可简化为一系列成对因素的判断比较，并应用自己定义的标度来进行量化分析，形成判断矩阵。然后进行层次单排序，就是根据自己的层次模型，计算出下一层相对于上一层次的权重值。然后依据上面的层次单排序方法依次沿递阶层次关系从上之上逐层计算，可以求出每两个相邻层次之间的权重关系，之后倒数第二层的权重值矩阵乘以最底层的权重值得到的积，再用倒数第三层的矩阵乘以上面的那个结果，依次类推到最底层，我们就可以得出，最底层相对于目标层的权重值的大小或者是优劣关系。2.3模糊综合评价法模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评标方法。该方法是采用最大隶属度原则来进行计算评价的。模糊综合评价法的特点如下：一、相互比较。以最好的评价因子设定为1，其他的因素全部与这个因素来比较根据好坏程度来确定对应的数值。二、根据各个因素之间的关系来，应用最大隶属度原则进行相关的计算确定最大隶属度原则的方法有： F分布等。当然我们也可以采用专家评价法来直接给与这些因素赋予相应的权重值。2.4模糊层次分析法本方法是引用发表在长江大学学报上的李文盛教授和郭强5的模型和方法，模糊数学是应用模糊变换原理和最大隶属度原则，可以对多因素事件进行定量化分析。层次分析法(简称AHP)是美国运筹学家T.LSaaty教授于20世纪70年代初期提出的一种定性与定量分析相结合的多因素决策分析方法。校园建筑火灾危险性是一个典型的模糊性问题，可以用模糊数学和层次分析的方法对其进行评价。同时，采用富有经验的专家，采用专家调查法得出的相关数据，可以更好的适应该问题的研究，减少因不专业而带来的巨大误差，从而不具有代表性。2.4.1原理阐述定义1 设矩阵R=，若满足：01，=1，2，；=1，2，该情况下，R称为模糊判断矩阵。定义2 若R=，若满足：，则R就是模糊一致矩阵。定理1 对于，按行求和，记为，进行简单的变换，则改变后的还是模糊一致矩阵。2.4.2算法步骤（1）经过专家评价后，建立模糊矩阵，并转化为模糊一致矩阵假定相邻两个层次有关系，R表示本层次与之有关元素之间相对重要性的比较，则构成的模糊判断矩阵可表示为：式中，的含义为2元素进行比较时，具有模糊关系“比重要得多”，为了准确地描述任意2个因素关于某准则的相对重要程度，用表2-2所示的数给予标度。应用定理1可把得到的各模糊判断矩阵改造为模糊一致矩阵5。表2-2 判断矩阵标度及其含义标度定义说明0.5同等重要两元素相比较，同等重要0.6稍微重要两元素相比较，第一个元素比第二个元素稍微重要0.7明显重要两元素相比较，第一个元素比第二个元素明显重要0.8重要得多两元素相比较，第一个元素比第二个元素重要得多0.9极端重要两元素相比较，第一个元素比第二个元素极端重要0.1反比较若元素和元素相比较得到判断，则相比较得到判断为。0.20.30.4（2）这里可以采用模糊一致矩阵的数据来求得各个元素的权重值，这样的更加有科学性。故采用该方法求因素权重A。权重的计算公式为：式中，参数。（3）建立评语集在评价某个事物时，可以将评价结果分成一定的等级（根据具体问题，以规定的标准来分等级）。例如，在对某煤矿的通风系统进行评价时，可把评价的等级分为“很好”、“较好”、“一般”、“较差”、“很差”五个等级。评语集是评价对象各个因素的评价结果所组成的集合，用V表示，m为评价数，为评价的可能结果6。（4）建立n个评价目标的模糊评价矩阵：式中，意义为第I类因素中第J个因子对于目标集V中的权重值，其值由步骤（1）至步骤（3）可以得出。（5）对子因素进行评判 当子因素的矩阵A和矩阵R都得出后，就可以采用下面的规则来进行相应的计算，求得整体集合。(6)对母因素进行评估 由步骤(5)可以得到，按照就可以得出母因素的评价结果（7)方案选择根据中间层之间的层次关系，将中间层的各个权重转化为对最高层的综合权重矩阵W。经过，进行计算，将会得到个方案层的D值，比较D值的大小，就可以得到方案层的各个因素的排序关系。第三章 基于模糊层次分析法的校园建筑火灾评价分析3.1校园建筑火灾评价指标体系的建立校园建筑火灾发生的原因众多,在第一章中我们已经有了一定的叙述，在此我们将小结一下，归纳出校园建筑火灾的众多影响因素。其主要影响因素有：火灾危险指数：用电量、重点防火单位、建筑物耐火等级、易燃品数量、危旧房屋数量；校园特征指数：经济密度、人口密度、高层建筑数量、建筑密度、路网密度；消防能力指数：公众消防素质、15min消防时间到达率、消防供水能力、专业消防人员数量等8并结合任玉辉教授9中的分配方式：人口密度、财产密度、火源情况、人员素质，并根据学校自身特点所归结出本文的主要影响因素为：建筑火灾指数：重点防火单位、易燃易爆品数量和建筑物耐火等级（之所以去掉用电量是因为宿舍区的用电量是每天都采用的，而对于公共活动区域是只有在有大型活动时才会使用，此项不具有代表性，对于危旧房屋数量，其实在建筑物耐火等级上已有叙述）；校园特征指数：人口密度、建筑密度、路网密度（对于经济密度，学校本身就是一个非营利性组织，对于同一所学校，本身的经济密度应该是基本相同的，不同的区域也不会有太大的不同；高层建筑数量就中南本身而言，高层建筑少之又少，在这里不在采纳）；消防及救援：火警达标率、15min到达率、公众消防素质。学校是以教书育人为目的机构，尤其是在最近的几年中由于扩招的原因，是学校的人数剧增，人口众多，难于管理也就成为各大学校的一个重要特点之一。这也就要求我们在进行相关的研究时，要对学校进行功能分区。为了方便管理，按场所功能不同将校园整体划分为如下四个主要区域：科技实验楼、教学办公楼、公共区域、学生宿舍1。在这个基础上，对不同区域的火灾危险严重性排序，为消防资源的合理分配和时时管理提供依据。根据以上分析，可建立建筑火灾评价指标体系。所述的校园建筑火灾评价指标层次图，如图1。准则层F子准则层T目标层V校园建筑火灾评价分析建筑火灾指数校园特征指数消防及救援指数易燃易爆品数量重点防火单位建筑物耐火等级建筑密度人口密度路网密度15min到达率公众消防素质火警达标率方案层P学生宿舍教学办公区公共区域科技实验区图1 校园建筑火灾评价指标层次图3.2算法应用3.2.1 建立模糊判断矩阵，并改写为模糊一致矩阵根据上面建立的层次结构模型，并通过德尔菲专家调查法进行相关的问卷调查，得到相关的数据，并进行相关的统计分析，形成各个层次的模糊判断矩阵。并通过第二章的定理一，把模糊判断矩阵改写为相应的模糊一致矩阵。相关步骤如下：校园建筑火灾评价分析目标层（V层）与建筑活在指数F1，校园特征指数F2及消防及救援指数F3（准则层）形成VF层次的模糊判断矩阵如表3-1，并通过定理1的方法将表3-1的模糊判断矩阵转化为模糊一致矩阵，如表3-2。表3-1 VF模糊判断矩阵VF1F2F3F10.50.60.7F20.40.50.6F30.30.40.5表3-2 V-F模糊一致矩阵VF1F2F3F10.5000.5500.600F20.4500.5000.550F30.4000.4500.500同样的方法可得到F1（建筑火灾指数）与易燃易爆品数量T1，重点防火单位T2，建筑耐火等级T3（子准则层T）形成的F1T层次的模糊判断矩阵，如表3-3并通过定理1的转换可以得到如表3-4的F1-T模糊判断矩阵。表3-3 F1-T模糊判断矩阵F1T1T2T3T10.50.50.6T20.50.50.6T30.40.40.5表3-4 F1-T模糊一致矩阵F1T1T2T3T10.5000.5000.550T20.5000.5000.550T30.4500.4500.500相应的方法可以得到校园特征指数F2与建筑密度T4，人口密度T5，路网密度T6（子准则层T）形成的F2T层次的模糊判断矩阵，如表3-5，并通过转换可以得到如表3-6的F2-T的模糊一致矩阵。表3-5 F2T模糊判断矩阵F2T4T5T6T40.50.40.6T50.60.50.7T60.40.30.5表3-6 F2T模糊一致矩阵F2T4T5T6T40.5000.4500.550T50.5500.5000.600T60.4500.4000.500相应的方法可以得到消防及救援指数F3与15min到达率T7，公共消防素质T8，火警达标率T9（子准则层T）形成的F3P层次的模糊判断矩阵，如表3-7，并通过转换可以得到如表3-8的F3-T的模糊一致矩阵。表3-7 F3T模糊判断矩阵F3T7T8T9T70.50.40.5T80.60.50.7T90.50.40.5表3-8 F3T模糊一致矩阵F3T7T8T9T70.5000.4500.500T80.5500.5000.550T90.5000.4500.500相应的方法可以得到易燃易爆品数量T1与方案层中的学生宿舍P1，教学办公区P2，公共活动区域P3及科技实验区P4形成的T1P层次的模糊判断矩阵，如表3-9，并通过转换可以得到如表3-10的T1-P的模糊一致矩阵。表3-9 T1P模糊判断矩阵T1P1P2P3P4P10.50.70.60.5P20.30.50.40.3P30.40.60.50.4P40.50.70.60.5表3-10 T1P模糊一致矩阵T1P1P2P3P4P10.5000.6000.5500.500P20.4000.5000.4500.400P30.4500.5500.5000.450P40.5000.6000.5500.500相应的方法可以得到重点防火单位T2与方案层中的学生宿舍P1，教学办公区P2，公共活动区域P3及科技实验区P4形成的T2P层次的模糊判断矩阵，如表3-11，并通过转换可以得到如表3-12的T2-P的模糊一致矩阵。表3-11 T2P模糊判断矩阵T2P1P2P3P4P10.50.60.70.6P20.40.50.60.5P30.30.40.50.4P40.40.50.60.5表3-12 T2P模糊一致矩阵T2P1P2P3P4P10.5000.5500.6000.550P20.4500.5000.5500.500P30.4000.4500.5000.450P40.4500.5000.5500.500相应的方法可以得到建筑物耐火等级T3与方案层中的学生宿舍P1，教学办公区P2，公共活动区域P3及科技实验区P4形成的T3P层次的模糊判断矩阵，如表3-13，并通过转换可以得到如表3-14的T3-P的模糊一致矩阵。表3-13 T3P模糊判断矩阵T3P1P2P3P4P10.50.60.70.4P20.40.50.60.3P30.30.40.50.2P40.60.70.80.5表3-14 T3P模糊一致矩阵T3P1P2P3P4P10.5000.5500.6000.450P20.4500.5000.5500.400P30.4000.4500.5000.350P40.5500.6000.6500.500相同的方法可以得到建筑密度T4与方案层中的学生宿舍P1，教学办公区P2，公共活动区域P3及科技实验区P4形成的T4P层次的模糊判断矩阵，如表3-15，并通过转换可以得到如表3-16的T4-P的模糊一致矩阵。表3-15 T4P模糊判断矩阵T4P1P2P3P4P10.50.70.70.6P20.30.50.50.4P30.30.40.50.4P40.40.60.60.5表3-16 T4P模糊一致矩阵T4P1P2P3P4P10.5000.6000.6000.550P20.4000.5000.5000.450P30.4000.5000.5000.450P40.4500.5500.5500.500相同的方法可以得到人口密度T5与方案层中的学生宿舍P1，教学办公区P2，公共活动区域P3及科技实验区P4形成的T5P层次的模糊判断矩阵，如表3-17，并通过转换可以得到如表3-18的T5-P的模糊一致矩阵。表3-17 T5P模糊判断矩阵T5P1P2P3P4P10.50.60.60.5P20.40.50.50.4P30.40.50.50.4P40.50.60.60.5表3-18 T5P模糊一致矩阵T5P1P2P3P4P10.5000.5500.5500.500P20.4500.5000.5000.450P30.4500.5000.5000.450P40.5000.5500.5500.500相同的方法可以得到路网密度T6与方案层中的学生宿舍P1，教学办公区P2，公共活动区域P3及科技实验区P4形成的T6P层次的模糊判断矩阵，如表3-19，并通过转换可以得到如表3-20的T6-P的模糊一致矩阵。表3-19 T6P模糊判断矩阵T6P1P2P3P4P10.50.60.50.4P20.40.50.40.3P30.50.60.50.4P40.60.70.60.5表3-20 T6P模糊一致矩阵T6P1P2P3P4P10.5000.5500.5000.450P20.4500.5000.4500.400P30.5000.5500.5000.450P40.5500.6000.5500.500相同的方法可以得到公共消防素质T8与方案层中的学生宿舍P1，教学办公区P2，公共活动区域P3及科技实验区P4形成的T7P层次的模糊判断矩阵，如表3-21，并通过转换可以得到如表3-22的T7-P的模糊一致矩阵。表3-21 T7P模糊判断矩阵T7P1P2P3P4P10.50.70.60.5P20.30.50.40.3P30.40.60.50.4P40.50.70.60.5表3-22 T7P模糊一致矩阵T7P1P2P3P4P10.5000.6000.5500.500P20.4000.5000.4500.400P30.4500.5500.5000.450P40.5000.6000.5500.500相同的方法可以得到火警达标率T8与方案层中的学生宿舍P1，教学办公区P2，公共活动区域P3及科技实验区P4形成的T8P层次的模糊判断矩阵，如表3-23，并通过转换可以得到如表3-24的T8-P的模糊一致矩阵。表3-23 T8P模糊判断矩阵T8P1P2P3P4P10.50.70.60.6P20.30.50.40.4P30.40.60.50.5P40.40.60.50.5表3-24 T8P模糊一致矩阵T8P1P2P3P4P10.5000.6000.5500.550P20.4000.5000.4500.450P30.4500.5500.5000.500P40.4500.5500.5000.500相同的方法可以得到人口密度T9与方案层中的学生宿舍P1，教学办公区P2，公共活动区域P3及科技实验区P4形成的T9P层次的模糊判断矩阵，如表3-25，并通过转换可以得到如表3-26的T9-P的模糊一致矩阵。表3-25 T9P模糊判断矩阵T9P1P2P3P4P10.50.70.50.4P20.30.50.30.2P30.50.70.50.4P40.60.80.60.5表3-26 T9P模糊一致矩阵T9P1P2P3P4P10.5000.6000.5000.450P20.4000.5000.4000.350P30.5000.6000.5000.450P40.5500.6500.5500.5003.2.2 求各层次权重按照第二章的算法步骤中的公式： 式中，参数，为了便于计算，将式子中的，可以求出F层相对于V层F1、F2、F3的权重值T层相对于F1，各个因素权重；T层相对于F2，各个因素权重T层相对于F2，各个因素权重从而得到T层相对于F层整体的权重：同样的方法可以得到方案层相对于子准则层，各个元素的权重：从而可以得到，P层相当于T层的整体权重：；跟上面的基本相同，在这里就不再过多赘述了。3.2.3 建立评价语集合查阅以往的资料文献以及查阅校园建筑火灾的财产、人员损失程度及对社会造成的动荡影响，将校园建筑火灾危险等级分为三个等级，并建立了相应的评价语集合5。3.2.4 建立目标集合评价矩阵通过德尔菲专家调查法，并采用问卷调查的方式，得出了，子准则层（T层）与评价目标集合中各个元素之间的隶属度问题，并通过第二章定理1的相应方法，将模糊判断矩阵转化为模糊一致矩阵。易燃易爆品数量T1对校园建筑火灾产生的可能结果（高风险v1，中风险v2，低风险v3）问题的隶属度模糊判断矩阵表3-27，并通过定理1的变换转化为T1V的模糊一致矩阵，如表3-28。表3-27 T1V的隶属度T1v1v2v3v10.50.70.4v20.30.50.2v30.60.80.5表328 T1V模糊一致矩阵T1v1v2v3v10.5000.6000.450v20.4000.5000.350v30.5500.6500.500重点防火单位T2对校园建筑火灾产生的可能结果（高风险v1，中风险v2，低风险v3）问题的隶属度模糊判断矩阵表3-29，并通过定理1的变换转化为T2V的模糊一致矩阵如表3-30。表3-29 T2V的隶属度T2v1v2v3v10.50.4