大型公共场所火灾事故分析及风险评价指标体系研究课件

大型公共场所火灾事故分析及风险评价指标体系研究陈志芬导师：黄崇福教授2006.5.152006-5-151大型公共场所火灾事故分析及风险评价指标体系研究陈志芬2006前 言 随着城市化进程加快，大型公共场所在人民物质文化生活中越来越重要。由于大型公共场所人群高度密集、财产高度集中，一旦发生灾害，影响和损失非常巨大，因此，其防灾减灾问题一直都是城市防灾减灾的重点和难点问题。我国近些年在城市防灾减灾方面做了很多努力，取得了不少成绩，但多集中在工业重大事故方面及城市火灾防范方面。作好城市防灾减灾的研究，特别是大型公共场所防灾减灾研究工作，非常重要。2006-5-152前 言 随着城市化进程加快，大型公共场 公共场所卫生管理条例指出：公共场所是指供公众使用的具有围护结构的场所。本文研究的大型公共场所大型公共场所（large-scale public places)特指人群高度聚集、流动性大的城市公共场所，如影剧院、体育场馆、车站、码头、商务中心、超市、商场等群死群伤恶性事故易于发生的地点。火灾，是大型公共场所最严重、最常见事故之一。前 言2006-5-153 公共场所卫生管理条例指出：公共场所主要内容第一章 绪言第二章 火灾事故因果分析第三章 火灾风险评价指标体系第四章 结论与讨论2006-5-154主要内容第一章 绪言2006-5-154第一章 绪 言大型公共场所特点和风险特点大型公共场所风险评价指标体系研究现状2006-5-155第一章 绪 言大型公共场所特点和风险特点2006-5-1大型公共场所特点和风险特点建筑形式特点：建筑形式特点：高度大，空间大，跨度大，钢结构多，建筑结构复杂特殊，疏散出口少建筑使用特点：建筑使用特点：内部设施完善、功能齐全，人员密度大、流动性大，科技含量高、财富价值高，可燃物多、火灾荷载大风险特点：风险特点：风险隐患多、风险源辨识难、风险种类杂，风险管理复杂、危害后果严重。第一章绪言第一章绪言2006-5-156大型公共场所特点和风险特点建筑形式特点：高度大，空间大，跨度风险评价指标体系研究现状指标体系指标体系直接指标体系直接指标体系间接指标体系间接指标体系等权指标体系等权指标体系分权指标体系分权指标体系属性指标属性指标数量指标数量指标绝对数指标相对数指标平均数指标特大灾害重大灾害一般灾害牛晓霞等我国处方式消防法规伍友爱等郑双中等田玉敏等2006-5-157风险评价指标体系研究现状指标体系直接指标体系间接指标体系等权第二章 火灾事故因果分析资料和方法火灾发展事件树大型公共场所火灾事故故障树分析大型公共场所火灾事故因果分析大型公共场所存在的主要火灾风险小结第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-158第二章 火灾事故因果分析资料和方法第二章火灾事故因果分析2数据资料第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-159数据资料第二章火灾事故因果分析2006-5-159数据资料 以1998年-2004年中国火灾统计年鉴所记录的特大火灾事故案例为数据，其中商场27起，各类市场28起，宾馆、饭店共9起，各类娱乐场所8起，商住楼3起，车站1起（见附录1）。数据真实性数据真实性 数据可靠性数据可靠性第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1510数据资料 以1998年-2004年中国火灾统计年鉴方方 法法事件树分析方法：事件树分析方法：从某一初因事件开始，按时序分析各后续事件的状态组合所造成的所有可能的后果事件。故障树分析方法故障树分析方法：从某一不希望发生的后果事件开始，按照一定的逻辑关系分析引起该后果事件的所有与事故现象、原因、结果有关的事件及这些事件的逻辑组合，从而找到避免事故的措施和方法。第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1511方 法事件树分析方法：从某一初因事件开始，按时序分析各后续火灾发展事件树分析火灾发展事件树分析起火：可燃物和存在火源 初期增长：可燃物和通风条件 充分发展：通风条件减弱：可燃物耗尽 火灾发展火灾发展 第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1512火灾发展事件树分析起火：可燃物和存在火源 火灾发展 第二章火第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析火灾发展事件树分析火灾发展事件树分析2006-5-1513第二章火灾事故因果分析火灾发展事件树分析2006-5-151 以火灾发展事件树（图1）的起因事件及失败事件为顶事件绘制故障树，以所选择的大型公共场所特大火灾事故案例分析为数据，依据中华人民共和国消防法、建筑设计防火规范、高层民用建筑防火规范、建筑内部装修设计防火规范等相关法律法规文件，并参考郑双忠对城市火灾风险的研究进行。火灾事故故障树分析火灾事故故障树分析第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1514 以火灾发展事件树（图1）的起因事件及失败事件为顶事件火灾事故故障树分析火灾事故故障树分析确定标准，逐一分析确定标准，逐一分析 完全以案例调查的记录为依据建立各故障树。案例调查中有记录的，以记录为准。案例中没有直接记录的，根据“基本情况”，“起火经过”和“扑救情况”等相关记录推出结论。对所选定的76起大型公共场所特大火灾事故逐一进行起火故障树分析、早期灭火失败故障树分析、火灾充分发展故障树分析、避难和救援失败的故障树分析，共得76组火灾事故故障树。第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1515火灾事故故障树分析确定标准，逐一分析 完全以案例调查 2002年3月1日南充市达亨副食品有限责任公司批发市场发生特大火灾，过火面积4377平方米，受灾小食品批发经营户65家，造成19人死亡、23人受伤，直接财产损失141万元。案 例 分 析第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1516 2002年3月1日南充市达亨副食品有限责任公司起火故障树分析起火故障树分析Fault tree analysis of fire breaking out早期灭火失败故障树分析早期灭火失败故障树分析Fault tree analysis of failure of puting out a fire in fire in early stage火灾发展故障树分析火灾发展故障树分析Fault tree analysis of full fire development避难和救援失败故障树分析避难和救援失败故障树分析 Fault tree analysis of failure of evacuation of rescue2006-5-1517起火故障树分析早期灭火失败故障树分析火灾发展故障树分析避难和火灾事故故障树分析火灾事故故障树分析叠加、组合叠加、组合，绘制综合故障树绘制综合故障树 基础组故障树基础组故障树 被叠加组故障树被叠加组故障树叠加、组合过程：叠加、组合过程：被叠加组故障树对应故障树中一基本事件在基础组故障树中已经 出现，则进行叠加，该基本事件在基础组故障树中的频数增加1；被叠加组故障树有基本事件在基础组故障树中未曾出现，则进行 组合，并赋频数为1。第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1518火灾事故故障树分析叠加、组合，绘制综合故障树 基础组故障树被叠加组故障树111111131 存在可燃物 起火 点燃 消防管理部门监督不力 111 113 内部消防管理不力 121 122 123 存在火源 142 145 11212122131 存在可燃物 存在火源 142 内部消防管理不力 121 122 消防管理部门监督不力 111 113 起火 点燃 1111112006-5-1519基础组故障树被叠加组故障树111111131 存在可燃物 起火灾事故故障树分析火灾事故故障树分析最左位数字规定：起火1，早期灭火失败2，火灾充分发展3，避难和救援失败4；阶数确定：顶事件为第一阶，从上往下，遇“门”则阶数增一位。从上往下，其阶数与代码数字从左至右的位数对应；频数反映：代码的最右一位数。给基本事件确定代码给基本事件确定代码 2 2 3 1早期灭火失败故障树早期灭火不力设备因素频数最大第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析自动灭火系统不力2006-5-1520火灾事故故障树分析最左位数字规定：起火1，早期灭火失败2第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1521第二章火灾事故因果分析2006-5-1521第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1522第二章火灾事故因果分析2006-5-1522第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1523第二章火灾事故因果分析2006-5-1523大型公共场所火灾事故因果分析图 成功 成功 失败 起火 早期灭火失败 早期灭火成功 火灾充分发展 避难和救援失败 阻止火灾发展成功 避难和救援成功 消防管理部门监督不力 111 内部消防管理不力 113 112 121 123 122 124 131 存在可燃物 存在火源 141 143 142 点燃 144 211 213 212 未及时发现 早期灭火不力 2211 2212 未及时灭火 人员因素 2241 设备因素 火势迅速增长 2221 2223 2222 2231 2233 2232 2242 2234 311 313 312 阻燃与防火结构不力 消防队控制失败 未及时赶到 3231 消防队装备不够 城市消防设施不足 3221 3223 3222 3232 3224 3241 火势迅速增长 3242 3211 3213 3212 3214 411 413 412 财产救援失败 避难失败 431 救援失败 432 433 421 424 422 423 425 成功 145 146 147 3243 第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1524大型公共场所火灾事故因果分析图 成功 成功 失败 起火 早期存在的主要火灾风险 火灾火灾风险隐患突出患突出 人人管理管理环境境第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1525存在的主要火灾风险 火灾风险隐患突出第二章火灾事故因果分析2小 结 分析过程：分析过程：绘制火灾发展事件树，火灾事故故障树，叠加、组合形成综合的故障树组，并计算综合故障树 组各基本事件统计频数。分析结果：分析结果：存在易燃易爆危险源和火灾荷载大 消防监督管理和大型公共场所内部自身的消防 管理与城市经济发展的不协调 消防安全教育的落后、城市市政消防设施的不 完备与消防队设备的不充分第二章火灾事故因果分析第二章火灾事故因果分析2006-5-1526小 结 分析过程：绘制火灾发展事件树，火灾事故故障树第三章 火灾风险评价指标体系火灾风险评价指标的确定 指标权重的确定指标风险值判断小结第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系2006-5-1527第三章 火灾风险评价指标体系火灾风险评价指标的确定 第三章火灾风险评价指标的确定 环境是包括自然和人文等因素的大环境，易损性即承灾体易损性，风险是由致灾因子风险性，承灾体易损性及环境综合作用的结果，包含损失和不确定性两层含义。第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系2006-5-1528火灾风险评价指标的确定 环境是包括自然和人文等因素的大火灾风险评价指标的确定自上而下与自下而上相结合的原则自上而下与自下而上相结合的原则 自上而下：将与大型公共场所火灾风险相关的要素划分为四大类：风险源、人、管理、环境风险源、人、管理、环境，并以此为一级指标，向下细分，形成自上而下的指标体系。自下而上：按照火灾风险因果分析图中给出的各火灾风险最小致因，逐级向上归纳组合，与自上而下的指标相协调，并最终以自上而下的一级指标为归宿。第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系2006-5-1529火灾风险评价指标的确定自上而下与自下而上相结合的原则 第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系2006-5-1530第三章火灾风险评价指标体系2006-5-1530表3返回2006-5-1531表3返回2006-5-1531 基本事件信息贡献程度基本事件的频率信息量，其中，i为基本事件编号，pi为基本事件的信息程度，fi是编号为i的基本事件频率，vi为基本事件信息量，由编号为i的基本事件在故障树中的位置决定，n为基本事件频数，N为样本总数，本文样本总数为76。指标权重的确定确定各基本事件的信息确定各基本事件的信息贡献程度献程度第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系2006-5-1532 基本事件信息贡献程度基本事件的频率信息量，指标权重的指标权重的确定第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系2006-5-1533指标权重的确定第三章火灾风险评价指标体系2006-5-153指标权重的确定叠加各指叠加各指标的信息的信息贡献程度献程度 若编号为i的基本事件是指标j的组合因素，则记：。指标的信息贡献程度Pj定义为该指标所包含的组合因素基本事件的信息贡献程度之和，即如下公式：（3-3）各指标的信息贡献程度见表3“指标信息”列，表中所列之指标信息值均为四舍五入后的数字。第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系表32006-5-1534指标权重的确定叠加各指标的信息贡献程度 若编号为i的基本指标权重的确定 一级指标在指标体系中具有相同的权重，各赋权重1。二级指标信息贡献程度在各自归属的一级指标下做归一化处理，以此作为该指标的权重。例如：一级指标“风险源”中包括火灾荷载密度、建筑特点、使用特点等指标，在“风险源”指标下进行二级指标信息贡献程度的归一化处理。已求得：P1=3，P2=0.5329，P3=0.5921，求和由归一化公式得指标权重确定各指确定各指标权重重 第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系2006-5-1535指标权重的确定 一级指标在指标体系中具有相同的权重，各火灾风险评价指标体系2006-5-1536火灾风险评价指标体系2006-5-1536指标风险值判断指标风险值判断 设“风险源”、“人”、“管理”、“环境”分别为第一、第二、第三、第四个一级指标，各一级指标下的二级指标个数分别为：M1，M2，M3，M4。根据评价需要，确定各一级指标的等级，例如，“风险源”等级分S1级，“人”分为S2级，“管理”分为S3级，“环境”分为S4级，风险评价级分别如下：划定风险等级划定风险等级第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系2006-5-1537指标风险值判断 设“风险源”、“人”、“管理”、“环境指标风险值判断指标风险值判断 方法1：（0，1）打分法，即专家根据经验，判断指标的风险等级，认为指标的风险等级为某一等级，则，相应的判断值为1，否则为0。第i位专家根据经验对一级指标风险源中的第j个二级指标的风险等级进行判断：方法2：模糊打分法。以第i位专家根据经验对一级指标的第j个二级指标进行判断来说明，专家对第j个属于第k等级的可能性进行判断。模糊打分需符合最大可能性唯一确定原则最大可能性唯一确定原则（简称唯一确定原则），即：指标风险属于各风险等级的可能性，存在且仅存在一个最大值 。第i位专家根据经验对一级指标风险源中的第j个二级指标的风险等级进行判断：第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系风险等级下的专家打分设计风险等级下的专家打分设计2006-5-1538指标风险值判断 方法1：（0，1）打分法，即专家根据经指标风险值判断指标风险值判断 第i位专家对一级指标风险源中的M1个二级指标都进行了判断打分，则可得如下判断关系矩阵：其中，“”表示第i位专家对一级指标（即风险源）下的第j个二级指标属于风险k等的可能性判断值。唯一确定原则检验判断关系矩阵。第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系确定指标风险值确定指标风险值2006-5-1539指标风险值判断 第i位专家对一级指标风险源中的M1个二指标风险值判断 第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系确定指标风险值确定指标风险值2006-5-1540指标风险值判断 第三章火灾风险评价指标体系确定指标风险值20指标风险值判断 对R1的元素取整，即令小于1的元素为0，得矩阵int R1，则，int R1矩阵元素为0和1。则，各二级指标的风险可以表示为以下向量：同理，假设已经得出第l个一级指标的综合判断关系矩阵Rl，对Rl各元素取整，得矩阵intRl，由如下公式可得该一级指标下各二级指标的风险值为：第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系确定指标风险值确定指标风险值2006-5-1541指标风险值判断 对R1的元素取整，即令小于1的元素为0，小 结 考虑大型公共场所自身的特点，依据自上而下与自下而上相结合的原则，设计了评价大型公共场所火灾风险的指标，包括一级指标四个和二级指标24个，其中一级指标从火灾风险管理的角度提出，为风险源、人、管理和环境。在指标权重方面，认为各一级指标等权，且从分类管理的角度给各一级指标赋权值1。各二级指标的权重与基本事件信息贡献程度有关，二级指标的风险值通过风险等级下的专家打分法来确定。第三章火灾风险评价指标体系第三章火灾风险评价指标体系2006-5-1542小 结 考虑大型公共场所自身的特点，依据自上而下与自第四章 结论与讨论2006-5-1543第四章 结论与讨论2006-5-1543结 论 一频数等级接近满数 三分之二二分之一特别基本事件名称存在易燃易爆危险源，火灾荷载大消防安全规章制度执行不力、消防安全责任不明确、内部消防安全检查不力火灾自动报警系统不力、自动灭火系统不力、室内消防栓不力、内部消防供水不足、灭火器不足或故障、防火分区不合理、防火结构不力自救意识不够导致受困人群死亡的19起第四章结论与讨论第四章结论与讨论2006-5-1544结 论 一频数等级接近满数三分之二二分之一特别存在易燃易爆危 既保证消防主管部门的监督审核作用，不留建筑自身隐患，又加强大型公共场所自身的消防管理和人员的教育培训，是减少火灾起数和损失的必要前提。既保证大型公共场所内部消防人员数量，提高内部消防人员素质，又加强全社会消防安全教育，提高广大人民群众避难自救意识和技能，是减少火灾损失，特别是人员损失的关键。既加强消防队建设和城市公共消防设施建设，又加强城市路网和医疗机构的配套建设，是保障火灾救援，最大可能降低火灾损失的有利保证。结 论 一第四章结论与讨论第四章结论与讨论2006-5-1545 既保证消防主管部门的监督审核作用，不留建筑自身隐患，结论二 一方面，指标体系来源于大型公共场所特大火灾案例分析，本质上代表了多方面专家经验的集合。另一方面，又通过一定的数学计算，将各方面专家经验与故障树分析结合起来，在一定程度上又取代了直接专家经验过程。若采用相同的方法处理，所确定的指标体系，在某一程度上可以达到一致。第四章结论与讨论第四章结论与讨论2006-5-1546结论二 一方面，指标体系来源于大型公共场所特大火灾案例讨 论指标体系的更新：寻找最新最贴切的数据依据，改进技术方法 指标体系的应用验证：理论证明和实际例子的验证第四章结论与讨论第四章结论与讨论2006-5-1547讨 论指标体系的更新：第四章结论与讨论2006-5-1547谢 谢陈志芬2006.5.152006-5-1548谢 谢陈志芬2006-5-1548