基于模糊层次分析法的超高层建筑火灾动态风险评估方法技术

本发明专利技术涉及一种基于模糊层次分析法的超高层建筑火灾动态风险评估方法，该方法维护一基于消防物联网的动态风险评估体系，采用层次分析法与模糊数学理论相结合的方式获得所述动态风险评估体系中各指标的实时权重，基于实时采集数据和实时权重获得超高层建筑火灾动态风险评估结果。与现有技术相比，本发明专利技术具有准确性高、复杂度低、通用性强等优点，使火灾自动风险预测成为可能，进而为预防及控制火灾的发生提供科学依据，减少在预防火灾时的主观性和盲目性。

【技术实现步骤摘要】
基于模糊层次分析法的超高层建筑火灾动态风险评估方法
本专利技术涉及建筑风险评估
，尤其是涉及一种基于模糊层次分析法的超高层建筑火灾动态风险评估方法。
技术介绍
目前在建筑风险评估体系方面，评估理论指标框架尚不统一，且多为静态评估，即由多位专家共同确定框架中的评分指标权重，并打分确定各指标分数，这过分依赖专家经验，且只能评估某一时刻的火灾风险，而火灾风险是一个动态的指标。这造成火灾风险历史数据的短缺，目前还没有对建筑火灾进行预测的前例。目前在风险评估方法方面，目前大多使用层次分析法。传统的层次分析法存在以下不足：(1)传统的层次分析法采用1～9标度法构造判断矩阵不能很好地反映人类判断的模糊性；(2)特征值算法不够整洁，当矩阵阶数很高时，计算特征向量与最大特征值工作量很大；(3)一致性检验标准CR<0.1缺乏科学依据。传统的层次分析法可实现指标权重的确定，但因上述缺陷，该方法不适合动态指标的权重确定。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于模糊层次分析法的超高层建筑火灾动态风险评估方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于模糊层次分析法的超高层建筑火灾动态风险评估方法，该方法维护一基于消防物联网的动态风险评估体系，采用层次分析法与模糊数学理论相结合的方式获得所述动态风险评估体系中各指标的实时权重，基于实时采集数据和实时权重获得超高层建筑火灾动态风险评估结果。进一步地，该方法具体包括步骤：1)构建基于消防物联网的动态风险评估体系；2)根据待评估超高层建筑的消防物联网接入完整度，剔除所述动态风险评估体系中的无用指标，形成实时动态风险评估体系；3)基于所述实时动态风险评估体系构建两两比较判断矩阵；4)利用模糊层次分析法将所述两两比较判断矩阵转化为模糊一致判断矩阵；5)基于所述模糊一致判断矩阵计算各个指标的实时权重；6)基于实时采集数据和实时权重获得超高层建筑火灾动态风险评估结果。进一步地，所述基于消防物联网的动态风险评估体系包括目标层、准则层和指标层，一个目标对应多个准则，每一准则对应多个指标。进一步地，构建的所述两两比较判断矩阵表示为：其中，aij表示元素Xi与元素Xj相对于上一层元素Y进行比较时的重要关系隶属度。进一步地，所述重要关系隶属度基于多个专家打分的加权平均值获得。进一步地，所述步骤4)具体为：401)对所述两两比较判断矩阵按行求和，每行求和值记为其中，aik为两两比较判断矩阵中第i行第k列的值，i＝1,…,n，n×n为两两比较判断矩阵的大小；402)建立模糊一致判断矩阵R＝(rij)n×n，其中，m为一常数，且m≥n。进一步地，所述步骤5)中，基于模糊一致判断矩阵获得当前层元素相对于上一层元素的重要度，以多个重要度的乘积作为各个指标的实时权重。进一步地，当前层元素相对于上一层元素的重要度表达式为：与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)本专利技术利用消防物联网中的动态数据建立火灾动态风险评估体系，可实时客观地反映建筑火灾风险情况；2)为了解决传统层次分析法的局限，本专利技术将层次分析法与模糊数学理论相结合，相比传统的层次分析法，采用0.1～0.9标度的判断矩阵以更客观地反映人类判断的模糊性；3)本专利技术构建了模糊一致判断矩阵，增加了判断矩阵的模糊性及一致性，避免了层次分析法中复杂的特征值计算及缺乏依据的一致性检验；4)本专利技术增加了权重动态调整的步骤，可根据消防物联网在超高层建筑中的接入完整情况作指标权重的动态调整，增强火灾动态风险评估体系的通用性。5)本专利技术实现了实时、客观的火灾动态风险评估技术。这将使火灾自动风险预测成为可能，进而为预防及控制火灾的发生提供科学依据，减少在预防火灾时的主观性和盲目性。附图说明图1为本专利技术的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术提供一种基于模糊层次分析法的超高层建筑火灾动态风险评估方法，该方法维护一基于消防物联网的动态风险评估体系，采用层次分析法与模糊数学理论相结合的方式获得所述动态风险评估体系中各指标的实时权重，基于实时采集数据和实时权重获得超高层建筑火灾动态风险评估结果。如图1所示，该方法具体包括：步骤S101，构建基于消防物联网的动态风险评估体系。本专利技术综合考虑楼宇基本信息静态数据、消防物联网中的动态数据，根据《火灾自动报警系统设计规范》、《自动喷水灭火系统设计规范》、《排烟防火阀试验方法》等规范，确定超高层建筑的动态火灾风险评估指标体系如表1所示。表1步骤S102，根据待评估超高层建筑的消防物联网接入完整度，剔除所述动态风险评估体系中的无用指标，形成实时动态风险评估体系。通过对待评估超高层建筑的消防物联网接入完整度的检查，能够获得更为准确可靠的评估权重。评估指标之间有一定的相互制约的关系，例如准则层指标“消防联动控制器可靠性(A3)”，只有当火灾自动报警系统的报警主机发生报警时，才能对其进行评估，因此需要能对指标进行动态调整。另外，随着消防物联网的发展，各超高层建筑接入的消防物联网的完整程度不尽相同。因此为了使该超高层建筑动态评估体系具有更广泛的普适性，需要对各指标及其权重进行动态调整。本专利技术中，先对指标进行选择，删除无用指标，从而实现动态调整，提高评估效率。步骤S103，基于所述实时动态风险评估体系构建两两比较判断矩阵。两两比较判断矩阵A，表示针对上一层某元素，本层次与之相关元素间的相对重要性比较。假设上一层次元素Y与其下一层次元素X1,X2,…,Xn有关系，则两两比较判断矩阵可表示为：其中，aij的实际意义是：元素Xi与元素Xj相对于上一层元素Y进行比较时，Xi和Xj具有模糊关系“它比它重要得多”的隶属度，本专利技术采用0.1～0.9标度法，如表2所示。表2标度rij含义0.1元素Xi比元素Xj绝对不重要0.3元素Xi比元素Xj不重要0.5元素Xi与元素Xj同等重要0.7元素Xi比元素Xj重要0.9元素Xi比元素Xj绝对重要0.2、0.4、0.6、0.8重要性过渡专家打分方式是利用专家在该领域的权威性，进行公正科学的判断，但是由于专家的主观性，这种方法有一定的弊端。为了尽量得到准确客观的结果，本专利技术获取多位专家互不干扰地对各指标之间的重要性进行两两比较打分，得到两两比较判断矩阵，最后对结果进行加权平均化处理，保证结果的精确性。步骤S104，利用模糊层次分析法将所述两两比较判断矩阵转化为模糊一致判断矩阵。传统的层次分析法是在求得权重之后进行一致性检验，来确定两两判断矩阵的一致性。而模糊层次分析法通过构造模糊一致判断矩阵，可以得到具有一致性的两两比较判断矩阵。对模糊互补矩阵A＝(aij)n×n按行求和，记为并施之数学变换则由此建立的矩阵是模糊一致的。步骤S105，基于所述模糊一致判断矩阵计算各个指标的实时权重。得到模糊一致判断矩阵Rn×n后，对其进行排序，得到每位专家的动态火灾风险指标的权重。基于模糊一致判断矩阵排序方法，计算各个因素的重要度排序的公式如下：其中，i＝1,2,…,n。由此可得，指标层相对于准则层的权重向量ωAi、准则层相对于目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模糊层次分析法的超高层建筑火灾动态风险评估方法，其特征在于，该方法维护一基于消防物联网的动态风险评估体系，采用层次分析法与模糊数学理论相结合的方式获得所述动态风险评估体系中各指标的实时权重，基于实时采集数据和实时权重获得超高层建筑火灾动态风险评估结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊层次分析法的超高层建筑火灾动态风险评估方法，其特征在于，该方法维护一基于消防物联网的动态风险评估体系，采用层次分析法与模糊数学理论相结合的方式获得所述动态风险评估体系中各指标的实时权重，基于实时采集数据和实时权重获得超高层建筑火灾动态风险评估结果。2.根据权利要求1所述的基于模糊层次分析法的超高层建筑火灾动态风险评估方法，其特征在于，该方法具体包括步骤：1)构建基于消防物联网的动态风险评估体系；2)根据待评估超高层建筑的消防物联网接入完整度，剔除所述动态风险评估体系中的无用指标，形成实时动态风险评估体系；3)基于所述实时动态风险评估体系构建两两比较判断矩阵；4)利用模糊层次分析法将所述两两比较判断矩阵转化为模糊一致判断矩阵；5)基于所述模糊一致判断矩阵计算各个指标的实时权重；6)基于实时采集数据和实时权重获得超高层建筑火灾动态风险评估结果。3.根据权利要求1或2所述的基于模糊层次分析法的超高层建筑火灾动态风险评估方法，其特征在于，所述基于消防物联网的动态风险评估体系包括目标层、准则层和指标层，一个目标对应多个准则，每一准则对应多个指标。4.根据权利要求2所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成菊，徐沁澄，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31