基于改进均衡权重和可变模糊集的电气火灾风险评估方法技术

本发明专利技术提供一种基于改进均衡权重和可变模糊集的电气火灾风险评估方法，包括：建立高层建筑电气火灾风险评估体系，采用模糊层次分析法确定评估体系的指标常权重系数，引入基于均衡函数的变权综合理论并结合高层建筑电气火灾特点对变权综合原理进行改进，得到在某一指标评分下的评估体系指标变权重系数，采用动态变权重系数和可变模糊集理论相结合的方式获得动态高层建筑电气火灾风险评估体系综合评判向量，基于特征值级别判断准则将综合评判向量转化为风险评分及对应风险等级。本发明专利技术结合电气系统致火源的特点对均衡变权重公式进行改进，并创新性地将可变模糊集理论应用到高层建筑电气火灾风险评估中，具有准确性高、客观性强等优点。观性强等优点。观性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于改进均衡权重和可变模糊集的电气火灾风险评估方法


[0001]本专利技术涉及建筑风险评估领域，具体是一种基于改进均衡权重和可变模糊集的电气火灾风险评估方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市化进程不断加快，高层建筑的数量也在迅速增加。高层建筑功能复杂，电气化程度高，火灾的危险性远大于普通火灾。在近十年的高层建筑火灾统计中显示电气因素成为引发高层建筑火灾的主要原因，但在现有高层建筑火灾评估体系往往只从建筑防火设计角度考虑，没有结合电气火灾特点科学系统地建立评估体系。
[0003]目前在高层建筑评估方法存在一些不足：一方面关于评估指标权重的确定大多使用层次分析法和模糊层次分析法。这些方法得到的权重系数受主观因素影响较大，且为定权重，而在实际生活，往往较小的影响因素比较严重时也会引发火灾事故；另一方面现有的灰色关联度法、模糊数学法、未确知综合评价模型等火灾风险评估评估方法存在着隶属度函数适用性不强、可调节性能差和判断结果不够明确问题。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种基于改进均衡权重和可变模糊集的电气火灾风险评估方法，在高层建筑火灾风险评估相关准则规范的基础上，结合电气火灾特性建立更为科学、合理、系统的评估体系；并在模糊层次分析法求得高层建筑电气火灾风险评估体系常权重系数的基础上，结合高层建筑电气火灾特点对均衡函数进行改进得到动态评估指标的变权重系数；通过可变模糊集综合评估模型得到更符合评估对象实际情况的火灾风险水平及对应的风险等级，实现对高层建筑火灾进行预测性和危险性评估，对降低高层建筑火灾风险，减少人员伤亡和财产损失具有重要的社会经济意义。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种基于改进均衡权重和可变模糊集的电气火灾风险评估方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1:根据建筑防火设计规范及电气行业防火设计规范建立高层建筑电气火灾综合风险评估体系，将高层建筑电气火灾风险评估指标分为一级指标、二级指标和三级指标；并确定评估指标评分标准，将高层建筑电气火灾风险评估指标评分等级标准划分为安全、较安全、低风险、中风险和高风险五个等级；
[0007]步骤2:采用模糊层次分析法求步骤1所建立的高层建筑电气火灾风险评估体系中各级指标常权重系数；
[0008]步骤3:结合步骤1所确定的评估指标评分等级标准对待评估对象进行评分，得到指标评分特征值和统计评估指标异常个数并结合步骤2所计算得到评估体系常权重系数，采用均衡函数计算三级指标的动态变权重系数；
[0009]步骤4:根据步骤1确定的评估指标评分标准和步骤3所得出的指标评分特征值和动态变权重系数，运用可变模糊集理论计算确定评估体系风险水平综合隶属度及风险级别
特征值；
[0010]步骤5:基于步骤4所计算得到的风险级别特征值，对照风险等级划分标准得到高层建筑电气火灾风险等级。
[0011]进一步的，步骤2中，采用模糊层次分析法求步骤1所建立的高层建筑电气火灾风险评估体系中各级指标常权重系数的过程是通过以下方法实现的：首先基于所述的高层建筑电气火灾风险评估体系构建两两比较判断矩阵其中，a
ij
表示指标X
i
与指标X
j
相对于上一层指标Y进行比较时的相对重要性隶属度；其次对矩阵A按行求和，得到每行矩阵之和为两两比较矩阵第i行，第k列的元素值)；最后建立模糊一致判断矩阵其中m为常数，m≥n，得到当前层指标相对于上一层指标的重要度，通过把多个重要度做乘积得到各个指标的常权重系数。
[0012]进一步的，步骤3中，结合步骤1所确定的评估指标评分等级标准对待评估对象进行评分，得到指标评分特征值和统计评估指标异常个数并结合步骤2所计算得到评估体系常权重系数，采用均衡函数计算三级指标的动态变权重系数的过程是通过以下方法实现的：
[0013]步骤3.1：首先结合步骤1所建立的评估指标评分等级标准对评估对象进行评分，将得到的评分值实测评分值进行标准化，根据建立的评估指标评分等级区间标准，采用极值标准化公式x
i
为第i个评估指标的评分，i＝1,2,3,
…
,m(m为三级指标总数)；x
i
′
为评估指标评分标准化的值，x
max
对应指标评分等级区间的最大值，x
min
对应指标评分等级区间的最小值；其次对所述一级指标电气火灾固有风险和电气火灾危险源下的三级评估指标的异常数量进行标准化，对不同楼层或不同电气系统评估单元进行电气火灾固有风险和电气火灾危险源指标层评估指标进行评分时，当指标评分小于60时，认为该指标为异常状态，需记录其个数，对应的极值标准化公式x
i
为第i个评估指标的异常数量个数，i＝1,2,3,
…
,m(m为三级指标总数)；s
i
′
为评估指标异常个数标准化的值，s
max
对应指标评估总数量，s
min
对应指标异常个数在安全情况下的最小值；
[0014]步骤3.2：在确定所述的三级指标评分标准值和异常个数标准值后，采用改进的均衡函数变权公式s
i
指标异常数量标准化后的值，为第i个指标的常权重，x
i
为第i个指标对应的标准化后评分值，w
i
为第i个指标对应
的变权重，m为三级评估指标数量，均衡系数取a＝0.2，b＝0.2。对所述的一级指标高层建筑火灾危险性，不需要考虑评估指标的异常个数因素对变权重系数的影响，采用均衡函数变权公式算出三级评估指标在该评分值下对应的动态变权重系数。
[0015]进一步的，步骤4中，根据步骤1确定的评估指标评分标准和步骤3所得出的指标评分特征值和动态变权重系数，运用可变模糊集理论计算确定评估体系风险水平综合隶属度及风险级别特征值的过程是通过以下方法实现的：
[0016]步骤4.1：确定高层建筑电气火灾风险评估体系的点值矩阵，首先根据所述的指标评分等级标准确定评估指标的评分区间矩阵，将各指标按照m个级别划分为评价区间，按从最差到最好从一级到m级排列，区间等级按评估指标评分等级标准顺序由差到优分布，可得到指标评价区间矩阵I
ab
([a,b]ik
)
n
×
m
，其中k(k＝1,2
…
m；m为最大级别数)表示第k个级别标准，i(i＝1,2
…
n；n为指标总数)表示第i个评估指标；通过公式将所述的指标评价区间矩阵进行转换得到指标可变区间范围矩阵I
cd
([c,d]ik
)
n
×
m
，最后可确定高层建筑电气火灾风险评估的点值矩阵M
ik
，
[0017]步骤4.2：确定高层建筑电气火灾风险评估体系相对隶属度，将所述的评估指标特征值X
i<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进均衡权重和可变模糊集的电气火灾风险评估方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1:根据建筑防火设计规范及电气行业防火设计规范建立高层建筑电气火灾综合风险评估体系，将高层建筑电气火灾风险评估指标分为一级指标、二级指标和三级指标；并确定评估指标评分标准，将高层建筑电气火灾风险评估指标评分等级标准划分为安全、较安全、低风险、中风险和高风险五个等级；步骤2:采用模糊层次分析法求步骤1所建立的高层建筑电气火灾风险评估体系中各级指标常权重系数；步骤3:结合步骤1所确定的评估指标评分等级标准对待评估对象进行评分，得到指标评分特征值和统计评估指标异常个数并结合步骤2所计算得到评估体系常权重系数，采用均衡函数计算三级指标的动态变权重系数；步骤4:根据步骤1确定的评估指标评分标准和步骤3所得出的指标评分特征值和动态变权重系数，运用可变模糊集理论计算确定评估体系风险水平综合隶属度及风险级别特征值；步骤5:基于步骤4所计算得到的风险级别特征值，对照风险等级划分标准得到高层建筑电气火灾风险等级。2.根据权利要求1所述的基于改进均衡权重和可变模糊集的电气火灾风险评估方法，其特征在于，所述的步骤2采用模糊层次分析法求步骤1所建立的评估体系中各级指标常权重系数是通过以下方法实现的：首先基于步骤1所建立的高层建筑电气火灾风险评估体系构建两两比较判断矩阵其中，a
ij
表示指标X
i
与指标X
j
相对于上一层指标Y进行比较时的相对重要性隶属度；其次对矩阵A按行求和，得到每行矩阵之和r
i
，其中a
ik
为两两比较矩阵第i行第k列的元素值；最后建立模糊一致判断矩阵其中m为常数，m≥n，得到当前层指标相对于上一层指标的重要度，将重要度做乘积得到各个指标的常权重系数。3.根据权利要求1所述的基于改进均衡权重和可变模糊集的电气火灾风险评估方法，其特征在于，所述的步骤3，结合步骤1所确定的评估指标评分等级标准对待评估对象进行评分，得到指标评分特征值和统计评估指标异常个数并结合步骤2所计算得到评估体系常权重系数，采用均衡函数计算三级指标的动态变权重系数具体包括以下步骤：步骤3.1：首先结合步骤1所建立的评估指标评分等级标准对评估对象进行评分，将得到的评分值实测评分值进行标准化，根据建立的评估指标评分等级区间标准，采用极值标
准化公式x
i
为第i个评估指标的评分，i＝1,2,3,
…
,m(m为三级指标总数)；x
i
′
为评估指标评分标准化的值，x
max
对应指标评分等级区间的最大值，x
min
对应指标评分等级区间的最小值；其次对所述一级指标电气火灾固有风险和电气火灾危险源下的三级评估指标的异常数量进行标准化，对不同楼层或不同电气系统评估单元进行电气火灾固有风险和电气火灾危险源指标层评估指标进行评分时，当指标评分小于60时，认为该指标为异常状态，需记录其个数，对应的极值标准化公式x
i
为第i个评估指标的异常数量个数，i＝1,2,3,
…
,m(m为三级指标总数)；s
i
′
为评估指标异常个数标准化的值，s
max
对应指标评估总数量，s
min
对应指标异常个数在安全情况下的最小值；步骤3.2：在确定所述的三级指标评分标准值和异常个数标准值后，采用改进的均衡函数变权公式s
i
指标异常数量标准化后的值，为第i个指标的常权重，x
i
为第i个指标对应的标准化后评分值，w
i
为第i个指标对应的变权...

【专利技术属性】
技术研发人员：宿磊，沈煜，杨帆，杨志淳，雷杨，胡伟，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：