一种历史文化街区火灾风险评估方法与流程

本发明涉及火灾风险评估，具体涉及一种历史文化街区火灾风险评估方法。

背景技术：

1、历史文化街区是蕴含着城市历史和文化的老旧社区，有较高的文化价值和商业价值。由于历史文化街区存在着大量的老式建筑，由于过去的建筑技术限制、建筑老化、没有空间安装现代化防火设施等原因，加上街区对外的商业开放导致的人员大量流动，导致历史文化街区存在着极大的火灾风险。

2、由于历史文化街区有着较大的火灾风险隐患，因此需要管理人员经常进行火灾巡检。但由于街区较大，如果每栋古建筑都采用相同的巡检等级，会导致火灾巡检的工作量大大提升，因此对历史文化街区的不同区域进行火灾风险评估是十分必要的。历史文化街区的结构复杂多变，因此每个历史文化街区的火灾风险评估大多基于专家不同角度的主观的火灾风险评分进行简单的加权求和得到风险评估指数。传统方法没有针对收集到的数据的主观性进行处理，导致评价不够客观准确；其次没有进一步对数据间的结构化信息进行挖倔，导致风险评估内容不够精确，对火灾巡检评估的指导作用较差。

3、综上所述，本发明提出一种历史文化街区火灾风险评估方法，通过获取历史文化街区的平面结构示意图，结合ahp算法获取各判断矩阵，最终得到历史文化街区的平面结构示意图中各像素点的二级火灾风险评估值，提高了火灾风险评估的准确率。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种历史文化街区火灾风险评估方法，以解决现有的问题。

2、本发明的一种历史文化街区火灾风险评估方法采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种历史文化街区火灾风险评估方法，该方法包括以下步骤：

4、获取历史文化街区各建筑的结构信息及建筑独热编码；绘制历史文化街区的平面结构图；

5、将历史文化街区各建筑的结构信息进行统一划分为由目标层、准则层、次准则层及指标层构成的树状结构；将树状结构中具有分支的节点作为划分类；将各划分类包含的分支节点作为划分小类；结合ahp算法对各划分类的划分小类进行打分获取各划分类的判断矩阵；对判断矩阵中小于 1 的元素用其倒数的相反数加 2 代替，将各元素均减去 1的结果作为加法判断矩阵的各元素；根据加法判断矩阵中各元素的分布得到判断矩阵中各元素的主观误差消除系数；

6、根据判断矩阵中各元素的主观误差消除系数得到各划分小类的权重；根据加法判断矩阵中各元素的分布占比得到各加法判断矩阵的矩阵中心偏移量向量；根据各加法判断矩阵的矩阵中心偏移量向量间的距离关系得到各划分类的划分类可信度；结合各划分小类的权重及各划分类的划分类可信度得到树状结构中各节点的风险指标；结合树状结构中各节点的风险指标得到各建筑的第一火灾风险评估值；

7、根据各建筑的第一火灾风险评估值得到历史文化街区的消防设施消减评估值；结合第一火灾风险评估值及消防设施消减评估值得到历史文化街区的平面结构图中各像素点的二级火灾风险评估值；根据历史文化街区的平面结构图中各像素点的二级火灾风险评估值完成历史文化街区火灾风险评估。

8、优选的，所述根据加法判断矩阵中各元素的分布得到判断矩阵中各元素的主观误差消除系数，表达式为：

9、

10、式中，为第个判断矩阵中元素的主观误差消除系数，表示第个加法判断矩阵中元素，表示第个加法判断矩阵对应的划分类中所有加法判断矩阵元素的均值，为第个加法判断矩阵中元素的信息含量，为第个加法判断矩阵的所在划分类中，第个加法判断矩阵除去第行第列的元素外，其它位置所有元素的所述信息含量的和值。

11、优选的，所述根据判断矩阵中各元素的主观误差消除系数得到各划分小类的权重，包括：

12、计算判断矩阵中各元素与各元素的主观误差消除系数的乘积，计算判断矩阵中每行所有元素所述乘积的乘积，记为连乘积，将判断矩阵列数的倒数作为所述连乘积的次方根，将所述连乘积的次方根的计算结果的归一化值作为各划分小类的权重。

13、优选的，所述根据加法判断矩阵中各元素的分布占比得到各加法判断矩阵的矩阵中心偏移量向量，包括：

14、加法判断矩阵的矩阵中心偏移向量中第一个元素值、第二个元素值表达式分别为：

15、

16、

17、式中，为矩阵中心偏移量向量中的第一个元素值，为矩阵中心偏移量向量中的第二个元素值，表示加法判断矩阵的行数，表示加法判断矩阵的列数，表示加法判断矩阵的第行元素，表示加法判断矩阵的第列元素，代表第个加法判断矩阵的第行列的元素，是第列元素位置在矩阵水平方向上的投影长度占矩阵在水平方向上投影长度的比值的两倍，是第行元素位置在矩阵竖直平方向上的投影长度占矩阵在竖直方向上投影长度的比值的两倍，代表对括号中的数值求平方和的算术平方根；

18、矩阵中心偏移量向量中的第三个元素值为加法判断矩阵中所有元素的均值。

19、优选的，所述根据各加法判断矩阵的矩阵中心偏移量向量间的距离关系得到各划分类的划分类可信度，包括：

20、针对同一划分类的各个加法判断矩阵，计算各个加法判断矩阵间矩阵中心偏移量向量的欧氏距离的均值，将所述均值作为各划分类的划分类可信度。

21、优选的，所述结合各划分小类的权重及各划分类的划分类可信度得到树状结构中各节点的风险指标，包括：

22、针对指标层的各节点，将建筑独热编码中元素为1的节点的权重的和值作为次准则层各划分类的风险指标；

23、针对准则层的各节点，计算次准则层的节点的风险指标与次准则层节点的划分小类的权重的乘积，记为第一乘积，计算所述第一乘积与次准则层节点的划分类可信度的乘积，记为第二乘积，将所述第二乘积作为准则层各节点的风险指标；

24、针对目标层的节点，计算准则层的节点的风险指标与准则层的节点的划分小类的权重的乘积，记为第三乘积，计算所述第三乘积与准则层的节点的划分类可信度的乘积，记为第四乘积，将第四乘积作为目标层的风险指标。

25、优选的，所述结合树状结构中各节点的风险指标得到各建筑的第一火灾风险评估值，包括：

26、将各建筑目标层的风险指标作为各建筑的第一火灾风险评估值。

27、优选的，所述根据各建筑的第一火灾风险评估值得到历史文化街区的消防设施消减评估值，包括的具体方法为：

28、针对历史文化街区的所有建筑，计算所有建筑的第一火灾风险评估值的均值，将所述均值作为历史文化街区的消防设施消减评估值。

29、优选的，所述结合第一火灾风险评估值及消防设施消减评估值得到历史文化街区的平面结构图中各像素点的二级火灾风险评估值，表达式为：

30、

31、式中，表示历史文化街区的平面结构图中各像素点的二级火灾风险评估值，代表了第个像素点方圆米内所有建筑物像素点与第个像素点的欧式距离，代表了建筑物像素点的个数，是建筑物像素点对应建筑设施的第一火灾风险评估值，表示火灾指数影响距离；代表了第个像素点方圆米内所有消防设施像素点与第个像素点的欧式距离，代表了消防设施像素点的个数，是该历史文化街区的消防设施削减评估值。

32、优选的，所述根据历史文化街区的平面结构图中各像素点的二级火灾风险评估值完成历史文化街区火灾风险评估，包括的具体方法为：

33、设定阈值，计算历史文化街区的平面结构图中所有像素点的二级火灾风险评估值的均值的归一化值，当所述归一化值大于等于阈值时表示历史文化街区存在火灾风险，当所述归一化值小于阈值时表示历史文化街区不存在火灾风险。

34、本发明至少具有如下有益效果：

35、本发明实施例针对传统的ahp算法主观性大的特点，针对判断矩阵中不同元素的信息量不同和不同元素偏离均值的不同，构建出主观误差消除系数计算划分小类的权重，降低了收集的评分数据中的离群点的比重，减少了单个打分专家的个人偏见对总体评分的影响；针对ahp算法中的判断矩阵构建矩阵中心偏移量向量，表征不同专家评分之间的相似度，进一步计算出划分类可信度，作为表征评分结果混乱程度的指标，对于混乱程度低的指标给予更高的可信度作为权重，进一步减少了主观意见差异对评分结果的影响；

36、根据划分类可信度和划分小类的权重计算一级火灾风险评估值，结合历史文化街区中建筑物的布局，计算二级火灾风险评估值，充分利用了建筑物的布局信息，使火灾风险的评估更加合理，最终得到火灾风险评估指导示意图，用以指导历史文化街区火灾巡检的人员和路线安排。