大型活动拥挤踩踏事故灰色层次分析精.docx
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大型活动拥挤踩踏事故灰色层次分析精
第10卷第5期
2008年9月辽宁工程技术大学学报（社会科学版）JournalofLiaoningTechnicalUniversity（SocialScienceEdition）Vol.10,No.5
Sept.2008
大型活动拥挤踩踏事故灰色层次分析
王起全,金龙哲
（北京科技大学土木与环境工程学院,北京 100083）
摘要:
针对大型活动拥挤踩踏事故诱因复杂的特点,采用灰色层次分析法,在客观归类大型活动拥挤踩踏事故影响因素的基础上,建立拥挤踩踏事故评估灰色层次分析模型,并以沈阳世博会综合馆进行实例分析,得出安全等级,实例表明,灰色层次评估方法具备实用性,能够比较客观、真实地反映大型活动拥挤踩踏事故风险情况,值得推广和使用。
关键词:
大型活动;拥挤踩踏;灰色层次分析法;评估
中图分类号:
X913 文献标识码:
A 文章编号:
1008-391X（2008）-04
oflarge-scaleactivities
WANGQiquan,JINLongzhe
（SchoolofCivil&EnvironmentEngineering,BeijingUniversityofScienceandTechnology,Beijing10083,China）Abstract:
Thereasonsforcrowdedstampedeaccidentsarecomplex,sothepaperusesGAHPtoestablishtheGAHPmodelofcrowdedstampedeaccidentsinlarge-scaleactivities,onthebasisofobjectiveclas2sificationofinfluencingfactorsofcrowdedstampedeaccidentsinlarge-scaleactivities.AsanexampleofShenyangExpocompositeMuseum,theevaluationandvalidationhavebeenmade,andthesafetygradehasbeenachieved.Theapplicationexampleshowsthatgraylevelsriskassessmentmethodshavethepracticalitytoreflectthecrowdedstampedeaccidentrisksituationoflarge-scaleactivitiesmoreobjec2tivelyandtruly,anditisworthofpopularizationanduseintheassessmentofcrowdedstampedeacci2dentsinlarge-scaleactivities.
Keywords:
large-scaleactivities;crowdedstampede;GAHP;assessment
随着中国经济的繁荣和国力的强盛,政治、经济、文化、
体育、宗教、节庆等方面的大型活动越来越多,大型活动中人
群拥挤踩踏事故是发生概率最高的一种事故类型,具有普遍
性,是大型活动事故预防控制的重点。
大型活动拥挤踩踏事
故诱因复杂,是一个多因素、多变量、多层次的人—机—环境
系统。
在这个系统中,除客观事物的差异在中间过渡阶段呈
现出“亦此亦彼”的特点外,还有人的思维和行动也存在各种
不确定性。
基于大型活动的特点,为增强大型活动拥挤踩踏
事故风险评估的全面性、系统性和完整性,本文将利用数学
建模的思路,引入灰色层次分析方法对大型活动拥挤踩踏事
故进行量化建模和评估分析。
1 指标体系的构造
笔者对近百年来国内外165起大型活动拥挤踩踏事故的因
素进行了分析,对其诱发因素进行了统计、和归类,如图1。
图1 大型活动拥挤踩踏事故统计Fig.1analysisofcrowdedstampedeaccidentsinlarge-scale
activities
收稿日期:
2007-10-18
作者简介:
王起全（1976-）,男,黑龙江人,博士,主要从事大型活动事故风险研究。
©1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.
第5期 王起全,等:
大型活动拥挤踩踏事故灰色层次分析501
经过分析,大型活动拥挤踩踏事故影响因素涉及人、物、5,0.3683,0.0378）;物的因素指标的权重:
（0.2933,0.164环和管理等诸多因素,是一个复杂的系统工程,且这些要素2,0.0492,0.2399,0.0290,0.1660,0.0584）;环境因素指相互影响、相互渗透。
在大量调研、文献检索、经验总结的基标的权重:
（0.6250,0.2385,0.1365）;管理因素评价指标
的权重:
（0.2063,0.0831,0.0396,0.1483,0.2459,0.048
础上,笔者运用系统工程的思想将大型活动拥挤踩踏事故风
3,0.0418,0.0785,0.1081）
险评估因素建立评估指标体系如表1。
上面结果仅代表一个专家对整个因素分析状况各环节
表1 大型活动拥挤踩踏事故评估指标体系
给出的权重集,综合各个专家的权重值,即可得到表1中所
Tab.1stampedeaccidentevaluationindexsystemoflarge-scaleactivities
列出的各因素权重值。
1级指标
2级指标
3级指标
表1是一个由多个评估指标按属性不同分组,每组为一个层次,按目标层（w）、准则层（Ui,i=1,2,3,4）和指标层（Vij,i=1,2,3,4;j=1,2,…,ni）。
S代表受评对象的综合评估值,U代表Ui所组成的集合,记为U={U1,U2,U3,U4}; 建筑设计质量0.28
Vi（i=1,2,3,）代表指标层指标,记得为 安全设施0.26大
临时设施0.10Vi=i1,Vi2,,Vim[2]:
型
物的因素0.32 特种设备0.09
（1）ij 活在对大型活动
公用工程0.11动Vijj转化为定量指标,将拥、良、中、差4个等级,对应分挤
值为4分、3分、2分和1分。
指标等级介于两相邻等级之间
踩0.44
时,相应评分值为3.5分、2.5分和1.5分。
具体等级标准由
踏 12 周边环境0.34
各专家根据经验确定。
事 社会环境0.22
（2）确定评价指标Ui和Uij的权重 准则层Ui指标之间故 隐患管理0.22
和指标层Vij指标之间对目标层W的重要程度是不同的,可评 安全工作方案0.10
估以利用层次分析法（AHP）确定这些指标权重。
安全教育培训0.06
（3）组织评估专家评分 设评估专家序号为m,m=1, 人员安全检查0.07
管理因素0.14 应急建设0.242,…p,即有p个专家,根据指标实测值和专家经验对各评价
安全保障组织机构0.05等级进行打分,并填写评估专家评分表。
相关安全管理0.06（4）求评估样本矩阵 根据评估专家评估结果,即根据 安全投入0.10
第m个评估专家对受评对象某指标Vij给出评分dijm,求得
安全许可0.10
受评对象的评估样本矩阵D。
（5）确定评估灰类 即确定评估灰类的等级数,灰类的2 指标体系权重的确定
应用层次分析法确定指标权重[1]。
确定评价对象集P灰数及灰类的白化权函数。
分析上述评估指标的评分等级=大型活动拥挤踩踏事故评估。
构造评价因子集u={u1,标准,决定采用4个评估灰类。
灰类序号为e,e=1,2,3,4,
分别表示“优”“、良”“、中”“、差”。
其相应的灰数及白化权函u2,
…,u4}（人的因素,物的因素,环境因素,管理因素）。
4个
一级指标因子权重,我们采用层次分析的方法求出指标权数如表2:
（6）计算灰色评估系数 评估指标Vij属于第e个评估
重。
构造判断矩阵A。
灰类的灰色评估系数,记为Xije,属于各个评估灰类的总灰
123类的总灰色评估数,记为Xij,则有
1/2123A=Xije=∑fe（dijm,m∈[1,p];Xij=∑Xije,e∈[1,4]
1/31/212
（7）计算灰色评估权向量及权矩阵 所有评估专家就评
1/41/31/2估指标Vij,对受评对象主张第e个灰类的灰色评估权,记为
用DPS软件计算判断矩阵A的最大特征根得λmax=4.
rije,则有rije=Xije/Xij。
e=1,2,
3,4,则受评对象的评估指
040。
为进行判断矩阵的一致性检验,需计算一致性指标:
C.
标Vij对各灰类的灰色评估权向量为rije=（rij1,rij2,rij3,rij4）
λI.===0.013从而得到受评对象Vi所属指标Vij灰色评估权矩阵n-14-1
人的因素0.42
人群密度0.28
人群流动0.24 人群构成0.10 人群安全意识、技能0.18 人群状态0.20
3 灰色层次分析法评估分析模型的构造
当n=4时,C.R.=0.90,则
==0.014<0.10C.R.0.90
ri1
Ri=
r
i2
ri11ri12ri22
ri13ri23
ri14ri24
因此认为层次分析排序的结果有满意的一致性,即权系
数的分配非常合理。
其对应的特征向量为:
Wi=（0.47,0.28,0.16,0.10）。
同理,我们仍采用层次分析的方法来求出指标权重。
分别对各个二级指标构造其各自的判断矩阵,再用DPS软件计算最大特征根和一致性检验。
得出合理的权系数。
人的因素五个指标的权重为:
（0.3909,0.1375,0.065
ri=
ri21
…
rim1
…
rim2
…
rim3
…
rim若rij中第q个权数最大,即rijq=max（rij1,rij2,rij3,rij4,则评估指标Vij属于第q个评估灰类。
（8）对指标层次做综合评估 其综合评估结果记为Bi,则有B
i=AiRi=（bij1,bij2,bij3,bij4）
（9）对指标层U做综合评估 由指标层Vi的综合评估
©1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.
502辽宁工程技术大学学报（社会科学版） 第10卷
结果Bi,的准则层U对于各评估灰类的灰色评估权矩阵为
B1
Ri=
B2B3BB11
B12B22B32B42
B13B23B33B43
B
14B24B34B表2 评估灰类划分
Tab.2assessmentgrayclassification
=
B21B31B41
类 别e灰数范围表 达 式
dijm∈[0,4]
第1类“优”e=1灰数1∈[4,∞]f1（dijm）=
4
1,dijm∈[4,∞]0,dijm∈（-∞,0]
dijm∈[0,3]3
第2类“良”e=2灰数2∈[0,3,6f2（dijm）=
dji∈[3,6]
d|,6]
2
dijm∈[0,2]第3类“中”30,,4f3（dijm）=
3-
2
dji∈[2,4]
0,dji|（0,4]1,dijm∈[0,1]
第4类“差”e=4灰数∈[0,1,2f4（dijm）=2-dijm,dijm∈[1,2]0,dji|（0,2]
于是,可对准则U层作综合评估,其综合评估结果为B,
则有:
B=AR=（b1,b2,b3,b4）
（10）计算综合评估结果 根据综合评估结果B,按取最大原则确定受评对象所属灰类等级,可先求出综合评估值S=BCT。
式中,C为各灰类等级按“灰水平”赋值形成的向量,本文设C=（4,3,2,1）,然后根据综合评估值S,参考灰类等级对受评对象系统进行综合评估。
数。
（5）计算灰色评估权向量及权矩阵
e=1 r111=3.750/10.583=0.3543;e=2 r112=0.
4 沈阳世博会综合馆拥挤踩踏事故评估实例
根据大型活动拥挤踩踏事故灰色层次分析法分析模型3,对沈阳世博会综合馆进行综合评估。
（1）确定评价估对象递阶层结构 参考表1给出的大型活动拥挤踩踏事故评估层次分析体系。
（2）确定递阶层次结构底层元素的组合权重 参表1得到评估指标Ui和Vij的权重如下:
A=（0.42,0.32,0.12,0.14）;A1=（0.28,0.24,0.10,0.18,0.20）;
A2=（0.28,0.26,0.10,0.09,0.11,0.09,0.07）
A3=（0.44,0.34,0.22）;A4=（0.22,0.10,0.06,0.07,0.24,0.05,0.06,0.10,0.10）
（3）组织5位专家进行评分,评分结果如表3。
（4）计算灰色评估系数 对评估指标V11,受评系统属于第e个评估灰类的灰色评估系数X11e;
e=1,x111=f1（3）+f1（2.5）+f1（4）+f1（3）+f1（2.5）=0.75+0.625+1+0.75+0.625=3.750
e=2,x112=4.333;e=3,x113=2.5000;e=4,x114=0
受评指标V11属于各评估灰类的总灰色评估数,因此:
X11=3.750+4.333+2.5000+0=10.583。
同理,用同样方法进行计算可得到其他指标的灰色评估系数和总灰色评估
4094;e=3 r113=0.2363;e=4 r114=0
因此,受评估指标V11对各灰类的灰色评估权向量r11=（0.3543,0.4094,0.2363,0）
同样,可得到其他评估指标灰色评估权向量。
由向量r11,r12,r13,r14组成V1对应的权矩阵R1
0.35430.40940.23630.29320.39090.31590R1=
0.42150.42970.148800.36590.39020.2403（6）对指标层V1,V2,V3,V4作综合评估B1=A1R1=（0.28,0.24,0.10,0.18,0.20）
0.35430.40940.23630.29320.39090.315900.42150.42970.148800.36590.39020.2403=（0.3462,0.4003,0.2600,0.0000）
同理:
B2=A2R2=（0.3396,0.3779,0.2833,0.0000）B3=A3R3=（0.3988,0.4452,0.1560,0.0000）B4=A4R4=（0.3504,0.3843,0.2723,0.000
0）
（7）对准则层进行综合评估由B1,B2,B3,B4组成矩阵R;
0.3462R=
0.40030.37790.4452
0.26000.28330.4560
00
0.33960.3988
0.35040.38430.2723B=AR=（0.42,0.32,0.12,0.14）
©1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.
第5期 王起全,等:
大型活动拥挤踩踏事故灰色层次分析
0.346
0.3390.3980.350
2684
0.4000.3770.4450.384
3923
0.2600.2830.4560.272
0303
003
（0.3510,0.3963,0.2567,0.0000）=3.1061
2503
=（0.3510,0.3963,0.2567,0.0000）（8）计算综合评估结果
3
S=BCT=B
2
=
由于大型活动拥挤踩踏事故评估指标的优劣等级划分为优、良、中、差4个等级,对应分值为4分、3分、2分和1分,最终综合评估结果S=3.1061,由于34,因此整个沈阳世博会综合馆拥挤踩踏事故的综合评估等级为良好。
表3 指标评分总表及灰色权向量
Tab.3indexscoreandgreyweightvector
专家评分V1,V2
1
V11V12V13V14V15V21V22V23V24V25V26V27
专家评分V3,V4
5
1
V32V41V42V43V44V45V46V47V48V49
232345
3 2 2.5 3 2.5 3 2.5 3.5 3 2.5 3 2.5
2.5 3.523 2 4 2.5 3 3.5 3 2.5 3
4 2 3 2 3 2.5 3 3 3 4
3 2.5 3 4 2.5 4 2 2.5 3.5 4 3
2.52 3.5 3.5 3 2 3 4 3.5 3.5 2.5
3 3 2.5 3 4 3 3.5 2.5 2 3 4
2.5 3 2.5 3.5 2.5 2 3 3 3.5 2.5
4.5 2.5 3 2.5 2.5
3.5 4 3.5 3 2.5 3.5
3 3 3 2.5 3 3 3 3.5 3 4 4 3
2.5 3 3 2.5 4 2.5 3.5 2.5 2 3 3.5 2.5
5 结 论
（1）大型活动诱因复杂,是一个多因素、多变量、多层次
的人-机-环境系统。
对大型活动拥挤踩踏事故风险进行
建模和量化分析,有助于定量研究大型活动拥挤踩踏事故风险;
（2）大型活动拥挤踩踏事故影响因素涉及到人、物、环和管理等诸多因素,笔者通过对近百年来国内外165起拥挤踩踏事故的统计、分析,对大型活动拥挤踩踏事故诱发因素的归类比较客观;
（3）灰色层次分析法通过对部分已知信息的生成、开发,去实现对系统运行行为和演化规律的正确把握和描述[4]。
应用层次分析法对大型活动拥挤踩踏事故风险进行评估,可以综合考虑影响大型活动拥挤踩踏事故各种影响因素,将定性和定量的分析有机结合起来,能够减少个人主观臆断所带来的弊端,比一般的检查表评比打分、预先危险性分析等方法更为客观实际;
（4）从沈阳世博会综合馆在整个世博会营运期间的结果
看,该场馆未发生拥挤踩踏事故,评估效果与实际安全状态基本吻合,说明此方法能够比较客观、真实地反映大型活动的拥挤踩踏事故风险情况,值得在大型活动拥挤踩踏事故评估中推广和使用;
（5）该方法易于实现计算机程序化,在计算机上可以得出评估因素的评估结果,直观易懂,可操作性强,是一种较好的大型活动拥挤踩踏事故风险评估方法。
参考文献:
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华中工学院出版社,
1987:
36.
[责任编校:
王永坤]
©1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.
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