物流系统规划课程设计-河北科技大学消防中心选址建设

1、物流规划课程设计组别：第八组姓名：苏港宋佳滕彩念学院:经济管理学院专业：物流工程题目：河北科技大学消防中心选址建设指导教师：李明芳靳晨霞评阅教师：2011年11月组员目标和任务本组成员为：苏港、宋佳、滕彩念 我们的整体目标是通过对河北科技大学 实体的考察和相关资料的查阅，在河北科技学校内选出一个地方，建立校园消防 中心。确保全校师生的人身和财产安全。围绕整体目标我们主要工作有：通过网络查询以及实地了解，制作河北科技 大学电子地图，对河北科技大学的生活区，教学楼按一定要求划分区域，形成四 个备选区域，然后利用层次分析法从备选点中选出最优点。在课程设计的整个过程中我们分工合作，我们经过讨论以后确定

2、了这个项 目，然后苏港和滕彩念主要负责相关文献资料的查找和论文文字部分的撰写。苏 港还负责了河北科技大学电子地图的制作。宋佳主要负责各种模型，方法原理的 计算与撰写。在整个过程中我们经常一起讨论，互相帮助，确保我们的项目能顺 利进行。目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 1绪论4 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.1研究背景4 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 1.2研究现状4 HYPERLINK l bookm

3、ark26 o Current Document 1.3研究内容5 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 2消防中心选址及评估的相关理论与方法6 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 2.1校园消防中心选址的重要性6 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 2.2校园消防中心选址的基本理论6 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 2.2.1校园消防中心选址的原则6 HYPERLINK l bookmark46 o

4、Current Document 2.2.2校园消防中心选址的步骤7 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 2.3消防中心选址的评估方法7 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 3科大校内消防中心选址设计10 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 3.1备选点的选择103.2 最优方案的确定113.21构造层次分析图11 HYPERLINK l bookmark63 o Current Document 3.22构造第二层相对第一层的判断矩阵并进行一致性检验

5、12 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 3.23构造第三层对第二层的判断矩阵并进行一致性检验13 HYPERLINK l bookmark83 o Current Document 4可行性分析15 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 5总结17 HYPERLINK l bookmark89 o Current Document 参考文献18附件191绪论1.1研究背景随着各高校招生人数的扩大，校园日益成为典型的人口密集地。消防安全工 作的重要性逐渐凸显。随着社会的发展，校园安全越来越受社会关注，

6、平安校园 也是学校管理者的一大愿望，但是频繁的校园安全事故使我们不得不为之深思。 因此，要真正杜绝学校安全隐患，确保学校安全，将校园安全事故降低到最低限 度乃至消除，构建学校安全文化体系，是实现学校安全的根本保障。学校属于公众聚集场所，一旦发生火灾很容易造成人员和财产损失，如俄罗 斯人民友谊大学火灾造成41人死亡，171人受伤；2001年江西省广播电视艺术 幼儿园发生火灾，造成13名幼儿丧生；2002年云南省寻甸县三元庄回民小学发 生火灾，烧毁校舍11间，造成8名小学生死亡；2007年4月内蒙古自治区呼伦 贝尔市莫旗欧肯河农场中心学校宿舍发生火灾，有2名小学生死亡。2008年12 月14日上午

7、6时许，上海商学院一宿舍火灾，四名大学生由于无法忍受火灾的跳 楼身亡，4个如花的生命就此陨落，令人悲痛，这件事件的发生让人深思呢！近年来校园火灾频发，对师生的人身及财产安全造成很大威胁。据有关资料 统计，建国以来，在我国从未发生过火灾的高校寥寥无几，在这些发生火灾的学 校中，有的烧毁教学楼、实验室、宿舍，有的烧伤同学，有的甚至多去同学鲜活 的生命。发生在校园宿舍里的小型火灾，每年多达数千起。更令人不安的是校园 火灾每年都在呈上升趋势。1.2研究现状（1）学校对消防安全工作重视不够一些学校在重视教学、科研的同时，对消防安全工作没能给予应有的重视， 没有将消防安全同教学、科研等工作放到同等重要地位

8、进行综合考核评估，有些 工作不落实，有的还处于说起来重要，做起来次要，忙起来不要的状况。（2）学校消防安全责任落实不到位有的虽然层层签定了责任书，但却束之高阁，没有检查考评，基本流于形式； 有的责任书只签定到中层，而没有把责任落实到具体的岗位和人员身上；有的对 履行消防职责情况检查不及时，考评不严格，奖罚不分明；有的甚至没有建立任 何消防安全责任制，只由几个保卫人员负责。（3）学生消防知识缺乏，自防自救能力不强由于学校开展消防宣传教育活动不经常、不深入，学生的消防安全意识薄弱。 有些学校还存在学生经常在宿舍内乱拉乱接电线，违规使用高功率热得快、电炉 等电器，深更半夜“秉烛夜读”，等现象，埋下了

9、火灾隐患。许多学生不会使用 消防器材，很少掌握消防常识，不懂逃生方法。（4）学生宿舍隐患严重许多新建学生公寓未经消防部门审核、验收，在消防方面留下许多先天性的 火灾隐患；学生用电管理混乱。虽然一些学生宿舍均安装了限电装置，但学生们 还有的偷接电线行为，极易引发火灾；为了防止外盗，在窗户、出口上安装铁栅 栏，给救火、救援及逃生增加了难度；高校后勤产业化以来，一些投资方建造了 体量很大的学生公寓，而在底层裙房出租时又不考虑学生疏散，随意封堵安全通 道。所以在校园内建设消防中心刻不容缓。1.3研究内容本次设计分为下列几个步骤进行：步骤一：确立课程设计主题与研究目的。步骤二：收集和阅读相关文献和资料，

10、并整理成消防中心选址资料。步骤三：选出候选点。步骤四：建立消防中心选址评估指标权重体系：利用AHP发进行数据的收集。 输入，处理与分析，获得各项目主要评估指标的相对权重，建立消防中心评估 指标的权重体系。步骤五：建立AHP消防中心的评估模式，结合评估指标额权重体系，构建消 防选址的评估模式，作为学校相关进行选址决策时额找你更要参考依据。步骤六：提出结论与建设。2消防中心选址及评估的相关理论与方法2.1校园消防中心选址的重要性改革开放以来我国经济迅速发展，教育事业也随之发展。目前，大中小学校 的规模及在校学生人数较过去都有了较大增幅。但同时，随之而来的问题是校园 的火灾隐患日益突出、火灾频出，校

11、园的消防安全形势不容乐观。学校是人员密 集场所，而学校领导对消防安全工作重视度不够以及师生对消防安全知识了解不 足，使得消防安全工作需要受到更大的重视。校园内消防中心的建设能大大的降 低火灾的发生率，以及更加方便的保护全校师生人员和财产上的安全。2.2校园消防中心选址的基本理论2.2.1校园消防中心选址的原则校园消防中心的建设关系到全校师生生命和财产安全，所以要考虑多方面 因素，力求消防中心作用最大化。以下几点因素是在选址过程中必须考虑到的因 素：（一）人口因素不同地区的人口密度是不同的，人口密度大的地区“需求”也就相对高些， 因此人口密度应成消防中心选址中考虑因素之一。（二）交通因素学校内的

12、交通路线复杂，同一个地方有的路线可以到达，有的着不可以，一 定要选好路线。（三）时间因素消防中心选址最重要的是对时间的控制，通常有突发事件出现时，必须迅 速反应，立即开展救援，在一定时间内赶到才能有效控制灾害造成的影响。（四）距离因素因为我们学校占地面积比较大，而且建筑分布也比较分散，为了能有突发事 件时快速反应，安排车辆和人员，距离因素是应该考虑的。（五）建筑面积因素因为各个建筑所占面积不同，楼层高度也不同，这导致突发事件出现后形成 的严重程度也不相同，这是影响选址的一个因素。2.2.2校园消防中心选址的步骤（1）选择合适的候选区域（2）选择恰当的方法进行选择（3）进行论证和实地调查，找出最

13、优方案（4）具体实施2.3消防中心选址的评估方法层次分析法（Analytic Hierarchy Process ,AHP）是对一些较为复杂、较为 模糊的问题作出决策的简易方法，特别适用于那些难以完全定量分析的问题。它 是由美国运筹学家托马斯萨蒂Thomas: L. Satty在20世纪70年代中期所创。它 将半定性、半定量问题转化为定量问题的有效途径，将各种因素层次化，并逐层 比较多种关联因素，为分析和预测事物的发展提供可的定量，是一种定性和定量 相结合的、系统化、层次化的分析方法。该方法是萨蒂教授为美国国防部研究“根 据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配”课题时，应用网络系统

14、理论和多目标综合评价方法，提出的一种层次权重决策分析方法，其创立的目的 是把复杂的问题系统化，对不同层面给予不同的层级分解，通过量化的判断后加 以综合评估，提供给决策者所需的信息，同时减少决策失误。层次分析法作为一 种多目标多因素的决策方法，由于它在处理复杂的决策问题上的实用性和有效 性，很快在世界范围得到重视。它的应用已遍及能源系统分析、城市规划、经济 管理、教育管理、科研成果评价、社会科学等领域。层次分析法的操作步骤：(1)建立层级架构模型在深入分析实际问题的基础上，将有关的各个因素按照不同属性自上而下地 分解成若干层级，可以用来研究层级中各因素的相互影响，以及对整个系统的冲 击。有时同一

15、层级的诸因素从属于上一层的因素或对上层因素有影响，又或同时 支配下一层的因素或受到下层因素的作用。通过分析层级架构将决策问题的目 标、评估指标、评估次要指标逐一分层，并将其上下串联构建成为系统化模式。(2 )权重打分对每一层级内的决策因素进行成对的比较，即对两个因素作相互重要程度的 评估，将成对比较需要的尺度划分为等强、稍强、颇强、极强到绝强，再加上分 别介于两者间的强度，分别给予1-9尺度的评比来表达相对的强弱程度，决策者 依据上述尺度，对于两两因素之间的相对重要程度进行比较，勾选出合适描述的 尺度数字。心理学家认为成对比较的因素不宜超过9个用13,15,117,，1p9p (p=2,3,4

16、,5), d+0.1d+0.9 (d=1,2,3,4)等27种比较尺度对若干实例构造成对比 较阵，算出权向量，与实际对比发现，19尺度较优。如表2.31。表2.31 AHP尺度说明表评估尺度定义说明1同等重要两两比较因素同等重要3稍微重要经验与判断稍微倾向某要素5颇重要经验与判断强烈倾向某要素7极重要经验与判断非常强烈倾向某要素9绝对重要经验与判断绝对倾向某要素2,4,6,8相邻尺度中间值折衷值(3)建立成对比较矩阵根据层级架构模型每层中各因素的相对重要性，给出判断数值列表，形成成 对比较矩阵。这是层次分析法的关键点，即能将决策者的主观判断进行量化，避 免了经验法所带来的决策失误。假设有N个因

17、素时，决策者则需要进行n (n-1) /2 次的重要性成对比较，而每次比较的比重值ais填入成对比较矩阵A的上三角矩阵 中，而A矩阵的下三角矩阵内的各元素值是上三角矩阵内的各元素相对应位置的 倒数值1 /ai;。而主对角线为各因素自身的比较，故所有元素值均为1，这样就可以获得个完整的成对比较矩阵。矩阵形式如图2.31。r ia12a in、r ia12.a in、r w 1/W 1w 1 / w 2w 1/ wnA=a 2i.1. a_2 n=1/a i21.a_2 n=W 2 /W 1w 2 / w 2w 2 / wnla.ian 2-1 /11/ a 1 n1 / a2 n-1 /I Wn

18、 /W 1Wn / w 2/ w n / w n )图2.31矩阵形式气j为两两因素间的比值，i，j=1,2,3, .nW为因素i的权重值：i，j=1,2,3.nA为成对比矩阵，此矩阵具有下列特征：a广1/% , aik= % *ajk(4)成对比较矩阵的一致性检定较矩阵内的数值为决策者依自身主观的判断值，但由于需要判断的层级与因 素较多，导致决策者在两两比较的判断下，要达成一致性比较困难，这就要考虑 相容性和误差。一致性检验,对矩阵A确定不一致的允许范围，CI越大，不一致越严重，为 衡量CI的大小，引入一致的指标RI，如表2.32,定义一致性比率CR=CI/RI。 当CR0.1时，通过一致性

19、检验。定义一致性指标：人一nC I = n 1表2.32 RI的取值n1 23456789i0iiRI 0 0 0.580.901.121.241.321.411.451.491.51算各替代方案的权重值若整个层级架构通过一致性的检定，计算各层级因素间的权重完成后，再计 算整体层级的权重，最后依据各替代方案的权重来决定最终目标的替代方案。但是层次分析法也有其局限性:传统层次分析法多以解决固定值决策应用为 主;计算结果的等级排列，往往不够明确;方案间的评估或选择，往住是主观重于 客观;影响因素多且关系复杂，影响因素可能是互为渗透、相互作用，彼此影响 和制约的，难以用严密的数学模型准确描述，若所选

20、的因素不合理，其含义混淆 不清，或因素之间的关系不正确，都会降低AHP法结果的质量，甚至导致AHP法决 策的失败。所以我们在使用的过程中为保证递阶层次结构的合理性，必须把握以 下原则：（1）分解简化所研究的问题，一定要把握好主要因素，不能遗漏也不能随 意增多；（2）注意相比较因素之间的强度关系，相差太悬殊的因素不能在同一层级 中比较。3科大校内消防中心选址设计3.1备选点的选择根据人口密度相对大小、建筑楼群的密集情况以及坐落的位置状况等，对学 校的建筑进行大致分类，首先由于生活区建筑比较密集，人口密度也非常大，所 以我们把生活区作为1号区域来考虑，建工楼、艺术楼、外语学院、文法楼以及 经管楼位

21、置比较接近，所以把这5部分看作2号区域，公教楼群人口密度也很大 所以为3号区域，纺织与材料楼、图书馆、机械与电气楼相连在学校的位置比较 偏远，所以划为4号区域。如图3.11、图3.12。这样我们把学校的可能发生事故 的建筑分为4个区域，由于选址地点在校园内，如果完全根据最新修订的消防 站建设标准来建设必定不合实际，所以根据学校的道路现状，人员状况，现有 建筑的特点，我们针对本校制订了一套特殊的标准。图3.11备选点分布图采用层次分析法，决策时要考虑人口因素，交通方便与否，建筑面积，距离因素这四个因素，并对这四个备选区域进行评价，从而得出建立消防中心的最优地点。构建层次结构模型图，如图3.21。

22、目标层准则层图3.21结构层次分析图3.22构造第二层相对第一层的判断矩阵并进行一致性检验我们根据实际情况及先关资料的查阅，得出对消防中心选址有关的四 个因素的相对重要性图。如表3.23。表3.23四个影响因素的判断矩阵人口密度交通方便与 否建筑面积距离人口密度1593交通方便与否1/5171建筑面积1/91/711/7距离1/3171(2)计算权重。和法：取判断矩阵n个列向量(针对n阶判断矩阵)的归一化后算术平均值近似作为权重向量，即有w = 1 七，i = 1,2, n1 akk =1根据公式计算出四个因素的相对权重。记第2层2= （ w ,1（3）计算特征根对第1层（目标）的权向量为2）

23、w （ （二2，）0，. 5（，52 0）, 1 9 0.0 4 0 . 2(1151:3(0.55 )r 0.55)0.190.19=X0.040.0410.21710.2171得出入=4.1917（4）一致性检验由Aw = xw计算出特征根入X n4一19 4由 CI = 0.065，随机一致性指标 RI=0.90 (查表 2.32)，n 14 1则一致性比率CR=0.065/0.90=0.0720.1，所以通过一致性检验。3.23构造第三层对第二层的判断矩阵并进行一致性检验（1）求第3层（方案）对第层每一元素（准则）的权向量w=(w ，w ，w ，w )方案层对C1（人口密度）的成对比较

24、阵117151、7特征向量w二（0.66，0.08，0.17，0.08），最大特征根X = 4方案层对C2 （交通方便与否）的成对比较阵B2131121142121 )3112特征向量w（3）=（0.10,0.32,0.22,0.35），最大特征根人=4.03方案层对C3 （建筑面积）的成对比较 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 12 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 211J最大特征根入=4.05特征向量 W =(0.64, 0.14, 0.13, 0.08)，方案层

25、对C4（距离）的成对比较阵特征向量w=（0.08, 0.22, 0.51, 0.18 ），最大特征根人=4.04第三层对第二层的计算结果如表3.24。表3.24特征向量和特征根k12340.660.100.640.08W （3）0.080.320.140.22k0.170.220.130.510.080.350.080.18力k44.034.054.04CI K00.010.0170.013RI=0.90（n=4） CR 0.均可通过一致性检验。计算组合权重由于 w =(0.55, 0.19, 0.04, 0.21 )，贝U方案P1对目标的组合权重为0.66*0.55+0.10*0.19+0.

26、64*0.04+0.08*0.21=0.4244方案P2对目标的组合权重为0.08*0.55+0.32*0.19+0.14*0.04+0.22*0.21=0.1566方案P3对目标的组合权重为0.17*0.55+0.22*0.19+0.13*0.04+0.51*0.21=0.2476方案P4对目标的组合权重为0.08*0.55+0.35*0.19+0.08*0.04+0.18*0.21=0.1512方案层对目标层的组合权重为(0.4244,0.1566,0.2476,0.1512)得出结论方案1的权重最大，所以方案1为最优方案。结果表明建立消防中心选择在一号 区域内，即生活区内。4可行性分析通

27、过上述计算可知，方案一中人口密度占得比重最大，因而在人口因素方面 比较重要，方案二中交通因素比重大因而这方面比较重要，方案三中距离因素最 重要占有很大比重，方案四中交通因素相对比较重要。而在4个影响因素中，人 口密度的重要程度远远大于其他三个。所以当方案本身对4个因素的相对权重比 较中，如果人口密度因素权重比其他的因素大，那么这个因素对该方案的影响就 比较突出。而方案一正是这样，人口密度远远大于其他因素，所以最终的组合权 重是方案一最大，最优方案为方案一。虽然考虑到在交通便利与否、建筑面积以 及距离因素方面方案一略显不足，但由于在此处一旦出险，后果极为严重，所以 所以将消防中心设在生活区附近可

28、以保证在出现火情的最短时间内做相应扑救， 此处是最理想的。通过在网上查看有关资料，可以发现学校起火主要原因就是宿舍使用违章电 器、防火意识差等原因造成，因此，宿舍所在的生活区发生火灾的可能性相对于 其他位置也是明显偏大的。由于生活区内不仅人员密集，而且还有两个地点安放ATM机，一旦火灾蔓 延到这两个位置，还会造成严重的财产损失。根据中华人民共和国教育部中华人民共和国公安部第28号令第十条 学校必须设立或者明确负责日常消防安全工作的机构，配备专职消防管理人员。 所以，学校可以专门设立一个消防中心保证火灾发生时相关人员能以最快的速度 到达火场，从而减少人员伤亡和财产损失。通过观察学校现在的分布图，可以在生活区南侧的空地建设消防中心，这里 离生活区最近，而且交通较为方便，此处一直是以空地的形式存在，学校并没有 将这规划在内，因此选在这里作为消防中心也是相对合理的。5总结本文根据河北科技大学的实际情况以及相关的资料（见附件）将校内建筑分 为1生活区、2建工楼、艺术楼、外语学院、文法楼