6.3.1 概述
在圖2所示的火災風險估計程序中，火災概率估計是關鍵的一步。6.3.2描述了概率估計的可選方法，6.3.3和6.3.4分別詳細說明了引燃概率估計和系統(tǒng)狀態(tài)概率估計。詳細的相關內(nèi)容見GB/T 31593.4—2015中6.3.8的規(guī)定。
6.3.2 概率估計的方法
6.3.2.1 概述
此處的概率是指初始事件概率和狀態(tài)概率，包括可靠性測量。有些風險分析方法需要附加概率，如狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型。所需概率估計的更詳細應用指導參見參考文獻[1]。
概率值可通過下列三種方法之一獲得：
1) 通過數(shù)據(jù)直接估計；
2) 通過模型推導得知，該模型將此概率與其他概率聯(lián)系起來，如將火災引燃概率同設備構件失效概率、相關人員過失概率以及靠近易燃材料的概率等相聯(lián)系；
3) 工程判斷。
在概率估計時，應注意某些普遍的錯誤或偏倚，包括：
——人們往往傾向于把低概率估計的過低而把高概率估計的過高，因此，應注意這個趨勢并采用合適的保守方法尋求補償。
——不宜假設所有的情況和事件在概率上是獨立的。應注意共同原因事件、相互關聯(lián)的高風險人員特征和其他情況中組合概率值比部分概率乘積高的情況。
注：低質(zhì)量的消防施工和管理，如探測器和自動噴淋沒有動作、墻體穿孔、門窗開啟和其他消防設施沒有發(fā)揮作用等情況，更可能導致引燃。
——人們往往傾向于高估具有特殊危害的場景概率而低估或忽略類似加熱設備和電氣系統(tǒng)火災等普通場景的概率，因此，在估計引燃概率時最好使用火災事故數(shù)據(jù)。
——工程人員常常依賴高質(zhì)量和完整的火災調(diào)查數(shù)據(jù)，從而使其概率估計結(jié)果具有誤導性。因為數(shù)據(jù)庫只包括所發(fā)生火災的很小部分，而且是偏向高死亡人數(shù)的火災，因此遺漏實際死亡總?cè)藬?shù)很多的小型火災和大量財產(chǎn)損失的大型火災，即每起火災造成的人員傷亡很小，但加起來后數(shù)量就很大了。
——不要認為要獲得高整體可靠性，就應設置冗余的消防安全系統(tǒng)和設備；或者設置了冗余的消防安全系統(tǒng)和設備就一定會獲得高整體可靠性。
——任何有效火災損失數(shù)據(jù)庫中均未有過記載的場景，不宜假定其為零概率。如果這個數(shù)據(jù)空缺是因為數(shù)據(jù)庫不完整，應在概率估計中采用包含此特例的髙概率的普遍場景作為概率估計的基礎。對于一個已知但沒有發(fā)生的事件，可以使用極限值統(tǒng)計方法來估計其非零概率。
6.3.2.2 直接通過數(shù)據(jù)估計概率
用數(shù)據(jù)估計概率實際上就是通過頻率來估計，該頻率用相關事件估計數(shù)作分子，用曝火范圍或事件發(fā)生的機會作分母。分母的單位可以是時間（如每年的事件發(fā)生數(shù)）、人（如一建筑物內(nèi)每千人發(fā)生的火災數(shù)）、經(jīng)估價的財產(chǎn)(如火災數(shù)除以所有建筑及內(nèi)部物品的總價值)、空間實體(如同類型的千座建筑物所發(fā)生的火災數(shù))或其他實體(如同類型千家公司的廠房所發(fā)生的火災數(shù))。
分子或分母的數(shù)據(jù)庫可以樣本為基礎，也可以協(xié)商確定。數(shù)據(jù)源的更多信息見GB/T 31593.2的有關規(guī)定。
6.3.2.3 用模型估計概率
與其他兩種估計方法不同，用模型估計概率，其主要優(yōu)點是模型不僅能提供用于設計分析的估計值，也便于理解設計的改變及其導致的概率變化之間的關系。如果對設計進行火災風險評估，得到不可接受的估計值時，了解改變之間的關系尤為重要。
使用模型不是排除使用經(jīng)驗或主觀數(shù)據(jù)，而是用其他變量來代替，模型就是通過這些變量來估計有關后果概率。但有時很難獲取這些變量的相關數(shù)據(jù)，這會抵消模型的優(yōu)越性。模型輸入數(shù)據(jù)的不確定度比直接使用數(shù)據(jù)的不確定度更復雜。
采用蒙特卡洛方法抽樣不能替代概率估計，而是一種在確定的概率分布中進行火災風險計算的數(shù)值方法。該數(shù)值方法是選擇特定火災場景樣本的基礎，通過絕對等效的概率加權，使該樣本的平均后果嚴重性成為對整個場景組概率加權后果嚴重性的最佳估計。關于蒙特卡洛方法，參見參考文獻[2]和[3]。
6.3.2.4 用工程判斷估計概率
通過使用德爾菲法或其他減少偏差、提高估計質(zhì)量的程序，可以做出系統(tǒng)而協(xié)調(diào)一致的工程判斷。
關于德爾菲法的描述，參見參考文獻[4]；關于德爾菲法和其他程序比較，參見參考文獻[5]。
工程判斷可以給出具體數(shù)值，也可給出一個數(shù)值范圍。后者可減少估計者之間存在的分歧，并且可用于風險矩陣或其他量化火災風險的評估程序。有關基于工程判斷的估計，參見參考文獻[6]。
當相關數(shù)據(jù)幾乎或完全不存在時，可借助工程判斷進行概率估計，此時可能會用到風險矩陣。在矩陣中，所有的概率估計都歸結(jié)為一小部分分布良好的數(shù)值。例如，一個用數(shù)量級分開的五個值的方案使用0.5%，5%，50%，95%，99.5%作為數(shù)值。一個用半數(shù)量級分開的五個值的方案使用5%，15%，50%，84%，95%。
6.3.3 初始事件概率
當采用損失統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為分子計算的數(shù)據(jù)時，這些數(shù)據(jù)可以特指正在研究的建筑、所有同類型的建筑(位置和業(yè)主相同)或更大集合的建筑(國家數(shù)據(jù)庫)的損失統(tǒng)計數(shù)據(jù)。上面每種選擇在其適用性、詳細程度、數(shù)據(jù)可獲得性以及支持精確估計的數(shù)據(jù)庫大小等方面都各有優(yōu)缺點。
可從整個場景已估計過的部分特征概率計算來估計事件概率。例如，在工廠生產(chǎn)區(qū)某設備產(chǎn)生火花而引起火災的概率可通過火花引起的火災概率以及工廠生產(chǎn)區(qū)火災發(fā)生的概率來估計。在此計算中，很重要的一點就是如果沒有經(jīng)過證明，不能做出統(tǒng)計獨立性的假設。獨立性需要經(jīng)過驗證而不應假設。
在初始事件中最嚴重的破壞獨立性的例子就是相同原因造成的火災，如地震同時引發(fā)多處火災并破壞噴淋管道。這種火災以及對噴淋管道的破壞都是罕見事件，但是二者同時發(fā)生的概率不等于事件概率相乘所得到的乘積(值很低)，因為地震是震后所有事件的共同原因。
6.3.4 狀態(tài)概率和可靠性
每種消防系統(tǒng)在火災發(fā)生時都有不同的可能狀態(tài)，如探測器是否接通了電源、噴淋閥是否打開、門是否關閉等。應考慮所有能夠影響某火災場景概率或嚴重性的狀態(tài)，這就要求對每種狀態(tài)的概率進行估計。
狀態(tài)概率指火災引燃時的狀態(tài)?？煽啃砸话阒敢贾笫录母怕?，如探測器或噴淋是否啟動、結(jié)構構件是否能夠繼續(xù)承受荷載而沒有發(fā)生不可接受的變形等。
這些概率的例子都不是指引燃概率，但也應對其進行火災風險估計。行為場景同樣需要概率。
在圖2所示的火災風險估計程序中，火災概率估計是關鍵的一步。6.3.2描述了概率估計的可選方法，6.3.3和6.3.4分別詳細說明了引燃概率估計和系統(tǒng)狀態(tài)概率估計。詳細的相關內(nèi)容見GB/T 31593.4—2015中6.3.8的規(guī)定。
6.3.2 概率估計的方法
6.3.2.1 概述
此處的概率是指初始事件概率和狀態(tài)概率，包括可靠性測量。有些風險分析方法需要附加概率，如狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型。所需概率估計的更詳細應用指導參見參考文獻[1]。
概率值可通過下列三種方法之一獲得：
1) 通過數(shù)據(jù)直接估計；
2) 通過模型推導得知，該模型將此概率與其他概率聯(lián)系起來，如將火災引燃概率同設備構件失效概率、相關人員過失概率以及靠近易燃材料的概率等相聯(lián)系；
3) 工程判斷。
在概率估計時，應注意某些普遍的錯誤或偏倚，包括：
——人們往往傾向于把低概率估計的過低而把高概率估計的過高，因此，應注意這個趨勢并采用合適的保守方法尋求補償。
——不宜假設所有的情況和事件在概率上是獨立的。應注意共同原因事件、相互關聯(lián)的高風險人員特征和其他情況中組合概率值比部分概率乘積高的情況。
注：低質(zhì)量的消防施工和管理，如探測器和自動噴淋沒有動作、墻體穿孔、門窗開啟和其他消防設施沒有發(fā)揮作用等情況，更可能導致引燃。
——人們往往傾向于高估具有特殊危害的場景概率而低估或忽略類似加熱設備和電氣系統(tǒng)火災等普通場景的概率，因此，在估計引燃概率時最好使用火災事故數(shù)據(jù)。
——工程人員常常依賴高質(zhì)量和完整的火災調(diào)查數(shù)據(jù)，從而使其概率估計結(jié)果具有誤導性。因為數(shù)據(jù)庫只包括所發(fā)生火災的很小部分，而且是偏向高死亡人數(shù)的火災，因此遺漏實際死亡總?cè)藬?shù)很多的小型火災和大量財產(chǎn)損失的大型火災，即每起火災造成的人員傷亡很小，但加起來后數(shù)量就很大了。
——不要認為要獲得高整體可靠性，就應設置冗余的消防安全系統(tǒng)和設備；或者設置了冗余的消防安全系統(tǒng)和設備就一定會獲得高整體可靠性。
——任何有效火災損失數(shù)據(jù)庫中均未有過記載的場景，不宜假定其為零概率。如果這個數(shù)據(jù)空缺是因為數(shù)據(jù)庫不完整，應在概率估計中采用包含此特例的髙概率的普遍場景作為概率估計的基礎。對于一個已知但沒有發(fā)生的事件，可以使用極限值統(tǒng)計方法來估計其非零概率。
6.3.2.2 直接通過數(shù)據(jù)估計概率
用數(shù)據(jù)估計概率實際上就是通過頻率來估計，該頻率用相關事件估計數(shù)作分子，用曝火范圍或事件發(fā)生的機會作分母。分母的單位可以是時間（如每年的事件發(fā)生數(shù)）、人（如一建筑物內(nèi)每千人發(fā)生的火災數(shù)）、經(jīng)估價的財產(chǎn)(如火災數(shù)除以所有建筑及內(nèi)部物品的總價值)、空間實體(如同類型的千座建筑物所發(fā)生的火災數(shù))或其他實體(如同類型千家公司的廠房所發(fā)生的火災數(shù))。
分子或分母的數(shù)據(jù)庫可以樣本為基礎，也可以協(xié)商確定。數(shù)據(jù)源的更多信息見GB/T 31593.2的有關規(guī)定。
6.3.2.3 用模型估計概率
與其他兩種估計方法不同，用模型估計概率，其主要優(yōu)點是模型不僅能提供用于設計分析的估計值，也便于理解設計的改變及其導致的概率變化之間的關系。如果對設計進行火災風險評估，得到不可接受的估計值時，了解改變之間的關系尤為重要。
使用模型不是排除使用經(jīng)驗或主觀數(shù)據(jù)，而是用其他變量來代替，模型就是通過這些變量來估計有關后果概率。但有時很難獲取這些變量的相關數(shù)據(jù)，這會抵消模型的優(yōu)越性。模型輸入數(shù)據(jù)的不確定度比直接使用數(shù)據(jù)的不確定度更復雜。
采用蒙特卡洛方法抽樣不能替代概率估計，而是一種在確定的概率分布中進行火災風險計算的數(shù)值方法。該數(shù)值方法是選擇特定火災場景樣本的基礎，通過絕對等效的概率加權，使該樣本的平均后果嚴重性成為對整個場景組概率加權后果嚴重性的最佳估計。關于蒙特卡洛方法，參見參考文獻[2]和[3]。
6.3.2.4 用工程判斷估計概率
通過使用德爾菲法或其他減少偏差、提高估計質(zhì)量的程序，可以做出系統(tǒng)而協(xié)調(diào)一致的工程判斷。
關于德爾菲法的描述，參見參考文獻[4]；關于德爾菲法和其他程序比較，參見參考文獻[5]。
工程判斷可以給出具體數(shù)值，也可給出一個數(shù)值范圍。后者可減少估計者之間存在的分歧，并且可用于風險矩陣或其他量化火災風險的評估程序。有關基于工程判斷的估計，參見參考文獻[6]。
當相關數(shù)據(jù)幾乎或完全不存在時，可借助工程判斷進行概率估計，此時可能會用到風險矩陣。在矩陣中，所有的概率估計都歸結(jié)為一小部分分布良好的數(shù)值。例如，一個用數(shù)量級分開的五個值的方案使用0.5%，5%，50%，95%，99.5%作為數(shù)值。一個用半數(shù)量級分開的五個值的方案使用5%，15%，50%，84%，95%。
6.3.3 初始事件概率
當采用損失統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為分子計算的數(shù)據(jù)時，這些數(shù)據(jù)可以特指正在研究的建筑、所有同類型的建筑(位置和業(yè)主相同)或更大集合的建筑(國家數(shù)據(jù)庫)的損失統(tǒng)計數(shù)據(jù)。上面每種選擇在其適用性、詳細程度、數(shù)據(jù)可獲得性以及支持精確估計的數(shù)據(jù)庫大小等方面都各有優(yōu)缺點。
可從整個場景已估計過的部分特征概率計算來估計事件概率。例如，在工廠生產(chǎn)區(qū)某設備產(chǎn)生火花而引起火災的概率可通過火花引起的火災概率以及工廠生產(chǎn)區(qū)火災發(fā)生的概率來估計。在此計算中，很重要的一點就是如果沒有經(jīng)過證明，不能做出統(tǒng)計獨立性的假設。獨立性需要經(jīng)過驗證而不應假設。
在初始事件中最嚴重的破壞獨立性的例子就是相同原因造成的火災，如地震同時引發(fā)多處火災并破壞噴淋管道。這種火災以及對噴淋管道的破壞都是罕見事件，但是二者同時發(fā)生的概率不等于事件概率相乘所得到的乘積(值很低)，因為地震是震后所有事件的共同原因。
6.3.4 狀態(tài)概率和可靠性
每種消防系統(tǒng)在火災發(fā)生時都有不同的可能狀態(tài)，如探測器是否接通了電源、噴淋閥是否打開、門是否關閉等。應考慮所有能夠影響某火災場景概率或嚴重性的狀態(tài)，這就要求對每種狀態(tài)的概率進行估計。
狀態(tài)概率指火災引燃時的狀態(tài)?？煽啃砸话阒敢贾笫录母怕?，如探測器或噴淋是否啟動、結(jié)構構件是否能夠繼續(xù)承受荷載而沒有發(fā)生不可接受的變形等。
這些概率的例子都不是指引燃概率，但也應對其進行火災風險估計。行為場景同樣需要概率。
室內(nèi)消火栓 GB3445-20
