突發(fā)公共事件預(yù)警分級模型研究

突發(fā)公共事件預(yù)警分級模型研究

快速有效地評估突發(fā)事件是應(yīng)急管理中的一項基本工作之一。在突發(fā)公共事件的應(yīng)急管理中,對于有效發(fā)揮應(yīng)急預(yù)案的功能和有效控制、處置突發(fā)事件,預(yù)警分級起著至關(guān)重要的作用。按照時間序列分析,應(yīng)急管理有災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后3個狀態(tài),因此預(yù)警分級的發(fā)布也要與這3個狀態(tài)相對應(yīng),它具有綜合性的重要特征,是理工文管交叉融合的研究領(lǐng)域。鑒于目前國內(nèi)針對突發(fā)公共事件的預(yù)警分級還沒有定量模型的情況,本文提出了基于綜合模糊評判方法的突發(fā)公共事件預(yù)警分級定量化模型,該模型具有重要的理論意義和實用價值。1確定指標和方法預(yù)警分級的計算首先在案例分析和機理分析的基礎(chǔ)上來確定突發(fā)公共事件預(yù)警分級的主要因素。從主要因素出發(fā),提取預(yù)警分級的指標集,指標的確定可以采用數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)值計算、專家打分等方法。選取指標以后,需要對指標采用隸屬函數(shù)的方法進行模糊化處理,并且用層次分析法確定每一級別影響因素中各個指標的權(quán)重。最后用綜合模糊評判的方法來確定預(yù)警分級結(jié)果。若預(yù)警分級的結(jié)果存在較大的偏差,則需要重新選取預(yù)警分級的主要因素,重新進行計算。計算框架見圖1。2突發(fā)公共事件的預(yù)警分級模型步驟1確定預(yù)警分級的評判集。在2006年國務(wù)院發(fā)布的《國家突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案》中規(guī)定根據(jù)預(yù)測分析結(jié)果,對突發(fā)公共事件進行預(yù)警。預(yù)警級別依據(jù)突發(fā)公共事件可能造成的危害程度、緊急程度和發(fā)展態(tài)勢,一般劃分為4級:Ⅰ級(特別重大)、Ⅱ級(重大)、Ⅲ級(較大)和Ⅳ級(一般),依次用紅色、橙色、黃色和藍色表示。本模型將預(yù)警等級分為4級,定義預(yù)警分級評判集A{紅色(R)、橙色(O)、黃色(Y)、藍色(B)},分別表示特別重大、重大、較大以及一般。步驟2確定預(yù)警分級的影響因素集。突發(fā)公共事件發(fā)生的區(qū)域通常是一個復(fù)雜的大系統(tǒng),需要考慮的指標因素比較多而且指標因素之間存在著不同的層次。在這種情況下,就需要將評判因素集合按照某種屬性分成幾類,先對每一類進行綜合評判,然后再對各類評判結(jié)果進行類之間的高層次綜合評判。對評判因素集合T,按某個屬性c,將它劃分成m個子集,使它們滿足{m∑i=1Τi=Τ,Τi∩Τj=?(i≠j).(1)???????∑i=1mTi=T,Ti∩Tj=?(i≠j).(1)這樣,就得到了第二級評判因素集合:Τ|c={Τ1,Τ2???Τm}.(2)T|c={T1,T2???Tm}.(2)如果第二級評判因素仍然存在著不同的層次,那么按照上面的方法繼續(xù)劃分:Τi|c1={Τi1,Τi2???Τim}?(3)Ti|c1={Ti1,Ti2???Tim}?(3)以后依次類推。根據(jù)突發(fā)公共事件預(yù)警分級的特點,參照文的介紹,將影響預(yù)警分級的所有因素集T按照事件自身因素(T1)和應(yīng)急管理因素(T2)2個方面考慮,共歸納了8個維度的影響要素。事件自身因素T1包括以下4個維度:1)致災(zāi)強度要素(T11),包括致災(zāi)力的強度、誘發(fā)衍生災(zāi)害能力等;2)危害損失程度(T12),包括人員傷亡、經(jīng)濟損失等;3)影響范圍因素(T13),包括地域因素、災(zāi)害蔓延范圍等;4)時間要素(T14),包括發(fā)生時刻的特性,例如是白天還是夜晚,是工作日還是節(jié)假日等;突發(fā)事件可能持續(xù)的時間。應(yīng)急管理要素T2包括以下4個維度:1)認知程度(T21),包括對突發(fā)事件發(fā)生機理研究情況、處置技術(shù)研究情況等;2)社會影響程度(T22),考慮不同級別的突發(fā)事件對社會經(jīng)濟和人們生活造成的影響;包括受影響的環(huán)境資源、人口搬遷、國際關(guān)系等;3)公眾心理承受能力(T23),包括公眾對突發(fā)事件的恐慌程度、社會反應(yīng)情況等;4)應(yīng)急管理水平(T24),包括資源保障度、應(yīng)急管理者素質(zhì)、受影響人口素質(zhì)等。在模型的具體應(yīng)用中,根據(jù)具體突發(fā)公共事件的類型從上面提到的2大因素、8個維度出發(fā),建立具體的影響因素體系。步驟3確定影響因素指標值。影響因素指標值的確定采用2種方式:對于容易量化的影響因素(如致災(zāi)力強度、人員傷亡、經(jīng)濟損失、蔓延范圍等),指標值通過數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)值計算等方法直接給出量化值;對于不容易量化的影響因素(如認知程度、社會影響程度、應(yīng)急管理者素質(zhì)等),指標值通過模糊語言、專家打分等方法來確定。步驟4指標模糊化處理。確定所有影響因素的指標值以后,按照多層次模糊綜合評判的方法需要計算低層級影響因素集的每個因素以獲得高一層級中因素的指標值,并給出隸屬度函數(shù)。建立一個從低層級影響因素集和U到P(V)的Fuzzy映射:γ∶U→P(V)?ui|→γ(ui)=ri1v1+ri2v2+?+rimvm?0≤rij≤1,0≤i≤n,0≤j≤m.(4)由γ可以誘導(dǎo)出Fuzzy關(guān)系,得到Fuzzy矩陣:R=[r11r12?r1mr21r22?r2m???rn1rn2?rnm].(5)其中rij的確定在模糊數(shù)學(xué)中采用隸屬度函數(shù)的方法。本模型中預(yù)警等級劃分為4級,記預(yù)警等級(紅(R)、橙(O)、黃(Y)、藍(B))隸屬度函數(shù)μR、μO、μY、μB具有如下形式:rij=μX(ui)={0?u＜a;ui-ab-a,a≤u＜b；c-uic-b,b≤u＜c;1,c≤u.(6)其中:i為每一層次影響因素的個數(shù);j=1,2,3,4;X=R,O,Y,B;a、b、c為各個影響因素的臨界值。步驟5確定影響要素權(quán)重子集——即層次分析法。在預(yù)警分級的綜合評價指標體系中,下層指標對上層某一指標的相對重要程度并非一樣,例如在“以人為本”的思想下,預(yù)警分級中人員死亡的權(quán)重要大于人員受傷的權(quán)重,人員傷亡的權(quán)重要大于財產(chǎn)損失的權(quán)重等等。因此,為了衡量下層各指標對上層指標的相對重要性,需要確定評價指標的權(quán)重系數(shù),本模型選用層次分析法。同一層級的n個影響因素構(gòu)成一個兩兩比較判斷矩陣A=(aij)n×n,求出其最大特征根對應(yīng)的特征向量,即為預(yù)警分級中各影響因素的重要性進行排序,歸一化就是權(quán)重分配。為進行一致性和隨機性檢驗,定義一致性指標為CΙ=λmax-mm-1.(7)其中λmax和m分別為判斷矩陣的最大特征根和階數(shù)。若令RI為平均一致性指標,則計算隨機一致性比率為CR=CΙRΙ.(8)當CR<0.1時,認為判斷矩陣具有滿意的一致性,說明權(quán)重分配是合理的;否則,就需要調(diào)整判斷矩陣,直到取得滿意的一致性為止。步驟6綜合模糊評判。預(yù)警等級的計算最后一步是進行綜合模糊評判。由上面獲得的矩陣R誘導(dǎo)一個模糊變換:其中:W是預(yù)警分級影響因素權(quán)重因子,R是模糊評判矩陣,“?！睘槟：P(guān)系的合成算子。該模型輸出一個預(yù)警分級綜合決策B=W。R,即[bR,bΟ,bY,bB]=[w1,w2,??wm]?[r11r12?r1mr21r22?r2m???rn1rn2?rnm].(10)3危化品泄漏事故的預(yù)警分級2004-04-15晚,位于重慶市江北區(qū)的重慶天原化工總廠發(fā)生氯氣泄漏事故,并引發(fā)爆炸。事故造成7死3傷,廠區(qū)周邊300m范圍內(nèi)有刺鼻氣味,附近3km內(nèi)的15萬居民緊急疏散,擴散區(qū)域內(nèi)的財產(chǎn)設(shè)備價值和環(huán)境資源價值分別約為250萬元和15萬元。采用前述的預(yù)警分級模型,可以確定該事故的預(yù)警等級。根據(jù)?；沸孤妒鹿实陌l(fā)生和發(fā)展以及影響,從8個維度出發(fā),建立一個二級的預(yù)警等級指標體系(見圖2)。目前各評價指標的等級劃分范圍沒有統(tǒng)一的標準,不同的地方有不同的做法;因此人員傷亡、擴散區(qū)域、擴散區(qū)域脆弱性3類指標臨界值的確定參考了2003-07-23印發(fā)的“浦東新區(qū)防汛防臺、災(zāi)害事故、突發(fā)事件處置工作預(yù)案”的做法;而泄漏物質(zhì)危害性的3個指標的劃分則直接采用了美國海岸警衛(wèi)隊所建立的危險化學(xué)品應(yīng)急響應(yīng)信息系統(tǒng)中的指標值。各個影響因素臨界值參見表1。從而可獲得綜合模糊評判的結(jié)果:B=W?R=(0.7670.0100.1120.056).根據(jù)最大隸屬度原則,綜合評判得出最終的預(yù)警等級為紅色。這一結(jié)果與實際是相符合的。4突發(fā)公共事件預(yù)警分級模型本文初步建立了突發(fā)公共事件預(yù)警分級定量模型,該模型可應(yīng)用于突發(fā)公共事件應(yīng)急平臺。根據(jù)本文的分析可以得到如下結(jié)論。1)利用模糊數(shù)學(xué)理論的綜合模糊評判方法來對突發(fā)公共事件進行預(yù)警分級是具有可行性的,可以考慮突發(fā)公共事件的各種復(fù)雜因素。2)突發(fā)公共事件的預(yù)警分級可以幫助應(yīng)急管理部門快速有效地調(diào)配應(yīng)急救援資源,并且為實施突發(fā)公共事件應(yīng)急預(yù)案中預(yù)