人口流動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)分析研究 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)

人口流動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)摘要：人口流動是影響我國人口安全的一個重要因素，對人口流動進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警有益于人口的可持續(xù)發(fā)展。文章設(shè)計(jì)了一套動態(tài)監(jiān)測人口流動發(fā)展變化的預(yù)警指標(biāo)體系，對預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格的篩選，并嘗試性的設(shè)置了各個預(yù)警指標(biāo)的臨界點(diǎn)及相應(yīng)的指標(biāo)區(qū)間，分析了人口流動預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型和核心算法，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用綜合模擬法構(gòu)建了人口流動的監(jiān)測預(yù)警模型。關(guān)鍵字：人口安全人口流動指標(biāo)體系預(yù)警警戒線問題的提出人口流動一個國家和一個地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然結(jié)果，改革開放的20多年是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展最為快速的時期，也是我國人口流動最為活躍的時期。在農(nóng)村，經(jīng)濟(jì)體制的改革使數(shù)以萬計(jì)的農(nóng)村剩余勞動力從土地上解放出來，大量的農(nóng)民工開始由農(nóng)村流向城市；在城市，勞動、人事制度的改革以及戶籍制度、社會管理的深刻變化，也促使人口流動日益頻繁，目前的中國正在經(jīng)歷著和平時期最為頻繁的人口流動。人口的流動一方面促進(jìn)了城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為社會主義經(jīng)濟(jì)的快速增長作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，另一方面，人口的流動也引發(fā)了一系列的社會問題，如社會治安混亂、交通擁擠、環(huán)境惡化等等，這些問題的存在無一不對我國新時期的人口安全構(gòu)成潛在的威脅。因此建立一套監(jiān)測人口流動的預(yù)警系統(tǒng)對我國的人口流動狀況實(shí)施監(jiān)測，提前對人口流動的非正常狀態(tài)進(jìn)行報警，為政府決策人員制定正確的人口發(fā)展政策提供科學(xué)依據(jù)，將有益于整個社會的人口可持續(xù)發(fā)展。為此我們基于公共安全與危機(jī)管理理論，嘗試建構(gòu)了我國人口流動的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括人口流動監(jiān)測評估指標(biāo)體系的選擇和設(shè)計(jì)、人口流動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析、各預(yù)警指標(biāo)的警戒線閥值設(shè)置和預(yù)警系統(tǒng)的核心算法討論等。人口流動監(jiān)測評估指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)人口流動的概念界定人口流動是人口移動的重要形式之一，目前我國對人口流動的概念界定不一，甚至概念模糊、混淆，從不同的概念出發(fā)會給出不同的指標(biāo)體系設(shè)計(jì)方案，因此在設(shè)計(jì)人口流動的監(jiān)測評估指標(biāo)體系之前有必要對人口流動的概念進(jìn)行探討和完善。人口流動,從廣義講是指人口在空間地域或社會范圍的移動。從狹義講人口流動是指人口在一定空間、一定時間范圍內(nèi)居無定所的移動。其含義應(yīng)包括以下幾個基本要素:一是不改變戶籍所在地或常住地;二是跨越一定的地域空間;三是在流入地的居住是暫時性的;四是有往返行為或意愿。（馬本昌，1998）本文的人口流動指的是狹義的人口流動。（二）人口流動監(jiān)測評估指標(biāo)的選擇人口流動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)作為人口安全預(yù)警系統(tǒng)的一個分支，它不僅要滿足一般人口安全指標(biāo)的規(guī)范，也應(yīng)該體現(xiàn)自身作為人口流動風(fēng)險量表的特征。對于人口流動預(yù)警指標(biāo)的選擇，我們認(rèn)為，它必須遵循以下原則：1.代表性原則，指標(biāo)之間并不都是相互獨(dú)立的，對于人口流動預(yù)警子系統(tǒng)來說，各指標(biāo)之間往往具有等價的特性，指標(biāo)之間存在著一定的可替換性，因此選擇指標(biāo)是要選擇具有較強(qiáng)代表性的指標(biāo)，以減少工作量和降低誤差。2.可操作性原則，即在確定預(yù)警指標(biāo)體系時，應(yīng)考慮到社會預(yù)警機(jī)制的科學(xué)化需要，社會預(yù)警指標(biāo)體系內(nèi)的各指標(biāo)，無論是客觀性指標(biāo)還是主觀性指標(biāo)，最后的結(jié)果都應(yīng)該能夠用數(shù)值來表示，可以定量化處理。研究者應(yīng)該盡量選擇那些便于操作化的指標(biāo)去充實(shí)指標(biāo)體系。3.靈敏性原則，預(yù)警系統(tǒng)需要具有能夠及時捕捉人口流動變動過程的指標(biāo)，即一個良好的預(yù)警指標(biāo)應(yīng)該具有高度的靈敏性，能夠在人口流動即將發(fā)生或剛剛發(fā)生時，就能表現(xiàn)出這種不按動的征兆。4.規(guī)則性和穩(wěn)定性原則，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的變動軌跡并不可能嚴(yán)格按照正弦和余弦軌跡波動，因此說規(guī)則性和穩(wěn)定性只具有相對意義，只要求指標(biāo)變化的振幅不是很強(qiáng)烈、穩(wěn)定性較好等5.數(shù)據(jù)收集的及時性原則，在選擇指標(biāo)是必須要考慮指標(biāo)的測量和數(shù)據(jù)收集的及時性，盡量選擇那些具有及時的和可量化的指標(biāo)，要解決好理論上的重要性和實(shí)際操作的可行性之間的矛盾，一些指標(biāo)在理論定性上可能非常重要，但是卻難以量化或者量化的成本很高，因此，在選擇指標(biāo)是就不應(yīng)該入選。根據(jù)上述原則，將人口流動指標(biāo)體系分為人口流動變化趨勢指標(biāo)集、人口流動狀況指標(biāo)集、人口流動控制指標(biāo)集三個子模塊，在三個子模塊下又相應(yīng)設(shè)計(jì)了十個修正指標(biāo)，以獲得可測評內(nèi)容。如表1所示。人口流動監(jiān)測評價指標(biāo)集人口流動監(jiān)測評價指標(biāo)集人口流動的趨勢子模塊A1:GDP年增長速度A2城鎮(zhèn)流動人口年增長速度A3鐵路旅客發(fā)送量年增長速度A4市鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒戎啬暝鲩L速度人口流動的狀態(tài)子模塊A5人口自然增長率A6流動人口就業(yè)率A7城鎮(zhèn)人口使用的農(nóng)村勞動力占就業(yè)人口的比重人口流動控制子模塊A8流動人口子女義務(wù)教育階段在學(xué)率A9公共安全感系數(shù)年增長速度表1：人口流動監(jiān)測評價指標(biāo)體系表人口流動的趨勢指標(biāo)集:GDP年增長速度8%,，城鎮(zhèn)流動人口年增長速度6.7%，新增勞動力人口年增長速度25%國家計(jì)委社會發(fā)展司，鐵路旅客發(fā)送量年增長速度0.4％（中國鐵道部網(wǎng)站），市鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒戎啬暝鲩L速度1.5%人口流動的狀態(tài)指標(biāo)集:人口自然增長率6.45%、流動人口就業(yè)率96.7%，人口密度134上海2579。城鎮(zhèn)人口使用的農(nóng)村勞動力占就業(yè)人口的比重9.1%中國勞動統(tǒng)計(jì)年鑒2003人口流動控制指標(biāo)集：流動人口子女義務(wù)教育階段在學(xué)率90%（國務(wù)院婦兒工委辦公室、中國兒童中心2002-2003中國九城市中國九城市流動兒童狀況調(diào)查），公共安全感系數(shù)年增長速度-2.8%外來人口犯罪率年下降速度三.人口流動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作模式如圖1所示，人口流動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)主要有四部分構(gòu)成：1.數(shù)據(jù)收集與處理系統(tǒng)人口流動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)主要是通過動態(tài)監(jiān)測一定時空范圍內(nèi)的人口流動狀況和嚴(yán)重程度來分析、判斷人口流動的安全水平，因此人口流動的數(shù)據(jù)收集與處理至關(guān)重要。一般來講，關(guān)于人口流動的數(shù)據(jù)主要來自于官方的人口統(tǒng)計(jì)年鑒、勞動年鑒，地方的流動人口調(diào)查，另外全國的普查資料也是數(shù)據(jù)的一個重要來源。2．人口流動指標(biāo)評價系統(tǒng)該系統(tǒng)是預(yù)警系統(tǒng)的核心層次，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)是一定時期范和圍內(nèi)的人口流動變化狀況的指示器，預(yù)警系統(tǒng)就是運(yùn)用每個指標(biāo)對人口流動的狀況進(jìn)行逐一評價，然后將各個指標(biāo)的評價值用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行匯總，最后得出人口流動狀況的安全級別。3.安全分級系統(tǒng)安全分級系統(tǒng)是將指標(biāo)評價運(yùn)算所得數(shù)值結(jié)果與安全警度對應(yīng)起來，我們一般按照人口流動的危害程度把警情程度分為五個檔次，即無警警度、輕警警度、中警警度、重警警度和巨警警度，為了使警度能夠以信號的形式顯示，我們給警度的5個級別分別配以5種顏色的警燈，綠色代表無警區(qū)，藍(lán)色代表輕警區(qū)，黃色代表中警區(qū)，橙色代表重警區(qū)，紅色代表巨警區(qū)。4.決策支持系統(tǒng)。決策支持系統(tǒng)分為三個層次，一是注意，當(dāng)人口流動的信號指數(shù)進(jìn)入輕、中警區(qū)（藍(lán)燈區(qū)和黃燈區(qū)）時，政府相關(guān)部門應(yīng)該密切關(guān)注當(dāng)前的人口流動狀況，采取嚴(yán)密的防范措施和控制措施，阻止人口流動向壞的方向演化。二是治理，當(dāng)人口流動的信號指數(shù)進(jìn)入重警區(qū)（橙燈區(qū)）時，政府相關(guān)部門應(yīng)該采取有效措施，遏制人口流動的無序發(fā)展，實(shí)施有效的人口政策和采取嚴(yán)厲的專項(xiàng)整治行動。三是應(yīng)急，當(dāng)人口流動的信號指數(shù)進(jìn)入巨警區(qū)（紅燈區(qū)）時，政府相關(guān)部門應(yīng)該啟動應(yīng)急方案，實(shí)施緊急應(yīng)對措施，迅速扭轉(zhuǎn)人口流動的非正常狀態(tài)，恢復(fù)人口流動的正常秩序。人口流動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集與處理系統(tǒng)：數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)篩選數(shù)據(jù)處理人口流動指標(biāo)評價系統(tǒng)：人口流動變化趨勢指標(biāo)子系統(tǒng)人口流動狀況指標(biāo)子系統(tǒng)人口流動控制指標(biāo)子系統(tǒng)安全分級系統(tǒng)：綠色藍(lán)色黃色橙色紅色無警區(qū)輕警區(qū)中警區(qū)重警區(qū)巨警區(qū)正常范圍低度危害中度危害次高度危害高度危害決策支持系統(tǒng)：針對不同的安全分級和受危害的程度采取相應(yīng)的應(yīng)對措施圖1：人口流動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖人口流動的工作模式首先由數(shù)據(jù)收集和處理系統(tǒng)進(jìn)行人口流動狀況數(shù)據(jù)的收集、篩選和處理工作，分析、整理出人口流動狀況的指標(biāo)，然后由指標(biāo)評價系統(tǒng)對人口流動的安全狀況進(jìn)行評價，在由安全分級系統(tǒng)根據(jù)評價結(jié)果對人口流動的安全狀況進(jìn)行分級確定安全警度，并進(jìn)行報警，最后又決策支持系統(tǒng)治對針對不同的安全分級和受危害的程度采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。由此我們可以整合出整個預(yù)警系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序框架。如圖2所示數(shù)據(jù)收集與處理系統(tǒng)子塊M1的各預(yù)警指標(biāo)數(shù)值數(shù)據(jù)收集與處理系統(tǒng)子塊M1的各預(yù)警指標(biāo)數(shù)值子塊M2的各預(yù)警指標(biāo)數(shù)值子塊M3的各預(yù)警指標(biāo)數(shù)值各預(yù)警指標(biāo)的預(yù)警信號指數(shù)計(jì)算子塊M1的預(yù)警信號指數(shù)計(jì)算子塊M2的預(yù)警信號指數(shù)計(jì)算子塊M3的預(yù)警信號指數(shù)計(jì)算總模塊M的預(yù)警信號指數(shù)計(jì)算當(dāng)M[0.8，1]時接通綠燈當(dāng)M[0.6，0.8]時當(dāng)M[0.4，0.6]時當(dāng)M[0.2，0.4]時當(dāng)M[0，0.2]時輕警區(qū)中警區(qū)重警區(qū)巨警區(qū)無警區(qū)接通藍(lán)燈接通黃燈接通橙燈接通紅燈關(guān)注治理應(yīng)急圖2：人口流動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序框架圖（由于時間限制，本研究的前期工作僅限于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行模式和計(jì)算機(jī)程序框架的架構(gòu)與說明，系統(tǒng)程序的研發(fā)工作將視后期工作的進(jìn)展而定）。四．人口流動評價指標(biāo)的警戒線閥值設(shè)定與核心算法（一）人口流動評價指標(biāo)的警戒線閥值設(shè)置我們通過對人口安全的統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合定性研究，確定各個預(yù)警指標(biāo)的安全閥值。我們結(jié)合我國人口歷年的統(tǒng)計(jì)分析以及國內(nèi)外對人口安全的研究，并反復(fù)征求專家的意見，初步界定人口流動預(yù)警體系的8個指標(biāo)的警戒區(qū)間。見下表：指標(biāo)名稱無警區(qū)的下限閥值≤A預(yù)警信號設(shè)置的區(qū)間A＜＜B巨警區(qū)的上限閥值≥BA1GDP年增長率（%）3%3%＜＜15%15%A2城鎮(zhèn)流動人口年增長速度（%）0.5%0.5%＜＜10%10%A3鐵路旅客發(fā)送量年增長速度（%）%＜＜%A4市鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒戎啬暝鲩L速度（%）0.5%0.5%＜＜3%3%A5人口自然增長率（%）A6流動人口就業(yè)率（%）100%0.5%＜＜10%85%A7城鎮(zhèn)人口使用的農(nóng)村勞動力占就業(yè)人口的比重（%）0.5%0.5%＜＜10%10%A8流動人口子女義務(wù)教育階段在學(xué)率（%）100%70%＜＜100%70%A9公共安全感系數(shù)年增長速度（%）25%25%-5%-5%（二）人口流動各預(yù)警指標(biāo)預(yù)警信號指數(shù)計(jì)算第二步用數(shù)學(xué)函數(shù)f（X：A，B）計(jì)算各個指標(biāo)的預(yù)警信號指數(shù)分值，確定每個信號的預(yù)警警度。函數(shù)f（X：A，B）的計(jì)算公式是:1X≤Af（X：A,B）=（B-X）/（B-A）A＜X＜B0X≥B計(jì)算方法：（=1\*romani）將預(yù)警警度分為無警警度、輕警警度、中警警度、重警警度、巨警警度五個警度，（=2\*romanii）是將五個預(yù)警警度的區(qū)間影射到[0，1]區(qū)間中去。無警區(qū)輕警區(qū)中警區(qū)重警區(qū)巨警區(qū)X≤A10.80.60.40.20X≥B（ⅲ）是通過函數(shù)f（X：A，B）計(jì)算各個指標(biāo)在[0，1]區(qū)間的分?jǐn)?shù)值，并確定指標(biāo)相應(yīng)的警度區(qū)間。以2003年的城鎮(zhèn)失業(yè)率為例，2003年登記的城鎮(zhèn)失業(yè)率為4.5%，代入上述公式可得：f（X：0，7%）=(7%-4.5%)/(4.5%-0)=0.56,因?yàn)?.4＜0.56＜0.6，所以，我國2003年的城鎮(zhèn)失業(yè)率處于中警區(qū)。主要運(yùn)用綜合模擬法，通過確定各個預(yù)警指標(biāo)的安全閥值和相應(yīng)指標(biāo)區(qū)間，設(shè)置綜合模擬信號和指示燈來對人口流動安全狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警。其構(gòu)建的基本思路如下：第三步對各個指標(biāo)進(jìn)行專家評分，構(gòu)造人口流動層次的判斷矩陣，求解其特征向量，來確定各個指標(biāo)相對于人口流動子系統(tǒng)的權(quán)重，然后通過加權(quán)綜合的方法，將各個指標(biāo)的信號指數(shù)綜合起來，得到一個對人口流動的整體性評價。具體方法和步驟如下：1．請專家根據(jù)專家評分表對兩兩因素之間的重要程度進(jìn)行評分，根據(jù)評分結(jié)果構(gòu)造判斷矩陣，確定值。評分尺度為1—9及其倒數(shù)，下表列出了標(biāo)度的含義：標(biāo)度含義135792，4，6，8倒數(shù)表示兩個因素相比，具有相同重要性表示兩個因素相比，前者比后者稍重要表示兩個因素相比，前者比后者明顯重要表示兩個因素相比，前者比后者強(qiáng)烈重要表示兩個因素相比，前者比后者極端重要表示上述相鄰判斷的中間值若因素與因素的重要性之比為，那么因素與因素重要性之比為。專家評分表指標(biāo)名稱A1A2A3A4A5A6A7A8A11A21A31A41A51A61A71A81A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8，分別代表GDP增長速度，社會治安案件報告數(shù)年增長速度，遷移率，人口城市化水平年增長速度，人口密度年增長速度，農(nóng)業(yè)剩余勞動力比例，城鎮(zhèn)失業(yè)率，城鎮(zhèn)流動人口年增長速度。2．求解矩陣A的最大特征值特和對應(yīng)的歸一化特征向量，即指標(biāo)A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8的權(quán)重。3．對判斷矩陣作一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)步驟如下，（=1\*romani）計(jì)算一致性指標(biāo)（n為矩陣的階數(shù)，在這里n=8）（=2\*romanii）查找相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)。值與矩陣階數(shù)有關(guān)，在這里矩陣A的階數(shù)是9，查相關(guān)數(shù)學(xué)表得出RI值是1.41（ⅲ）計(jì)算一致性比例當(dāng)時，認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的，否則應(yīng)對判斷矩陣作適當(dāng)修正。4．是計(jì)算人口流動子系統(tǒng)的預(yù)警信號指數(shù)分值。令人口流動預(yù)警子系統(tǒng)的預(yù)警指數(shù)分值為，則：其中，為指標(biāo)A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8，的預(yù)警指數(shù)分值，為指標(biāo)A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8的權(quán)重。5．根據(jù)計(jì)算得出的指數(shù)分值確定人口流動預(yù)警系統(tǒng)中相應(yīng)的警度區(qū)，并以不同顏色的警燈或長短不一的警鈴聲音進(jìn)行預(yù)警?？梢越o警度的5個級別分別配以5