突發(fā)事件分類分級的系統(tǒng)研究

突發(fā)事件分類分級的系統(tǒng)研究

火災(zāi)危險(xiǎn)等級評價(jià)技術(shù)近年來，各種突發(fā)事件頻發(fā)，給社會帶來了痛苦的悲劇。每當(dāng)悲劇發(fā)生時(shí)，我們都會考慮，但悲劇仍在繼續(xù)發(fā)生。這說明對突發(fā)事件的防范意識淡薄，預(yù)警不力，缺乏快速有效應(yīng)急管理系統(tǒng)，即不能正確識別災(zāi)情的類別和級別，導(dǎo)致處置方案的選擇出現(xiàn)偏差，資源配置不當(dāng)，從而延誤救援時(shí)機(jī)。所以突發(fā)事件的分類分級是建立應(yīng)急管理系統(tǒng)的核心技術(shù)和基礎(chǔ)工作之一，國內(nèi)外有關(guān)部門和學(xué)者從不同角度對突發(fā)事件的分類分級展開過研究，主要研究成果簡要綜述如下：(1）美國聯(lián)邦應(yīng)急計(jì)劃關(guān)于美國緊急事件中災(zāi)難評估及分級研究（趙紅，2004）自“911”恐怖襲擊事件發(fā)生以來,美國核管理委員會（NRC）提出一種新的“威脅預(yù)警系統(tǒng)”，這種系統(tǒng)是在國土安全咨詢系統(tǒng)（HASA）的基礎(chǔ)之上提出的。它將事故分為五個(gè)等級，分別以五種顏色編碼。這五個(gè)等級是：綠色（低風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)———正常/常規(guī)級別）；藍(lán)色（警戒狀態(tài)———提高關(guān)注）；黃色（較高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)———常規(guī)威脅）；橙色（高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)———迫近威脅）和紅色（嚴(yán)重狀態(tài)———定域威脅）。如圖1所示：(2）國外關(guān)于火災(zāi)預(yù)案建立中的危險(xiǎn)等級評價(jià)技術(shù)的研究（鐘茂華，2000）(1)火災(zāi)危險(xiǎn)評價(jià)的指數(shù)法危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)方法為美國DOW化學(xué)公司所首創(chuàng)。20世紀(jì)80年代后期，各國學(xué)者對森林火災(zāi)的危險(xiǎn)性評價(jià)進(jìn)行了大量的研究，充分考慮風(fēng)速、濕度、氣溫等氣象因子，提出了多種危險(xiǎn)評價(jià)方法，如加拿大的FWI(FireWeatherIndex)林火災(zāi)評價(jià)指數(shù)法，法國的數(shù)值評價(jià)方法，意大利的IREPIT，葡萄牙的Nesterov指數(shù)法等。(2)火災(zāi)危險(xiǎn)評價(jià)的動態(tài)分級方法國際上最早提出動態(tài)分類的方法始于巖石穩(wěn)定性分類，這種方法是基于聚類分析原理進(jìn)行的分類方法，近年來一些學(xué)者把這種方法引入到火災(zāi)危險(xiǎn)評價(jià)中來。我們知道在某些情況下，分級的對象應(yīng)該涵蓋火災(zāi)危險(xiǎn)源的所有情況，其包含的元素?cái)?shù)目極大，要研究總體的元素不可能也不現(xiàn)實(shí)，而聚類分析可以根據(jù)抽樣的部分去建立分級的標(biāo)準(zhǔn)，其基本思想是首先對原始樣本進(jìn)行初始分級，計(jì)算每類樣本的重心，并將計(jì)算的重心作為初始分級的標(biāo)準(zhǔn)；計(jì)算每一樣品到各類重心的距離，并按最近距離原則，將該樣品劃入最近的一個(gè)類別中。另外，隨著火災(zāi)危險(xiǎn)源樣本的擴(kuò)充，還可以對分級的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不斷地修改和完善。(3）國內(nèi)關(guān)于突發(fā)事件分類分級的研究國內(nèi)關(guān)于突發(fā)事件分類分級的研究主要是定性描述，更多是基于經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)性闡述，吳宗之，劉茂（2003）對重大事故應(yīng)急預(yù)案分級、分類體系及其基本內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)和分析。呂欣馳（2003）對城市火災(zāi)等級劃分和救援力量預(yù)案編制進(jìn)行了分析和介紹。綜上所述，傳統(tǒng)的分類分級存在三種情況：一是大多數(shù)根據(jù)災(zāi)害事后的影響和嚴(yán)重程度來劃分，屬于事后評估；二是傳統(tǒng)突發(fā)事件分級的方法主要是以主觀經(jīng)驗(yàn)打分為基礎(chǔ)進(jìn)行的，評價(jià)的級別標(biāo)準(zhǔn)和級別數(shù)也是一成不變的，故亦稱靜態(tài)法；三是有些學(xué)者采用了動態(tài)的分級方法，但是這種動態(tài)只是管理上的動態(tài)性，即分類分級會隨著突發(fā)事件樣本的擴(kuò)充而不斷地調(diào)整和完善，但是沒有考慮突發(fā)事件發(fā)生發(fā)展過程中，其分類分級會隨著時(shí)間變化而轉(zhuǎn)移。本文從系統(tǒng)的角度提出了一套突發(fā)事件動態(tài)分類分級的研究思路和方法，強(qiáng)調(diào)事前分類分級，把突發(fā)事件的分類分級與處置緊急程度，資源保障度緊密聯(lián)系起來，尤其突出了時(shí)間因素對分類分級的影響。分類分類的基本概念和研究框架1、構(gòu)建預(yù)案分類體系通過系統(tǒng)分析突發(fā)事件的起因、性質(zhì)、影響和危害程度等特征，建立起處置資源及處置預(yù)案和突發(fā)事件特征的關(guān)系，從而構(gòu)建科學(xué)的分類分級體系，為預(yù)案及預(yù)案庫的建立打下基礎(chǔ)，并指導(dǎo)突發(fā)事件應(yīng)急管理的決策者快速準(zhǔn)確地選擇預(yù)案。其基本思想就是以突發(fā)事件處置機(jī)理和處置流程為基礎(chǔ)，提取事件分類分級的評價(jià)因素，以時(shí)間為基礎(chǔ)變量，運(yùn)用定性和定量相結(jié)合的方法尋找這些因素與事件分類分級結(jié)果之間的關(guān)系，反映出隨著時(shí)間的變化，資源保障程度的變化，突發(fā)事件的狀態(tài)———分類分級也在不斷變化和轉(zhuǎn)移。2、tk階段的分類分級(1）動態(tài)性本文強(qiáng)調(diào)的動態(tài)分類分級不僅包括文獻(xiàn)綜述中提到的管理上的動態(tài)性，即分類分級不是一次完成的，而是隨著突發(fā)事件樣本的擴(kuò)充而不斷地修改、調(diào)整和完善。更重要的是考慮了某一突發(fā)事件本身發(fā)生，發(fā)展的動態(tài)性，從兩個(gè)角度分析：一是隨著時(shí)間的變化，突發(fā)事件的態(tài)勢會改變，即突發(fā)事件的級別會改變；二是在處置預(yù)案的實(shí)施過程中，資源供給和需求也在發(fā)生變化，從而影響突發(fā)事件級別的改變，進(jìn)一步考慮，我們發(fā)現(xiàn)資源的供應(yīng)量和需求量也是隨時(shí)間變化的，所以突發(fā)事件類別級別的劃分是時(shí)間的復(fù)合函數(shù)。記突發(fā)事件的類別或級別為L；時(shí)間為t，資源的供應(yīng)量為s(t)；資源的需求量為d(t)；資源保障度為r(t)；則有以下公式：進(jìn)一步的考慮，如果我們按時(shí)間的變化對突發(fā)事件的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)行階段劃分，即分為t1,t2，…tk-1,tk，…tn階段，那么動態(tài)變化還體現(xiàn)在tk-1階段的狀態(tài)———類別或級別，應(yīng)該是tk階段分類分級的約束因素之一，用公式表示如下：Ltk=f(tk,r(tk）,Ltk-1)(2）系統(tǒng)性系統(tǒng)性是指對于突發(fā)事件的分類分級而言，往往受多個(gè)因素的影響，屬于多指標(biāo)評價(jià)的問題。所以分類分級的結(jié)果不僅僅取決于單個(gè)因素變化的程度，還要取決于每個(gè)因素的變化對整體類別或級別的影響情況。我們可以結(jié)合以下公式和圖示進(jìn)行解釋：L=F(x1,x2,x3，…，xn)記突發(fā)事件類別或級別為L,x1,x2,x3，…，xn是影響類別或級別的各個(gè)因素，例如：x1：與影響范圍相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)x2：與危害程度相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)x3：與技術(shù)和資源保障相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)x4：與時(shí)間相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)Δx1的值大，即因素x1對F的影響大，但是ΔF不一定就大，還要考慮系統(tǒng)其他因素對F的綜合影響，即要看ΔF的大小，如果ΔF小，級別可以定的低一些，如果ΔF大，級別就要相應(yīng)提高。例如，某一突發(fā)事件的“影響范圍很大、危害程度很高”，它的級別是否就一定高？本研究認(rèn)為，還應(yīng)該與相應(yīng)的技術(shù)和資源保障程度等因素結(jié)合起來，如果保障度高，那么它的級別就應(yīng)該相應(yīng)定低一些。另外，各因素在分類分級中的重要性并不是等同的，需要進(jìn)行排序或加權(quán)等處理。(3）時(shí)效性由于突發(fā)事件本身的特性，要求對突發(fā)事件的處置必須快速及時(shí)，因此對突發(fā)事件的分類分級必須強(qiáng)調(diào)其時(shí)效性，即分類分級的結(jié)果應(yīng)該簡潔明了，具有可操作性。同時(shí)突發(fā)事件分類分級的時(shí)效性也是基于其動態(tài)性的，正是因?yàn)橥话l(fā)事件的狀態(tài)會隨著時(shí)間變化，這就決定了分類分級的結(jié)果必須具有時(shí)效性，能夠與突發(fā)事件的實(shí)際發(fā)展?fàn)顟B(tài)相匹配，使分類分級對突發(fā)事件的應(yīng)急管理決策起到現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。(4）事前性傳統(tǒng)的分類分級多是為了追究責(zé)任而進(jìn)行的事后評估，即根據(jù)事情發(fā)生后的影響程度進(jìn)行分級，與當(dāng)時(shí)處置資源的保障情況脫離。本文認(rèn)為，突發(fā)事件分類分級的目的是為及時(shí)快速的選擇處置預(yù)案，這就要求突發(fā)事情一旦發(fā)生，應(yīng)急管理者能夠根據(jù)分類分級的指標(biāo)快速對突發(fā)事件進(jìn)行識別，這些分類分級的指標(biāo)因素不僅考慮了事件發(fā)生時(shí)的特點(diǎn)，還充分考慮了處置突發(fā)事件的緊急程度以及當(dāng)時(shí)資源保障程度，屬于事前分類分級。事前分類分級不僅是選擇預(yù)案的依據(jù)，同時(shí)也是建立預(yù)案庫的基礎(chǔ)，只有預(yù)先對突發(fā)事件的類別和級別識別清楚了，才能建立有針對性和可操作性的預(yù)案。3、突發(fā)事件分類研究是基礎(chǔ)結(jié)合圖2，本文認(rèn)為在對突發(fā)事件分類分級的研究要特別注意以下問題：(1）突發(fā)事件的分類分級研究要借鑒、分析實(shí)際的歷史資料和經(jīng)驗(yàn)，以此為基礎(chǔ)尋找突發(fā)事件發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律。(2）從研究特定背景的突發(fā)事件運(yùn)行機(jī)理以及應(yīng)對突發(fā)事件的處置機(jī)理和流程入手，以保證分類分級的科學(xué)性和有效性。(3）采用統(tǒng)計(jì)方法分析突發(fā)事件的特征、原因、影響程度、影響范圍以及處置方法等內(nèi)在規(guī)律，尋找影響分類分級的因素及其對分類分級的影響程度。(4）為確保分級分類工作的準(zhǔn)確性和可操作性，須建立分類分級的指標(biāo)體系和評價(jià)函數(shù)。方法和模型的構(gòu)建1、應(yīng)急事件分類體系的建立(1）發(fā)生類型及發(fā)生地點(diǎn)影響突發(fā)事件類別的因素眾多，一般要結(jié)合突發(fā)事件具體的背景進(jìn)行確定，但是通常最主要的影響因素應(yīng)包括突發(fā)事件發(fā)生的表現(xiàn)特征、發(fā)生地點(diǎn)、發(fā)生起因、動用資源類型等方面。傳統(tǒng)的分類方法一般只考慮突發(fā)事件發(fā)生的表現(xiàn)特征、發(fā)生地點(diǎn)、發(fā)生起因等變量，本文特別加入了資源類型這一變量，這是因?yàn)椴煌愋偷耐话l(fā)事件需要的資源類型也不同，有些突發(fā)事件用一些常規(guī)性裝備就可以應(yīng)對，而有些突發(fā)事件除了需要常規(guī)性資源還必須要求使用特殊裝備才可以應(yīng)對，考慮資源類型主要是將突發(fā)事件分類與相應(yīng)的處置方案聯(lián)系起來。(2）聚類分析方法根據(jù)變量其變化情況的不同，可分為定量變量和定性變量，并且某些定性變量在一些問題中起決定性的作用。由于要采用聚類的方法進(jìn)行分類，故需要結(jié)合實(shí)際背景對定性變量及其數(shù)據(jù)，按照一定合理的原則，進(jìn)行向定量方面的轉(zhuǎn)化，即根據(jù)樣本資料和數(shù)據(jù)對上述變量要素進(jìn)行賦值。以此作為分類的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再根據(jù)變量要素的賦值標(biāo)準(zhǔn)對樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)描述和整理。(3）基于聚類分析的突發(fā)事件類別評價(jià)在現(xiàn)實(shí)社會中突發(fā)事件不斷發(fā)生，紛繁復(fù)雜，傳統(tǒng)的分類一般是按照某一個(gè)因素進(jìn)行劃分。例如，火災(zāi)類的突發(fā)事件按發(fā)生地點(diǎn)分為：居民樓火災(zāi)、公共場所火災(zāi)、工廠火災(zāi)、交通工具火災(zāi)等；按照可燃物類型分為：固體物質(zhì)火災(zāi)、液體物質(zhì)火災(zāi)、氣體物質(zhì)火災(zāi)等。這種分類方法一般是基于經(jīng)驗(yàn)概括，而且只是基于一個(gè)分類因素進(jìn)行一個(gè)緯度的分類。本文將聚類分析的方法引入到突發(fā)事件類別評價(jià)中來，可以實(shí)現(xiàn)對突發(fā)事件進(jìn)行基于多個(gè)分類因素的綜合、動態(tài)的分類。聚類分析與傳統(tǒng)分類法的最大區(qū)別是它揭示了多個(gè)分類判據(jù)與分類檔次、分類標(biāo)準(zhǔn)之間的內(nèi)在規(guī)律。尤其是對于復(fù)雜的情況，憑主觀經(jīng)驗(yàn)很難把類別劃分清楚的時(shí)候，聚類分析可以根據(jù)樣本或數(shù)據(jù)之間具有的相似性進(jìn)行自動分類。對于突發(fā)事件整個(gè)聚類分析的過程可以借助SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件來實(shí)現(xiàn)。聚類分析的基本思想是在缺乏先驗(yàn)知識的條件下將樣本集z={z1，…，zn}中的樣本依照某一相似度準(zhǔn)則分到模式類c1，…，cn中去。將zn分到模式類ck中的要求是zn與ck之間的相似度要明顯大于zn與其它模式類之間的相似度。聚類的關(guān)鍵在于計(jì)算類與類之間的距離，我們選用離差平方和法（Word′sMethod）。聚類分析的結(jié)果往往以樹狀圖來表示，下圖是離差平方和法的樹狀聚類圖示：2、應(yīng)急評估體系的建立在分類的基礎(chǔ)上，研究確定相應(yīng)災(zāi)害類型下分級的相關(guān)要素和影響參數(shù)，設(shè)定相應(yīng)的要素模塊，在此基礎(chǔ)上判斷事件的大小或等級。(1）突發(fā)事件發(fā)生時(shí)間要素影響突發(fā)事件分級的要素復(fù)雜眾多，我們從主客觀兩個(gè)方面考慮，歸納了八個(gè)緯度的影響要素?？陀^要素包括以下四個(gè)維度：(1)影響范圍，包括地域因素，危害覆蓋面積等等。(2)危害/損失程度，例如人員傷亡，經(jīng)濟(jì)損失等等。(3)擴(kuò)散要素，主要包括天氣或氣候狀況，傳輸渠道等等。(4)時(shí)間要素，一是指發(fā)生時(shí)刻的特性，例如是白天還是夜晚，是工作日還是節(jié)假日等；二是指突發(fā)事件可能持續(xù)的時(shí)間。主觀要素包括以下四個(gè)維度：(1)認(rèn)知程度，依賴于現(xiàn)有的科學(xué)知識水平下，對這種突發(fā)事件發(fā)生機(jī)理，以及處置機(jī)理的研究情況。(2)社會影響程度，考慮不同級別的突發(fā)事件對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活造成的影響也會不同。(3)公眾心理承受度，如果公眾對該類突發(fā)事件心理承受度低，那么這類突發(fā)事件容易造成社會恐慌，所定的級別應(yīng)該響應(yīng)提高。(4)資源保障度，指在現(xiàn)有的人員、設(shè)備和其他社會救援協(xié)助力量的情況下，能夠在一定時(shí)間t內(nèi)應(yīng)對突發(fā)事件的保障度r(t)。如果保障度高，那么救援成功的可能性就大，在一定程度上也會影響其級別。(2）測試機(jī)測試樣本應(yīng)該結(jié)合特定背景具有代表性，將總樣本隨機(jī)分為兩組，一組為訓(xùn)練樣本集，另一組為測試樣本集。訓(xùn)練樣本集的數(shù)據(jù)用于構(gòu)造預(yù)測模型，而測試樣本的數(shù)據(jù)用于驗(yàn)證預(yù)測模型的有效程度。(3）行預(yù)處理類變量在上述八維影響要素的基礎(chǔ)上，根據(jù)突發(fā)事件特定的背景選取分級變量，并對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，客觀變量可以根據(jù)實(shí)際背景中計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行賦值，主觀變量可以根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)實(shí)判斷以及預(yù)期采用專家評分的方法進(jìn)行賦值。要盡量保證數(shù)據(jù)具有同一的方向性和實(shí)際含義，同時(shí)還要注意有些影響變量本身就是時(shí)間函數(shù)，所以建立這些變量與時(shí)間t的關(guān)系。(4）基本概念因子以訓(xùn)練樣本集為研究對象，對眾多的分級變量和數(shù)據(jù)進(jìn)行因子分析，目的就是盡量以最少的信息丟失把眾多的觀測變量濃縮為少數(shù)的幾個(gè)因子。因子分析是通過研究眾多變量之間的內(nèi)部依賴關(guān)系，探求觀測數(shù)據(jù)中的基本結(jié)構(gòu)，并用少數(shù)幾個(gè)基礎(chǔ)變量來表示基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這些基礎(chǔ)變量能夠反映原來觀測變量所代表的主要信息，并解釋這些觀測變量之間的相互依存關(guān)系，這些基礎(chǔ)變量即我們稱的因子。對于突發(fā)事件的分級，因子分析不是必要步驟，可以根據(jù)實(shí)際情況而定，如果分級變量不多，可以省略因子分析。(5）判別函數(shù)的確定判別分析（DiscriminantAnalysis，簡標(biāo)為DA）是一種進(jìn)行判別和分組（分級）的技術(shù)手段，它可以基于一定數(shù)量案例，根據(jù)一個(gè)分組變量和相應(yīng)的其他多元變量的已知信息，確定組別（級別）與其他多元變量之間的數(shù)量關(guān)系，建立多個(gè)判別函數(shù)。其目的是將判別函數(shù)用于觀測值的分級，即將新例觀測值代入多個(gè)判別函數(shù)中，哪一個(gè)判別函數(shù)值最大，就判為哪一級別。把由第4步得到的n個(gè)主成分因子作為判別分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變量，建立判別函數(shù)，定義一個(gè)結(jié)果變量：級別，初始先分為m個(gè)級。可以根據(jù)后面測試的結(jié)果進(jìn)行不斷調(diào)整和完善，從而建立起科學(xué)、合理的級別數(shù)。如果用y表示判別函數(shù)值，x表示因子變量，n=1,2…表示因子變量數(shù)，m=1,2…表示級別數(shù)，t表示時(shí)間，特別強(qiáng)調(diào)時(shí)間的影響是因?yàn)殡S著時(shí)間變化，突發(fā)事件也在動態(tài)變化，t和級別之間是一種復(fù)合函數(shù)的關(guān)系，可以為突發(fā)事件多階段狀態(tài)轉(zhuǎn)