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(xiàng)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(shí)間序列分析,應(yīng)急管理有災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后3個(gè)狀態(tài),因此預(yù)警分級的發(fā)布也要與這3個(gè)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(shí)用價(jià)值。1確定指標(biāo)和方法預(yù)警分級的計(jì)算首先在案例分析和機(jī)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(biāo)集,指標(biāo)的確定可以采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)值計(jì)算、專家打分等方法。選取指標(biāo)以后,需要對指標(biāo)采用隸屬函數(shù)的方法進(jìn)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(gè)指標(biāo)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(jìn)行計(jì)算。計(jì)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(jìn)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(lán)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(lán)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(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng),需要考慮的指標(biāo)因素比較多而且指標(biāo)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(jìn)行綜合評判,然后再對各類評判結(jié)果進(jìn)行類之間的高層次綜合評判。對評判因素集合T,按某個(gè)屬性c,將它劃分成m個(gè)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(diǎn),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(gè)方面考慮,共歸納了8個(gè)維度的影響要素。事件自身因素T1包括以下4個(gè)維度:1)致災(zāi)強(qiáng)度要素(T11),包括致災(zāi)力的強(qiáng)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(jì)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(shí)間要素(T14),包括發(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;突發(fā)事件可能持續(xù)的時(shí)間。應(yīng)急管理要素T2包括以下4個(gè)維度:1)認(rèn)知程度(T21),包括對突發(fā)事件發(fā)生機(jī)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(jì)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(gè)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(biāo)值。影響因素指標(biāo)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(qiáng)度、人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、蔓延范圍等),指標(biāo)值通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)值計(jì)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(rèn)知程度、社會影響程度、應(yīng)急管理者素質(zhì)等),指標(biāo)值通過模糊語言、專家打分等方法來確定。步驟4指標(biāo)模糊化處理。確定所有影響因素的指標(biāo)值以后,按照多層次模糊綜合評判的方法需要計(jì)算低層級影響因素集的每個(gè)因素以獲得高一層級中因素的指標(biāo)值,并給出隸屬度函數(shù)。建立一個(gè)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(lán)(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(gè)數(shù);j=1,2,3,4;X=R,O,Y,B;a、b、c為各個(gè)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(jià)指標(biāo)體系中,下層指標(biāo)對上層某一指標(biāo)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(cái)產(chǎn)損失的權(quán)重等等。因此,為了衡量下層各指標(biāo)對上層指標(biāo)的相對重要性,需要確定評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù),本模型選用層次分析法。同一層級的n個(gè)影響因素構(gòu)成一個(gè)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(jìn)行排序,歸一化就是權(quán)重分配。為進(jìn)行一致性和隨機(jī)性檢驗(yàn),定義一致性指標(biāo)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(biāo),則計(jì)算隨機(jī)一致性比率為CR=CΙRΙ.(8)當(dāng)CR<0.1時(shí),認(rèn)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(jì)算最后一步是進(jìn)行綜合模糊評判。由上面獲得的矩陣R誘導(dǎo)一個(gè)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,“。”為模糊關(guān)系的合成算子。該模型輸出一個(gè)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?；沸孤┦鹿实念A(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(kuò)散區(qū)域內(nèi)的財(cái)產(chǎn)設(shè)備價(jià)值和環(huán)境資源價(jià)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(gè)維度出發(fā),建立一個(gè)二級的預(yù)警等級指標(biāo)體系(見圖2)。目前各評價(jià)指標(biāo)的等級劃分范圍沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),不同的地方有不同的做法;因此人員傷亡、擴(kuò)散區(qū)域、擴(kuò)散區(qū)域脆弱性3類指標(biāo)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(gè)指標(biāo)的劃分則直接采用了美國海岸警衛(wèi)隊(duì)所建立的危險(xiǎn)化學(xué)品應(yīng)急響應(yīng)信息系統(tǒng)中的指標(biāo)值。各個(gè)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(shí)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(jìn)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(shí)施突發(fā)公共事件應(yīng)急預(yù)案中預(yù)