突发公共事件预警分级模型
ISSN1000-0054清华大学学报(自然科学版)2008年第48卷第8期
CN11-2223/NJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2008,Vol.48,No.8w7
http://qhxbw.chinajournal.net.cn
突发公共事件预警分级模型
季学伟, 翁文国, 倪顺江, 范维澄
1,2
1
1,2
1
(1.清华大学工程物理系公共安全研究中心,北京100084;2.清华大学航天航空学院,北京100084)
摘 要:为了有效应对突发公共事件,合理调配应急救援资源,对突发公共事件预警分级的定量模型进行了研究,建立了预警分级综合模糊评判模型的计算框架。从事件自身因素和应急管理因素2个方面的致灾强度要素、危害损失程度、影响范围因素、时间要素、认知程度、社会影响程度、公众心理承受能力、应急管理水平等8个维度构建了预警分级的影响因素,用层次分析法确定各层级影响因素的权重,并采用多级模糊综合评判的方法给出预警等级。最后,以危化品泄露的预警分级为例进行了计算。结果表明:综合模糊评判方法和层次分析法结合应用可以对突发公共事件进行预警分级的计算,并且便于考虑突发公共事件的各种复杂因素。关键词:突发公共事件;预警分级;模糊评判;层次分析中图分类号:X959;X913
文章编号:1000-0054(2008)08-1252-04
文献标识码:A
对突发公共事件进行快速有效的预警分级是应急管理中的基础工作之一。在突发公共事件的应急管理中,对于有效发挥应急预案的功能和有效控制、处置突发事件,预警分级起着至关重要的作用。按
照时间序列分析,应急管理有灾前、灾中、灾后3个状态,因此预警分级的发布也要与这3个状态相对应,它具有综合性的重要特征,是理工文管交叉融合的研究领域。
鉴于目前国内针对突发公共事件的预警分级还没有定量模型的情况,本文提出了基于综合模糊评判方法的突发公共事件预警分级定量化模型,该模型具有重要的理论意义和实用价值。
[1]
1 预警分级模型的计算框架
预警分级的计算首先在案例分析和机理分析的基础上来确定突发公共事件预警分级的主要因素。
Warningclassificationmodelfor
publicemergencies
JIXuewei1,2,WENGWenguo1,NIShunjiang1,2,FANWeicheng1(1.CenterforPublicSafetyResearch,DepartmentofEngineering
Physics,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;
2.SchoolofAerospace,TsinghuaUniversity,
Beijing100084,China)
Abstract:Efficientresponsestopublicemergenciesandallocatinglimitedemergencyresourcesneedaccuratewarningclassifications.Aquantifiedmodelwasdevelopedwithafuzzylogicframeworkforobtainingthewarningclassification.Theincidentfactorsandemergencymanagementfactorsweredividedintoeightdimensionsthatwerethedisasterforceintensity,degreeofloss,affectedareas,timefactor,degreeofcognition,degreeofsocialimpact,abilityofmentalendurance,
andlevelofemergencymanagement.
The
weightingfactorsforeachlevelweredeterminedusingananalytichierarchialprocess.Thewarningclassificationwasdeterminedusingamulti-levelfuzzylogicmethod.Adangerouschemicalleakwasusedasanexampletovalidatethemodel.Theresultsshowthatfuzzylogicmethodeffectivelycomputesthewarningclassification.Key:licwarningclasfuzzylogic;
从主要因素出发,提取预警分级的指标集,指标的确定可以采用数理统计、数值计算、专家打分等方法。选取指标以后,需要对指标采用隶属函数的方法进
行模糊化处理,并且用层次分析法确定每一级别影响因素中各个指标的权重。最后用综合模糊评判的方法来确定预警分级结果。若预警分级的结果存在较大的偏差,则需要重新选取预警分级的主要因素,重新进行计算。计算框架见图1。
[2]
2 预警分级模型的计算步骤
步骤1 确定预警分级的评判集。
在2006年国务院发布的《国家突发公共事件总体应急预案》中规定根据预测分析结果,对突发公共
收稿日期:2007-04-11
基金项目:科技部“十一五”规划科技支撑计划重大项目子课题
(611461003)
作者简介:季学伟(1981—),男(汉),吉林,博士研究生。
E-mail:[email protected]
:,
季学伟,等: 突发公共事件预警分级模型
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的介绍,将影响预警分级的所有因素集T按照事件自身因素(T1)和应急管理因素(T2)2个方面考虑,共归纳了8个维度的影响要素。
事件自身因素T1包括以下4个维度:
1)致灾强度要素(T11),包括致灾力的强度、诱发衍生灾害能力等;
2)危害损失程度(T12),包括人员伤亡、经济损失等;
3)影响范围因素(T13),包括地域因素、灾害蔓延范围等;
4)时间要素(T14),包括发生时刻的特性,例如是白天还是夜晚,是工作日还是节假日等;突发事件可能持续的时间。
应急管理要素T2包括以下4个维度:
1)认知程度(T21),包括对突发事件发生机理研究情况、处置技术研究情况等;
图1 预警分级综合模糊评判模型计算框架
2)社会影响程度(T22),考虑不同级别的突发事件对社会经济和人们生活造成的影响;包括受影响的环境资源、人口搬迁、国际关系等;
3)公众心理承受能力(T23),包括公众对突发事件的恐慌程度、社会反应情况等;
4)应急管理水平(T24),包括资源保障度、应急管理者素质、受影响人口素质等。
在模型的具体应用中,根据具体突发公共事件的类型从上面提到的2大因素、8个维度出发,建立具体的影响因素体系。
步骤3 确定影响因素指标值。
影响因素指标值的确定采用2种方式:对于容易量化的影响因素(如致灾力强度、人员伤亡、经济损失、蔓延范围等),指标值通过数理统计、数值计算等方法直接给出量化值;对于不容易量化的影响因素(如认知程度、社会影响程度、应急管理者素质等),指标值通过模糊语言、专家打分等方法来确定。
步骤4 指标模糊化处理。
确定所有影响因素的指标值以后,按照多层次模糊综合评判的方法需要计算低层级影响因素集的
(2)
每个因素以获得高一层级中因素的指标值,并给出隶属度函数。建立一个从低层级影响因素集和U到
事件进行预警。预警级别依据突发公共事件可能造成的危害程度、紧急程度和发展态势,一般划分为4级:Ⅰ级(特别重大)、Ⅱ级(重大)、Ⅲ级(较大)和Ⅳ级(一般),依次用红色、橙色、黄色和蓝色表示。本模型将预警等级分为4级,定义预警分级评判集A{红色(R)、橙色(O)、黄色(Y)、蓝色(B)},分别表示特别重大、重大、较大以及一般。
步骤2 确定预警分级的影响因素集。突发公共事件发生的区域通常是一个复杂的大系统,需要考虑的指标因素比较多而且指标因素之间存在着不同的层次。在这种情况下,就需要将评判因素集合按照某种属性分成几类,先对每一类进行综合评判,然后再对各类评判结果进行类之间的高层次综合评判。对评判因素集合T,按某个属性c,将它划分成m个子集,使它们满足
m
∑T
i=1
i
=T,
(1)
Ti∩Tj=