基于組合賦權-VIKOR的城市突發事件應急管理能力評價

何葉榮,張玉枝

(安徽建筑大學 經濟與管理學院,安徽 合肥 230022)

21世紀以來,全球城市化進程持續加快,城市韌性風險加劇,城市公共安全事故屢見不鮮。近年來,我國改革開放效果顯著,城鎮化勢頭猛烈,各城市人口密度增加,基礎設施承載壓力大,在突發事件應急管理上面臨巨大挑戰。應急能力評價是城市應急管理研究領域的一個焦點,科學準確的績效反饋與評價才能反向促進應急管理水平的提升。因此,建立合理的應急管理能力評價指標體系、進行科學的應急管理能力評價,在未來快而好地應對突發事件成了一個急需回應的現實議題。

1979年,美國建立聯邦突發事件管理局(FEMA),推出綜合應急管理范式并聯合開發了應急管理準備能力評估程序[1],隨后澳大利亞、日本、加拿大、中國等國家也紛紛建立了符合自身國情的應急評價體系。目前,應急管理能力評價研究對象逐漸從傳統的災害事故發展到特殊專業領域,如海上應急、航空應急、核事故應急準備和化學品應急處置等[2-3];或聚焦在高危行業(包括建筑、煤礦和電力等等)、公共衛生醫療領域[4-5]。雖然圍繞這些領域的文獻較為豐富,但多針對城市單項災害、缺乏綜合性評估。在應急管理能力評價方法方面,層次分析法、模糊綜合評價法、TOPSIS法使用最為頻繁;或者通過改進或結合方式實現方法的集優,例如改進層次分析法、改進物元可拓模型、層次分析法與模糊綜合評價法結合、熵權法與灰色關聯法結合[6-9];再或者將其他領域方法應用應急評估實現創新,比如BP神經網絡、云模型[10-11];近些年,還更以信息技術為載體,將大數據、云計算、物聯網等應用到應急管理程序,如基于自適應多主體評估和響應系統(MARS)進行自主協調救援評估和應急響應、基于虛擬現實技術進行用戶可視化疏散模擬、基于網絡地理信息系統構建多準則空間決策支持系統[12-14]。雖然應急管理能力評價方法繁多,但研究選擇的方法還是較單一,主觀性較強。

綜上所述,雖然突發事件應急管理能力評價研究數量豐富、研究對象典型、研究方法多樣,但是對于突發事件關注度不夠、研究對象范圍局限、研究方法選擇單一,說明突發事件應急管理領域的研究還不夠成熟,而我國人口稠密、公共場所繁雜、城鎮化加速發展,更是具有極大的突發事件潛在風險?；诖?以城市突發事件為研究對象,基于應急管理四階段理論構建突發事件應急管理能力評價體系,以安徽省為例對城市突發公共事件應急管理能力進行評價,進而提出針對性、完備性、科學性的防控突發事件政策建議。

1 城市突發事件應急管理能力評價體系

突發事件應急管理能力評價是以突發事件發生后的應急管理能力(人力、財力、物力、醫療、交通運輸、安保、人員救護、通信、避難場所和設施、人員生活條件等各種保障能力)為評價對象,依據構建的指標體系和評價模型定性和定量分析事件應急能力的過程?？茖W合理的指標體系是確保應急能力評價準確性的首要因素,選取科學合理的指標可以將抽象的應急能力評價狀況形象化。

應急管理是指為維護國家社會安全穩定環境、人民群眾生命財產安全,政府、企業及社會組織針對突發事件的不安全因素(人、機、環、管)所進行的預防、響應、處置、恢復等活動的總稱。因此,按照突發事件的發展規律,完整的應急管理能力評價體系包含事前預防、事發響應、事中處置與事后恢復4個階段,形成一個閉合的循環路線,如圖1所示。

圖1 城市突發事件應急管理能力評價體系框架

按照層級結構將指標體系框架分為目標層、準則層、指標層。在相關文獻的基礎上[15-16],結合我國事故應急管理四階段理論和《安全與韌性應急管理能力評估指南》(GB/T 40151-2021),遵循系統性、科學性、層次性、可行性等原則,綜合考慮突發事件應急管理能力關鍵影響因素,篩選出25個指標構成突發事件應急管理能力評價指標體系,如表1所示。

表1 城市突發事件應急管理能力指標體系

2 城市突發事件應急管理能力評價模型

2.1 評價指標權重的確定

權重的確定方法主要分為主觀賦權法(如層析分析法)、客觀賦權法(如熵權法)。層次分析法簡潔實用、所需定量數據較少,但是主觀性較強、易受專家意識影響;熵權法能夠避免人為因素的偏差影響,但忽略了專家的主觀意識和指標本身重要程度[17]。因此,針對突發事件數據統計難、易受人為因素影響的現實問題,利用層次分析法與熵權法分別從主、客觀角度計算指標權重,再依據博弈論計算組合權重,確保指標權重計算結果科學可靠。

2.1.1 AHP確定主觀權重

層次分析法(AHP)是通過把決策的相關影響因素分成目標、準則、指標等層次結構,依據各個因素的相對重要性構造判斷矩陣進行層次排序和一致性檢驗的一種定性與定量相結合的方法。筆者采用問卷調查法,選取7名應急管理、風險評價領域的專家組成專家小組對城市突發事件應急管理能力評價指標的權重賦值,應用1～9比率標度法兩兩進行重要性的比較;然后進行層次單排序、總排序和一致性檢驗,滿足一致性比率CR<0.1時,即通過一致性檢驗,否則要重新構造判斷矩陣。

2.1.2 熵權法確定客觀權重

熵權法依據信息熵的特性,衡量指標的離散程度。相對于層次分析法,熵權法利用指標的客觀數據,過程更加準確科學。

(1)構造原始矩陣X=(xij)m×n。本文指標均為正向指標,采用極值法對原始數據進行歸一化。

(1)

(2)計算比重矩陣P=(pij)m×n。

(2)

(3)計算各指標的熵值ej。

(3)

(4)計算信息效用值dj。

dj=1-ej

(4)

(5)計算各指標的權重wj。

(5)

2.1.3 博弈論確定組合權重

根據博弈論將主客觀權重作為博弈雙方,最終組合權重是雙方達成的均衡解。記層次分析法確定的主觀權重為W1=(w11,w12,…,w1n),熵權法確定的客觀權重為W2=(w21,w22,…w2n),組合權重為W[18]。從數學角度來看,平衡狀態下應滿足W1和W2與W之間的離差之和最小。

(1)組合權重向量W的線性組合為:

W=λ1W1+λ2W2

(6)

式中:λ1和λ2分別為由博弈論確定的主客觀權重系數。

(2)依據W與W1和W2離差和最小思想,建立如下目標函數和約束條件:

min(‖W-W1‖2+‖W-W2‖2)

(7)

s.t.λ1+λ2=1,λ1≥0,λ2≥0

(8)

(3)根據微分性質,目標函數取得最小值的一階導數條件為:

(9)

(10)

(11)

2.2 VIKOR模型計算評價結果

多準則妥協解排序法(VIKOR)是指通過群體效用值、個體遺憾值、折衷評價值表達決策者主觀偏好,對多屬性備選方案進行排序、實現擇優的決策方法。VIKOR法的基本思想就是先計算出所有方案的最優解和最劣解,再對比不同方案評估值與最優解、最劣解之間的距離排序確定最優方案[19]。

(1)將數據歸一化處理后,計算正負理想解。

(12)

(2)計算群體效用值Si和個體遺憾值Ri。

(13)

(14)

(3)計算折衷評價值Qi。

(15)

式中:S+=max(Si);S-=min(Si);R+=max(Ri);R-=min(Ri);μ為折衷系數,代表群體效用比重;1-μ為個體遺憾值比重,0≤μ≤1。本文取μ=0.5,認為群體效用值和個體遺憾值同樣重要。

2.3 障礙度因子分析

通過障礙度模型分析制約應急管理能力水平的關鍵因素,并由此制定針對性改善建議,改善各個地區突發事件的應急能力水平。

(16)

式中:Yj為障礙度;Mj為因子貢獻度,可用指標權重表示;Ij為指標偏離度,可用標準化后數據與1的差距表示。

3 實證分析

3.1 數據來源與處理

原始數據來源于《安徽省統計年鑒》(2011—2021年)、《安徽省國民經濟和社會發展統計公報》(2011—2021年)、安徽省各地級市《統計年鑒》(2011—2021年)和《國民經濟和社會發展統計公報》(2011—2021年)等,少數缺失值采用線性插值法補充,并按表1中方法計算指標數據。

3.1.1 計算權重

采用層次分析法,根據7名專家對指標重要程度按1～9進行打分,得到城市突發事件應急管理能力評價指標的主觀權重。按照熵權法,計算得到城市突發事件應急管理能力評價指標的客觀權重。最后,將主客觀權重按照博弈論計算得到組合權重,如表2所示。

表2 安徽省城市突發事件應急管理能力評價指標的組合權重

3.1.2 基于VIKOR的應急管理能力評價

按照式(12)計算2011—2021年安徽省各地級市突發事件應急管理能力水平的正、負理想解,然后按式(13)～式(15)計算安徽省各地級市突發事件應急管理能力評價指標的群體效用值、個體遺憾值和折衷評價值,如表3所示。

表3 安徽省各地級市應急管理能力的群體效用值、個體遺憾值、折衷評價值

3.2 評價結果及分析

根據2011—2021年安徽省16個地級市應急管理能力計算結果,各個城市應急管理能力水平排序如表4所示。由判斷條件①、②可知:黃山、池州、銅陵、淮北、馬鞍山、宣城、六安、滁州、淮南、亳州、阜陽、蚌埠、蕪湖、宿州為最優解,合肥、安慶為折衷解;按照判斷條件③可知:合肥優于安慶。綜合得到安徽省16個地級市的應急管理能力水平排序,即:黃山>池州>銅陵>淮北>馬鞍山>宣城>六安>滁州>合肥>安慶>淮南>亳州>阜陽>蚌埠>蕪湖>宿州,與折衷評價值Qi排序結果相同,故以Qi為基準評價安徽省16個地級市應急管理能力水平。

表4 安徽省各地級市應急管理能力水平排序

安徽省各地級市應急管理能力折衷評價值變化趨勢如圖2所示。從時間維度來看,應急管理能力Qi值呈現上升趨勢的是合肥、淮南、馬鞍山、銅陵和池州5市,合肥市2011—2019年緩慢波動式上升,但自2019年起快速增長,在2021年應急能力水平達到最高點;銅陵市在2014年突升、2016年突降,而后自2019年起快速增長;淮南市、馬鞍山市和池州市總體而言保持穩步上升態勢。應急管理能力Qi值呈現下降趨勢的是淮北、亳州、蚌埠、阜陽、宣城和安慶6市,淮北市11年間Qi值逐漸下降,但2020年突然開始回升;亳州市和阜陽市在2017年大幅下降,而后穩步上升;蚌埠市、宣城市和安慶市整體呈波動式緩慢下降態勢。應急管理能力Qi值大致保持平穩的是宿州、滁州、六安、蕪湖和黃山5市,宿州市應急能力Qi值一直平穩保持在較高水平;六安市、蕪湖市穩步保持中間水平,其中六安市應急能力Qi值略低于蕪湖市;黃山市保持較低水平、穩中有降;滁州市應急能力Qi值雖呈波動式發展,但整體而言在小幅度范圍變化,變化趨勢線大致平穩。

圖2 安徽省各地級市應急管理能力折衷評價值變化趨勢圖

安徽省各地級市應急管理能力水平等級分布如圖3所示。根據折衷評價值Qi,把應急管理能力等級分為5個級別:弱(0.8

圖3 安徽省各地級市應急管理能力水平等級分布

3.3 障礙度分析

利用障礙度模型識別影響安徽省應急管理能力水平的關鍵因素,進而針對因素的影響程度提出改進建議。將評價指標體系中25個指標作為障礙因子,得到安徽省2011—2021年16個地級市的影響應急管理能力水平的障礙度及障礙因子排名,由于篇幅有限,以2011年、2021年作為首尾對比分析影響因素及變化情況,如表5所示。

表5 安徽省各地級市應急管理能力水平障礙因子排序

從表5可以發現,2011年對安徽省各地級市應急管理能力水平影響最大的5個障礙因子為人均綠地面積C6、衛生機構人員密度C14、醫療衛生機構密度C13、政府醫療衛生財政投入比重C3和互聯網普及率C10;而2021年對安徽省各地級市應急管理能力水平影響最大的5個障礙因子為政府一般公共服務財政投入比重C1、政府交通運輸財政投入比重C4、政府公共安全財政投入比重C12、人均綠地面積C6和政府醫療衛生財政投入比重C3,這與安徽省應急管理能力水平障礙度排序結果相符。以上結果說明隨著時間的推移,安徽省各市加大醫療衛生財政投入、城市基礎設施建設和人才建設,人均綠地面積(應急避難面積)、衛生機構和人員、互聯網的影響作用逐漸減弱,但隨之而來的是政府對公共服務、交通運輸、公共安全等領域資金投入的影響作用增強,未來政府仍需加大政策和財政資金支持力度。通過對安徽省16個地級市2011—2021年間障礙度匯總可以發現,制約應急管理能力水平的五大關鍵因素分別是政府一般公共服務財政投入比重C1、人均綠地面積C6、衛生機構人員密度C14、醫療衛生機構密度C13、政府交通運輸財政投入比重C4。

根據準則層障礙度可知,2011年安徽省各地級市在事前預防B1和事中處置B3階段對應急管理能力水平制約作用更明顯,2021年安徽省各地級市在事前預防B1階段對應急管理能力水平制約作用最明顯,與安徽省全省準則層應急管理能力水平障礙度結果相符。由此說明安徽省近些年事中處置階段應急管理舉措取得了顯著成效,未來還需要重點針對事前預防階段持續提高應急能力水平。

4 結論與建議

(1)基于應急管理四階段理論,建立了體系化、科學化的評價指標體系和模型,以安徽省為例,分析比較了16個地級市2011—2021年間應急管理能力水平及影響因素,得到如下結論:①安徽省16個地級市的應急管理能力水平從高到低排序為黃山>池州>銅陵>淮北>馬鞍山>宣城>六安>滁州>合肥>安慶>淮南>亳州>阜陽>蚌埠>蕪湖>宿州,總體呈現南強北弱的空間分布格局,皖南地區應急能力較強、皖中地區適中、皖北地區較弱。②政府一般公共服務財政投入比重、人均綠地面積、衛生機構人員密度、醫療衛生機構密度、政府交通運輸財政投入比重是制約應急管理能力水平的五大關鍵因素。③采用組合賦權、博弈論確定最優系數,克服了單一評價方法不全面和組合主觀性問題,評價結果可為相關政府部門、企業和公眾應急決策提供依據,對于城市突發事件應急防控具有實踐意義。

(2)根據以上研究結論,提出如下建議:①因地制宜建立應急管理體系,加強區域間橫向協調合作。各地政府部門要以“一案三制”為基礎,厘清部門階層職責和突發事件演化機理,探索符合當地實際的突發事件應急處理程序。同時,政府要加強區域應急管理聯動協調機制,實現應急管理跨部門、跨層級、跨地域、跨領域的協調合作。②加大應急管理財政投入,完善公共基礎設施建設。政府和衛生部門要加大應急資金統籌力度、增強醫療機構和人員覆蓋密度、提高醫療從業人員福利待遇,給予應急產業政策扶持,吸引安全應急企業入駐,建立健全社會保障體系。③強化信息技術與應急管理深度融合,以信息化推進應急管理能力現代化。政府要加大對科技企業政策和資金扶持力度,鼓勵互聯網、大數據、云計算和人工智能算法等新興科技產業數字化轉型,完善應急監測系統、預警系統、指揮調度系統、輿情系統,實現應急管理智慧信息化運營,提高應急管理技術的先進性和預測結果的準確度。④加大應急宣傳教育,提升公眾風險意識。政府要聯合學校、社區、企業等社會主體加強公眾防災減災、應急避難宣傳教育,制作應急知識展板、定期開展防災情景模擬演習,形成“上下聯動、資源配置、信息共享”的應急管理新局面。