靶向预警发布效果评估分析

梁家鸿，石伟伟，曾宇萌

（广州市突发事件预警信息发布中心，广东广州 511430）

广州作为国家中心城市，广交会、灯光节等各类重大国际国内活动多，同时广州作为近海亚热带城市，自然灾害种类多、频率高、危害重、损失大，台风、暴雨、强对流等恶劣天气频发［1-3］。广州市气象灾害预警信号实施分区发布，经常会覆盖2到3个区。易引起事故灾难的预警信息以人流预警为主，如2017年广州国际灯光节主开幕式当晚，参观总人数高达27万人；2017年的重阳登高，3 d内全市18个登高点共有约55.3万人登高。随着广州常住人口的逐年增长、经济的发展及大型活动的连年新增，对预警信息发布要求也越来越高。近年来广州市应急办建立了全网短信发布流程，对预警发布和应急处置发挥了巨大的作用，但自运行以来，全网短信的发布存在不能针对目标区域人群，以及不能覆盖来穗漫入用户的问题。为解决上述难题，基于广州市应急指挥决策辅助系统的实时人群靶向预警技术应运而生，实现了突发事件预警信息靶向发布和预警信息服务的均等化。本研究对2019年广州市应急指挥决策辅助系统靶向预警发布任务进行效果评估，通过研究靶向发布过程的相关数据，分析探讨预警发布效果。

1 靶向预警发布技术

预警信息靶向发布，能有效解决传统信息发布方式难以实现的针对特定区域目标人群进行信息精准发布的难题，目前已在各类突发事件应急工作中得到了应用［4-6］，其关键技术包括精准定位技术和区域搜索技术等。

1.1 精准定位技术

传统信息发布方式定位模式较单一，能力有限，无法满足对特定时间、区域和目标人群的快速发布需求，为了突破这一局限，靶向预警发布需要满足以下维度需求：（1）时间维度，能够快速精确获取到当前或某一时间段的数据，以获取在此时间维度内的目标人群；（2）空间维度，能够对指定区域进行区域数据处理，以获取在此区域维度内的目标人群；（3）人群维度，能够对目标人群进行分类筛选数据处理，以获取符合某一指定特征的目标人群。

多维度下的数据运算处理往往容易产生延迟，因此靶向预警发布还需要信息发布平台具备较高的灵活性，满足多维度数据同时处理的需求。

1.2 区域搜索技术

靶向预警发布需要根据不同的发布任务能够在地图上绘制相应的目标区域，因此需基于地理信息系统（Geographic Information System，GIS）在地图上绘制目标区域，搜索出区域内各个发布渠道的信息，包括短信、微博、微信、网站、大喇叭、显示屏等。基于地理位置的服务（Location Based Service，LBS），是通过移动通信网络、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）和基站地理位置等地理定位技术，结合GIS通过移动终端来确定用户实际的位置信息，以实现为用户提供与位置相关的信息服务［7-8］。

2 靶向预警发布影响因子

突发事件预警信息发布可以通过短信、微博、微信、传真、大喇叭等渠道［9］，而在靶向预警发布中，通常采用短信系统、手机APP、微信公众号或者通过第三方服务推送等手段。电视、报纸、互联网等大多数媒体所发布的信息，都需要公众主动接受或者搜索，无法达成突发事件预警发布的及时性要求；而手机使用门槛低、能随身携带、覆盖范围广，且无需安装其他软件即可获取信息，有助于在第一时间将突发事件预警信息传达至用户。本项目研究的靶向预警发布，是将运营商已有的短信发送平台、大数据处理平台与广州市突发事件应急指挥决策辅助系统（简称决策辅助系统）进行对接，实现对目标人群靶向发布突发事件预警手机短信。其中发布流程：发送持续时间、目标区域大小、运营商基站密度、大数据平台运算速度、运营商数据下发速度等各个环节都会影响靶向预警的实际发布效果。

3 数据处理方法

本研究选取2019年靶向预警发布任务数据进行分类分析，以一个时间段内在一个区域上发布的靶向预警作为一个统计样本。为了评估靶向预警针对目标区域的发布效果，选取单位时间内单位面积上圈选的目标人数（已发送人数）和短信实际送达人数（发送成功人数）作为评价指标（以下统称为发送效率）。由于不同的任务对发送要求不同，相应的发送效率差异也较大，为了方便对比分析，对发布任务进行分类整理，并对数据进行标准化处理：

其中，dij为该发送效率的标准化指标值；fij为根据第i个分布类型所划分的第j个发送效率；fijmin为该分布类型下发送效率最低值；fijmax为该分布类型下发送效率最高值。

4 靶向预警任务特征

截至2019年10月1日，广州市突发事件预警信息发布中心已向广州南站、花城广场等多个目标区域发送了地铁延长服务时间提醒、庆祝新中国70华诞焰火晚会安全提示等16批次的靶向信息，为广州春运办、省应急管理厅等多个部门提供靶向预警服务，在各类重大突发事件、气象灾害防御中发挥了重要作用。对靶向预警发布任务进行分类整理，得出几个结果。

1）时段分布。

参考居民日常出行时间的高峰时段分布［10］进行划分，对选取的发布任务数据按发布时段进行整理（图1a），分析发现一天内发送效率的差异程度稍大，其中发布时间在09：00—13：59（北京时，下同）以及19：00—21：59时段的发送效率比较突出，呈现双峰分布趋势。发送效率最高的是09：00—11：59，单位时间内单位面积的已发送人数和发送成功人数分别比第2名高出23.98%、15.36%。

2）时长分布。

根据历次靶向预警任务常用的发布时长进行划分，对选取的发布任务数据按发布时长进行整理（图1b），分析发现不同发布时长的发送效率差异程度很大，其中时长在0～59 min的综合评价数据比较突出。发送效率最高的是0～29 min，单位时间内单位面积的目标人数和成功人数分别比第2名高出130.14%、136.85%。

图1 靶向预警按时段（a）和时长（b）分布的标准化指标值

3）面积分布。

根据历次靶向预警任务常用的圈选区域面积进行划分，对选取的发布任务数据按发布区域面积进行整理（图2a），分析发现不同圈选区域面积的发送效率差异程度稍大，其中区域面积在0.50～2.99 km2的发送效率比较突出，呈现单峰分布趋势。发送效率最高的是1.00～2.99 km2，单位时间内单位面积的目标人数和成功人数分别比第2名高出42.29%、38.49%。

4）星期分布。

根据星期分布对靶向预警发布任务进行整理（图2b），分析发现一周内7 d发送效率的差异程度稍大，其中发布时间在星期三到星期五的发送效率比较突出，呈现单峰分布趋势。发送效率最高的是星期四，单位时间内单位面积的已发送人数和发送成功人数分别比第2名高出39.47%、53.35%。

图2 靶向预警按面积（a）和星期（b）分布的标准化指标值

5）发布规则优化。

在靶向预警发布的流程中，各个环节都会影响靶向预警的实际发布效果，而在实际应用中，各行业对靶向发布的需求不尽相同，除去一部分对发布条件有明确指定要求的任务以外，其他任务在发布上具有一定的操作空间，可通过以下规则提高发布效果：（1）当靶向发布任务没有指定发布时段时，推荐选择09：00—13：59以及19：00—21：59，其中09：00—11：59发送效率最高；（2）当任务没有指定持续时长时，推荐选择0～59 min，其中0～30 min发送效率最高；（3）当任务没有指定圈选面积时，推荐选择0.50～2.99 km2，其中1.00～2.99 km2发送效率最高；（4）当任务没有指定发布日期时，推荐选择星期三至星期五发布，其中星期四发送效率最高。

5 靶向预警应用个例

5.1 国庆焰火晚会

2019年，广州市定于10月1日20：00—20：30在珠江举行广州市庆祝新中国70华诞焰火晚会。活动当天，公安机关将在燃放点周边采取人流、交通管制措施。为指引管控区域内的居民和观众安全有序观看焰火表演并顺利撤离疏散，市公安局申请在相应时段向特定区域推送安全提示信息，该次靶向预警发送条件如下：

（1）发送时间为9月30日16：00，10月1日13：00、16：00、20：28共4个时段，发送区域为琶洲会展中心和员村亲水公园附近区域（图3），区域覆盖面积为7.51 km2。据3大运营商统计，30日15：00该次靶向预警信息发送区域实时人口数据为16.4万。实际发送成功用户数：9月30日16：00—17：00，70.0万；10月1日13：00—14：00，55.2万；1日16：00—17：00，61.6万；1日20：28—20：58，129.6万。

图3 琶洲会展中心和员村亲水公园附近区域

（2）10月1日晚根据市公安局紧急通知，需加发2条疏散提醒信息，其发送时间为20：00、21：00，发送区域为广州塔到琶洲大桥的阅江路区域（图4），区域覆盖面积为6.17 km2。实际发送成功用户数：20：23—20：53，28.6万；21：13—21：43，63.7万。

图4 广州塔到琶洲大桥的阅江路区域

该次靶向预警发布在活动筹备期间及时推送安全指引，在活动现场及时发布疏散及交通指引，有效缓解了安保工作压力，为焰火晚会圆满完成做出了重要贡献，得到了市公安局的高度肯定与感谢。

该次任务的信息发布日期、起止时间和圈选区域等发布条件已提前指定，但对比分析发布数据可以发现，10月1日20：28—20：58的发布效率最高，比其他时段高出72.97%～79.86%，符合第4章靶向任务特征分析当中的时段分布特点，即19：00—21：59为推荐发布时段，发布效果已接近最优。

5.2 强降水过程

4月11日下午至夜间，广州大部分地区出现了强对流天气。其中花都、增城、南沙、番禺区先后发布了冰雹橙色预警；同时天河、越秀、海珠、荔湾、南沙、增城区发布了暴雨橙色预警，番禺、黄埔区发布了暴雨黄色预警；另外，广州各区也先后发布了雷雨大风黄色预警信号。该次降水过程也通过靶向预警进行了服务，向3个目标区域靶向发送强降水提醒信息，让广大市民能对即将出现的雷雨天气提前做好防御准备。实际发送成功用户数：11：45—12：15，市政府至省财厅一带覆盖面积1.06 km2为10.5万；大塘街道附近区域覆盖面积1.04 km2为9.0万；市政协附近区域覆盖面积1.36 km2为3.5万。

该次任务为针对灾害性天气的提醒服务，在信息发布操作上具有一定的操作空间，从发布数据可以发现，该次发布任务在11：45—12：15，持续时长为30 min，3个区域的圈选面积均在1.00～2.99 km2范围内，符合第4章靶向任务特征分析当中的推荐发布条件，发布效果理论上已接近最优。

6 结论

突发事件预警信息靶向发布，实现了对特定时间、特定区域的特定目标人群进行快速精准发布，能有效发挥预警信息的针对性和及时性作用，有利于预防和降低突发事件及其危害，可应用于城市减灾防灾、社会公共安全的多个方面。

在靶向预警短信发布流程中，各个环节都会影响靶向预警的实际发布效果，本研究通过分类整理分析，对靶向预警发布特征有了一定的认识，并整理出了优化方案，但由于靶向预警是新近开展的业务，目前可用于研究分析的样本仍有一定局限性，今后需要继续对更多的发布任务进行分析，探讨更广泛适用的靶向预警发布优化方案。