基于组合赋权-VIKOR的城市突发事件应急管理能力评价

何叶荣,张玉枝

(安徽建筑大学 经济与管理学院,安徽 合肥 230022)

21世纪以来,全球城市化进程持续加快,城市韧性风险加剧,城市公共安全事故屡见不鲜。近年来,我国改革开放效果显著,城镇化势头猛烈,各城市人口密度增加,基础设施承载压力大,在突发事件应急管理上面临巨大挑战。应急能力评价是城市应急管理研究领域的一个焦点,科学准确的绩效反馈与评价才能反向促进应急管理水平的提升。因此,建立合理的应急管理能力评价指标体系、进行科学的应急管理能力评价,在未来快而好地应对突发事件成了一个急需回应的现实议题。

1979年,美国建立联邦突发事件管理局(FEMA),推出综合应急管理范式并联合开发了应急管理准备能力评估程序[1],随后澳大利亚、日本、加拿大、中国等国家也纷纷建立了符合自身国情的应急评价体系。目前,应急管理能力评价研究对象逐渐从传统的灾害事故发展到特殊专业领域,如海上应急、航空应急、核事故应急准备和化学品应急处置等[2-3];或聚焦在高危行业(包括建筑、煤矿和电力等等)、公共卫生医疗领域[4-5]。虽然围绕这些领域的文献较为丰富,但多针对城市单项灾害、缺乏综合性评估。在应急管理能力评价方法方面,层次分析法、模糊综合评价法、TOPSIS法使用最为频繁;或者通过改进或结合方式实现方法的集优,例如改进层次分析法、改进物元可拓模型、层次分析法与模糊综合评价法结合、熵权法与灰色关联法结合[6-9];再或者将其他领域方法应用应急评估实现创新,比如BP神经网络、云模型[10-11];近些年,还更以信息技术为载体,将大数据、云计算、物联网等应用到应急管理程序,如基于自适应多主体评估和响应系统(MARS)进行自主协调救援评估和应急响应、基于虚拟现实技术进行用户可视化疏散模拟、基于网络地理信息系统构建多准则空间决策支持系统[12-14]。虽然应急管理能力评价方法繁多,但研究选择的方法还是较单一,主观性较强。

综上所述,虽然突发事件应急管理能力评价研究数量丰富、研究对象典型、研究方法多样,但是对于突发事件关注度不够、研究对象范围局限、研究方法选择单一,说明突发事件应急管理领域的研究还不够成熟,而我国人口稠密、公共场所繁杂、城镇化加速发展,更是具有极大的突发事件潜在风险。基于此,以城市突发事件为研究对象,基于应急管理四阶段理论构建突发事件应急管理能力评价体系,以安徽省为例对城市突发公共事件应急管理能力进行评价,进而提出针对性、完备性、科学性的防控突发事件政策建议。

1 城市突发事件应急管理能力评价体系

突发事件应急管理能力评价是以突发事件发生后的应急管理能力(人力、财力、物力、医疗、交通运输、安保、人员救护、通信、避难场所和设施、人员生活条件等各种保障能力)为评价对象,依据构建的指标体系和评价模型定性和定量分析事件应急能力的过程。科学合理的指标体系是确保应急能力评价准确性的首要因素,选取科学合理的指标可以将抽象的应急能力评价状况形象化。

应急管理是指为维护国家社会安全稳定环境、人民群众生命财产安全,政府、企业及社会组织针对突发事件的不安全因素(人、机、环、管)所进行的预防、响应、处置、恢复等活动的总称。因此,按照突发事件的发展规律,完整的应急管理能力评价体系包含事前预防、事发响应、事中处置与事后恢复4个阶段,形成一个闭合的循环路线,如图1所示。

图1 城市突发事件应急管理能力评价体系框架

按照层级结构将指标体系框架分为目标层、准则层、指标层。在相关文献的基础上[15-16],结合我国事故应急管理四阶段理论和《安全与韧性应急管理能力评估指南》(GB/T 40151-2021),遵循系统性、科学性、层次性、可行性等原则,综合考虑突发事件应急管理能力关键影响因素,筛选出25个指标构成突发事件应急管理能力评价指标体系,如表1所示。

表1 城市突发事件应急管理能力指标体系

2 城市突发事件应急管理能力评价模型

2.1 评价指标权重的确定

权重的确定方法主要分为主观赋权法(如层析分析法)、客观赋权法(如熵权法)。层次分析法简洁实用、所需定量数据较少,但是主观性较强、易受专家意识影响;熵权法能够避免人为因素的偏差影响,但忽略了专家的主观意识和指标本身重要程度[17]。因此,针对突发事件数据统计难、易受人为因素影响的现实问题,利用层次分析法与熵权法分别从主、客观角度计算指标权重,再依据博弈论计算组合权重,确保指标权重计算结果科学可靠。

2.1.1 AHP确定主观权重

层次分析法(AHP)是通过把决策的相关影响因素分成目标、准则、指标等层次结构,依据各个因素的相对重要性构造判断矩阵进行层次排序和一致性检验的一种定性与定量相结合的方法。笔者采用问卷调查法,选取7名应急管理、风险评价领域的专家组成专家小组对城市突发事件应急管理能力评价指标的权重赋值,应用1～9比率标度法两两进行重要性的比较;然后进行层次单排序、总排序和一致性检验,满足一致性比率CR<0.1时,即通过一致性检验,否则要重新构造判断矩阵。

2.1.2 熵权法确定客观权重

熵权法依据信息熵的特性,衡量指标的离散程度。相对于层次分析法,熵权法利用指标的客观数据,过程更加准确科学。

(1)构造原始矩阵X=(xij)m×n。本文指标均为正向指标,采用极值法对原始数据进行归一化。

(1)

(2)计算比重矩阵P=(pij)m×n。

(2)

(3)计算各指标的熵值ej。

(3)

(4)计算信息效用值dj。

dj=1-ej

(4)

(5)计算各指标的权重wj。

(5)

2.1.3 博弈论确定组合权重

根据博弈论将主客观权重作为博弈双方,最终组合权重是双方达成的均衡解。记层次分析法确定的主观权重为W1=(w11,w12,…,w1n),熵权法确定的客观权重为W2=(w21,w22,…w2n),组合权重为W[18]。从数学角度来看,平衡状态下应满足W1和W2与W之间的离差之和最小。

(1)组合权重向量W的线性组合为:

W=λ1W1+λ2W2

(6)

式中:λ1和λ2分别为由博弈论确定的主客观权重系数。

(2)依据W与W1和W2离差和最小思想,建立如下目标函数和约束条件:

min(‖W-W1‖2+‖W-W2‖2)

(7)

s.t.λ1+λ2=1,λ1≥0,λ2≥0

(8)

(3)根据微分性质,目标函数取得最小值的一阶导数条件为:

(9)

(10)

(11)

2.2 VIKOR模型计算评价结果

多准则妥协解排序法(VIKOR)是指通过群体效用值、个体遗憾值、折衷评价值表达决策者主观偏好,对多属性备选方案进行排序、实现择优的决策方法。VIKOR法的基本思想就是先计算出所有方案的最优解和最劣解,再对比不同方案评估值与最优解、最劣解之间的距离排序确定最优方案[19]。

(1)将数据归一化处理后,计算正负理想解。

(12)

(2)计算群体效用值Si和个体遗憾值Ri。

(13)

(14)

(3)计算折衷评价值Qi。

(15)

式中:S+=max(Si);S-=min(Si);R+=max(Ri);R-=min(Ri);μ为折衷系数,代表群体效用比重;1-μ为个体遗憾值比重,0≤μ≤1。本文取μ=0.5,认为群体效用值和个体遗憾值同样重要。

2.3 障碍度因子分析

通过障碍度模型分析制约应急管理能力水平的关键因素,并由此制定针对性改善建议,改善各个地区突发事件的应急能力水平。

(16)

式中:Yj为障碍度;Mj为因子贡献度,可用指标权重表示;Ij为指标偏离度,可用标准化后数据与1的差距表示。

3 实证分析

3.1 数据来源与处理

原始数据来源于《安徽省统计年鉴》(2011—2021年)、《安徽省国民经济和社会发展统计公报》(2011—2021年)、安徽省各地级市《统计年鉴》(2011—2021年)和《国民经济和社会发展统计公报》(2011—2021年)等,少数缺失值采用线性插值法补充,并按表1中方法计算指标数据。

3.1.1 计算权重

采用层次分析法,根据7名专家对指标重要程度按1～9进行打分,得到城市突发事件应急管理能力评价指标的主观权重。按照熵权法,计算得到城市突发事件应急管理能力评价指标的客观权重。最后,将主客观权重按照博弈论计算得到组合权重,如表2所示。

表2 安徽省城市突发事件应急管理能力评价指标的组合权重

3.1.2 基于VIKOR的应急管理能力评价

按照式(12)计算2011—2021年安徽省各地级市突发事件应急管理能力水平的正、负理想解,然后按式(13)～式(15)计算安徽省各地级市突发事件应急管理能力评价指标的群体效用值、个体遗憾值和折衷评价值,如表3所示。

表3 安徽省各地级市应急管理能力的群体效用值、个体遗憾值、折衷评价值

3.2 评价结果及分析

根据2011—2021年安徽省16个地级市应急管理能力计算结果,各个城市应急管理能力水平排序如表4所示。由判断条件①、②可知:黄山、池州、铜陵、淮北、马鞍山、宣城、六安、滁州、淮南、亳州、阜阳、蚌埠、芜湖、宿州为最优解,合肥、安庆为折衷解;按照判断条件③可知:合肥优于安庆。综合得到安徽省16个地级市的应急管理能力水平排序,即:黄山>池州>铜陵>淮北>马鞍山>宣城>六安>滁州>合肥>安庆>淮南>亳州>阜阳>蚌埠>芜湖>宿州,与折衷评价值Qi排序结果相同,故以Qi为基准评价安徽省16个地级市应急管理能力水平。

表4 安徽省各地级市应急管理能力水平排序

安徽省各地级市应急管理能力折衷评价值变化趋势如图2所示。从时间维度来看,应急管理能力Qi值呈现上升趋势的是合肥、淮南、马鞍山、铜陵和池州5市,合肥市2011—2019年缓慢波动式上升,但自2019年起快速增长,在2021年应急能力水平达到最高点;铜陵市在2014年突升、2016年突降,而后自2019年起快速增长;淮南市、马鞍山市和池州市总体而言保持稳步上升态势。应急管理能力Qi值呈现下降趋势的是淮北、亳州、蚌埠、阜阳、宣城和安庆6市,淮北市11年间Qi值逐渐下降,但2020年突然开始回升;亳州市和阜阳市在2017年大幅下降,而后稳步上升;蚌埠市、宣城市和安庆市整体呈波动式缓慢下降态势。应急管理能力Qi值大致保持平稳的是宿州、滁州、六安、芜湖和黄山5市,宿州市应急能力Qi值一直平稳保持在较高水平;六安市、芜湖市稳步保持中间水平,其中六安市应急能力Qi值略低于芜湖市;黄山市保持较低水平、稳中有降;滁州市应急能力Qi值虽呈波动式发展,但整体而言在小幅度范围变化,变化趋势线大致平稳。

图2 安徽省各地级市应急管理能力折衷评价值变化趋势图

安徽省各地级市应急管理能力水平等级分布如图3所示。根据折衷评价值Qi,把应急管理能力等级分为5个级别:弱(0.8

图3 安徽省各地级市应急管理能力水平等级分布

3.3 障碍度分析

利用障碍度模型识别影响安徽省应急管理能力水平的关键因素,进而针对因素的影响程度提出改进建议。将评价指标体系中25个指标作为障碍因子,得到安徽省2011—2021年16个地级市的影响应急管理能力水平的障碍度及障碍因子排名,由于篇幅有限,以2011年、2021年作为首尾对比分析影响因素及变化情况,如表5所示。

表5 安徽省各地级市应急管理能力水平障碍因子排序

从表5可以发现,2011年对安徽省各地级市应急管理能力水平影响最大的5个障碍因子为人均绿地面积C6、卫生机构人员密度C14、医疗卫生机构密度C13、政府医疗卫生财政投入比重C3和互联网普及率C10;而2021年对安徽省各地级市应急管理能力水平影响最大的5个障碍因子为政府一般公共服务财政投入比重C1、政府交通运输财政投入比重C4、政府公共安全财政投入比重C12、人均绿地面积C6和政府医疗卫生财政投入比重C3,这与安徽省应急管理能力水平障碍度排序结果相符。以上结果说明随着时间的推移,安徽省各市加大医疗卫生财政投入、城市基础设施建设和人才建设,人均绿地面积(应急避难面积)、卫生机构和人员、互联网的影响作用逐渐减弱,但随之而来的是政府对公共服务、交通运输、公共安全等领域资金投入的影响作用增强,未来政府仍需加大政策和财政资金支持力度。通过对安徽省16个地级市2011—2021年间障碍度汇总可以发现,制约应急管理能力水平的五大关键因素分别是政府一般公共服务财政投入比重C1、人均绿地面积C6、卫生机构人员密度C14、医疗卫生机构密度C13、政府交通运输财政投入比重C4。

根据准则层障碍度可知,2011年安徽省各地级市在事前预防B1和事中处置B3阶段对应急管理能力水平制约作用更明显,2021年安徽省各地级市在事前预防B1阶段对应急管理能力水平制约作用最明显,与安徽省全省准则层应急管理能力水平障碍度结果相符。由此说明安徽省近些年事中处置阶段应急管理举措取得了显著成效,未来还需要重点针对事前预防阶段持续提高应急能力水平。

4 结论与建议

(1)基于应急管理四阶段理论,建立了体系化、科学化的评价指标体系和模型,以安徽省为例,分析比较了16个地级市2011—2021年间应急管理能力水平及影响因素,得到如下结论:①安徽省16个地级市的应急管理能力水平从高到低排序为黄山>池州>铜陵>淮北>马鞍山>宣城>六安>滁州>合肥>安庆>淮南>亳州>阜阳>蚌埠>芜湖>宿州,总体呈现南强北弱的空间分布格局,皖南地区应急能力较强、皖中地区适中、皖北地区较弱。②政府一般公共服务财政投入比重、人均绿地面积、卫生机构人员密度、医疗卫生机构密度、政府交通运输财政投入比重是制约应急管理能力水平的五大关键因素。③采用组合赋权、博弈论确定最优系数,克服了单一评价方法不全面和组合主观性问题,评价结果可为相关政府部门、企业和公众应急决策提供依据,对于城市突发事件应急防控具有实践意义。

(2)根据以上研究结论,提出如下建议:①因地制宜建立应急管理体系,加强区域间横向协调合作。各地政府部门要以“一案三制”为基础,厘清部门阶层职责和突发事件演化机理,探索符合当地实际的突发事件应急处理程序。同时,政府要加强区域应急管理联动协调机制,实现应急管理跨部门、跨层级、跨地域、跨领域的协调合作。②加大应急管理财政投入,完善公共基础设施建设。政府和卫生部门要加大应急资金统筹力度、增强医疗机构和人员覆盖密度、提高医疗从业人员福利待遇,给予应急产业政策扶持,吸引安全应急企业入驻,建立健全社会保障体系。③强化信息技术与应急管理深度融合,以信息化推进应急管理能力现代化。政府要加大对科技企业政策和资金扶持力度,鼓励互联网、大数据、云计算和人工智能算法等新兴科技产业数字化转型,完善应急监测系统、预警系统、指挥调度系统、舆情系统,实现应急管理智慧信息化运营,提高应急管理技术的先进性和预测结果的准确度。④加大应急宣传教育,提升公众风险意识。政府要联合学校、社区、企业等社会主体加强公众防灾减灾、应急避难宣传教育,制作应急知识展板、定期开展防灾情景模拟演习,形成“上下联动、资源配置、信息共享”的应急管理新局面。