第三讲突发事件应急管理分类分级

Report
突发事件应急管理中的
分类分级
朱建明
中国科学院研究生院
http://people.gucas.ac.cn/~jianming
1
2
地质灾害,通常指由于地质作用引起
的人民生命财产损失的灾害。
地质灾害可划分为30多种类型。由降
雨、融雪、地震等因素诱发的称为自然地质
灾害,由工程开挖、堆载、爆破、弃土等引
发的称为人为地质灾害。常见的地质灾害主
要指危害人民生命和财产安全的崩塌、滑坡、
泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等六
种与地质作用有关的灾害。
2004年国务院颁发的《地质灾害防治条例》
3
等级
一级
地
质
灾
害
预
警
等
级
划
分
二级
含义
防御措施
24 小时内,灾害发生可
能性很小
24 小时内,灾害发生可
能性较小
三级
通知监测人查看隐患点情况。采取
预防措施,提醒灾害易发地点附近
24 小时内,灾害发生可
的居民,厂矿、学校、企事业等单
能性较大(注意)
位密切关注天气预报,以防天气突
然恶发。
四级
暂停灾害易发地点附近的户外作业,
各有关乡镇值班指挥人员到岗准备
24 小时内,灾害发生可
应急措施。视当地情况,准备抢险
能性大(预报)
队伍,转移危险地带居民,加密监
测,密切注意雨情变化。
五级
无条件紧急疏散灾害易发地点附近
的居民、学生及厂矿、企事业单位
24 小时内,灾害发生可
人员,关闭有关道路,组织人员准
能性很大(警报)
备抢险。加强监测,密切注意临灾
迹象。
4
寒潮
2月6日06时,中央气象
台继续发布寒潮蓝色预
警和海上大风黄色预警
5
寒潮

中央气象台2010
年3月4日10时继
续发布寒潮蓝色
预警
4日14时至6日14时,西北地区、江南北部及其以北地区将先后出现6~10℃
降温,其中,内蒙古、华北北部以及东北地区中南部等地的部分地区降温
幅度可达12~14℃;上述地区并伴有4~6级风。6日早晨的最低气温,内蒙
古中部的部分地区将达零下15至零下20℃,华北北部零下7至零下10℃、局
地零下15℃,内蒙古东部、东北地区中北部的部分地区将达零下20至零下
25℃、局地零下30℃或以下,华北南部零下5至零下8℃,黄淮大部、江汉、
江淮中西部0至零下3℃、局地零下5℃,江南北部0至3℃。
6
7
气象灾害

全球气候异常(极端天气)
寒潮-雪灾-干旱
冰冻星球

http://www.nmc.gov.cn/


8
9
案例介绍-旱情分级





《国家防汛抗旱应急预案》-2006
特大干旱(一级红色预警):多个区县发生特大
干旱,多个县级城市发生极度干旱
严重干旱(二级橙色预警):数区县的多个乡镇
发生严重干旱,或一个区县发生特大干旱等
中度干旱(三级黄色预警):多个区县发生较重
干旱,或个别区县发生严重干旱等
轻度干旱(四级蓝色预警):多个区县发生一般
干旱,或个别区县发生较重干旱等
10
案例介绍

地震:分级
针对四川汶川县地震灾情,按照《国家自然灾害救助应急预案》,国家
减灾委、民政部于5月12日15时40分紧急启动国家应急救灾二级响应,
并于12日22时15分将响应等级提升为一级响应,国务院救灾工作组于
当晚赶赴地震灾区,协助指导抗震救灾工作。 -民政部网站




Ⅱ级到Ⅰ级调整
《国家自然灾害救助应急预案》
《中华人民共和国突发事件应对法》
《国家专项应急预案》
11
第一节 分类分级的特点与作用

分类分级贯穿于突发事件的整个处理过
程中。合理的划分突发事件的类别和级
别是应急管理部门合理、科学的配备人
员、装备和器材的基础依据,是突发事
件应急管理的关键技术。
12
应急管理中的分类分级
(对象为事件)


对事件的分类主要是根据事件的性质;
对事件的分级主要是根据事件的八大要素(影
响范围、危害/损失程度、扩散要素、时间要
素、认知程度、社会影响程度、公众心理承受
度、资源保障程度)。
13
应急管理中的分类分级
(对象为机构)


对机构的分类主要是根据该机构所
处置的突发事件类型来决定。
对机构的分级分为两种:
根据机构保障能力对机构的分级
 根据所应对的突发事件对机构的分级

14
2. 分类分级的特点




(1)动态性
(2)相对紧迫性
(3)并发性
(4)综合性
15
(1)动态性


突发事件是在不断的变化发展中,
相关信息从不完全到完全,因此在
突发事件的类型和级别的确定时必
须考虑动态变化的因素,不断更新
突发事件的级别和状态,为决策提
供准确信息。
案例:08年雪灾,地震
16
(2)相对紧迫性



在突发事件应急管理中,不是根据事件
严重后果进行分类分级,而是根据事件
性质、所需资源和紧急程度进行分类分
级,而突发事件在不断发展,因此分类
分级存在相对的时间紧迫性。
时间紧迫性<-->动态性
案例:08地震
17
(3)并发性
突发事件在不断发展变化中会衍生出新
问题,事件的类别和级别可能会发生变
化,因此在对事件分类分级时要考虑其
他并发症造成的影响。

案例:台湾莫拉克、“大灾过后有大疫”
融雪剂、2003衡阳大火

18
(4)综合性


应急管理中的分类分级贯穿于突发事件
的整个过程。既要对事件进行评价,还
要对机构的资源状况和机构的处置能力
进行评价,这三方面构成了应急管理中
完整的分类分级体系。
多部门:针对火灾,公安、消防、安全
监管、卫生、环保等部门组织实施应急
救援
19
3. 分类分级的作用



应急管理中的分类是为了更好应对突发
事件救援工作,在事件后便于查询和生
成预案;
分级则是针对问题重要性对突发事件进
行级别上的确认。
分类分级在突发事件的三个状态有不同
作用。
20
突发事件应急管理的生命周期








突发事件的预防
突发事件的准备
突发事件的处置
突发事件的恢复重建
The
The
The
The
Disciplines
Disciplines
Disciplines
Disciplines
of
of
of
of
Emergency
Emergency
Emergency
Emergency
Management:
Management:
Management:
Management:
Mitigation
Preparedness
Response
Recovery
21
应急管理中的三种状态

平时状态


警戒状态


没有预警或者未发生,主要是日常管理、维
护和演练。
选择预案、调配物资、做好救助准备,例如
台风预警
战时状态

事件发生后,启动预案、调度资源,快速救
援
22
平时状态下分类分级作用



分类分级是后处理系统和日常管理培训
系统发挥作用的基础。
根据分类分级的结果和方法,可以事后
评价应急预案的实施效果;应急主管部
门可以评价各相关机构现实的保障能力
和处置能力,诊断出薄弱环节并提出改
进方向和措施。
案例:08地震中的专业救援力量不足
23
警戒状态下分类分级的作用



分类分级是预警系统发挥作用的基础。
根据分类分级的结果,可以对系统所面
临的风险进行识别和预测,针对不同类
别和级别的事件隐患发出相应的预警信
号,启动相应的防范措施。
案例:台风预警
24
战时状态下分类分级的作用



分类分级是识别系统和实施系统发挥作用的基
础。
根据分类分级的结果和方法,可以正确识别灾
情的发生发展特征,确定事件类别和级别,调
配相应的资源,形成有效方案,进行应急处理。
案例:2005年11月13日下午,中国石油天然气
集团公司吉林石化分公司双苯厂的苯胺车间发
生剧烈爆炸
25
4.分类分级的过程
信息库;资料库;案例库;专业知识库;
专家信息库;预案演练资料库
分析其运行机理
分析影响因素
研究影响因素与事件危害性
及资源保障之间的关系
综合评价
26
收集信息

首先要收集丰富的信息资料,包括历史
资料、模拟演练资料、预案库和专家知
识等。
27
分析突发事件运行机理

根据收集到的信息,借鉴历史经验,系
统分析突发事件的特征,研究其内在运
行机理,提取分类分级的评价因素。
28
分析影响因素

分析影响突发事件处置的因素,包括影
响突发事件的因素比如当时的自然环境
以及与应对机构有关的因素比如机构的
资源配备状况、管理水平等。
29
研究影响因素与事件危害性及
资源保障之间关系



研究影响因素与事件危害性的关系
处置机构资源和突发事件危害性的关系
影响因素与资源保障之间的关系
30
综合评价

根据收集的资料以及对突发事件运行机
理的分析和对机构的评估情况,运用定
性和定量的方法建立综合评价模型。
31
5.分类分级的内容结构
事件分类分级
预案库
挂钩
事前对机构保障
能力的要求及管
理
综合保障能力评价
机构分类分级
机构评估
静态保障能力评价
对机构的评价、
诊断和改进
32
第二节 突发事件的分类分级


突发事件的分类相对简单;
突发事件的分级相对复杂,本节重点为
突发事件分级的原理和技术。
33
突发事件的分类


根据突发事件的特征将各种突发事件分
为不同的类别;
此处分类是相对应急管理层面而言,对
于很多专业分类方法,在此不详述。
34
突发事件的分类





根据突发公共事件的发生过程、性质和机理,突发公共事件主要
分为以下四类:
⑴自然灾害。主要包括水旱灾害,气象灾害,地震灾害,地
质灾害,海洋灾害,生物灾害和森林草原火灾等。
⑵事故灾难。主要包括工矿商贸等企业的各类安全事故,交
通运输事故,公共设施和设备事故,环境污染和生态破坏事件等。
⑶公共卫生事件。主要包括传染病疫情,群体性不明原因疾
病,食品安全和职业危害,动物疫情,以及其他严重影响公众健
康和生命安全的事件。
⑷社会安全事件。主要包括恐怖袭击事件,经济安全事件和
涉外突发事件等。
--<中华人民共和国突发事件应对法>
35
2.突发事件分级的典型例子
美国联邦应急计划关于紧急事件分级图示
低风险状
态
正常级别
警戒状态
提高关注
较高风险 高风险状 严重状态
状态
态
定域威胁
常规威胁 迫近威胁
36
分级几点注意






具体标准有待进一步明晰化
突发事件处于不断演进,分级是动态的
“就高不就低”
突出“三敏感”:敏感时间、地点、性
质
社会安全事件不分级
案例:2005池州事件
37
3.分级的一般步骤
分级要素确定
指标选取
指标赋权
反
馈
调
整
综合评价
初步结果评审
机理分析;
案例分析
专家赋权;
统计分析方法;
层次分析法等
专家评审等
否
通过
是
评级结果
38
影响突发事件分级的要素:


事件要素包括四个维度
管理要素包含四个纬度
39
事件要素




影响范围,包括地域因素,危害覆盖面积等等。
危害/损失程度,例如人员伤亡,经济损失等
等。
扩散要素,主要包括天气或气候状况,传输渠
道等等。
时间要素,一是指发生时刻的特性,例如是白
天还是夜晚,是工作日还是节假日等;二是指
突发事件可能持续的时间。
40
管理要素




认知程度:在现有的科学知识水平下,对这种突发事
件发生机理和处置机理的研究情况。
社会影响程度:不同级别的突发事件对社会经济发展
和人们生活造成的影响也不同。
公众心理承受度:公众心理承受度低的突发事件,容
易造成社会恐慌,所定的级别应该高。
资源保障度:指在现有的人员、设备、其他社会救援
协助力量的情况下,能够一定时间t内扑灭突发事件的
保障度r(t)。如果保障度高,那么救援成功的可能性就
大,在一定程度上也会影响其级别。
41
分级示例





某消防支队处理的火灾
(1)指标建立
(2)赋权
(3)计算结果
(4)根据得分值进行分级
42
指标建立
一级指标
二级指标
时间(X1)
三级指标
发生时间
持续时间
建筑物的耐火等级
火灾特性(X2)
蔓延传播速度
灾害面积
被困人员数量
火灾级别(Y)
地域(X3)
城市规模
水源水压
人员密集度
气象(X4)
风速
湿度
气温
事件性质(X5)
责任性
不可抗力
非法破坏
43
赋权


由于二级指标无法直接测量,选择使用层次分析法来确
定每个指标的权重。
指标
时间
(X1)
火灾特性
(X2)
地域(X3)
气象(X4)
事件性质
(X5)
权重
0.152
0.178
0.193
0.173
0.305
三级到二级使用线性加权方法进行综合。
火灾级别=0.152*时间 + 0.178*火灾特性 + 0.193*地
域 + 0.173*气象 + 0.305*事件性质
44
线性加权方法



对各个指标进行加权求和。
三级指标值可知,三级指标的权重可求
得,对三级指标进行加权求和得到二级
指标的值;
求得二级指标后,二级指标值与其权重
加权求和可得最终值。
火灾级别=0.152*时间 + 0.178*火灾特性 +
0.193*地域 + 0.173*气象 + 0.305*事件性质
45
层次分析法
AHP (The Analytic Hierarchy Process)

层次分析法是运用多因素分级处理来确
定因素权重的方法,将决策问题的有关
因素分解成目标、准则和方案等层次,
将定性与定量相结合,将评价者对复杂
系统的评价思维定量化。
46
层次分析法(原理)

设有 n 件物体 A1, A2 , An;他们的重量分别为
w1 , w2 , wn 。若将他们两两比较重量,其比值可
构成 n  n 矩阵:
 w1
w
 1
 w2

A   w1


 wn
w
 1
w1
w2
w2
w2
wn
w2
w1 
wn 

w2 
wn 


wn 
wn 
47
层次分析法(原理)

A矩阵的性质:若用重量向量
右乘A矩阵,得到
 w1
w
 1
 w2

AW   w1


 wn
w
 1
w1
w2
w2
w2
wn
w2
w1 
wn 

w2 
wn 


wn 
wn 
W  (w1, w2 ,
wn )T
 w1 
 w1 
 
 
w
 2   n  w2   nW
 
 
 
 
 wn 
 wn 
即 ( A  nI )W  0,
n为特征值,W为特征向量
48
层次分析法(原理)


当W未知时,可根据决策者对物体两两比较的关系,
作出主观判断,记A为判断矩阵。
A矩阵  aij  wi w  的特点:

j

(1) aii  1
1
, (i, j  1, 2, , n)
a ji
a
(3) aij  ik , (i, j  1, 2, , n)
a jk
(2) aij 
则该矩阵具有唯一非零的最大特征值 max , 并且max  n
若判断矩阵满足上述特点,则该矩阵具有完全一致性。
49
层次分析法(原理)

判断矩阵的一致性指标:
C.I 
max  n
n 1
C.I=0是完全一致;
C.I 值越大,判断矩阵的完全一致性越差。
一般C.I  0.1,认为判断矩阵的一致性可以接受。
50
层次分析法(原理)

判断矩阵一致性的修正指标:
判断矩阵维数越大,判断矩阵的一致性将越差,
因此引入修正值 R.I ,并取更为合理的C.R 作为
衡量判断矩阵一致性的指标:C.R  C.I
R.I
维
数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
R.I 0.00 0.00 0.58 0.96 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45
51
层次分析法(原理)

判断矩阵的标度方法
为了使各个因素之间进行两两比较得到
量化的判断矩阵,引入1-9标度:
52
1-9标度
标度 aij
定
义
1
i因素与j因素相同重要
3
i因素比j因素略重要
5
i因素比j因素较重要
7
i因素比j因素非常重要
9
i因素比j因素绝对重要
2,4,6,8
为以上两判断之间的中间状态
对应的标度值
倒数
若i因素与j因素比较,得到的
判断值 a  1 , a  1
ji
ii
aij
53
权重的计算方法


根据原理,权重向量为判断矩阵的最大
特征根对应的特征向量进行归一化;
根据近似算法,使用根法进行计算。
54
根据原理计算权重



得出判断矩阵;
计算其最大特征根对应的特征向量;
进行归一化,得到权重向量。
55
根据根法计算权重

计算判断矩阵每行所有元素得几何平均值:
wi 

n
n
a
j 1
ij
, i  1, 2,
, n, 得到w   w1 , w2 ,
, wn 
T
将 wi 进行归一化:
wi 
wi
, i  1, 2,
n
w
j 1
,n
j
得到w   w1 , w2 ,
, wn 
T
即为所求特征向量的近似值。
56
层次分析法(实例)
评价目标
一台满意的电脑
功能强
价格低
维护易
评价准则
57
判断矩阵
判断矩阵表明某个人对三个准则
的价值取向:


1 5 3 


1
1

G
1
5
3
1


3 1
3

58
判断矩阵的一致性
max  n
3.0385  3
C.I 

 0.01925  0.1
n 1
2
判断矩阵通过一致性检验
59
判断矩阵权重向量的计算(方法1)
根据层次分析法的原理,判断矩阵的最
大特征根对应的特征向量归一化即为此
判断矩阵权重向量。
 G 的最大特征值为3.0385,
T
对应的特征向量为 0.9161,0.1506,0.3715 ,归一
T
W

0.637,
0.1047,
0.2583

化后得权重向量为 G 

60
使用根法公式计算出的权重


3
1 5  3

3
1
1 3
3
1

5

3


1



5
3


1
1
3

1


5
3
w
1
1 3
3
3
1

5

3


1



5
3


1
3
 3 1

3

 3 1 5  3  3 1  1 1  3

5
3

T

T
3


1
1
1
w   1 5  3, 3 1 , 3  3 1 

5
3 3



1
 3 1 
3


T
  0.637, 0.105, 0.258
 WG

1

 3 1 
3




1
 3  1 
3



61
层次分析法(合成权重计算)
购买一台满意的电脑
功能强
A1
价格低
A2
目标层
准则层
维护易
A3
A4
方案层
62
层次分析法(合成权重计算)


设有目标层A、准则层C和方案层P(对更多层次模型,
计算相同)
(1)
(1)
(1)
(1) T
w

w
,
w
,
,
w
目标层A对准则层C的相对权重为
 1 2
k 
准则层的各准则 Ci 对方案层P的各个方案的相对权重
(2)
(2)
(2)
(2) T
为 wl   w1l , w2l , , wnl  , l  1, 2, k
则各方案对目标的相对权重是通过 w (1)与 wl(2) 组合得到:
P层各方案对目标的相对权重为
k
w
j 1
(1)
j
wij(2) , i  1, 2,
,n
63
计算结果
64
按照得分值进行分类



选择合适的点作为分割点,以划定事件
的等级:
例如以2.5和3.5作为分割点,则可分为三
级;
实际中也可以分成更多的等级。
65
案例分析-供应链中突发事件的
分类分级
66
案例分析-供应链中突发事件的
分类分级


供应链中突发事件是指在供应链中对企
业所组成的网络的各个结点所具有的功
能带来极大破坏性的事件。
供应链突发事件一般具有突发性/紧急性、
高度不确定性、影响破坏性、非程序化
决策等性质。
67
供应链中突发事件的分类


为了进一步对供应链突发事件进行分级
研究,就首先要对供应链突发事件进行
分类。
对供应链突发事件的分类,国内外的学
者研究主要从供应链突发事件的起因,
影响程度及特征等角度入手。
68
外部突发事件

外部突发事件可从政治、经济、自然灾
难、公共事件等方面来分类,
69
外部突发事件




政治方面引起的突发事件,如政局不稳、罢工、
游行示威、社会骚乱、恐怖活动等引发;
经济方面引起的突发事件由经济危机、汇率突
变、经济政策变动等所引发;
自然灾难所引发的突发事件,如地震、洪水、
台风、沙暴、暴风雪、雷击等自然灾难引发;
公共事件引起的突发事件,由电力中断、基础
设施中断、公共卫生事件(如SARS)、危险品
泄漏等危机所引发。
70
内部突发事件

内部突发事件则可以从供应链中意外事
故、设备故障、信息扭曲、服务中断、
产品缺陷等方面进行分类。
71
内部突发事件


意外事故引起的突发事故,这些意外事故指供应链中
某个节点发生灾难性事故如火灾等,使供应链结点丧
失大部分或者最主要的功能的突发事件,如美国新墨
西哥阿尔伯克基的飞利浦电子微芯片制造厂在2000年3
月由于火灾而丧失生产能力。
技术设备故障指供应链中某个环节设备故障,使功能
出现暂时的停顿如计算机网络瘫痪、某个重要生产设
备出现故障,典型事例如1998年,香港赤腊角机场在
启用时发生计算机故障,延误了货物与人员的运输,
造成严重的损失。
72
内部突发事件



信息扭曲,这个包括信息预测出现重大失误以
及供应链中信息在传递过程中出现重大扭曲所
引发的灾难性事件。
服务中断,指供应链中的物流、金融、财务等
服务的突发性中断。
产品缺陷,主要指供应链中的企业的产品出现
重大缺陷或者服务没有到位,造成销售端的销
售数量大幅度下降,如2001年11月6日,我国
国家药品监督管理局负责人紧急召开记者会,
宣布禁售含PPA成分的感冒药,中美史克6亿的
销售额瞬间被蒸发掉。(牛奶,板蓝根)
73
案例分析-供应链中突发事件
的分类分级



这种按起因和来源的分类法概括全面,对突发
事件可能发生的各个方面都能涉及,并且一目
了然,便于企业制定相应的预案。
另外企业要对所面临的供应链突发事件进行分
类,还必须根据自身的条件和特点以及在所在
的行业和在供应链中的地位、功能对突发事件
进行研究,然后再根据突发事件发生的频率作
出相应的预案。
一般供应链内部突发事情的频率高于外部突发
事件,应常备预案并进行演练。
74
供应链突发事件的分级

在供应链中突发事件在分类的基础上,
首先应研究确定相应灾难类型下分级的
相关要素和影响参数,设定相应的要素
模块,然后在此基础上判断事件的大小
和等级。
75
突发事件分级要素确定

影响供应链突发事件分级的要数复杂众
多,我们可以从主客观两个方面考虑,
归纳了七个纬度的影响要素。
76
客观要素

客观要素包括四个维度:




一是影响范围,包括本企业各相关业务部门和供应
链中上下游所受的影响,也包括危害在供应链中的
扩散速度。
二是危害/损失程度,如经济损失,信用损失等等。
三是持续时间,主要指突发事件可能持续的时间。
四是资源保障程度,这资源包括人力,设备等,资
源的范围包括突发事件发生前企业已经储备的应对
突发事件的资源和外部可利用的资源。
77
主观因素

主观因素包括以三个维度:



一是认知程度,依赖于现有的科学知识水平
以及对以往经验的总结,对供应链中突发事
件发生机理,以及处理机制的研究情况。
二是社会影响程度,既包括突发事件对企业
及其产品在公众和股东中的形象和信心的影
响程度。
三是应对能力强弱。
78
用要素加权加法进行静态等级
划分


选取供应链突发事件分级的评价因素,
根据该因素在事件分级中的重要程度赋
予相应的权重,权重可以根据以往的经
验也可以根据专家的评定。
选取代表相应类别的突发事件案例,根
据案例对各个分级评价要素进行打分赋
值。
79
用要素加权加法进行静态等级
划分


客观要素可以根据实际背景中计量标准
进行赋值,主管要素可以根据历史经验,
现实判断进行赋值。
然后根据各要素赋值和权重的乘积累加
就得出代表相应类别的突发事件案例的
总分,根据总分的大小选定相应的级别。
80




设突发事件的评分为L,采用百分制评分
0≤L≤100;
定义一个结果变量:级别,在百分内根据一定
数值的范围划分为M个级别;
分级评价要素为X1、X2...X7;
0≤X≤10各评价要数权重可以设为a1、a2...a7,
又a1+a2+...+a7=1则以判别函数公式如下:
L=a1X1+a2X+...+a6X7
a1+a2+...+a7=1
81
动态分级法进行等级划分

供应链应急管理的内容是动态变化的,
其分级不是一次完成的,而是随着样本
数据的扩充不断地修改、调整和完善。
82
动态性表现



一是突发事件本身态势随着时间的变化而改变,
从而影响突发事件级别的改变。
二是自突发事件的处置过程中,资源的供给和
需求以及完成的任务的效果也发生变化,从而
影响突发事件级别的改变。
进一步考虑,这些突发事件的某些评级因素本
身就是时间的变量,如物资保障程度,供应链
中处理危机所需资源的供应量和需求量在随着
时间变化的,所以在应急管理中突发事件级别
的判定时可以是一个时间的复合函数。
83
动态分级法


可及记先前得到的突发事件评分为L;时间为t,资源的
供应量为s(t) 资源的需求量为 d(t) 资源的保障度为
r(t) ,则为以下公式:
r(t)=s(t)/d(t)
L=f(t,r(t))
进一步考虑,如果我们对突发事件按时间的变化对突
发事件的发生、发展进行阶段划分,即分为t1、t2..tn
阶段,那么动态变化还体现tn-1阶段的状态,应该是tn
阶段级别的约束因素之一,则用公式表示如下:
Ltn=f(tn,r(tn),Ltn-1)
84
动态分级法



因各个供应链不同,突发事件的类别不同,具
体的动态等级函数的设计应结合突发事件类别
的特殊情况。
专家在收集大量样本数据,运用SPSS等统计工
具进行相应的因子分析和主成分分析的情况下,
以选定相应突发事件的主要影响因素,得出相
应的动态分级评价函数。
在供应链突发事件的动态分级中,还要要注意
对突发事件的及时跟踪、分析,收集相关的信
息,以便根据新的实际情况对突发事件评定新
的等级,进而对已有的应对方案进行改进。
85
对供应链中突发事件分类分级
的处理机制应注意以下问题


企业作为供应链上的一个结点,要站在整个供
应链的角度来考虑各种突发事件的分类分级问
题是困难的,所以应根据突发事件对于企业的
危害性大小,发生频率,有选择的分类分级处
理和预案的准备。
企业在应急管理机制中成立应急管理机构,相
应的也要安排负责分类分级的分析人员包括一
些专家。
86
对供应链中突发事件分类分级
的处理机制应注意以下问题


供应链中突发事件的分类分级要借鉴、分析实
际的历史资料和经验,以及其他供应链中典型
的例子,以此为基础寻找突发事件发生、发展
的规律。
要结合供应链突发事件应急管理机制和流程,
采用统计方法分析突发事件的各种特征和影响
因素对分类分级的影响程度。为确保分级工作
的准确性和可操作性,须建立分类分级的指标
体系和评价函数,用定性和定量相结合的方法
来判定级别以保证分类分级的科学性和有效性。
87
第三节 机构保障能力的分类分级





机构保障能力分级目的
机构评价的内容
机构保障能力分级评价原则
机构静态保障能力分类分级
机构综合保障能力分类分级
88
机构保障能力分级目的



在资源分类基础上,了解机构现实保障
能力和处置能力。
在平时状态,评价并调整拥有资源,要
保证一定的突发事件应对能力但不浪费。
在战时状态,根据需求,迅速调配资源,
应对突发事件。
89
机构评价的内容


静态保障能力评价,即不与事件结合的
机构评价;
机构综合能力评价,即与实践结合的机
构评价。
90
机构保障能力分级评价原则




对机构保障能力的评价是与突发事件相联系的
综合评价;
通过研究机构的重要性、发生突发事件的情况、
资源配置、环境、处置能力等特征因素提取机
构分级的评价指标;
从系统的角度考虑指标设计,要根据实际数据
深入分析各因素;
机构资源的评价要素包括力量、装备、配套和
布局。
91
4.机构静态保障能力分类分级

静态机构保障能力评价的对象是各个机
构的资源配备情况,暂时不考虑事件的
影响,即不考虑机构表现出的处置突发
事件的能力。
92
4.1 基本思路




力量要素
装备要素
配套要素
布局因素
93
力量要素

包括该机构可以动用的人员、技术力量
等。
94
装备要素


常规装备,也称基本装备,包括:通讯
装备、交通工具、照明装置、常规救助
装备和设施等。
特种装备,也称专业装备,包括:侦检
设备、高科技新型设备、特种防护设备、
医疗设备等。
95
配套要素

包括交通状况、气象部门提供的信息、
备用力量、生活保障和周围经济环境等。
96
布局要素

各种灾害事故的处置装备器材、药剂的
具体型号、功能以及数量等要素,是否
可调配以及调配速度和调配量。
97
技术实现

运用于机构静态保障能力分类分级的方
法:


主成分分析法
评价中使用的变量过多,并且变量间关系复
杂给问题的分析带来困难,通过上述方法把
多个变量转化为几个综合变量,可以简化问
题的分析,并且易于解释。
98
主成分分析_背景

在实证问题研究中,为了全面、系统地分析问题,我
们必须考虑众多影响因素。这些涉及的因素一般称为
指标,在多元统计分析中也称为变量。因为每个变量
都在不同程度上反映了所研究问题的某些信息,并且
指标之间彼此有一定的相关性,因而所得的统计数据
反映的信息在一定程度上有重叠。在用统计方法研究
多变量问题时,变量太 多会增加计算量和增加分析问
题的复杂性,人们希望在进行定量分析的过程中,涉
及的变量较少,得到的信息量较多。主成分分析正是
适应这一要求产生的,是解决这类题的理想工具。
99
主成分分析_背景



主成分概念首先由 Karl Parson在1901年引进,
当时只对非随机变量来讨论的。1933年
Hotelling将这个概念推广到随机变量。
在多数实际问题中,不同指标之间是有一定相
关性。由于指标较多及指标间有一定的相关性,
势必增加分析问题的复杂性。
主成分分析就是设法将原来指标重新组合成一
组新的互相无关的几个综合指标来代替原来指
标。同时根据实际需要从中可取几个较少的综
合指标尽可能多地反映原来的指标的信息。
100
主成分分析_背景


主成分分析是考察多个数值变量间相关
性的一种多元统计方法,它是研究如何
通过少数几个主成分来解释多变量的方
差—协方差结构。
导出几个主成分,使它们尽可能多地保
留原始变量的信息,且彼此间不相关。
101
主成分分析的基本思想

主成分分析是根据降维的思想,将多个
相关变量化为少数不相关的变量,同时
根据实际需要从中选取几个不相关变量
来尽可能多的反映原变量或指标的信息。
102
主成分分析的基本思想


将原来众多具有一定相关性的指标重新
组合成一组新的相互无关的综合指标来
代替原来指标。
以两个指标为例,信息总量以总方差表
示:
1
1
2
2
D( x)  D( x1  x2 )   xi1  x1    xi 2  x2 
n
n
2
2
2
2
  yi1  y1     yi 2  y2    xi1  x1    xi 2  x2 
103
主成分分析的基本思想


其中y1、y2分别都是x1、x2的线性组合,
并且信息尽可能地集中在y1上。在以后
的分析中舍去y2,只用主成分y1来分析
问题,起到了降维的作用。
主成分分析就是通过适当的变量替换,
使新变量成为原变量的线性组合,并寻
求主成分来分析事物的一种方法。
104
主成分分析(几何意义)
105



旋转变换的目的是为了使得n个样本点在
y1轴方向上的离散程度最大,即y1的方
差最大,变量y1代表了原始数据的绝大
部分信息,在研究某经济问题时,即使
不考虑变量y2也损失不多的信息。
Y1与y2除起了浓缩作用外,还具有不相
关性。
Y1称为第一主成分,y2称为第二主成分。
106







,

,

,

推广开来,对于p维总体
,寻求
1
2
n
正交变换 U  (uij ) p,使得
p
p


u

 1 j 
 1  U1   j 1

  U    p

2
2
u

   2 j 
  
     j 1


  
 


U

 p   p   p
u p j 

 j 1


在所有正交变换中,所选正交矩阵U,使 D(1 )
 2 与  1不相关;并且在所有与 1不相关
最大;
2
的变量中 D( 2 ) 最大; 3与  1、不相关,同时在
所有与  1 、 2不相关的变量中 D( 3 ) 最大;依次
类推。  U 为 的主成分总体,
 1为 第一
主成分, 2 为  第二主成分。。。
107
主成分分析的数学原理

对原有变量作坐标变换,
z1  u11 x1  u21 x2  ...  u p1 x p
z2  u12 x1  u22 x2  ...  u p 2 x p
......
z p  u1 p x1  u2 p x2  ...  u pp x p

要求:
u12k  u22k  ...  u 2pk  1
var(zi )  U i2 D( x)  U iD( x)U i
cov(zi , z j )  U iD( x)U j
108





如果z1=u1’x满足① u1u1  1②var(z1 )  maxvar(ux)
则称z1为x的第一主成分。
若z1不足以代表原变量所包含的信息,就
考虑采用z2。
Z2满足① cov(z1 , z2 )  0
② u2 u2  1
③ var(z2 )  maxvar(U X )
Z2为第二主成分
109



一、主成分总体存在的必要条件






,

,...

对于P维总体
1
2
p ,其主成分总
体   U 存在的必要条件是,相应正交
矩阵U满足条件 i I p  Ui  0
其中   E  
U i  (U i1 ,U i 2 ,,U ip )
i  D( i )
1  2     p
110

主成分方程中的系数向量U恰好是原有变
量协方差矩阵的特征向量,其特征根是
主成分的方差。
111


二、主成分总体存在的充分条件
只要证明其他任意存在的一个正交矩阵L,
使得 Z  L中
,
Dz   D , Dz   D Dz   D 
由L矩阵所产生的主成分方差永远都比相应
的U矩阵产生的方差小
1
1
2
2
m
m
112
量纲对于主成分分析的影响及消除方
法
对数据进行标准化处理,以使每一个变量
的均值为0,方差为1。
i  Ei 
 
Di 
*
i
113

数据标准化后,总体的协方差矩阵与总体
的相关系数相等.
cov( i* ,  *j )  E ( i*  E ( i* ))( *j  E ( *j ))
 ij 
cov( i* ,  *j )
D( )  D( )
*
i
*
j
 cov( ,  )
*
i
*
j
114
样本主成分
 x11
 变量X 
x21

X


 xn1

 x1 p 
x22  x2 p 
  

xn 2  xnp 
x12
样本协方差为总体协方差的无偏估计
1 n

S
 xki  xi xkj  x j 
n  1 k 1

相关矩阵R为总体相关矩阵的估计
115
cov(Y )  cov(UX )  U cov(X )U   USU 
1




2





...


 p 

116
若X已标准化,则可用相关矩阵代替协方差矩阵
URU   
U URU   U  
RU   U  
 r11 r12
r r
 21 22
 ... ...

rp1 rp 2
... r1 p   u11 u12
... r2 p  u21 u22
... ...   ... ...

... rpp  u p1 u p 2
... u1 p   u11 u12
... u2 p  u21 u22


 ... ...
... ...
 
... u pp  u p1 u p 2
... u1 p  1


... u2 p  
2


... ...  
...


... u pp  
 p 
117
r11u11  r12u12  ...  r1 p u1 p  u111
r12u11  r22u12  ...  r2 p u1 p  u12 1
...
rp1u11  rp 2u12  ...  rpp u1 p  u1 p 
(r11  1 )u11  r12u12  ...  r1 p u1 p  0
r12u11  (r22  1 )u12  ...  r2 p u1 p  0
...
rp1u11  rp 2u12  ...  (rpp  1 )u1 p  0
118
r11  1
r12
r21
r22  1
...
...
rp1
rp 2
R  1 I  0
R  i I  0
...
r1 p
...
r2 p
0
...
...
... rpp  1
λ为相关矩阵的
特征值
119


将R的特征根依大小顺序排列
其对应的特征向量记为U1,U2,…,Up
var(y1 )  var(U1X )  1
var(yi )  var(U iX )  i
cov(yi , y j )  cov(U iX ,U j X )  U iRU j
 说明y1有最大方差,y2有次大方差。。。
120
样本主成分的性质



1、第K个主成分yk的系数向量是第K个特
征根λk所对应的标准化特征向量。
2、第K个主成分的方差为第K个特征根λ
k,且任意两个主成分都是不相关的,也
就是y1,y2,…,yp的样本协方差矩阵是对角
矩阵
3、样本主成分的总方差等于原变量样本
的总方差
121
一个关于主成分的已有结论
设随机向量 X   X 1 , X 2 , , X n  的协方差矩
阵为  , 1  2   n 为  的特征值,
 1 ,  2 ,  n 为矩阵  各特征值对应的标准
正交特征向量,则第i个主成分为:
T

Yi   1i X1   2i X 2 
  ni X n
(i  1, 2,
n)
122
根据主成分的已有结论

把 X1, X 2 , , X n 的协方差矩阵  的非零特
征值1  2   n  0所对应的标准化向量
 1 ,  2 ,  n 分别作为系数向量,Yi   i X 为
X的 第i个主成分。此时
var(Yi )   i i  i
cov(Yi , Y j )   i i  0
(i  j )
123
累积贡献率

称
k
1  2 
为第k个主成分
Yk 的方差贡献率,令主成分 Y ,Y , , Y
的累积贡献率为
ak 
n
(k  1, 2,
, n)
1
m

i 1
n
i

i 1
i
,
2
m
其中 k 为X的协方差矩阵
的特征值,且 1  2   n
124
主成分提取
对于原来的 x1, x2 , , xn 个指标,经过主成分分
析可以提取 y1, y2 , , ym 个主成分,一般要求这
些成分的贡献率超过85%
y1  u11 x1  u12 x2   u1n xn
y2  u21 x1  u22 x2 
ym  um1 x1  um 2 x2 
 u2 n xn
 umn xn
125
主成分的步骤

数据标准化:

ij
x 


xij  x j
j
其中, x j 为第j项指标观测值
的均值; j 为第j项指标观测
值的标准差。
计算标准化后数据的协方差矩阵
计算协方差矩阵所有特征根及其对应的
标准正交特征向量,并计算主成分的累
积贡献率,取累积贡献率超过85%的主
成分。
126
主成分分析(实例)



机构静态保障能力分级示例(综合评价)
某单位保障部门的保障能力
处理的主要过程:




根据设定的指标,给各特征项赋值,得到原
始赋分表。
指标赋权及计算得分。
结果展示
结果的使用
127
某保障部门的保障能力评价(35个指标)结果
机构代号
外电敷设
线路配置
专用性
…
周边环境
得分
机构1
5.0
4
5
…
4
51.24
机构2
4.5
4
3
…
4
47.83
机构3
4.5
4
4
…
4
45.98
机构4
5.0
4
3
…
4
41.00
机构5
4.5
4
4
…
4
29.40
机构6
4.0
4
5
…
5
25.18
…
…
…
…
…
…
…
机构13
5.0
4
3
…
4
11.29
机构28
5.0
1
3
…
5
-28.74
机构29
4.0
4
4
…
4
-30.96
机构30
5.0
5
5
…
4
-36.64
机构31
4.0
4
3
…
4
-54.21
机构32
4.0
4
3
…
3
-57.46
机构33
4.0
4
3
…
5
71.71
128
129
130
131
机构综合保障能力分类分级

机构综合保障能力评价不仅要考虑机构
自身,还要考虑机构的工作对象,即除
了要有静态保障能力的评价,还要考虑
机构在面对突发事件时的保障能力。
132
5.1 基本原理与思路(原理)

机构与事件的分类关联图
事故/事件
类事件1
类事件1
类事件1
类事件1
……
处置机理、流程分析
类事件1
类事件2
类似的处置流
机构1
类事件3
类似的处置流
机构2
……
机构资源评价
机构3
133
5.1 基本原理与思路(思路)





对机构进行分类评价。
采用结构模型和度量模型描述事件的严重程度与资源
保障、应急处置能力、机构所处环境的关系。
以历史数据为基础,通过求解度量模型和结构模型来
估计相关因素对事件的严重程度影响度。
对机构进行评价,诊断出机构的薄弱环节。
可以根据对机构资源保障能力和综合保障能力的评价
结果对机构的静态保障能力和综合保障能力进行排名
和分档。
134
5.2 技术实现-结构方程模型


结构方程模型中的基本概念
结构方程模型中的模型图示
135
结构方程模型中的基本概念




潜变量:实际中无法直接测量的变量
显变量:实际中可以直接观察和测量的
变量
度量模型:描述潜变量和显变量的关系
结构模型:描述潜变量之间的因果关系
136
结构方程模型中的模型图示(1)
度量模型
显变量x1
显变量x2
显变量x3
w x1
w x2
潜变量
LV1
w x3
结构模型
潜变量
LV2
a12
潜变量
LV1
e2
a24
a32
潜变量
LV4
a13
LV1=w x1x1+w x2x2+wx3x3
e3
潜变量
LV3
e1
LV3=a13LV1+e1
LV2=a12LV1+a32LV3+e2
LV4=a24LV2+e3
137
结构方程模型中的模型图示(2)
路径图
显变量y1
显变量y2
潜变量
LV2
显变量d1
显变量x1
显变量x2
潜变量
LV4
潜变量
LV1
显变量d2
显变量d3
显变量x3
潜变量
LV3
显变量z1
显变量z2
138
机构综合保障能力评价示例-
火灾案例





定义潜变量和相应的显变量
画出路径图
给出数学方程表达式
估计参数并得出结果
结构方程模型参数估计结果的应用
139
定义潜变量和相应的显变量
潜变量
火灾事件的严重程度(LV1)
显变量
1、影响范围(x11)
2、持续时间(x12)
3、造成损失大小(x13)
1、主要灭火设备(x21)
消防机构的资源状况(LV2)
2、辅助灭火设备(x22)
3、指挥系统(x23)
4、消防人员配备(x24)
消防机构的管理水平(LV3)
消 防 机构 所 处的管 理 环境(
LV4)
1、综合管理水平(x31)
1、所辖区域面积(x41)
2、所辖区域内的防火状况(x42)
3、所辖区域的自然条件(x43)
140
路径图
x24
x21
x21
w24
w21
x22
x22 w22
x2m
x23
LV2
LV2
w23
x11
w11
a21
w12
LV1
LV1
x31
x41
w41
x32
x42 w42
x12
x12
a41
LV3
LV4
w13
a31
x1k
x13
e
x3n
x43
w43
LV3
141
数学方程表达式
3
3
LV1   w1i x1i w1i  0(i  1...3)
w
1i
1
w
2i
1
i 1
4
LV2   w2i x 2i
i 1
LV3  w31 x31
3
LV4   w4i x 4i
i 1
i 1
4
w2i  0(i  1...4)
i 1
w31  1
w4i  0(i  1...3)
3
w
i 1
4i
1
LV1  a21 LV2  a31 LV3  a41 LV4  e
a21  0, a31  0, a41  0
a21  a31  a41  1
142
估计参数并得出结果
参数估计主要是使用基于最小二乘估计的PLS方法和
基于极大似然估计的LISERAL方法。
消防人员配备
主要灭火设备
辅助灭火设备
x21
x22
x24
0.09
0.294
0.364
LV2
机构资源
-0.235
指挥系统
x23
LV1
火灾事件
LV3
机构管理
综合管理水平 x31
影响范围
0.422 x
12
持续时间
0.144
0.251
1.00
x11
--0.443
0.434
x13
所辖区域内的
防火状况
x41
0.419
损失大小
-0.322
LV4
机构环境
0.471
x42
所辖区域自然条件
0.110
x43
所辖区域面积
143
结构方程模型参数估计结果的应用



在平时状态对机构资源管理水平的评价
事前制定标准
对机构进行分级分档
144
谢谢!
145

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