王　湛　楊　青

摘要:在突發(fā)公共事件應(yīng)急管理中要解決的一個重要問題是對其風(fēng)險(xiǎn)的評估和管理,需要設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)減緩備選方案并對之進(jìn)行評價(jià),制定決策。就目前風(fēng)險(xiǎn)減緩方案評估及投資決策制定方面的研究成果來看,絕大部分都是直接分析各備選方案對災(zāi)難性事件總體風(fēng)險(xiǎn)的縮減效果。而不同類別的減災(zāi)方案達(dá)成總體風(fēng)險(xiǎn)減緩的機(jī)理和途徑是不同的,故更為合理的做法應(yīng)是基于各類減災(zāi)方案實(shí)現(xiàn)總體風(fēng)險(xiǎn)減緩的不同機(jī)理區(qū)別對待。在此基礎(chǔ)上,本文嘗試將不同類減災(zāi)方案綜合考慮,形成各個方案組合,以每個組合為整體評價(jià)其綜合減災(zāi)效果。由于風(fēng)險(xiǎn)事件本身結(jié)果的模糊性以及風(fēng)險(xiǎn)事件出現(xiàn)概率的模糊性,本文利用模糊集理論方法制定風(fēng)險(xiǎn)減緩決策,并就此開展了實(shí)證分析。

關(guān)鍵詞:風(fēng)險(xiǎn)減緩; 方案評估; 決策制定; 模糊集; 突發(fā)公共事件風(fēng)險(xiǎn)

中圖分類號:D632.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1004-0544(2009)07-0079-05

一、 風(fēng)險(xiǎn)減緩原理

近幾十年來大量研究成果涉及到突發(fā)自然災(zāi)害事件及其對人類活動的影響。在這些著作中,不同作者提到諸如災(zāi)害、風(fēng)險(xiǎn)和易損性之類的術(shù)語時(shí),其含義可能并不相同。人們已意識到有必要澄清這些概念,于是,1984年聯(lián)合國救災(zāi)組織(Office of the United Nations Disaster Relief Co-ordinator, UNDRO)和聯(lián)合國教育科學(xué)及文化組織(united nations educational, scientific and cultural organization, Unesco),建議對相關(guān)術(shù)語作如下定義。[1]

自然災(zāi)害(natural hazard, H)是指在特定時(shí)期內(nèi)、指定區(qū)域上某種具潛在破壞性的自然現(xiàn)象發(fā)生的可能性。國內(nèi)有文獻(xiàn)將之表述為“致災(zāi)因子”。[2]-[4]而無論作何表述,其在本質(zhì)上都是一個“發(fā)生概率”概念。

總體風(fēng)險(xiǎn)(total risk, Rt)意為某特定自然現(xiàn)象所導(dǎo)致的傷亡人數(shù)、財(cái)產(chǎn)損失、經(jīng)濟(jì)活動遭破壞程度的期望值,因此它由H、V和E共同決定。于是有:

易損性(vulnerability, V)是指由特定強(qiáng)度的某自然現(xiàn)象發(fā)生導(dǎo)致的暴露于風(fēng)險(xiǎn)之中的某指定承災(zāi)對象的損失程度。其取值范圍為[0, 1],0代表無損失,1代表全部損失。

暴露于風(fēng)險(xiǎn)之中的承災(zāi)對象(elements at risk, E)意為在指定區(qū)域內(nèi)暴露于風(fēng)險(xiǎn)之下的所有人口、財(cái)產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)活動(包括公共服務(wù))等,在有些文獻(xiàn)中亦稱之為“暴露”。[5]-[7]

由上述定義推而廣之,可知任何災(zāi)難性事件的風(fēng)險(xiǎn)都由“致災(zāi)因子”、“易損性”和“暴露”共同決定。那么,要實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)減緩的目的,就可以考慮從這三方面入手:或減小特定強(qiáng)度自然災(zāi)害的發(fā)生概率;或降低承災(zāi)對象的易損性水平;或減小特定區(qū)域內(nèi)的人口、財(cái)產(chǎn)、生產(chǎn)、生活基礎(chǔ)設(shè)施密度。相應(yīng)地,各種風(fēng)險(xiǎn)減緩方案也就可以分為三大類。由于上述第三類風(fēng)險(xiǎn)減緩方式涉及到整個地區(qū)、甚至整個國家現(xiàn)有建設(shè)格局(包括行政建制、產(chǎn)業(yè)布局等)的重新規(guī)劃和調(diào)整,故其往往耗資巨大,歷時(shí)漫長,迫使決策部門對此不得不持慎之又慎的態(tài)度。正是考慮到第三類減災(zāi)方案極少被采用的現(xiàn)實(shí),后文將暫時(shí)忽略第三類減災(zāi)方式。

就目前風(fēng)險(xiǎn)減緩方案評估及投資決策制定方面的研究成果來看,絕大部分都是直接分析各備選方案對災(zāi)難性事件總體風(fēng)險(xiǎn)(Rt)的縮減效果。而根據(jù)上面的分析,不同類別的減災(zāi)方案達(dá)成總體風(fēng)險(xiǎn)減緩的機(jī)理和途徑是不同的,若是一概而論,其方案評估及決策制定的結(jié)果必然是不盡人意的。故此,更為合理的做法應(yīng)是基于各類減災(zāi)方案實(shí)現(xiàn)總體風(fēng)險(xiǎn)減緩的不同機(jī)理區(qū)別對待。

二、 風(fēng)險(xiǎn)減緩方案評估

本文將基于模糊集和模糊概率理論,分兩步對風(fēng)險(xiǎn)減緩方案進(jìn)行評價(jià),具體步驟如下。

(一)確定未來一段時(shí)期發(fā)生某種災(zāi)害(不同強(qiáng)度)的模糊概率

筆者曾在“Hazard / Risk Assessment Based on Fuzzy Probability”[8]一文中,以歷史數(shù)據(jù)為依據(jù),得到了在不考慮采取可能的減災(zāi)方案的前提下,未來一段時(shí)期發(fā)生一定強(qiáng)度(xi)的某種災(zāi)害的模糊概率P(xi)——(見公式(1)、(2))。公式的詳細(xì)推導(dǎo)過程及各變量、參數(shù)的實(shí)際意義這里不再贅述。

此處, (2)

(二)評估備選方案減災(zāi)效益

如前所述,依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)減緩的不同途徑,減災(zāi)方案可分為兩類:一類通過降低致災(zāi)因子的發(fā)生概率來減緩風(fēng)險(xiǎn);另一類則通過降低承災(zāi)體的脆弱性水平來減少災(zāi)害損失(事實(shí)上亦可通過減小承災(zāi)體上的人口、財(cái)產(chǎn)密度等以達(dá)到減少損失的目的,但這類方案評價(jià)問題本文暫不考慮)。下面本文即分上述兩類對不同減災(zāi)方案及方案組合的效益進(jìn)行評估。為簡便起見,我們將能降低致災(zāi)因子發(fā)生概率的一類方案稱之為Ⅰ類方案,將能降低承災(zāi)體脆弱性水平的一類方案稱之為Ⅱ類方案。

作用,各個災(zāi)害強(qiáng)度等級出現(xiàn)的概率發(fā)生了改變,可能增加,可能減少。一般來說高強(qiáng)度等級災(zāi)害的發(fā)生概率將有所減少,中強(qiáng)度等級災(zāi)害的發(fā)生概率基本維持不變或略有增減,低強(qiáng)度等級災(zāi)害的發(fā)生概率可能有所增加。二況不再造成威脅,從而避免了一部分緊急事件的發(fā)生。

預(yù)期b11方案一旦實(shí)施,在未來災(zāi)害發(fā)生次數(shù)累計(jì)T11次以內(nèi),都能有效減緩風(fēng)險(xiǎn),b11方案在其生命期內(nèi)共需投入C11;b12方案在未來災(zāi)害發(fā)生次數(shù)累計(jì)T12次以內(nèi)都有效,b12方案在其生命期內(nèi)共需投入C12。則有b11方案期望收益為

2. 評估Ⅱ類方案減災(zāi)效益

生次數(shù)累計(jì)T21次以內(nèi)都有效,b21方案在其生命期內(nèi)共需投入C21;b22方案在未來災(zāi)害發(fā)生次數(shù)累計(jì)T22次以內(nèi),一樣的,故Ⅱ類方案的期望收益必須結(jié)合選取的Ⅰ類方案方能確定。亦即是說,不同的方案組合下Ⅱ類方案的期(9)

三、 風(fēng)險(xiǎn)減緩相關(guān)決策制定

(一)風(fēng)險(xiǎn)減緩方案選優(yōu)

由以上分析,容易看出可能的4種方案組合及各自的減災(zāi)期望收益如下:

(二)決策相關(guān)問題說明

借助模糊集和模糊概率理論,遵循上面的方法步驟,可以較為科學(xué)合理地確定風(fēng)險(xiǎn)減緩最優(yōu)方案組合,作出正確決策。但其中尚有若干問題需加以關(guān)注。

1. 方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性問題

以上分析僅計(jì)算確定了備選方案及各方案組合的期望受益,然后對之進(jìn)行排序,選取總收益最大的方案組合為最終決策。整個過程沒有充分考慮每個方案本身的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性。事實(shí)上,在決策之初,就應(yīng)對各方案是否可行作出基本判斷,技術(shù)上不可行的直接排除出去,經(jīng)濟(jì)上不可行的則需再作進(jìn)一步分析。就突發(fā)事件風(fēng)險(xiǎn)管理領(lǐng)域而言,有些項(xiàng)目、工程可能不具備經(jīng)濟(jì)可行性(或難以觀察到確切的顯性經(jīng)濟(jì)效益),但卻是維護(hù)國家安全、社會公共安全和人民身心健康所必需的,如國防工程、計(jì)劃免疫接種、疾控中心建設(shè)等。這一類項(xiàng)目就不應(yīng)輕易舍棄,恰當(dāng)?shù)淖龇ㄊ蔷C合考慮全局利益和長遠(yuǎn)利益,在若干備選方案中擇其優(yōu)者而為之。

另外,即使是非必要、經(jīng)濟(jì)上又不可行的減災(zāi)方案,也應(yīng)區(qū)分其不同類別,分別對待。就是說,對于經(jīng)濟(jì)上不可行的Ⅰ類方案和Ⅱ類方案,處理方式并不相同。在發(fā)現(xiàn)本身的期望收益為負(fù)的Ⅰ類方案時(shí),不要急于否定,還要看它與各個Ⅱ類方案的配合效果,因?yàn)楸旧砥谕找娴偷蘑耦惙桨冈谂c合適的Ⅱ類方案組成方案組合后,其總效益不一定低。而對于組成方案組合后,本身期望收益為負(fù)的Ⅱ類方案則可以直接舍棄,因?yàn)檫@種情況下方案組合的總收益一定會被消減。

2.Ⅰ類方案的生命期問題

在前面建立的模型中,為便于分析,假設(shè)Ⅰ類方案的生命期是有限的,即僅限于災(zāi)害發(fā)生次數(shù)累計(jì)T11(T12)次以內(nèi)Ⅰ類方案能正常起效。這一假設(shè)在很多情況下是符合實(shí)際的,但亦有防災(zāi)減災(zāi)項(xiàng)目的生命期近乎是無限的,這類項(xiàng)目在自然狀態(tài)下就能自動補(bǔ)充消耗,無需折舊,在不遭受意外破壞的前提下其作用不受災(zāi)害累計(jì)發(fā)生次數(shù)限制。如“功在當(dāng)代,利在千秋”的植樹造林工程即屬此列。這類項(xiàng)目的防災(zāi)減災(zāi)期望收益可看作近似無窮大,此時(shí)方案評價(jià)不再著眼于總收益與總成本的比較,決策退化為在現(xiàn)有人力、物力、財(cái)力的限制下,如何最大限度地讓防災(zāi)減災(zāi)項(xiàng)目得以實(shí)施。

3. 貨幣時(shí)間價(jià)值問題

在前面的決策分析過程中,備選方案期望收益的計(jì)算并沒有考慮貨幣時(shí)間價(jià)值因素,這主要是因?yàn)榉罏?zāi)減災(zāi)項(xiàng)目產(chǎn)生的現(xiàn)金流出和流入其發(fā)生時(shí)點(diǎn)無法或很難確定。但很多時(shí)候貨幣時(shí)間價(jià)值因素有可能對決策產(chǎn)生顯著影響而不能忽略不計(jì)。因此,當(dāng)有可能在一定置信水平上對風(fēng)險(xiǎn)減緩方案現(xiàn)金流發(fā)生時(shí)點(diǎn)加以估計(jì)時(shí),就應(yīng)在上述模型中加入貨幣時(shí)間價(jià)值因素(選取合理的折現(xiàn)率,將不同時(shí)點(diǎn)上發(fā)生的現(xiàn)金流統(tǒng)一折現(xiàn)為現(xiàn)值),從而將靜態(tài)模型轉(zhuǎn)化為動態(tài)模型。

4. 方案空間容量問題

4個元素。而實(shí)際問題中的方案組合可能遠(yuǎn)不止4個。不過這并不影響模型的通用性,在決策原理和方法步驟都不變的條件下,我們可以很容易地將模型拓展為解決含n個元素的方案空間問題的方法體系。

四、 實(shí)證分析

本文擬就“熱帶氣旋”對風(fēng)險(xiǎn)減緩方案決策開展實(shí)證分析,其原因在于“熱帶氣旋”的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)較全,且已有約定俗成的分級標(biāo)準(zhǔn)。

(一)確定發(fā)生各級熱帶氣旋的模糊概率

筆者曾在“Hazard / Risk Assessment Based on Fuzzy Probability”[8]一文中,求得未來一段時(shí)期,登陸中國大陸的熱帶氣旋為熱帶風(fēng)暴的概率是0.1664,為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴的概率是0.3595,為臺風(fēng)的概率是0.2989,為強(qiáng)臺風(fēng)的概率是0.1142,為超強(qiáng)臺風(fēng)的概率是0.0609。具體計(jì)算過程參見該文。

(二)評估備選方案減災(zāi)效益

近年來臺風(fēng)(颶風(fēng))強(qiáng)度越來越烈,破壞力越來越大的直接原因之一是全球變暖。美國科學(xué)家的研究表明,全球氣候變暖在未來可能使臺風(fēng)的形成個數(shù)和影響加大,潛在破壞力上升。我國專家根據(jù)高分辨率區(qū)域氣候模式的模擬結(jié)果表明,在溫室氣體增加背景下,登陸中國的臺風(fēng)個數(shù)可能會有增加,同時(shí)臺風(fēng)的移動路徑也將發(fā)生變化。為抑制和扭轉(zhuǎn)臺風(fēng)災(zāi)害的增多趨勢,有必要采取科學(xué)有效的風(fēng)險(xiǎn)減緩措施,以減少地球大氣中的溫室氣體,阻止全球變暖。對此科學(xué)家們已提出各種設(shè)想,諸如:

●在20世紀(jì)70年代,很多科學(xué)家都建議在地球上大批造林,并用木材來代替混凝土、鋁與塑料,其結(jié)果是碳循環(huán)中的大量碳都被固定在地球表面上而不是進(jìn)人大氣中。

●海洋每年從大氣中自然吸收的二氧化碳?xì)怏w高達(dá)180億噸,美國加利福尼亞州的海洋生物學(xué)家約翰·馬丁據(jù)此認(rèn)為,可以利用海洋浮游生物的光合作用吸收二氧化碳,但是需要不斷給海洋“補(bǔ)鐵”以刺激浮游生物生長。

●如果能夠適當(dāng)提高地球的陽光反射率,就很容易抵消溫室氣體造成的地球升溫。美國亞利桑那州立大學(xué)著名天文學(xué)家羅杰·安吉爾據(jù)此提出,可以在地球軌道上安裝一個由小片鏡子組成的巨大遮陽傘。

●德國著名化學(xué)家、諾貝爾獎得主保羅·克魯岑通過研究美國著名物理學(xué)家、氫彈之父愛德華·特勒倡導(dǎo)的遮光法,提出將硫磺撒入同溫層以制造烏云冷卻地球的方法。

所有這些用于緩解和抵消地球溫室效應(yīng)的設(shè)想都可能成為臺風(fēng)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)減緩Ⅰ類方案,但這樣一些方案目前至多只能算是初步設(shè)想,其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性還遠(yuǎn)未得到充分論證。限于本文的研究范疇,筆者無意也不可能對具體減災(zāi)方案進(jìn)行深入分析,本文要做的只是從風(fēng)險(xiǎn)管理角度出發(fā),舉例說明災(zāi)難性事件風(fēng)險(xiǎn)減緩的決策思路和方法。

1. 評估Ⅰ類方案減災(zāi)效益

即b11方案可能導(dǎo)致熱帶風(fēng)暴的概率增加25%,強(qiáng)熱帶風(fēng)暴的概率減少8.375%,臺風(fēng)的概率減少8%,強(qiáng)臺風(fēng)的概率減少16.625%,超強(qiáng)臺風(fēng)的概率減少6.875%。

同理可得

即b12方案可能導(dǎo)致熱帶風(fēng)暴的概率增加25.75%,強(qiáng)熱帶風(fēng)暴的概率減少11.75%,臺風(fēng)的概率減少4.5%,強(qiáng)臺風(fēng)的概率減少9.875%,超強(qiáng)臺風(fēng)的概率減少3%。

現(xiàn)假定發(fā)生1次熱帶風(fēng)暴將造成損失0.7295億元,1次強(qiáng)熱帶風(fēng)暴將損失68.01億元,1次臺風(fēng)將損失72.426億元,1次強(qiáng)臺風(fēng)將損失86.2億元,1次超強(qiáng)臺風(fēng)將損失196.58億元(損失數(shù)據(jù)根據(jù)近3年登陸中國的各級熱帶氣旋造成的直接經(jīng)濟(jì)損失均值調(diào)整確定)。[9]-[11]

預(yù)期b11、b12方案一旦實(shí)施,在未來災(zāi)害發(fā)生次數(shù)累計(jì)700次以內(nèi)(每年登陸中國大陸熱帶氣旋數(shù)的多年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯然,即便僅有Ⅰ類方案起作用,b11、b12方案亦具經(jīng)濟(jì)可行性。下面將結(jié)合Ⅱ類方案的減災(zāi)效益進(jìn)一步分析各種方案組合的綜合效益。

2. 評估Ⅱ類方案減災(zāi)效益

在用于降低承災(zāi)體脆弱性水平的Ⅱ類方案方面,本文主要考慮標(biāo)準(zhǔn)海堤建設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)海塘、水庫建設(shè)等防臺、防風(fēng)暴潮工程措施。

這里設(shè)b21方案為海堤標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工程,b22方案為水庫除險(xiǎn)加固工程。假定發(fā)生熱帶風(fēng)暴、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴、臺風(fēng)、強(qiáng)臺風(fēng)或超強(qiáng)臺風(fēng)時(shí),b21方案可使得直接經(jīng)濟(jì)損失在原有基礎(chǔ)上分別減少15%、30%、40%、45%、50%,b22方案可使得損失在原有基礎(chǔ)上分別減少15%、25%、30%、35%、40%,即b21方案可減少損失額分別達(dá)0.1094億元、20.403億元、28.9704億元、38.79億元、98.29億元,b22方案可減少損失額分別達(dá)0.1094億元、17.0025億元、21.7278億元、30.17億元、78.632億元。

預(yù)期b21、b22方案一旦實(shí)現(xiàn),在未來災(zāi)害發(fā)生次數(shù)累計(jì)70次以內(nèi)都能有效減災(zāi)(每年登陸中國大陸熱帶氣旋數(shù)的多年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)近似為7,這里假定Ⅱ類減災(zāi)方案的生命周期為10年),b21方案在其生命期內(nèi)共需投入800億元,3. 方案組合選優(yōu)

綜上所述,可能的4種方案組合及各自的減災(zāi)期望收益如下:

五、 討論與結(jié)論

就此決策結(jié)果,有很重要的兩點(diǎn)需加以說明。一個是由于Ⅰ類方案和Ⅱ類方案生命期的不一致,這里b11、b12方案的減災(zāi)效益是以百年為期計(jì)算的,而b21、b22方案是以十年為期計(jì)算的,之所以將百年內(nèi)的收益與十年內(nèi)的收益直接相加乃是一種權(quán)宜之計(jì),是考慮到十年之后Ⅱ類方案未必仍只包含現(xiàn)有備選方案,很可能有更先進(jìn)適用的方案出現(xiàn)?；诖艘豢紤],在做此決策時(shí),僅立足于未來十年間的期望總收益。倘若有合理理由確信未來較長一段時(shí)間內(nèi)不會出現(xiàn)新的Ⅱ類方案供選擇,那么可認(rèn)為未來百年間對Ⅱ類備選方案連續(xù)不間斷地投資了10次,故各方案組合的減災(zāi)效益應(yīng)將相應(yīng)Ⅰ類方案的收益與10倍的Ⅱ類方案收益相加確定,如此一來,組合1將不再是最優(yōu)方案,取而代之的是組合3。

另一點(diǎn)需說明的是,無論b11方案與b12方案,還是b21方案與b22方案,都不是互斥方案,而是相互獨(dú)立的。因此,上述決策結(jié)果僅僅是在資金有限的情況下作出的(這也確實(shí)符合實(shí)際情況),若資金供應(yīng)充足,可以考慮上述方案組合的組合,當(dāng)然決策過程和方法也應(yīng)作必要調(diào)整。

參考文獻(xiàn):

[1]Varnes D. J. Landslide hazard zonation: a review of principles and practice [M]. Paris: Unesco, 1984: 10.

[2]史培軍,王靜愛,周俊華.中國水災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)綜合管理——平衡大都市區(qū)水災(zāi)致災(zāi)強(qiáng)度與脆弱性[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2004, 13(4).

[3]Shi Peijun, etc.Urban Risk Assessment Research of Major Natural Disasters in China [J].地球科學(xué)進(jìn)展,2006, 21(2): 107-118.

[4]史培軍等.減災(zāi)與可持續(xù)發(fā)展模式———從第二次世界減災(zāi)大會看中國減災(zāi)戰(zhàn)略的調(diào)整[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2005, 14(3).

[5]Odeh Engineers, Inc. Hazard, exposure, and combined risk scoring. RI Statewide Hazard Risk and Vulnerability Assessment,1984: 13-23.

[6]U.S. Department of Labor.Hazard exposure and risk asessment matrix for hurricane response & recovery work.http://www.osha.gov/SLTC/etools/hurricane/index.html.

[7]Frances Jean Mather, LuAnn Ellis White, Elizabeth Cullen Langlois, etc. Statistical methods for linking health, exposure, and hazards. Environ Health Perspect,2004, 112(14): 1440–1445.

[8]Wang Zhan, Yang Qing. Hazard / Risk Assessment Based on Fuzzy Probability. (待發(fā)表中).

[9]中國氣象局編. 中國氣象災(zāi)害年鑒(2007)[M]. 北京:氣象出版社,2007.309-324.

[10]中國氣象局編. 中國氣象災(zāi)害年鑒(2006)[M]. 北京:氣象出版社,2006.

[11]隨風(fēng)消逝. 2007年西北太平洋熱帶氣旋年鑒[DB/OL]. http://weather.uu1001.com/read.php?tid=1765&toread=1&t=1,2007/12/31.

責(zé)任編輯仝瑞中