□賈傳亮 陳洋洋 李若珺

[中央財(cái)經(jīng)大學(xué) 北京 100081]

隨著人們對(duì)于各類風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)的加強(qiáng)，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警管理與預(yù)警系統(tǒng)的建立工作逐漸成為了人們關(guān)注與研究的重點(diǎn)。預(yù)警系統(tǒng)作為一個(gè)綜合性系統(tǒng)，對(duì)于保障突發(fā)事件應(yīng)急管理工作有著重要意義。預(yù)警系統(tǒng)包括眾多環(huán)節(jié)，并且受到諸如外部環(huán)境、資源、決策者等相關(guān)因素的影響，鑒于預(yù)警系統(tǒng)的綜合性，其內(nèi)部的每一個(gè)環(huán)節(jié)之間都對(duì)彼此有著一定程度的影響，而這些環(huán)節(jié)又在協(xié)同作用下共同影響著系統(tǒng)自身的效率性。因此，系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)節(jié)之間關(guān)系的探討對(duì)于提高整體系統(tǒng)效率具有積極的指導(dǎo)作用。

本文將采用定性模擬技術(shù)，使用QSIM算法對(duì)于預(yù)警系統(tǒng)內(nèi)部的每個(gè)環(huán)節(jié)之間的相互影響與聯(lián)系進(jìn)行描述，以確定預(yù)警系統(tǒng)的內(nèi)部協(xié)同性。并通過(guò)對(duì)預(yù)警系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)節(jié)之間的協(xié)同作用的整理來(lái)加深對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行原理的認(rèn)識(shí)，以此來(lái)指導(dǎo)決策者從源頭處解決預(yù)警系統(tǒng)各環(huán)節(jié)在實(shí)際應(yīng)用中可能出現(xiàn)的問題，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的效率改進(jìn)提出相應(yīng)的建議。

定性模擬中的QSIM算法在系統(tǒng)的研究中有著較為廣泛的應(yīng)用，如白旭使用QSIM模擬了北京市的文化設(shè)施配置指標(biāo)體系[1]；賈傳亮，池宏等也基于QSIM算法對(duì)于突發(fā)事件的應(yīng)急處置過(guò)程進(jìn)行了模擬研究與分析[2]；劉怡君等對(duì)社會(huì)輿論系統(tǒng)進(jìn)行了探討，并使用QSIM算法對(duì)2003年的SARS事件進(jìn)行了模擬研究[3]；夏功成等則使用定性模擬對(duì)員工的離職行為進(jìn)行了預(yù)測(cè)[4]?？梢姸ㄐ阅M作為一種較為有效的模擬方法已經(jīng)被國(guó)內(nèi)很多學(xué)者用于進(jìn)行系統(tǒng)模擬并且對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)同作用的研究具有一定有效性。國(guó)外學(xué)者對(duì)于這種方法的應(yīng)用也進(jìn)行了許多拓展：Fran?ois E.Cellier與Victorino Sanz使用定性與定量混合的方法對(duì)圖書館系統(tǒng)進(jìn)行了模擬[5]；Thomas Hinrichs等則使用QSIM算法對(duì)軍事系統(tǒng)資源的分配進(jìn)行了研究[6]；Hidde de Jong,Jean-Luc Gouzé等則對(duì)基因序列網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究，并使用定性模擬對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析[7]。

許多學(xué)者還從各行業(yè)入手對(duì)于預(yù)警體系進(jìn)行了研究：張明華對(duì)于中小型企業(yè)融資可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)建立了預(yù)警系統(tǒng)并設(shè)定了相應(yīng)的預(yù)警指標(biāo)[8]；鄧明然等從商業(yè)銀行的操作流程入手，從定性和定量?jī)煞矫嫣接懥松虡I(yè)銀行的操作風(fēng)險(xiǎn)與預(yù)警系統(tǒng)[9]；潘懷明等則分析了我國(guó)養(yǎng)老保險(xiǎn)基金運(yùn)作方面的漏洞，設(shè)計(jì)出了一個(gè)可以及時(shí)反映養(yǎng)老保險(xiǎn)基金風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警系統(tǒng)[10]。

一、預(yù)警系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)節(jié)分析

預(yù)警系統(tǒng)包括許多環(huán)節(jié)，其主要的運(yùn)行機(jī)制是：首先收集相關(guān)數(shù)據(jù)；再根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而評(píng)價(jià)得出各種風(fēng)險(xiǎn)的強(qiáng)弱和與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差程度；最后評(píng)定風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，向決策層發(fā)出預(yù)警信號(hào)以達(dá)到對(duì)事態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)與監(jiān)控的目的。我們?cè)陬A(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)基礎(chǔ)上，分析并且構(gòu)造了預(yù)警系統(tǒng)的相關(guān)參量因果作用綜合模型，見圖1。圖1反映了預(yù)警系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)性，其中：“+”號(hào)表示箭頭變量會(huì)隨著箭尾變量的增加而增加，“-”號(hào)則表示箭頭變量會(huì)隨著箭尾變量的增加而減少。例如，事件爆發(fā)的速度與強(qiáng)度越高會(huì)使得信息的收集難度增大，并且對(duì)于決策者的綜合素質(zhì)產(chǎn)生極大考驗(yàn)從而影響預(yù)警系統(tǒng)的總效率；而預(yù)警機(jī)制的完善性增加則會(huì)使各部門間的溝通有所增強(qiáng)繼而提升整個(gè)預(yù)警系統(tǒng)的總效率。

圖1 預(yù)警系統(tǒng)主要參量因果關(guān)系綜合模型

由于預(yù)警系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)節(jié)的大部分參量難以進(jìn)行定量描述，本文選用定性模擬的方法對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行描述，并以QSIM算法來(lái)確定系統(tǒng)內(nèi)其中一個(gè)環(huán)節(jié)狀態(tài)的變化對(duì)于其他環(huán)節(jié)以及系統(tǒng)本身的影響性。為了簡(jiǎn)化并方便計(jì)量，我們將圖1中的各參量表示如下：X1表示專家知識(shí)庫(kù)完備性，主要指對(duì)于險(xiǎn)情各種數(shù)據(jù)以及經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)及整理；X2表示監(jiān)測(cè)信息采集全面性，指在險(xiǎn)情發(fā)生后對(duì)于險(xiǎn)情可收集數(shù)據(jù)的采集情況；X3表示數(shù)據(jù)處理分析精確性，指利用收集得到的數(shù)據(jù)對(duì)于發(fā)生險(xiǎn)情的情況判斷；X4表示機(jī)制建設(shè)完善性，指對(duì)于整個(gè)預(yù)警體系的機(jī)制進(jìn)行的改進(jìn)與學(xué)習(xí)工作；X5表示決策者綜合素質(zhì)與決斷力，指包括決策者的分析力、決斷力、心理素質(zhì)等在內(nèi)的所有可能影響系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的決策者自身能力；X6表示預(yù)警系統(tǒng)總效率，是模擬研究的最主要目標(biāo)；X7表示事件爆發(fā)速度與強(qiáng)度，該條件屬于外部不可控因素，會(huì)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)其他環(huán)節(jié)造成一定程度的負(fù)面影響；X8表示預(yù)警定級(jí)準(zhǔn)確性，指根據(jù)分析結(jié)果對(duì)于事件風(fēng)險(xiǎn)性質(zhì)進(jìn)行分類；X9表示預(yù)警信息上報(bào)與發(fā)布快速性，指分析部門將結(jié)果傳遞給政府管理部門的效率性；X10表示衍生次生災(zāi)害預(yù)警水平，指根據(jù)現(xiàn)有事件對(duì)于可能發(fā)生的衍生次生災(zāi)害的預(yù)防工作；X11表示相關(guān)部門聯(lián)動(dòng)協(xié)同水平，指各部門間對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)事件處理的配合程度；X12表示預(yù)警工作總結(jié)水平，指系統(tǒng)針對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)流程的不足所進(jìn)行的補(bǔ)充與改進(jìn)。這些參量中，專家知識(shí)庫(kù)完備性、機(jī)制建設(shè) 完善性和決策者綜合素質(zhì)與決斷力概括了預(yù)警系統(tǒng)的日常維護(hù)環(huán)節(jié)；監(jiān)測(cè)信息采集全面性、數(shù)據(jù)處理分析精確性、預(yù)警定級(jí)準(zhǔn)確性、預(yù)警信息上報(bào)與發(fā)布快速性、預(yù)警定級(jí)準(zhǔn)確性、衍生次生災(zāi)害預(yù)警水平與相關(guān)部門聯(lián)動(dòng)協(xié)同水平則描述了險(xiǎn)情從發(fā)生開始的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)流程，即險(xiǎn)情的事中處理環(huán)節(jié)；而對(duì)于預(yù)警工作的總結(jié)則是險(xiǎn)情的事后工作環(huán)節(jié)，這個(gè)系統(tǒng)基本涵蓋了預(yù)警系統(tǒng)的各運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)的要素，能夠在一定程度上描述預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制。

二、模擬方法

QSIM（Qualitative SIMmulation）由Kuipers于1986年提出，自此定型模擬的概念以及QSIM的方法逐漸被國(guó)內(nèi)外學(xué)者所認(rèn)同。QSIM用定性微分方程來(lái)描述模擬對(duì)象，定性微分方程由變量和約束組成，變量代表系統(tǒng)狀態(tài)，約束描述變量之間的關(guān)系。其大致流程表現(xiàn)為：在每個(gè)方程的初始定性狀態(tài)給定的前提下，首先生成所有可能的后繼狀態(tài)，然后用方程間的定性限制和全局相容規(guī)則來(lái)刪除不相容的或多余的狀態(tài)組合，如此持續(xù)下去，來(lái)模擬系統(tǒng)的行為。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，QSIM是一種定性推理方法，即由當(dāng)前定性狀態(tài)推導(dǎo)出其后繼狀態(tài)的推理過(guò)程。

（一）定義量空間

我們用定向變量對(duì)于每個(gè)環(huán)節(jié)與相關(guān)因素的狀態(tài)進(jìn)行描述。定義定性變量QS(f,ti)，其中ti(i=1,2,… ) 為模擬中的時(shí)間階段，f則表示變量的定性值。該定性值以及其變化趨勢(shì)決定了變量在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)或變化區(qū)間內(nèi)的狀態(tài)。具體可表示為：QS(Xj,ti)=(qval,qdir)。其中，qval是Xj的定性值，取值空間為{- 2,-1,0,1,2}，分別表示“很差”、“差”、“一般”、“好”，“很好”；而qdir則表示Xj的具體變化方向，qdir={-,0,+}，表示Xj的變化趨勢(shì)為“變壞”、“穩(wěn)定”或“轉(zhuǎn)好”。

（二）約束關(guān)系

對(duì)于預(yù)警系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)相關(guān)因素進(jìn)行分析，我們可以得到兩個(gè)變量之間的因果作用，這些因果作用就是變量間的約束關(guān)系。預(yù)警系統(tǒng)各環(huán)節(jié)間的約束關(guān)系具體列于表1。其中，“+”表示縱軸變量增加會(huì)引起橫軸變量的增加；“-”表示縱軸變量增加會(huì)引起橫軸變量的減少；“0”則表示兩個(gè)因素間的相互關(guān)系較弱，可以忽略不計(jì)。這些約束關(guān)系會(huì)在定性模擬的過(guò)程中用來(lái)過(guò)濾不符合實(shí)際的后繼狀態(tài)。

表1 定性變量之間的相互作用關(guān)系

（三）模擬規(guī)則

在定性模擬過(guò)程中，我們?cè)O(shè)定系統(tǒng)從初始狀態(tài)出發(fā)，根據(jù)通用函數(shù)轉(zhuǎn)化表得到每個(gè)參量的后繼狀態(tài)，并將后繼狀態(tài)經(jīng)過(guò)約束一致性過(guò)濾、配對(duì)一致性過(guò)濾、全局解釋和全局過(guò)濾，去除掉與約束關(guān)系不一致的狀態(tài)，從而得到合理的后繼狀態(tài)[11]。

其具體算法步驟如下：

步驟1：從活動(dòng)狀態(tài)表中取出一個(gè)狀態(tài)作為當(dāng)前狀態(tài)。

步驟2：根據(jù)通用狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，確定每個(gè)變量由當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)換到的狀態(tài)集合。

步驟3：對(duì)每個(gè)約束，產(chǎn)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換的二元或三元組合集合，根據(jù)約束的限定，過(guò)濾掉與約束不一致的元組。

步驟4：對(duì)元組進(jìn)行配對(duì)一致性過(guò)濾，即具有相同函數(shù)的兩個(gè)元組，對(duì)同一個(gè)函數(shù)的轉(zhuǎn)換必須一致。

步驟5：將經(jīng)過(guò)上述過(guò)濾剩余的元組加以組合，產(chǎn)生系統(tǒng)狀態(tài)的全局解釋。如果全局解釋失敗，則當(dāng)前狀態(tài)為系統(tǒng)的結(jié)束狀態(tài)；否則，把全局解釋產(chǎn)生的狀態(tài)作為系統(tǒng)的后繼狀態(tài)，并加入活動(dòng)表。

步驟6：判斷活動(dòng)狀態(tài)表是否為空，若為空，模擬結(jié)束；否則則返回步驟1，繼續(xù)進(jìn)行模擬。

三、實(shí)際模擬

我們對(duì)于預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行一般性分析，得出各環(huán)節(jié)的初始狀態(tài)，并設(shè)定時(shí)間t0＜t1…＜ti＜ti+1＜ …＜tn為顯著時(shí)間點(diǎn)，以此來(lái)表示各個(gè)變量在顯著時(shí)間點(diǎn)之間的變化是平穩(wěn)的，不會(huì)產(chǎn)生突變。在模擬中，我們研究t0,t1,t2三個(gè)時(shí)間情景下的變量狀態(tài)，通過(guò)通用函數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)化表生成后繼狀態(tài)并進(jìn)行過(guò)濾解釋后，得到的模擬結(jié)果如表2所示。

表2 各變量模擬結(jié)果

由表2的模擬結(jié)果可知，整個(gè)預(yù)警系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的狀況都會(huì)相應(yīng)轉(zhuǎn)好。特別是在t2時(shí)刻，數(shù)據(jù)分析精確性、預(yù)警定級(jí)準(zhǔn)確性、衍生次生災(zāi)害預(yù)警水平以及預(yù)警工作總結(jié)水平都比原有狀態(tài)有所改進(jìn)，達(dá)到了較為理想的狀態(tài)。從最終結(jié)果來(lái)看，預(yù)警系統(tǒng)的總效率與初始狀態(tài)相比有了一定程度的進(jìn)步，但由于受到時(shí)間爆發(fā)速度與強(qiáng)度這個(gè)外部不可控因素的影響未能達(dá)到最佳，仍舊有改進(jìn)的空間。所有指標(biāo)中，預(yù)警信息上報(bào)與發(fā)布快速性仍處于一般狀態(tài)，是狀態(tài)不太理想的環(huán)節(jié)，可以作為系統(tǒng)改善工作的主要目標(biāo)。上述模擬結(jié)果表明了預(yù)警系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)節(jié)的確存在較強(qiáng)的內(nèi)在聯(lián)系，相關(guān)部門在對(duì)具體環(huán) 節(jié)進(jìn)行管理時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)同性從而更有針對(duì)性地展開預(yù)警工作。

四、總結(jié)

本文采用定性模擬和QSIM算法的思路，對(duì)于預(yù)警系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)節(jié)的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了定性描述，梳理了系統(tǒng)內(nèi)部各環(huán)節(jié)間的內(nèi)在聯(lián)系，證明了預(yù)警系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)同性。本文通過(guò)對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)節(jié)的因果推理，加深了決策者對(duì)于預(yù)警系統(tǒng)的理解，可以更好地幫助有關(guān)部門在實(shí)際預(yù)警問題中查找問題來(lái)源，以便從根源處解決系統(tǒng)問題，并且對(duì)于系統(tǒng)的效率改善具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

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