農(nóng)村水利現(xiàn)代化預(yù)警管理體系研究

辛方勇,蔣天華

(浙江省錢塘江管理局,浙江 杭州 310016)

1 問題的提出

預(yù)警一詞最早出現(xiàn)于軍事領(lǐng)域,由于軍事在一個(gè)國家和民族的生存與發(fā)展進(jìn)程中具有特殊的價(jià)值和作用,因此預(yù)警管理在軍事領(lǐng)域得到了發(fā)展和完善。隨著預(yù)警在軍事領(lǐng)域的發(fā)展,它逐漸走向民用領(lǐng)域。在20世紀(jì)50年代,美國提出了“程式性調(diào)控制度”,這實(shí)際上是最早的預(yù)警分析;20世紀(jì)60年代,美國商務(wù)部逐月發(fā)表以數(shù)據(jù)和圖標(biāo)2種形式提供宏觀經(jīng)濟(jì)景氣動(dòng)向;我國從20世紀(jì)80年代開始注意到宏觀經(jīng)濟(jì)的周期波動(dòng)特性,1989年開始進(jìn)行宏觀經(jīng)濟(jì)預(yù)警的理論研究,20世紀(jì)90年代初步建立了具有中國特色的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。隨后預(yù)警管理廣泛應(yīng)用于環(huán)境、氣象、航空、金融、企業(yè)管理等領(lǐng)域。在水利系統(tǒng),預(yù)警管理主要用于水質(zhì)監(jiān)測。此外,還用于干旱預(yù)警、洪水預(yù)報(bào)預(yù)警、泥石流預(yù)警,水利工程安全預(yù)警、作物需水量監(jiān)測預(yù)警等[1]。

目前,在水利現(xiàn)代化建設(shè)過程中,有必要從預(yù)警角度,根據(jù)各地農(nóng)村水利現(xiàn)代化建設(shè)現(xiàn)狀,預(yù)測其發(fā)展趨勢,管理指導(dǎo)投資方向和領(lǐng)導(dǎo)決策,使農(nóng)村水利現(xiàn)代化建設(shè)朝著良性 (安全、可持續(xù))方向發(fā)展。農(nóng)村水利現(xiàn)代化預(yù)警管理是對(duì)農(nóng)村水利建設(shè)定量化管理決策的一種有意探索。

2 預(yù)警管理的內(nèi)涵

農(nóng)村水利—農(nóng)業(yè)—社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)在發(fā)展過程中,復(fù)合系統(tǒng)本身以及各子系統(tǒng)的發(fā)展有良性(安全、可持續(xù))和惡性2種狀況,即預(yù)警管理中的正常狀態(tài)和災(zāi)時(shí)狀態(tài),而且2種狀態(tài)交互發(fā)生、互相轉(zhuǎn)化。在農(nóng)村水利系統(tǒng)發(fā)展演化過程中,如果可以提前測度、至少是判斷農(nóng)村水利系統(tǒng)的狀態(tài)及其發(fā)展方向,對(duì)于災(zāi)時(shí)狀態(tài)提前發(fā)出警告,并采取相應(yīng)對(duì)策,就可以使農(nóng)村水利系統(tǒng)向著良性方向發(fā)展。

“警”是事物發(fā)展過程中出現(xiàn)的極為不正常的情況,也稱警情。預(yù)警是對(duì)某警情的現(xiàn)狀和未來進(jìn)行測度,并對(duì)非正常狀態(tài)的時(shí)空范圍和危害程度事先發(fā)出警告,以及提出相應(yīng)的防范措施。農(nóng)村水利現(xiàn)代化預(yù)警管理,是在科學(xué)理論指導(dǎo)下,采用一系列監(jiān)測、預(yù)警的技術(shù)方法,針對(duì)一定地區(qū)范圍內(nèi)的水利現(xiàn)代化系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來進(jìn)行測度,評(píng)價(jià)水利現(xiàn)代化狀態(tài)及其是否朝向良性方向發(fā)展,通過“示器”或 “指示燈”將不正常狀態(tài)事先向人們發(fā)出警報(bào),并提出解決方法,從而達(dá)到地區(qū)水利現(xiàn)代化的安全、可持續(xù)發(fā)展[2]。

在邏輯上,農(nóng)村水利現(xiàn)代化預(yù)警管理應(yīng)由這樣幾個(gè)部分構(gòu)成:明確警義、尋找警源、分析警兆、預(yù)報(bào)警度和排出警患[3]。其中,明確警義是大前提,是預(yù)警研究的基礎(chǔ);尋找警源是對(duì)警素產(chǎn)生原因的分析,是排除警患的基礎(chǔ);分析警兆是關(guān)聯(lián)因素的分析,是預(yù)報(bào)警度的基礎(chǔ);預(yù)報(bào)警度則是排除警患的根據(jù),而排除警患是預(yù)警目標(biāo)所在。以上的預(yù)警邏輯實(shí)質(zhì)是果—因—果分析的具體化。

3 預(yù)警管理指標(biāo)體系

一般預(yù)警方法有指標(biāo)預(yù)警法、統(tǒng)計(jì)預(yù)警法和模型預(yù)警法。指標(biāo)預(yù)警法具有簡單、實(shí)用和快速的特點(diǎn),也是統(tǒng)計(jì)預(yù)警法和模型預(yù)警法的基礎(chǔ)。無論采用什么樣的預(yù)警方法,選擇和確定預(yù)警指標(biāo)都是預(yù)警研究的核心問題之一。農(nóng)村水利現(xiàn)代化預(yù)警管理旨在為農(nóng)村水利現(xiàn)代化建設(shè)的宏觀調(diào)控提供信息依據(jù),它的特點(diǎn)在于預(yù)報(bào),即以足夠長的領(lǐng)先時(shí)間做出警報(bào),以便有足夠的時(shí)間醞釀?wù){(diào)整措施和組織實(shí)施。筆者在參考了前人研究的基礎(chǔ)上[4-7],構(gòu)建出了預(yù)警管理指標(biāo)體系框架(見圖1)。預(yù)警管理指標(biāo)體系計(jì)算模型是在基于層次分析法的模糊綜合評(píng)價(jià)模型 (AHP-FCE)的基礎(chǔ)上引入各預(yù)警指標(biāo)的警限,對(duì)其預(yù)警指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,消除各預(yù)警指標(biāo)的量綱效應(yīng)。通過對(duì)預(yù)警指標(biāo)體系中各指標(biāo)的衡量,借助評(píng)價(jià)方法,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)某類警素是否已經(jīng)出現(xiàn),不久將來是否可能出現(xiàn),以及警度如何等做出判斷,判斷農(nóng)村水利現(xiàn)代化發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

圖1 農(nóng)村水利預(yù)警管理指標(biāo)體系框架圖

3.1 預(yù)警指標(biāo)的分類

根據(jù)農(nóng)村水利現(xiàn)代化預(yù)警管理的組成,預(yù)警指標(biāo)主要有警情指標(biāo)、警源指標(biāo)和警兆指標(biāo)。

3.1.1 警情指標(biāo)

警情指標(biāo)是農(nóng)村水利現(xiàn)代化預(yù)警管理研究對(duì)象的描述指標(biāo),也就是農(nóng)村水利現(xiàn)代化復(fù)合系統(tǒng)業(yè)已存在或?qū)砜赡艹霈F(xiàn)的各種問題。農(nóng)村水利現(xiàn)代化復(fù)合系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的整體,它由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成,復(fù)合系統(tǒng)及其子系統(tǒng)在發(fā)展過程中會(huì)受到各種因素的干擾,既包括自然的和人為的因素,也包括內(nèi)部的和外在的因素,致使農(nóng)村水利現(xiàn)代化復(fù)合系統(tǒng)在發(fā)展過程中出現(xiàn)各種各樣的問題,警情指標(biāo)就是對(duì)這些問題的描述指標(biāo),也就是所謂的警素。例如農(nóng)村水生態(tài)環(huán)境惡化、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展停滯所帶來的水利投入減少等,都使農(nóng)村水利現(xiàn)代化復(fù)合系統(tǒng)偏離了良性發(fā)展軌道,就可以認(rèn)為農(nóng)村水利現(xiàn)代化復(fù)合系統(tǒng)產(chǎn)生了警情。

3.1.2 警源指標(biāo)

用來描述和刻劃警情產(chǎn)生根源的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)就是警源指標(biāo)。例如,水生態(tài)環(huán)境惡化,其警源指標(biāo)可能是污水治理達(dá)標(biāo)率降低,或人為的毀林開荒等引起水土流失等。尋找警源既是分析警兆的基礎(chǔ),也是排除警患的前提。不同警素的警源指標(biāo)可能相同,也可能不同。即使同一警素在不同的時(shí)空范圍內(nèi),警源指標(biāo)也可能不同。

3.1.3 警兆指標(biāo)

用來描述和刻劃警素發(fā)生異常變化、導(dǎo)致警情爆發(fā)的先兆指標(biāo)即為警兆指標(biāo)。警兆指標(biāo)又稱先導(dǎo)指標(biāo)或先行指標(biāo),它是預(yù)警指標(biāo)的主體,是唯一能夠直接提供預(yù)警信號(hào)的一類預(yù)警指標(biāo)。因此,警兆指標(biāo)是預(yù)警管理指標(biāo)體系的重要組成部分。

警情指標(biāo)、警源指標(biāo)和警兆指標(biāo)密切相關(guān),警情指標(biāo)是預(yù)警研究的對(duì)象,是農(nóng)村水利現(xiàn)代化復(fù)合系統(tǒng)已存在或潛伏著的問題;警情產(chǎn)生于警源,又必然要產(chǎn)生警兆;根據(jù)警兆指標(biāo)的變化狀況,聯(lián)系警兆的報(bào)警區(qū)間,參照警素的替限確定和警度劃分,并結(jié)合未來情況作適度的修正,便可以預(yù)報(bào)警素的嚴(yán)重程度,即預(yù)報(bào)警度;根據(jù)警素的警度,聯(lián)系警源指標(biāo),對(duì)癥下藥,采取相應(yīng)的排警措施,以便實(shí)現(xiàn)有效的宏觀調(diào)控。

3.2 警限劃分

指標(biāo)體系確定后,需要確定農(nóng)村水利現(xiàn)代化預(yù)警管理各項(xiàng)指標(biāo)的預(yù)警警限,以及由警限所劃分的指標(biāo)的狀態(tài)和等級(jí)。

將指標(biāo)的狀態(tài)分為4種,即良性、弱良性、偏惡性和惡性,分別對(duì)應(yīng)無警、輕警、中警和重警4種警度,并根據(jù)交通信號(hào)燈,不同狀況對(duì)應(yīng)不同顏色(綠、藍(lán)、黃、紅色)的燈。各信號(hào)燈的含義如下:

“紅燈”表示評(píng)價(jià)系統(tǒng)的狀態(tài)為“惡性”,其綜合分值為80～100,系統(tǒng)狀態(tài)極其不正常。此時(shí)應(yīng)尋找警源(復(fù)合系統(tǒng)某子系統(tǒng)及相關(guān)指標(biāo)),采取緊急措施,使其逐漸恢復(fù)正常狀況。

“黃燈”表示評(píng)價(jià)系統(tǒng)的狀態(tài)為“偏惡性”,其綜合分值為50～80,系統(tǒng)狀態(tài)不正常。應(yīng)尋找警源 (復(fù)合系統(tǒng)某子系統(tǒng)及相關(guān)指標(biāo)),采取措施,使其逐漸恢復(fù)正常狀況。如果由“黃燈”轉(zhuǎn)為 “紅燈”,則系統(tǒng)狀態(tài)迅速惡化;如果由 “黃燈” 轉(zhuǎn)為“藍(lán)燈”,則系統(tǒng)狀態(tài)有所改善。如果由“紅燈”轉(zhuǎn)為“黃燈”,則系統(tǒng)狀態(tài)稍有改善。

“藍(lán)燈”表示評(píng)價(jià)系統(tǒng)的狀態(tài)為“弱良性”,其綜合分值為20～50,系統(tǒng)狀態(tài)基本正常。

“綠燈”表示評(píng)價(jià)系統(tǒng)的狀態(tài)為“良性”,其綜合分值為0～20,系統(tǒng)狀態(tài)良好。如果由 “綠燈” 轉(zhuǎn)為 “藍(lán)燈”,則系統(tǒng)狀態(tài)緩慢惡化;如果由 “藍(lán)燈”轉(zhuǎn)為“綠燈”,則系統(tǒng)及其子系統(tǒng)朝著 “安全、持續(xù)”的方向發(fā)展,此時(shí)復(fù)合系統(tǒng)處于良性循環(huán)階段。

預(yù)警指標(biāo)的狀態(tài)、警度、分?jǐn)?shù)及對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1。

表1 預(yù)普指標(biāo)的狀態(tài)、等級(jí)及信號(hào)燈表

3.3 數(shù)據(jù)處理

各項(xiàng)預(yù)警指標(biāo)不僅在數(shù)值上相差很大,而且單位不一致,需要對(duì)指標(biāo)值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。由于這里引進(jìn)了警限和狀態(tài)分?jǐn)?shù)上下限,所以在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理前,首先根據(jù)預(yù)警指標(biāo)的指標(biāo)值與該指標(biāo)的警限值相比較,從而得到該預(yù)警指標(biāo)所處的狀態(tài),然后對(duì)應(yīng)下列3種類型進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。

3.3.1 成本型指標(biāo)(指標(biāo)值越小狀態(tài)越好)

對(duì)于這種情況,根據(jù)指標(biāo)值所處狀態(tài),按下面的公式映射到相應(yīng)的分?jǐn)?shù):

式中:分?jǐn)?shù)上、下限為指標(biāo)所處狀態(tài)的分?jǐn)?shù)上限和下限,如 “惡性”狀態(tài)的分?jǐn)?shù)上限是100,下限是80,由表1可知:預(yù)警上、下限是指標(biāo)值所處狀態(tài)的預(yù)警上限和下限。

3.3.2 效益型指標(biāo)(指標(biāo)值越大狀態(tài)越好)

對(duì)于指標(biāo)值越大越好的指標(biāo),根據(jù)指標(biāo)值所處狀態(tài),按下面的公式映射到相應(yīng)的分?jǐn)?shù):

3.3.3 中間型指標(biāo)

對(duì)于中間型指標(biāo),根據(jù)指標(biāo)值所處狀態(tài),按下面的公式映射到相應(yīng)的分?jǐn)?shù):

(1)指標(biāo)值處于“良性”狀態(tài)時(shí),計(jì)算公式為:

(2)指標(biāo)值處于非 “良性”狀態(tài)時(shí),分2種情況:指標(biāo)值越小越好 (即:越小越接近最優(yōu)中間值的情況)時(shí),計(jì)算公式采用式(1);指標(biāo)值越大越好(即:越大越接近最優(yōu)中間值的情況)時(shí),計(jì)算公式采用式(2)。

需要說明的是,計(jì)算分?jǐn)?shù)時(shí),需要給出警限的上限和下限,而有些指標(biāo)在 “良性” 狀態(tài)或 “惡性”狀態(tài)時(shí),其警限沒有上限或下限。對(duì)這種情況采取如下方法處理:

(1)沒有預(yù)警上限時(shí),將預(yù)警下限值的2倍作為上限。對(duì)于百分率指標(biāo)或系數(shù)指標(biāo),如果2倍的預(yù)警下限值大于該指標(biāo)的最優(yōu)值,則預(yù)誓上限為最優(yōu)值。

(2)沒有預(yù)警下限時(shí),將零作為下限。

3.4 預(yù)替管理模型

利用上述的數(shù)據(jù)處理方法將預(yù)警指標(biāo)體系中因子指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,以標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)值r(i,j)為元素組成評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊預(yù)警矩陣R=(r(i,j)n×m,根據(jù)公式(4)計(jì)算出預(yù)警判斷矩陣各元素,組成預(yù)警判斷矩陣。然后沿用評(píng)價(jià)體系中建立的AHP-FCE數(shù)學(xué)模型對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)、修正、推求預(yù)警管理體系各個(gè)層次的權(quán)重,進(jìn)行預(yù)警管理的綜合評(píng)價(jià)。

4 結(jié) 語

將預(yù)警管理的概念引入農(nóng)村水利現(xiàn)代化體系中,也是此文的一個(gè)有意嘗試。本文從農(nóng)村水利現(xiàn)代化預(yù)警管理的概念、預(yù)警管理的構(gòu)成2個(gè)角度闡述了預(yù)警管理的內(nèi)涵,介紹了預(yù)警管理的程序,預(yù)警指標(biāo)的分類,預(yù)警指標(biāo)體系的功能,以及警限的劃分。根據(jù)上述的程序構(gòu)建了農(nóng)村水利現(xiàn)代化預(yù)警管理體系框架,建立了基于層次分析法的模糊綜合評(píng)價(jià)模型進(jìn)行預(yù)警管理體系綜合評(píng)判,從而對(duì)警情進(jìn)行測度,以便管理部門及時(shí)、準(zhǔn)確決策,使整個(gè)系統(tǒng)向安全、可持續(xù)方向發(fā)展。

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