基于改進(jìn)AHP的社區(qū)承載體脆弱性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

張正穩(wěn)

(北方工業(yè)大學(xué) 新興風(fēng)險(xiǎn)研究院，北京100144)

0 引言

城市是由一個(gè)一個(gè)社區(qū)組成，社區(qū)既是人民群眾生活的重要場(chǎng)所,也是應(yīng)急管理工作的前沿陣地?？倳?shū)記指出社區(qū)是黨和政府聯(lián)系、服務(wù)群眾的“最后一公里”,要加強(qiáng)社區(qū)管理和服務(wù)體制，整合各種資源，增強(qiáng)社區(qū)公共服務(wù)能力。所以推進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)防控工作人性化、科學(xué)化、精細(xì)化，對(duì)各種可能的風(fēng)險(xiǎn)及其原因都要心中有數(shù)、對(duì)癥下藥、精準(zhǔn)施策，力爭(zhēng)把風(fēng)險(xiǎn)化解在源頭。社區(qū)安全關(guān)乎著每一位群眾，社區(qū)的脆弱性關(guān)乎著整個(gè)城市的脆弱性。社區(qū)作為城市的基本單元涉及最基本的民生，涉及社會(huì)的安全穩(wěn)定,并且對(duì)社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)治理是社區(qū)治理的底線思維，因此對(duì)于社區(qū)承載體脆弱性進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有重要意義。

國(guó)外社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)研究方面，20世紀(jì)80、90年代以來(lái)日本的社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)管理從基于政府的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理向基于社區(qū)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理模式轉(zhuǎn)變，并且2012年日本政府修改了《災(zāi)害對(duì)策基本法》進(jìn)一步加強(qiáng)社區(qū)公眾參與的地位和社區(qū)公眾與地方政府溝通的重要性[1]。美國(guó)政府指出建設(shè)有恢復(fù)能力的社區(qū)是城市防災(zāi)減災(zāi)的重要組成部分并且提出應(yīng)急處理措施和隊(duì)伍的建設(shè)[2]。澳大利亞政府指出社區(qū)針對(duì)不同的災(zāi)害情況要建立相應(yīng)的預(yù)案并且注重社區(qū)預(yù)案與當(dāng)?shù)卣A(yù)案的對(duì)接，家庭方面要建立相應(yīng)的物資儲(chǔ)備和預(yù)案，形成一種“有準(zhǔn)備的社區(qū)”的局面[3]。

國(guó)內(nèi)社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)研究方面，周永根[4]提出將網(wǎng)絡(luò)治理理論引入社區(qū)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理，社區(qū)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)不僅注重社區(qū)防災(zāi)減災(zāi)能力的提升更加注重加強(qiáng)社區(qū)的可持續(xù)性發(fā)展，加強(qiáng)政府社會(huì)之間的整體性治理，公眾參與度和可持續(xù)社區(qū)防災(zāi)減災(zāi)能力的提升。李書(shū)欽[5]從社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)源，風(fēng)險(xiǎn)特征和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的角度構(gòu)建社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)研究理論,進(jìn)而建立城市社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)綜合管理模型尋找引起社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)的原因。史運(yùn)濤[6]運(yùn)用層次分析—貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)社區(qū)配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)綜合評(píng)估。殷杰[7]運(yùn)用GIS技術(shù)和遙感影像對(duì)社區(qū)暴雨內(nèi)澇災(zāi)害進(jìn)行情景分析和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。丁輝[8]指出目前我國(guó)社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)方面存在一些基礎(chǔ)性的問(wèn)題，比如居民有自主參與的意識(shí)但是居民的參與性不足，地方政府處于被動(dòng)應(yīng)急管理，社區(qū)治理能力不足等。

國(guó)內(nèi)外對(duì)于社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但是在社區(qū)承載體脆弱性上研究不足，并且大部分學(xué)者對(duì)于指標(biāo)權(quán)重的合理確定缺乏理論依據(jù)。所以本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從系統(tǒng)論的角度辨識(shí)風(fēng)險(xiǎn)因素，建立社區(qū)承載體脆弱性風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系和構(gòu)建評(píng)價(jià)模型，面對(duì)傳統(tǒng)的層次分析法容易導(dǎo)致專家打分辨識(shí)困難的問(wèn)題，本文提出了基于三標(biāo)度法進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重確定。同時(shí)引入最優(yōu)矩陣的概念來(lái)解決判斷矩陣一致性的問(wèn)題，區(qū)別于其他學(xué)者。最后運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定。

1 研究模型設(shè)計(jì)

1.1 模糊綜合評(píng)價(jià)原理

模糊綜合評(píng)價(jià)原理是一種運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法，其中運(yùn)用了模糊變換原理和最大隸屬度原則，該方法主要是對(duì)于受多種風(fēng)險(xiǎn)因素的事物進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1.1.1 因素集

因素集指影響評(píng)價(jià)目標(biāo)所有風(fēng)險(xiǎn)因素的集合，并且其中每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素都具有不同程度的模糊性。

U={u1,u2,…,un}

1.1.2 評(píng)判1(評(píng)價(jià)集或決斷集)

評(píng)價(jià)集表示評(píng)價(jià)者對(duì)評(píng)判目標(biāo)做出的不同評(píng)價(jià)結(jié)果的集合，在本文中為社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)應(yīng)的5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的集合。

V={v1,v2,…,vm}

1.1.3 單因素評(píng)判

通過(guò)建立隸屬度函數(shù)，構(gòu)造出模糊關(guān)系矩陣R，進(jìn)而通過(guò)隸屬度函數(shù)f(x)將因素集中的因素ui(i=1,2,…,n)映射到評(píng)判集上V={v1,v2,…,vm}，形成單因素的評(píng)判集f(ui)，f(ui)=(ri1,ri2,…,rin)，rij代表因素ui對(duì)于評(píng)價(jià)語(yǔ)vj的隸屬度，將n個(gè)因素的單因素評(píng)判集組合就形成了模糊關(guān)系矩陣R。

1.1.4 綜合評(píng)判

對(duì)于權(quán)重A=(a1,a2,…,an)，按照一定的合成運(yùn)算，可得綜合評(píng)判：

B=A°R

(1)

1.1.5 多層次評(píng)判

對(duì)于第一級(jí)因素集U={U1,U2,…,Uk}的權(quán)重為A=(a1,a2,…,ak)，總評(píng)判矩陣為：

R={B1,B2,…,Bk}T

按照一級(jí)模型的算子計(jì)算方法，得綜合評(píng)判結(jié)果：

A1×k°Rk×m=B1×m∈ζ(V)

(2)

1.2 改進(jìn)層次分析法確定權(quán)重

層次分析法是20世紀(jì)70年代中期由美國(guó)匹茲堡大學(xué)教授薩蒂提出的。常用來(lái)處理復(fù)雜的決策和評(píng)價(jià)問(wèn)題，層次分析法一般包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層，主要分析指標(biāo)層各個(gè)因素與其他因素之間的關(guān)系，將一個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題分解成為若干層次問(wèn)題，并且對(duì)于從屬于上一層的因素進(jìn)行兩兩比較，比較對(duì)上一層因素的影響程度。

(1)建立層次結(jié)構(gòu)模型。

使用層次分析法需要先對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分層，將整個(gè)問(wèn)題按照邏輯性和層次性劃分為幾個(gè)因素來(lái)描述，按照目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層的關(guān)系進(jìn)行排列建立聯(lián)系。其中，目標(biāo)層：系統(tǒng)可能發(fā)生的問(wèn)題或者系統(tǒng)需要最終達(dá)到的目標(biāo)。準(zhǔn)則層：主要是將目標(biāo)層的內(nèi)容細(xì)分成幾個(gè)所必須經(jīng)歷的中間環(huán)節(jié)。指標(biāo)層：由準(zhǔn)則層具體細(xì)分成幾個(gè)因素，比如具體的方針、政策、問(wèn)題等。

(2)建立判斷矩陣與權(quán)重劃分。

層次分析法的主要思想就是將復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行逐層分解，最后通過(guò)比較可以量化的基本事件之間的關(guān)系進(jìn)而構(gòu)建分層的結(jié)構(gòu)模型，對(duì)于屬于同層的各個(gè)因素之間進(jìn)行相互比較，比較每個(gè)因素對(duì)于準(zhǔn)則層的重要程度，從而構(gòu)成定量化的矩陣形式，通常采用1-9標(biāo)度法確定，稱之為判斷矩陣。

(3)

1-9標(biāo)度法固然仔細(xì)，但是容易給評(píng)價(jià)專家?guī)?lái)不容易分辨的障礙，進(jìn)而導(dǎo)致判斷矩陣不滿足一致性的要求，所以本文采用三標(biāo)度法具體含義，見(jiàn)表1。三標(biāo)度法相比于1-9標(biāo)度法方便易懂，便于專家打分。

表1 三標(biāo)度法因素及其含義Tab.1 Factors of the three scale method and their meanings

不過(guò)經(jīng)過(guò)專家打分的矩陣還不能稱為判斷矩陣，需要經(jīng)過(guò)公式轉(zhuǎn)化才能成為判斷矩陣,需要轉(zhuǎn)化的公式如下：

(4)

公式(4)中矩陣因素的重要性排序指數(shù)，數(shù)值等于判斷矩陣每行各元素的和：

公式(4)矩陣因素的重要性排序指數(shù)中的最大值和最小值分別表示為：

rmax=maxri

rmin=minri

1-9標(biāo)度法為了求得下層因素對(duì)上層因素的影響程度，首先應(yīng)該驗(yàn)證判斷矩陣的一致性，如果判斷矩陣滿足一致性的要求，進(jìn)一步求得判斷矩陣的最大特征值和特征向量，然后進(jìn)行歸一化處理得到層次單排序的權(quán)重向量，權(quán)重向量代表了下層因素對(duì)于上層因素的影響程度。如果判斷矩陣不滿足一致性,需要調(diào)整判斷矩陣直至滿足一致性檢驗(yàn)要求為止，此時(shí)調(diào)整判斷矩陣容易背離專家原始打分的實(shí)際思想。本文采用最優(yōu)傳統(tǒng)矩陣的概念，這種方法可以一次性得到各指標(biāo)的權(quán)重，無(wú)須進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，具體計(jì)算公式如下：

最優(yōu)傳遞矩陣C：

(5)

判斷矩陣A*：

(6)

權(quán)重向量wj：

(7)

2 社區(qū)承載體脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立

社區(qū)脆弱性的風(fēng)險(xiǎn)因素復(fù)雜，既有簡(jiǎn)單風(fēng)險(xiǎn)、不確定風(fēng)險(xiǎn),也有因果關(guān)系不清晰的復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)存在對(duì)可容忍和可接受風(fēng)險(xiǎn)界限劃分存在長(zhǎng)期爭(zhēng)議的模糊風(fēng)險(xiǎn)，為了更好對(duì)社區(qū)區(qū)域脆弱性進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，本文采用文獻(xiàn)研究和專家調(diào)研的方法，按照經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和物理3個(gè)方面建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。根據(jù)系統(tǒng)性、科學(xué)性、層次性原則，劃分3個(gè)一級(jí)指標(biāo)和21個(gè)二級(jí)指標(biāo)，如下圖。

圖 社區(qū)承載體脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig. Vulnerability assessment index system of community carrier

3 實(shí)例應(yīng)用

本文選取北京周圍某社區(qū)為評(píng)估對(duì)象，本社區(qū)一共具有6棟居民樓，通過(guò)社區(qū)實(shí)地調(diào)研和專家打分來(lái)確定指標(biāo)的權(quán)重，進(jìn)而通過(guò)模糊評(píng)價(jià)確定社區(qū)的整體等級(jí)，具體的評(píng)價(jià)過(guò)程如下。

3.1 改進(jìn)層次分析法權(quán)重確定

首先通過(guò)社區(qū)承載體脆弱性指標(biāo)體系，建立改進(jìn)層次分析法模型，通過(guò)專家打分建立改進(jìn)層次分析法的判斷矩陣，進(jìn)而求得權(quán)重向量，見(jiàn)表2-5。

表2 A準(zhǔn)則層的判斷矩陣Tab.2 Judgment matrix of A criterion layer

表3 B1指標(biāo)層的判斷矩陣Tab.3 Judgment matrix of B1 index layer

續(xù)表

表4 B2指標(biāo)層的判斷矩陣Tab.4 Judgment matrix of B2 index layer

表5 B3指標(biāo)層的判斷矩陣Tab.5 Judgment matrix of B3 index layer

通過(guò)改進(jìn)層次分析法計(jì)算可以得出準(zhǔn)則層的權(quán)重向量ωA=(0.637 0,0.104 7,0.258 3)T。

同理可以計(jì)算出指標(biāo)層的權(quán)重向量。

對(duì)于物理脆弱性B1中權(quán)重向量為ωB1=(0.255,0.255,0.064,0.040,0.111,0.092,0.053,0.037,0.092)T。

對(duì)于經(jīng)濟(jì)脆弱性B2中的權(quán)重向量為ωB2=(0.098,0.080,0.152,0.361,0.187,0.122)T。

對(duì)于環(huán)境脆弱性B3中的權(quán)重向量為ωB3=(0.398,0.159,0.159,0.115,0.115,0.054)T。

3.2 模糊計(jì)算

通過(guò)邀請(qǐng)5名專家打分建立單因子隸屬度，進(jìn)而形成模糊關(guān)系矩陣R，安全等級(jí)評(píng)級(jí)分為5級(jí)，各因素等級(jí)的評(píng)分，見(jiàn)表6。本文根據(jù)模糊統(tǒng)計(jì)方法確定隸屬度。

表6 各因素對(duì)應(yīng)指標(biāo)評(píng)分Tab.6 Corresponding index scores of each factor

3.2.1 一級(jí)模糊綜合評(píng)估

對(duì)于物理脆弱性中的建筑主體的結(jié)構(gòu)體系而言，有2個(gè)人評(píng)定等級(jí)為一般，3個(gè)人評(píng)定等級(jí)為差，用概率代表為隸屬度，可以得到建筑主體的結(jié)構(gòu)體系的模糊評(píng)價(jià)向量為(0,0,0.4,0.6,0)，同理可以得到建筑主體的主要材料、建筑物的使用年限、建筑主體懸掛物的數(shù)量等的模糊評(píng)價(jià)向量，進(jìn)而可以得出模糊矩陣R1。

根據(jù)層次分析法的計(jì)算結(jié)果，選用加權(quán)平均模型進(jìn)行計(jì)算則可知物理脆弱性B1的模糊權(quán)重向量為B1=(0.051,0.129,0.341,0.400,0.079)

此時(shí)采用加權(quán)平均模型無(wú)需歸一化同理可得到B2=(0.137,0.231,0.214,0.327,0.092),B3=(0.170,0.414,0.352,0.064,0.000)

3.2.2 二級(jí)模糊綜合評(píng)估

社區(qū)承載體脆弱性的模糊評(píng)價(jià)計(jì)算如下：

=(0.091,0.213,0.331,0.305,0.060)

模糊評(píng)價(jià)結(jié)果中一般和差的評(píng)分相差較大不易按照最大隸屬度原則，所以根據(jù)模糊評(píng)語(yǔ)B并且參照系統(tǒng)評(píng)級(jí)等級(jí)的分值范圍取中值計(jì)算，最終可以計(jì)算出該社區(qū)承載體脆弱性風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

P=BF°C

=49.396

評(píng)分表示出該社區(qū)承載體脆弱性安全等級(jí)為一般，基本與實(shí)際相符。因此，所提出的方法能夠有效進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，有利于進(jìn)行社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)處置對(duì)于減少社區(qū)承載體脆弱性有重要的意義。通過(guò)綜合評(píng)價(jià)過(guò)程給社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)管理者相應(yīng)的啟示，進(jìn)而幫助管理者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知并提出有針對(duì)性的措施。

4 結(jié)論

本文在文獻(xiàn)研究和專家調(diào)研的基礎(chǔ)上建立了社區(qū)承載體脆弱性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用了三標(biāo)度和最優(yōu)傳遞矩陣的概念對(duì)指標(biāo)體系的權(quán)重進(jìn)行修正，通過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)的方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的評(píng)定，突破之前層次分析法打分界定模糊和判斷矩陣一致性的問(wèn)題。整個(gè)評(píng)價(jià)過(guò)程具有可操作性和穩(wěn)定性。通過(guò)評(píng)價(jià)可以體現(xiàn)出影響社區(qū)承載體脆弱性的關(guān)鍵因素和社區(qū)承載體安全總體水平，有利于采取相應(yīng)的措施降低承載體的脆弱性，提高社區(qū)韌性。但本文未考慮群決策中專家自身權(quán)重的影響，未來(lái)對(duì)社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)還需要進(jìn)一步的研究。