江西省氣象災害預警信息發(fā)布能力量化評價

袁正國 , 黃震宇 , 吳 楠

1. 江西省氣象信息中心， 江西 南昌 330096 2. 江西省氣象災害應急預警中心， 江西 南昌 330096

0 引 言

在全球氣候變化大背景下，各種極端天氣氣候事件頻發(fā)，我國氣象災害呈明顯上升趨勢(秦大河等，2004)。氣象災害預警信息的發(fā)布傳播是做好氣象防災減災工作的關鍵環(huán)節(jié)，是防御和減輕災害損失的重要基礎(喻迎春等，2018)。如何準確快速地發(fā)布氣象災害預警信息，供政府及相關部門、公眾等決策參考，以最大限度地減輕氣象災害造成的損失，已成為當前氣象部門亟待解決的難題之一。

氣象災害預警信息的發(fā)布與傳播能力主要體現(xiàn)在氣象災害預警信息覆蓋率和氣象災害預警信息發(fā)布能力兩方面。近年來，不少專家學者對氣象預警信息覆蓋率的測算進行了探討。例如，孫健等(2013)提出基于到人的覆蓋率定量測算方法，得到2012年上半年我國氣象預警信息覆蓋率約為77%，其中手機是氣象預警信息發(fā)布主要途徑；羅艷(2011)采用問卷調查方法對江蘇省農村氣象災害預警信息接收情況進行了研究；萬奎等(2014,2015)基于浙江省德清縣的情況分析了氣象災害預警信息公眾有效覆蓋率。中國氣象局和國家統(tǒng)計局對2009年全國公眾的抽樣調查顯示，全國平均氣象災害預警覆蓋率為82.3%，而根據部分省市公布的區(qū)域氣象預警信息覆蓋率，計算得到氣象預警信息覆蓋率為71%(中國氣象局發(fā)展研究中心，2012)。關于預警信息發(fā)布能力方面，目前大多數(shù)研究都偏向于定性化的分析，定量化的研究則基本處于空白。Waugh和Streib(2006)研究表明，提高預警信息發(fā)布能力要依靠政府、普通群眾、各類社會組織和志愿者群體等多方面的力量支持。鄭江平(2020)認為,服務端口前移、利用新媒體手段等是提升預警信息發(fā)布能力的關鍵舉措。雖然定性化分析對提升預警信息發(fā)布能力具有較強的宏觀指導意義，但在數(shù)字中國建設背景下以及更高水平現(xiàn)代化的建設過程中，對預警信息發(fā)布能力進行定性和定量相結合的研究，構建能夠合理評估預警信息發(fā)布能力的指標體系，不僅是對當前研究的有力補充，更是預警信息發(fā)布事業(yè)高質量跨越式發(fā)展的需要。

文中應用客觀計算和分類分析方法，定義了公眾服務發(fā)布能力指數(shù)、決策服務發(fā)布能力指數(shù)、基層服務發(fā)布能力指數(shù)和氣象災害預警信息發(fā)布對象完整性指數(shù)，提出了氣象災害預警信息發(fā)布能力綜合指數(shù)，構建定量化預警信息發(fā)布能力評估體系，旨在為江西省預警信息發(fā)布系統(tǒng)建設提供參考。

1 預警信息發(fā)布能力評價指標計算方法

當前，氣象災害預警信息發(fā)布按照對象可以分為公眾和決策氣象災害預警信息發(fā)布。為了表征氣象災害預警信息發(fā)布能力引入綜合指數(shù)(P)：

P=f(X1,X2,X3,…)

(1)

其中，f為影響函數(shù)；X1為發(fā)布效率；X2為發(fā)布對象；X3為發(fā)布渠道。

一般說來，氣象災害預警信息的發(fā)布渠道越健全、可覆蓋人群越多，則信息覆蓋面越廣，發(fā)布渠道的發(fā)布效率越高，所需發(fā)布時間越短，預警信息可更快送達。當前，氣象災害預警信息發(fā)布均實現(xiàn)了一鍵式發(fā)布，可以在短時間內把預警信息通過平臺實現(xiàn)發(fā)布，由于業(yè)務人員對各類預警信息發(fā)布平臺的操作時間長短差異較小，可以忽略不計，即將式(1)中的發(fā)布效率看作常數(shù)，不考慮發(fā)布效率對發(fā)布能力的影響。一方面，不同的發(fā)布方式在不同區(qū)域具有不同的發(fā)布能力，即發(fā)布能力與發(fā)布對象、發(fā)布渠道密切相關；另一方面，氣象災害發(fā)生地的預警信息接收的效果至關重要，有必要進一步考慮基層的發(fā)布能力?？梢园咽?1)近似處理為

P=(Pa+Pb+Pc)/3

(2)

其中，Pa表示面向公眾用戶的氣象災害預警信息發(fā)布能力，稱為公眾服務預警信息發(fā)布能力綜合指數(shù)(簡稱公眾服務發(fā)布能力指數(shù))；Pb表示面向地方黨政部門等決策用戶的氣象災害預警發(fā)布能力，稱為決策服務預警信息發(fā)布能力綜合指數(shù)(簡稱決策服務發(fā)布能力指數(shù))；Pc表示面向基層決策用戶的氣象災害預警發(fā)布能力，稱為基層決策服務預警信息發(fā)布能力綜合指數(shù)(簡稱基層服務發(fā)布能力指數(shù))。

1.1 公眾服務發(fā)布能力指數(shù)

面向公眾的預警信息發(fā)布能力與發(fā)布方式密切相關，其計算式為

(3)

其中，n為公眾預警發(fā)布渠道(方式)的類別數(shù)，i=1,2,…,n；Pa(i)為第i類預警發(fā)布方式的預警信息發(fā)布能力指數(shù)，當前面向公眾的預警信息發(fā)布渠道主要包括手機短信息、電子顯示屏(大屏、大喇叭)、公眾媒體(傳統(tǒng)媒體、新媒體、業(yè)務平臺)等；Wa(i)為權重系數(shù)。

1.1.1 手機短信息發(fā)布渠道

手機短信息發(fā)布方式主要包括短信息全網信息發(fā)布(面向手機運營商基站覆蓋范圍內的所有用戶發(fā)布預警短信息)、短信息靶向信息發(fā)布(面向發(fā)布需要指定或者特定覆蓋范圍內的所有用戶發(fā)布預警短信息)、短信息推送發(fā)布(公眾用戶通過短消息推送或者定制的方式收受氣象預警短信息)。針對同一次災害性天氣，這三種方式接收的用戶人群可能不一樣，因此所表現(xiàn)的發(fā)布能力也不一樣。

不同發(fā)布方式(全網發(fā)布、靶向發(fā)布、短信推送)發(fā)布后得到的標準發(fā)布分數(shù)(由管理部門對這三種發(fā)布方式的重視程度確定，表1)，分別是Ni(i=1,…,M1)，M1(=3)表示短信息發(fā)布方式的總數(shù)。

表1 江西省氣象災害預警手機短信息不同發(fā)布方式標準分數(shù)Table 1 Standard score of different meteorological disaster early warning information mobile SMS release methods in Jiangxi province

針對不同營運商不同發(fā)布方式的實際發(fā)布得分(Qi,j)表示為：1) 如果實現(xiàn)了發(fā)布方式，則Qi,j=Ni；2) 如果未實現(xiàn)發(fā)布，則Qi,j=0。其中，i=1,…,M1；j=1,…,M2。M2(=3)表示手機營運商的總個數(shù)。則手機短信息發(fā)布方式的預警信息發(fā)布能力指數(shù)Pa(1)定義為實際發(fā)布總得分占應發(fā)布總得分的比例，即

(4)

1.1.2 大屏和大喇叭發(fā)布渠道

當前主要采用大屏(電子顯示屏)和大喇叭(預警廣播)進行定點式發(fā)布預警信息，文中暫不考慮氣象信息服務站。一般情況，大屏主要設在一些場鎮(zhèn)或者人口相對集中的區(qū)域，大喇叭主要設在地質災害、氣象災害隱患區(qū)的城鎮(zhèn)和村莊。大屏、大喇叭的實際應用情況往往采用使用在線率(大屏、大喇叭的可用數(shù)量除以總數(shù))來表征。因此，大屏、大喇叭發(fā)布渠道的發(fā)布能力指數(shù)Pa(2)計算式為

Pa(2)=(Ral+Rab)/2

(5)

其中，Ral、Rab分別為大屏(電子顯示屏)、大喇叭(預警廣播)的使用在線率。

1.2 決策服務發(fā)布能力指數(shù)

決策氣象服務是隨我國經濟社會發(fā)展和氣象事業(yè)發(fā)展而產生的(薛建軍等,2010；梁科等,2020)。決策氣象服務是具有中國特色的特殊氣象服務，是我國各級(國家、省、市、縣)氣象部門為決策部門(各級黨政領導機關)防災減災科學決策提供的氣象專業(yè)性與綜合性相結合的信息服務。近年來，眾多氣象科技工作者圍繞決策服務預警發(fā)布的工作流程、發(fā)布技術、服務支撐平臺建設等進行了相關分析研究(吳煥萍等,2008；Chao et al,2016；王秀榮等,2016；張亞等,2016)。

根據決策氣象服務預警信息發(fā)布的實際情況、氣象防災減災重點單位規(guī)范標準(中國氣象局，2018)以及中國氣象局的《基層氣象災害預警服務能力建設指南》《基層突發(fā)災害性天氣預警服務基本標準規(guī)范(試行)》，確定決策服務預警信息發(fā)布對象的單位分類如表2所列。所有的服務最終都要落實到人，所以必須與服務對象的人員聯(lián)系到一起。各預警信息接收單位人員包括負責人、預警聯(lián)系人和業(yè)務人員各一名。

表2 江西省決策氣象服務預警信息發(fā)布對象的單位分類Table 2 Release object classification of the decision-making meteorological service early warning information in Jiangxi province

在現(xiàn)有技術水平下，決策氣象服務預警信息發(fā)布能力與發(fā)布對象、發(fā)布渠道密切相關，即一個服務對象及其相關人員可以通過多種方式接收氣象預警信息，如郵件、短信、傳真、電話等。因此，可引入信息收集完整性指數(shù)以判斷服務對象接收預警信息的有效性。

1.2.1 預警信息發(fā)布對象完整性指數(shù)

服務對象信息收集完整性很大程度上決定了最終的服務質量。服務對象實際收集的預警信息達到一定的標準，則認為信息收集是完整的。信息收集完整性指數(shù)計算式為

(6)

其中，Icg(i,j)為服務對象信息收集完整性指數(shù)；i=1,…,p1(決策服務對象的一級分類數(shù))；j=1,…,q1(i)(決策服務對象的二級分類數(shù))；Iag(i,j)為該服務對象的實際收集數(shù)；Ibg(i,j)為該服務對象設置的標準數(shù)。其計算式分別為

(7)

(8)

其中，Bdp(i,j)為服務對象接收渠道標準個數(shù)；Adp(i,j)為服務對象接收方式實際個數(shù)；Bun(i,j,k)為服務對象不同類別人員接收預警信息的標準個數(shù)；Aun(i,j,k)為服務對象不同類別人員接收預警信息的實際個數(shù)；S1為單位人員的類別數(shù)。

另外，針對各種類型(政府機關、重點單位、密集場所)、各種級別(省、市、縣)單位制定了信息收集數(shù)量標準，那么各種服務對象類型和類別的信息收集完整性指數(shù)計算方法如下:

設Icg(i,j,k,l)為任一服務對象的信息完整度指數(shù)。其中，k=1,2,3分別表示省、市、縣三級；l=1,…,M(i,j,k)，代表第i個一級分類、第j個二級分類、第k級別的服務對象數(shù)。

設服務對象信息的實際收集數(shù)為Rea(i,j,k)，服務對象信息的標準收集數(shù)為Bzm(i,j,k)，則

(9)

其中，I(i,j,k)就是第i個一級分類、第j個二級分類、第k級別的服務對象信息完整性指數(shù)。

1.2.2 決策服務預警信息發(fā)布能力指數(shù)

發(fā)布預警信息時，按照收集的服務對象接收預警信息渠道悉數(shù)發(fā)布，則認為此服務對象收集信息完整性指數(shù)，就是發(fā)布單位對該對象的預警信息發(fā)布能力指數(shù)，即

Pb(i,j,k)=I(i,j,k)

(10)

決策氣象服務預警發(fā)布綜合能力指數(shù)可以表示為

(11)

其中，Wb(i)為第i類的權重系數(shù)。

1.3 基層決策服務發(fā)布能力指數(shù)

近年來在應對氣象災害過程中，構建了農村以村為單位的氣象信息員隊伍、災害隱患區(qū)的防災責任人隊伍，城市以社區(qū)為單位的災害應急責任人隊伍來傳播氣象災害預警信息。充分發(fā)揮了基層干部(農村鄉(xiāng)鎮(zhèn)干部、城市街道社區(qū)干部)、基層黨員、城市網格信息員等的先鋒作用，達到防災減災的目的。文中，考慮以此為基礎的基層氣象災害預警信息發(fā)布能力計算。

以農村為例，當氣象信息員、干部、防災責任人、其他人員接收到氣象災害預警信息后，通過再傳播使轄區(qū)內多數(shù)村民都收到預警信息，這可視作氣象災害預警信息對該村實現(xiàn)了全覆蓋。因此，引入基層預警信息發(fā)布覆蓋度指數(shù)：

(12)

其中，Cb(i,j)為第i類已達到該類配置標準的人員個數(shù)；Cr(i,j)為第i類應配置標準的人員個數(shù)；Cq(i,j)為第i類人員接收氣象災害預警信息的標準分數(shù)(管理部門制定)，i=1,2,…,N(人員類別數(shù))，表示城市的街道(j=1)、社區(qū)(j=2)、農村的鄉(xiāng)鎮(zhèn)(j=3)、行政村(j=4)四種級別的人員類別數(shù)。

定義一個縣的基層單位預警信息發(fā)布能力指數(shù)Pc表示為

(13)

其中，Pc1(i)為縣(城市)所轄第i個街道(區(qū))的基層單位預警信息發(fā)布能力指數(shù)；Pc2(i)為縣(農村)所轄第i個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的基層單位預警信息發(fā)布能力指數(shù)；R1為縣(城市)所轄街道(區(qū))數(shù)；R2為縣(農村)所轄鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)。

(14)

(15)

其中，Pc11(i)為城市第i個街道的預警信息發(fā)布能力指數(shù)；Pc12(i,j)為城市第i個街道第j個社區(qū)的預警信息發(fā)布能力指數(shù)；Pc21(i)為農村第i個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的預警信息發(fā)布能力指數(shù)；Pc22(i,j)為農村第i個鄉(xiāng)鎮(zhèn)第j個村的預警信息發(fā)布能力指數(shù)。

如果用基層單位預警發(fā)布信息覆蓋度指數(shù)代替其預警信息發(fā)布能力指數(shù)，則

Pc11(i)=Cov1(i)

(16)

Pc12(i,j)=Cov2(i,j)

(17)

Pc21(i)=Cov3(i)

(18)

Pc22(i,j)=Cov4(i,j)

(19)

即可計算出基層單位預警信息發(fā)布能力指數(shù)。

2 江西省氣象災害預警信息發(fā)布能力評價

參考2020年數(shù)據，根據式(16)—(19)計算得到江西省171個街道、7.05萬個社區(qū)、1 568個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、1.6萬個行政村的預警信息發(fā)布能力指數(shù)分別為96%、92%、75%、61%。因此，城市基層單位預警信息發(fā)布能力指數(shù)為94%，農村基層單位預警信息發(fā)布能力指數(shù)為68%，得到江西省基層決策服務發(fā)布能力指數(shù)是81%。由此可見，農村基層單位預警信息發(fā)布能力明顯低于城市。分別計算分析2020年江西省基層氣象信息員、網格員、鄉(xiāng)鎮(zhèn)干部、街道干部、社區(qū)干部、防災責任人、應急責任人的預警信息發(fā)布能力指數(shù)(圖1)，發(fā)現(xiàn)網格員和氣象信息員的發(fā)布能力指數(shù)比其他人員明顯偏高，說明利用網格員和氣象信息員發(fā)布預警信息，能更及時有效地將預警信息傳播到個人。因此，可通過提高鄉(xiāng)政干部的預警信息發(fā)布能力和充分發(fā)揮氣象信息員的作用來提高農村基層單位預警信息發(fā)布能力。

圖1 2020年江西省基層服務預警信息發(fā)布能力指數(shù)Fig. 1 Grassroots service release ability index in Jiangxi province, 2020

利用2020年江西省預警信息發(fā)布管理數(shù)據，采用式(3)、(11)計算得到公眾服務氣象災害預警信息發(fā)布能力指數(shù)是80%，決策服務發(fā)布能力指數(shù)是82%(圖2)。最終得到江西省級預警信息發(fā)布能力綜合指數(shù)是81%。分析公眾服務、決策服務、基層服務的氣象災害預警信息發(fā)布能力指數(shù)和綜合能力指數(shù)發(fā)現(xiàn)，各個設區(qū)市的發(fā)布能力差異不明顯，總體發(fā)布能力均都有待提高。

圖2 2020年江西省各設區(qū)市預警發(fā)布能力指數(shù)Fig. 2 Early warning information release ability index in districts and cities of Jiangxi province, 2020

4 結 語

目前對預警信息發(fā)布能力定量化評估的研究較少，文中綜合考慮預警信息發(fā)布工作中各發(fā)布渠道的主要特征和實際要素，建立預警信息發(fā)布能力評價指標體系，以定量分析江西省預警信息發(fā)布能力現(xiàn)狀。江西省的預警信息發(fā)布能力指數(shù)平均為80%左右，總體發(fā)布能力有待提高；基層的網格管理員和氣象信息員的發(fā)布效率較其他渠道更好，可充分利用，以解決“最后一公里”的覆蓋問題。

但是本研究也存在一些不足：1) 指標選取不夠全面，如未考慮不同渠道的預警發(fā)布效率和質量，包括預警發(fā)布提前量、預警發(fā)布流程耗時、預警信息準確性等；2) 評估方法可遷移性不夠強，如決策氣象服務預警信息發(fā)布對象的單位分類如有變化，則對應評估方法需要相應調整。