江西省气象灾害预警信息发布能力量化评价

袁正国 , 黄震宇 , 吴 楠

1. 江西省气象信息中心， 江西 南昌 330096 2. 江西省气象灾害应急预警中心， 江西 南昌 330096

0 引 言

在全球气候变化大背景下，各种极端天气气候事件频发，我国气象灾害呈明显上升趋势(秦大河等，2004)。气象灾害预警信息的发布传播是做好气象防灾减灾工作的关键环节，是防御和减轻灾害损失的重要基础(喻迎春等，2018)。如何准确快速地发布气象灾害预警信息，供政府及相关部门、公众等决策参考，以最大限度地减轻气象灾害造成的损失，已成为当前气象部门亟待解决的难题之一。

气象灾害预警信息的发布与传播能力主要体现在气象灾害预警信息覆盖率和气象灾害预警信息发布能力两方面。近年来，不少专家学者对气象预警信息覆盖率的测算进行了探讨。例如，孙健等(2013)提出基于到人的覆盖率定量测算方法，得到2012年上半年我国气象预警信息覆盖率约为77%，其中手机是气象预警信息发布主要途径；罗艳(2011)采用问卷调查方法对江苏省农村气象灾害预警信息接收情况进行了研究；万奎等(2014,2015)基于浙江省德清县的情况分析了气象灾害预警信息公众有效覆盖率。中国气象局和国家统计局对2009年全国公众的抽样调查显示，全国平均气象灾害预警覆盖率为82.3%，而根据部分省市公布的区域气象预警信息覆盖率，计算得到气象预警信息覆盖率为71%(中国气象局发展研究中心，2012)。关于预警信息发布能力方面，目前大多数研究都偏向于定性化的分析，定量化的研究则基本处于空白。Waugh和Streib(2006)研究表明，提高预警信息发布能力要依靠政府、普通群众、各类社会组织和志愿者群体等多方面的力量支持。郑江平(2020)认为,服务端口前移、利用新媒体手段等是提升预警信息发布能力的关键举措。虽然定性化分析对提升预警信息发布能力具有较强的宏观指导意义，但在数字中国建设背景下以及更高水平现代化的建设过程中，对预警信息发布能力进行定性和定量相结合的研究，构建能够合理评估预警信息发布能力的指标体系，不仅是对当前研究的有力补充，更是预警信息发布事业高质量跨越式发展的需要。

文中应用客观计算和分类分析方法，定义了公众服务发布能力指数、决策服务发布能力指数、基层服务发布能力指数和气象灾害预警信息发布对象完整性指数，提出了气象灾害预警信息发布能力综合指数，构建定量化预警信息发布能力评估体系，旨在为江西省预警信息发布系统建设提供参考。

1 预警信息发布能力评价指标计算方法

当前，气象灾害预警信息发布按照对象可以分为公众和决策气象灾害预警信息发布。为了表征气象灾害预警信息发布能力引入综合指数(P)：

P=f(X1,X2,X3,…)

(1)

其中，f为影响函数；X1为发布效率；X2为发布对象；X3为发布渠道。

一般说来，气象灾害预警信息的发布渠道越健全、可覆盖人群越多，则信息覆盖面越广，发布渠道的发布效率越高，所需发布时间越短，预警信息可更快送达。当前，气象灾害预警信息发布均实现了一键式发布，可以在短时间内把预警信息通过平台实现发布，由于业务人员对各类预警信息发布平台的操作时间长短差异较小，可以忽略不计，即将式(1)中的发布效率看作常数，不考虑发布效率对发布能力的影响。一方面，不同的发布方式在不同区域具有不同的发布能力，即发布能力与发布对象、发布渠道密切相关；另一方面，气象灾害发生地的预警信息接收的效果至关重要，有必要进一步考虑基层的发布能力。可以把式(1)近似处理为

P=(Pa+Pb+Pc)/3

(2)

其中，Pa表示面向公众用户的气象灾害预警信息发布能力，称为公众服务预警信息发布能力综合指数(简称公众服务发布能力指数)；Pb表示面向地方党政部门等决策用户的气象灾害预警发布能力，称为决策服务预警信息发布能力综合指数(简称决策服务发布能力指数)；Pc表示面向基层决策用户的气象灾害预警发布能力，称为基层决策服务预警信息发布能力综合指数(简称基层服务发布能力指数)。

1.1 公众服务发布能力指数

面向公众的预警信息发布能力与发布方式密切相关，其计算式为

(3)

其中，n为公众预警发布渠道(方式)的类别数，i=1,2,…,n；Pa(i)为第i类预警发布方式的预警信息发布能力指数，当前面向公众的预警信息发布渠道主要包括手机短信息、电子显示屏(大屏、大喇叭)、公众媒体(传统媒体、新媒体、业务平台)等；Wa(i)为权重系数。

1.1.1 手机短信息发布渠道

手机短信息发布方式主要包括短信息全网信息发布(面向手机运营商基站覆盖范围内的所有用户发布预警短信息)、短信息靶向信息发布(面向发布需要指定或者特定覆盖范围内的所有用户发布预警短信息)、短信息推送发布(公众用户通过短消息推送或者定制的方式收受气象预警短信息)。针对同一次灾害性天气，这三种方式接收的用户人群可能不一样，因此所表现的发布能力也不一样。

不同发布方式(全网发布、靶向发布、短信推送)发布后得到的标准发布分数(由管理部门对这三种发布方式的重视程度确定，表1)，分别是Ni(i=1,…,M1)，M1(=3)表示短信息发布方式的总数。

表1 江西省气象灾害预警手机短信息不同发布方式标准分数Table 1 Standard score of different meteorological disaster early warning information mobile SMS release methods in Jiangxi province

针对不同营运商不同发布方式的实际发布得分(Qi,j)表示为：1) 如果实现了发布方式，则Qi,j=Ni；2) 如果未实现发布，则Qi,j=0。其中，i=1,…,M1；j=1,…,M2。M2(=3)表示手机营运商的总个数。则手机短信息发布方式的预警信息发布能力指数Pa(1)定义为实际发布总得分占应发布总得分的比例，即

(4)

1.1.2 大屏和大喇叭发布渠道

当前主要采用大屏(电子显示屏)和大喇叭(预警广播)进行定点式发布预警信息，文中暂不考虑气象信息服务站。一般情况，大屏主要设在一些场镇或者人口相对集中的区域，大喇叭主要设在地质灾害、气象灾害隐患区的城镇和村庄。大屏、大喇叭的实际应用情况往往采用使用在线率(大屏、大喇叭的可用数量除以总数)来表征。因此，大屏、大喇叭发布渠道的发布能力指数Pa(2)计算式为

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

(5)

其中，Ral、Rab分别为大屏(电子显示屏)、大喇叭(预警广播)的使用在线率。

1.2 决策服务发布能力指数

决策气象服务是随我国经济社会发展和气象事业发展而产生的(薛建军等,2010；梁科等,2020)。决策气象服务是具有中国特色的特殊气象服务，是我国各级(国家、省、市、县)气象部门为决策部门(各级党政领导机关)防灾减灾科学决策提供的气象专业性与综合性相结合的信息服务。近年来，众多气象科技工作者围绕决策服务预警发布的工作流程、发布技术、服务支撑平台建设等进行了相关分析研究(吴焕萍等,2008；Chao et al,2016；王秀荣等,2016；张亚等,2016)。

根据决策气象服务预警信息发布的实际情况、气象防灾减灾重点单位规范标准(中国气象局，2018)以及中国气象局的《基层气象灾害预警服务能力建设指南》《基层突发灾害性天气预警服务基本标准规范(试行)》，确定决策服务预警信息发布对象的单位分类如表2所列。所有的服务最终都要落实到人，所以必须与服务对象的人员联系到一起。各预警信息接收单位人员包括负责人、预警联系人和业务人员各一名。

表2 江西省决策气象服务预警信息发布对象的单位分类Table 2 Release object classification of the decision-making meteorological service early warning information in Jiangxi province

在现有技术水平下，决策气象服务预警信息发布能力与发布对象、发布渠道密切相关，即一个服务对象及其相关人员可以通过多种方式接收气象预警信息，如邮件、短信、传真、电话等。因此，可引入信息收集完整性指数以判断服务对象接收预警信息的有效性。

1.2.1 预警信息发布对象完整性指数

服务对象信息收集完整性很大程度上决定了最终的服务质量。服务对象实际收集的预警信息达到一定的标准，则认为信息收集是完整的。信息收集完整性指数计算式为

(6)

其中，Icg(i,j)为服务对象信息收集完整性指数；i=1,…,p1(决策服务对象的一级分类数)；j=1,…,q1(i)(决策服务对象的二级分类数)；Iag(i,j)为该服务对象的实际收集数；Ibg(i,j)为该服务对象设置的标准数。其计算式分别为

(7)

(8)

其中，Bdp(i,j)为服务对象接收渠道标准个数；Adp(i,j)为服务对象接收方式实际个数；Bun(i,j,k)为服务对象不同类别人员接收预警信息的标准个数；Aun(i,j,k)为服务对象不同类别人员接收预警信息的实际个数；S1为单位人员的类别数。

另外，针对各种类型(政府机关、重点单位、密集场所)、各种级别(省、市、县)单位制定了信息收集数量标准，那么各种服务对象类型和类别的信息收集完整性指数计算方法如下:

设Icg(i,j,k,l)为任一服务对象的信息完整度指数。其中，k=1,2,3分别表示省、市、县三级；l=1,…,M(i,j,k)，代表第i个一级分类、第j个二级分类、第k级别的服务对象数。

设服务对象信息的实际收集数为Rea(i,j,k)，服务对象信息的标准收集数为Bzm(i,j,k)，则

(9)

其中，I(i,j,k)就是第i个一级分类、第j个二级分类、第k级别的服务对象信息完整性指数。

1.2.2 决策服务预警信息发布能力指数

发布预警信息时，按照收集的服务对象接收预警信息渠道悉数发布，则认为此服务对象收集信息完整性指数，就是发布单位对该对象的预警信息发布能力指数，即

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

(10)

决策气象服务预警发布综合能力指数可以表示为

(11)

其中，Wb(i)为第i类的权重系数。

1.3 基层决策服务发布能力指数

近年来在应对气象灾害过程中，构建了农村以村为单位的气象信息员队伍、灾害隐患区的防灾责任人队伍，城市以社区为单位的灾害应急责任人队伍来传播气象灾害预警信息。充分发挥了基层干部(农村乡镇干部、城市街道社区干部)、基层党员、城市网格信息员等的先锋作用，达到防灾减灾的目的。文中，考虑以此为基础的基层气象灾害预警信息发布能力计算。

以农村为例，当气象信息员、干部、防灾责任人、其他人员接收到气象灾害预警信息后，通过再传播使辖区内多数村民都收到预警信息，这可视作气象灾害预警信息对该村实现了全覆盖。因此，引入基层预警信息发布覆盖度指数：

(12)

其中，Cb(i,j)为第i类已达到该类配置标准的人员个数；Cr(i,j)为第i类应配置标准的人员个数；Cq(i,j)为第i类人员接收气象灾害预警信息的标准分数(管理部门制定)，i=1,2,…,N(人员类别数)，表示城市的街道(j=1)、社区(j=2)、农村的乡镇(j=3)、行政村(j=4)四种级别的人员类别数。

定义一个县的基层单位预警信息发布能力指数Pc表示为

(13)

其中，Pc1(i)为县(城市)所辖第i个街道(区)的基层单位预警信息发布能力指数；Pc2(i)为县(农村)所辖第i个乡镇的基层单位预警信息发布能力指数；R1为县(城市)所辖街道(区)数；R2为县(农村)所辖乡镇数。

(14)

(15)

其中，Pc11(i)为城市第i个街道的预警信息发布能力指数；Pc12(i,j)为城市第i个街道第j个社区的预警信息发布能力指数；Pc21(i)为农村第i个乡镇的预警信息发布能力指数；Pc22(i,j)为农村第i个乡镇第j个村的预警信息发布能力指数。

如果用基层单位预警发布信息覆盖度指数代替其预警信息发布能力指数，则

Pc11(i)=Cov1(i)

(16)

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

(17)

Pc21(i)=Cov3(i)

(18)

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

(19)

即可计算出基层单位预警信息发布能力指数。

2 江西省气象灾害预警信息发布能力评价

参考2020年数据，根据式(16)—(19)计算得到江西省171个街道、7.05万个社区、1 568个乡镇、1.6万个行政村的预警信息发布能力指数分别为96%、92%、75%、61%。因此，城市基层单位预警信息发布能力指数为94%，农村基层单位预警信息发布能力指数为68%，得到江西省基层决策服务发布能力指数是81%。由此可见，农村基层单位预警信息发布能力明显低于城市。分别计算分析2020年江西省基层气象信息员、网格员、乡镇干部、街道干部、社区干部、防灾责任人、应急责任人的预警信息发布能力指数(图1)，发现网格员和气象信息员的发布能力指数比其他人员明显偏高，说明利用网格员和气象信息员发布预警信息，能更及时有效地将预警信息传播到个人。因此，可通过提高乡政干部的预警信息发布能力和充分发挥气象信息员的作用来提高农村基层单位预警信息发布能力。

图1 2020年江西省基层服务预警信息发布能力指数Fig. 1 Grassroots service release ability index in Jiangxi province, 2020

利用2020年江西省预警信息发布管理数据，采用式(3)、(11)计算得到公众服务气象灾害预警信息发布能力指数是80%，决策服务发布能力指数是82%(图2)。最终得到江西省级预警信息发布能力综合指数是81%。分析公众服务、决策服务、基层服务的气象灾害预警信息发布能力指数和综合能力指数发现，各个设区市的发布能力差异不明显，总体发布能力均都有待提高。

图2 2020年江西省各设区市预警发布能力指数Fig. 2 Early warning information release ability index in districts and cities of Jiangxi province, 2020

4 结 语

目前对预警信息发布能力定量化评估的研究较少，文中综合考虑预警信息发布工作中各发布渠道的主要特征和实际要素，建立预警信息发布能力评价指标体系，以定量分析江西省预警信息发布能力现状。江西省的预警信息发布能力指数平均为80%左右，总体发布能力有待提高；基层的网格管理员和气象信息员的发布效率较其他渠道更好，可充分利用，以解决“最后一公里”的覆盖问题。

但是本研究也存在一些不足：1) 指标选取不够全面，如未考虑不同渠道的预警发布效率和质量，包括预警发布提前量、预警发布流程耗时、预警信息准确性等；2) 评估方法可迁移性不够强，如决策气象服务预警信息发布对象的单位分类如有变化，则对应评估方法需要相应调整。