基于ISM-MICMAC 的城市公共安全韧性水平影响因素分析

张静，田杰芳

（华北理工大学 建筑工程学院，河北唐山 063210）

0 引言

城市公共安全问题是“大城市病”的一个突出例子。为了避免敏感复杂的城市系统受到外界扰动而给城市公共安全带来严重危害，亟需找出影响城市公共安全韧性建设的相关因素以及各影响因素相互之间的关联，从而更好地为城市公共安全韧性水平的提升提供方向及思路。

我国对城市公共安全的研究一直着力不够，但自2003年“非典”爆发后，政府和学界便开始逐渐重视城市公共安全管理。如政府相继成立了与城市公共安全相关的部门，学者们的研究目光也越来越多聚焦城市公共安全领域。尚志海[1]等将城市公共安全风险评估指标体系分为4 个层次，并通过突变级数法定量评估社区公共安全风险。 范维澄等[2]提出将突发事件、承灾载体、应急管理三者作为城市公共安全体系架构分析的基础。 任懿平[3]对基于大数据的城市公共安全治理创新路径进行了深入的研究。孙华丽等[4]从人口状况、能力指标和脆弱性指标着手，建立了超大城市公共安全评估指标体系。 夏一雪等[5]基于智慧治理理念，构建面向智慧城市的公共安全治理模式，为提升智慧城市公共安全治理效能提供思路。

可以看出，现有城市公共安全的研究主要集中于体系框架和风险治理方面，较少从韧性角度出发深入探讨影响城市公共安全韧性建设水平的各种因素。 因此，本文的研究目标是通过ISM 模型厘清城市公共安全韧性建设水平的影响因素及其相互之间的逻辑关系，然后运用MICMAC 法分析影响因素的驱动力和依赖性。研究成果一方面可以为建立科学的城市公共安全韧性水平指标体系提供参考，另一方面也可以为城市公共安全建设各方提供改进思路及方法。

1 主要因素识别

城市公共安全韧性是一个综合概念，它包括城市在公共安全领域防御和抵抗灾害的能力，从冲击中快速恢复的能力，长期学习和改进的能力。本文在严格遵循城市公共安全韧性影响指标选取整体性、 导向性和可操作性原则的基础上，根据文献资料（表1）和专家筛选确定影响城市公共安全韧性的相关因素。对筛选出的16 个影响因素按照经济、组织、社会、基础设施和生态韧性五个方面进行归类，如图1 所示。

表1 影响因素来源与依据

通过图1 只能看出影响因素的种类，并不清楚这些影响因素之间的相互作用关系。 研究表明，解释结构模型（ISM）是有效分析现代系统工程的一种方法，它可将系统中各要素之间模糊不清的关系分解成直观、多层级的结构形式，以揭示各影响因素之间的作用机理[15]。因此可以通过ISM 来研究系统中各因素之间的层级和逻辑关系，以揭示各因素之间的相互关系和影响机理。

图1 影响因素分类

2 影响因素的ISM 模型构建

2.1 构建邻接矩阵

利用ISM 的原理，构建16×16 的邻接矩阵，邻接矩阵中每个元素均表示两个因素是否有直接影响的关系，若有记为“1”，若无记为“0”，其对角线元素为0。 记第i 行第j 列的元素为aij，具体见式（1）：

为了确定每个元素的得分，本文采用专家访谈的方式进行考察。 专家对本行业未来的发展有着前瞻性及导向性，能比大多数人的建议更深入反映目前的发展水平。

Thakkar 等[16]指出通常在理论饱和度达到的基础上，4～10 人就可达到较为理想的预期效果。 参考其他采用ISM 法进行研究的文章[17-19]，本文邀请5 位专家，其中3 位专家为城市公共安全管理部门工作者，2 位专家为高校教授，请他们对16 个影响因素之间的作用关系进行打分，可得城市公共安全韧性水平影响因素的邻接矩阵A（图2）。

图2 邻接矩阵A

2.2 计算可达矩阵

可达矩阵的计算方法利用了布尔矩阵的运算性质。 根据布尔矩阵运算规则，当邻接矩阵A 满足(A+I)K-1≠(A+I)K=(A+I)K+1=M 时，则M为可达矩阵。 本文利用MATALAB 软件计算出可达矩阵M（图3）。

图3 可达矩阵M

2.3 构建ISM 模型

构建城市公共安全韧性影响因素ISM 结构模型是为了更清晰地辨别出各个影响因素所处的层级。 根据可达矩阵M，依次确定可达集R(Si )、先行集Q(Si )、共同集C(Si )，其中C(Si )=R(Si )∩Q(Si )，由此得出城市公共安全韧性各影响因素关系集合，如表2所示。

表2 影响因素划分

通过这样的方式找到终止集，属于该终止集的所有因素为同一层级因素，故选出第1 层的因素为S1,S2,S3,S9,S10,S13,S14,S15,S16，然后将已划分的9 个因素除去，再重复上述工作，完成层级划分，根据层级划分绘制层级关系图（图4）。

图4 影响因素ISM 结构模型

2.4 ISM 层级结构分析

通过构建ISM 结构模型对城市公共安全韧性影响因素所处层级进行清晰梳理可以得到：

（1） S6居民就业率处于最底层，深层次直接或间接地影响其余各项因素，属于经济韧性维度，这证明经济韧性的建设是城市公共安全建设过程中需首要关注的根本影响因素；

（2） 有6 个影响因素处于中间层( 第2～4 层)，属于间接影响因素，它们通常将底层影响因素的作用传递给顶层影响因素。 S7居民人均GDP 影响S5应急避难场所建设和S8政府防灾资金投入情况，而S5和S8相互牵制、相互影响。S5相对独立，S8向上传递影响S12公众防灾意识普及程度，S12较为关键，其向上传递到顶层，关系错综复杂，究其根本是经济维度从下向上支撑，传递到组织维度。 组织韧性属于城市公共安全上层维度，是城市管理者对城市系统的引导，起到整合资源、协调统筹的作用；

（3） 直接影响城市公共安全韧性水平的是处于最顶层的因素，同时也是系统的最终目标，这几个因素问题的解决依赖于根本因素和间接因素产生的问题的解决。 如从间接因素S11多部门之间的有效合作传递到顶层S3城市通信保障能力、S9应急预案有效性和S10安全隐患的整改，其中S12公众防灾意识普及程度影响S9和S10，防灾意识薄弱会导致指令的执行无法得到贯彻，在本该排查完毕的地方留下缺口。

3 影响因素的驱动力和依赖性分析

通过ISM 模型了解因素之间的层级与逻辑关系，运用MICMAC 法，计算出各因素的驱动力和依赖性，以便更有针对性地提出建议。

3.1 MICMAC 分析法简介

在ISM 模型确定各影响因素逻辑结构的基础上，通过MICMAC 法分析城市公共安全韧性建设过程中各影响因素的驱动力和依赖性，可以将影响因素分成四类：Ⅰ自治簇、Ⅱ依赖簇、Ⅲ联系簇和Ⅳ独立簇[20]。 一般来说，位于Ⅳ独立簇的影响因素驱动力较高，它的解决意味着大量其他问题被解决；位于Ⅱ依赖簇的影响因素依赖性较高，它的解决则需要先解决大量其他问题。

根据可达矩阵M 计算各影响因素驱动力和依赖性的大小，并以驱动力和依赖性的平均值作为分界线，城市公共安全韧性影响因素的MICMAC 分析如图5 所示。

图5 影响因素MICMAC 分析

3.2 影响因素的MICMAC 分析

根据图5 分析，可以得到以下结论。

第Ⅰ象限因素的共同点是较低的驱动力与较低的依赖性。 属于此象限的影响因素有S1建筑物抗震性能、S4人均道路面积、S13老年人口比重、S14人均绿地面积、S15建成区绿化覆盖面积和S16垃圾无害化处理率，这6 个因素相对客观独立。 根据图4 可以看出S4为间接影响因素，对S15有影响；其他因素为直接影响因素中不受其他因素影响的因素，与其他因素关联较少。

第Ⅱ象限因素的共同点是较低的驱动力与较高的依赖性。 属于此象限的影响因素有S2城市消防站布置密度、S3城市通信保障能力、S9应急预案有效性、S10安全隐患的整改和S12公众防灾意识普及程度。 从ISM 结构模型中可以看出S12属于间接因素，对S9和S10有影响；其他因素为直接因素，在ISM 模型中大多处于最上层，其中S9和S10最高，又因为S9对S3有影响，所以S3城市通信保障能力的依赖性最高。 位于此象限的影响因素需要依赖其它因素的解决。

第Ⅲ象限因素的共同点是较高的驱动力与较高的依赖性。 属于这一象限的影响因素有S5应急避难场所建设和S8政府防灾资金投入情况。S5属于工程韧性，S8属于经济韧性。 位于Ⅲ象限的因素依赖性和驱动力相对较高，但事实上它们是不稳定的，它们之间具有互相影响，且容易反作用影响自己。 如S8政府防灾资金投入较少，则S5应急避难场所建设数量或者进度就会受到影响，且S5应急避难场所建设情况会反作用影响S8政府防灾资金投入情况。

第Ⅳ象限因素的共同点是较高的驱动力与较低的依赖性。 属于此象限的影响因素有S6居民就业率、S7居民人均GDP 和S11多部门之间建立的有效合作机制。 驱动力很高意味着在系统中对其他因素起着牵引作用，它产生的作用会对其他因素产生连串的蝴蝶效应。 城市就业率低下，社会动荡，人心不稳，易导致城市公共安全事件，政府对基础设施的建设也会因资金问题而日益减少，对安全隐患的整改也会因为资金的短缺而难以为继，所以S6是影响城市公共安全韧性的根本因素，若能够对根本因素产生的问题予以解决则能够很大程度缓解其他因素对整个韧性系统的负面影响。

4 启示与建议

通过ISM 结构模型和MICMAC 分析，对城市公共安全影响因素进行分析和探讨，可将ISM 结构模型分为5 层，根据所含元素对应韧性维度可知：第1 层是直接因素，包含9 个元素，分属工程韧性、组织韧性、社会韧性和生态韧性，其中生态韧性维度的指标全部属于第1 层；第2 层是间接因素，包含3 个元素，分属工程韧性、组织韧性和社会韧性；第3 层是间接因素，包含2 个元素，分属工程韧性和经济韧性；第4 层是间接因素，包含1 个元素，属于经济韧性；第5 层是根本因素，包含1 个元素，属于经济韧性。由ISM 结构模型从下往上、由本及表得出：经济韧性是城市公共安全韧性体系的核心维度，也是支撑城市公共安全韧性的关键，其主要增强城市公共安全从经济持续稳定运行和发展中的恢复力。 因此，为了提高城市公共安全韧性水平，可以先从增强城市经济韧性入手，例如促进居民就业、发展经济多样性。

从ISM 结构模型可以看出，间接影响因素S8政府防灾资金投入情况、S9应急预案有效性、S10安全隐患的整改、S12公众防灾意识普及程度、S11多部门之间建立的有效合作机制之间关系密切，S9、S10和S11三者在整个韧性系统中起着承前启后的作用，属于组织韧性维度。 组织韧性是城市公共安全韧性系统的上层维度，是城市管理者对整个城市发展道路的规划，在整合城市资源和协调其他维度方面发挥着重要作用。 政府应建立有效的合作机制，使城市在应对风险时能够具有一定的抗干扰能力且救援及时、有效。

5 结语

本文在文献研究的基础上辨识出16 个影响城市公共安全韧性的因素，通过ISM 模型和MICMAC 方法，分析了各影响因素的驱动力和依赖性，探讨了城市公共安全韧性影响因素的关联机制。 研究结果表明：S6居民就业率是影响城市公共安全韧性的深层次影响因素，对其他因素有较强的影响，驱动力较强；而S9应急预案有效性和S10安全隐患的整改是直接影响因素并受其他因素影响较大，依赖性较强。 提高城市公共安全韧性建设水平，应以经济建设为中心，以提高组织韧性为纲，增强城市工程韧性和社会韧性，显化城市公共生态环境的改善。