人口流动监测预警系统的研究与设计分析研究 计算机科学与技术专业

人口流动监测预警系统的研究与设计摘要：人口流动是影响我国人口安全的一个重要因素，对人口流动进行监测预警有益于人口的可持续发展。文章设计了一套动态监测人口流动发展变化的预警指标体系，对预警指标进行了严格的筛选，并尝试性的设置了各个预警指标的临界点及相应的指标区间，分析了人口流动预警系统的结构模型和核心算法，在此基础上运用综合模拟法构建了人口流动的监测预警模型。关键字：人口安全人口流动指标体系预警警戒线问题的提出人口流动一个国家和一个地区经济发展的必然结果，改革开放的20多年是我国经济发展最为快速的时期，也是我国人口流动最为活跃的时期。在农村，经济体制的改革使数以万计的农村剩余劳动力从土地上解放出来，大量的农民工开始由农村流向城市；在城市，劳动、人事制度的改革以及户籍制度、社会管理的深刻变化，也促使人口流动日益频繁，目前的中国正在经历着和平时期最为频繁的人口流动。人口的流动一方面促进了城市的经济发展，为社会主义经济的快速增长作出了不可磨灭的贡献，另一方面，人口的流动也引发了一系列的社会问题，如社会治安混乱、交通拥挤、环境恶化等等，这些问题的存在无一不对我国新时期的人口安全构成潜在的威胁。因此建立一套监测人口流动的预警系统对我国的人口流动状况实施监测，提前对人口流动的非正常状态进行报警，为政府决策人员制定正确的人口发展政策提供科学依据，将有益于整个社会的人口可持续发展。为此我们基于公共安全与危机管理理论，尝试建构了我国人口流动的监测预警系统，该系统包括人口流动监测评估指标体系的选择和设计、人口流动监测预警系统的结构分析、各预警指标的警戒线阀值设置和预警系统的核心算法讨论等。人口流动监测评估指标体系的设计人口流动的概念界定人口流动是人口移动的重要形式之一，目前我国对人口流动的概念界定不一，甚至概念模糊、混淆，从不同的概念出发会给出不同的指标体系设计方案，因此在设计人口流动的监测评估指标体系之前有必要对人口流动的概念进行探讨和完善。人口流动,从广义讲是指人口在空间地域或社会范围的移动。从狭义讲人口流动是指人口在一定空间、一定时间范围内居无定所的移动。其含义应包括以下几个基本要素:一是不改变户籍所在地或常住地;二是跨越一定的地域空间;三是在流入地的居住是暂时性的;四是有往返行为或意愿。（马本昌，1998）本文的人口流动指的是狭义的人口流动。（二）人口流动监测评估指标的选择人口流动监测预警系统作为人口安全预警系统的一个分支，它不仅要满足一般人口安全指标的规范，也应该体现自身作为人口流动风险量表的特征。对于人口流动预警指标的选择，我们认为，它必须遵循以下原则：1.代表性原则，指标之间并不都是相互独立的，对于人口流动预警子系统来说，各指标之间往往具有等价的特性，指标之间存在着一定的可替换性，因此选择指标是要选择具有较强代表性的指标，以减少工作量和降低误差。2.可操作性原则，即在确定预警指标体系时，应考虑到社会预警机制的科学化需要，社会预警指标体系内的各指标，无论是客观性指标还是主观性指标，最后的结果都应该能够用数值来表示，可以定量化处理。研究者应该尽量选择那些便于操作化的指标去充实指标体系。3.灵敏性原则，预警系统需要具有能够及时捕捉人口流动变动过程的指标，即一个良好的预警指标应该具有高度的灵敏性，能够在人口流动即将发生或刚刚发生时，就能表现出这种不按动的征兆。4.规则性和稳定性原则，统计指标的变动轨迹并不可能严格按照正弦和余弦轨迹波动，因此说规则性和稳定性只具有相对意义，只要求指标变化的振幅不是很强烈、稳定性较好等5.数据收集的及时性原则，在选择指标是必须要考虑指标的测量和数据收集的及时性，尽量选择那些具有及时的和可量化的指标，要解决好理论上的重要性和实际操作的可行性之间的矛盾，一些指标在理论定性上可能非常重要，但是却难以量化或者量化的成本很高，因此，在选择指标是就不应该入选。根据上述原则，将人口流动指标体系分为人口流动变化趋势指标集、人口流动状况指标集、人口流动控制指标集三个子模块，在三个子模块下又相应设计了十个修正指标，以获得可测评内容。如表1所示。人口流动监测评价指标集人口流动监测评价指标集人口流动的趋势子模块A1:GDP年增长速度A2城镇流动人口年增长速度A3铁路旅客发送量年增长速度A4市镇人口占总人口比重年增长速度人口流动的状态子模块A5人口自然增长率A6流动人口就业率A7城镇人口使用的农村劳动力占就业人口的比重人口流动控制子模块A8流动人口子女义务教育阶段在学率A9公共安全感系数年增长速度表1：人口流动监测评价指标体系表人口流动的趋势指标集:GDP年增长速度8%,，城镇流动人口年增长速度6.7%，新增劳动力人口年增长速度25%国家计委社会发展司，铁路旅客发送量年增长速度0.4％（中国铁道部网站），市镇人口占总人口比重年增长速度1.5%人口流动的状态指标集:人口自然增长率6.45%、流动人口就业率96.7%，人口密度134上海2579。城镇人口使用的农村劳动力占就业人口的比重9.1%中国劳动统计年鉴2003人口流动控制指标集：流动人口子女义务教育阶段在学率90%（国务院妇儿工委办公室、中国儿童中心2002-2003中国九城市中国九城市流动儿童状况调查），公共安全感系数年增长速度-2.8%外来人口犯罪率年下降速度三.人口流动监测预警系统的系统结构和工作模式如图1所示，人口流动监测预警系统主要有四部分构成：1.数据收集与处理系统人口流动监测预警系统主要是通过动态监测一定时空范围内的人口流动状况和严重程度来分析、判断人口流动的安全水平，因此人口流动的数据收集与处理至关重要。一般来讲，关于人口流动的数据主要来自于官方的人口统计年鉴、劳动年鉴，地方的流动人口调查，另外全国的普查资料也是数据的一个重要来源。2．人口流动指标评价系统该系统是预警系统的核心层次，统计指标是一定时期范和围内的人口流动变化状况的指示器，预警系统就是运用每个指标对人口流动的状况进行逐一评价，然后将各个指标的评价值用数学方法进行汇总，最后得出人口流动状况的安全级别。3.安全分级系统安全分级系统是将指标评价运算所得数值结果与安全警度对应起来，我们一般按照人口流动的危害程度把警情程度分为五个档次，即无警警度、轻警警度、中警警度、重警警度和巨警警度，为了使警度能够以信号的形式显示，我们给警度的5个级别分别配以5种颜色的警灯，绿色代表无警区，蓝色代表轻警区，黄色代表中警区，橙色代表重警区，红色代表巨警区。4.决策支持系统。决策支持系统分为三个层次，一是注意，当人口流动的信号指数进入轻、中警区（蓝灯区和黄灯区）时，政府相关部门应该密切关注当前的人口流动状况，采取严密的防范措施和控制措施，阻止人口流动向坏的方向演化。二是治理，当人口流动的信号指数进入重警区（橙灯区）时，政府相关部门应该采取有效措施，遏制人口流动的无序发展，实施有效的人口政策和采取严厉的专项整治行动。三是应急，当人口流动的信号指数进入巨警区（红灯区）时，政府相关部门应该启动应急方案，实施紧急应对措施，迅速扭转人口流动的非正常状态，恢复人口流动的正常秩序。人口流动监测预警系统数据收集与处理系统：数据收集数据筛选数据处理人口流动指标评价系统：人口流动变化趋势指标子系统人口流动状况指标子系统人口流动控制指标子系统安全分级系统：绿色蓝色黄色橙色红色无警区轻警区中警区重警区巨警区正常范围低度危害中度危害次高度危害高度危害决策支持系统：针对不同的安全分级和受危害的程度采取相应的应对措施图1：人口流动监测预警系统结构图人口流动的工作模式首先由数据收集和处理系统进行人口流动状况数据的收集、筛选和处理工作，分析、整理出人口流动状况的指标，然后由指标评价系统对人口流动的安全状况进行评价，在由安全分级系统根据评价结果对人口流动的安全状况进行分级确定安全警度，并进行报警，最后又决策支持系统治对针对不同的安全分级和受危害的程度采取相应的应对措施。由此我们可以整合出整个预警系统的计算机程序框架。如图2所示数据收集与处理系统子块M1的各预警指标数值数据收集与处理系统子块M1的各预警指标数值子块M2的各预警指标数值子块M3的各预警指标数值各预警指标的预警信号指数计算子块M1的预警信号指数计算子块M2的预警信号指数计算子块M3的预警信号指数计算总模块M的预警信号指数计算当M[0.8，1]时接通绿灯当M[0.6，0.8]时当M[0.4，0.6]时当M[0.2，0.4]时当M[0，0.2]时轻警区中警区重警区巨警区无警区接通蓝灯接通黄灯接通橙灯接通红灯关注治理应急图2：人口流动监测预警系统的计算机程序框架图（由于时间限制，本研究的前期工作仅限于系统的结构、运行模式和计算机程序框架的架构与说明，系统程序的研发工作将视后期工作的进展而定）。四．人口流动评价指标的警戒线阀值设定与核心算法（一）人口流动评价指标的警戒线阀值设置我们通过对人口安全的统计分析，并结合定性研究，确定各个预警指标的安全阀值。我们结合我国人口历年的统计分析以及国内外对人口安全的研究，并反复征求专家的意见，初步界定人口流动预警体系的8个指标的警戒区间。见下表：指标名称无警区的下限阀值≤A预警信号设置的区间A＜＜B巨警区的上限阀值≥BA1GDP年增长率（%）3%3%＜＜15%15%A2城镇流动人口年增长速度（%）0.5%0.5%＜＜10%10%A3铁路旅客发送量年增长速度（%）%＜＜%A4市镇人口占总人口比重年增长速度（%）0.5%0.5%＜＜3%3%A5人口自然增长率（%）A6流动人口就业率（%）100%0.5%＜＜10%85%A7城镇人口使用的农村劳动力占就业人口的比重（%）0.5%0.5%＜＜10%10%A8流动人口子女义务教育阶段在学率（%）100%70%＜＜100%70%A9公共安全感系数年增长速度（%）25%25%-5%-5%（二）人口流动各预警指标预警信号指数计算第二步用数学函数f（X：A，B）计算各个指标的预警信号指数分值，确定每个信号的预警警度。函数f（X：A，B）的计算公式是:1X≤Af（X：A,B）=（B-X）/（B-A）A＜X＜B0X≥B计算方法：（=1\*romani）将预警警度分为无警警度、轻警警度、中警警度、重警警度、巨警警度五个警度，（=2\*romanii）是将五个预警警度的区间影射到[0，1]区间中去。无警区轻警区中警区重警区巨警区X≤A10.80.60.40.20X≥B（ⅲ）是通过函数f（X：A，B）计算各个指标在[0，1]区间的分数值，并确定指标相应的警度区间。以2003年的城镇失业率为例，2003年登记的城镇失业率为4.5%，代入上述公式可得：f（X：0，7%）=(7%-4.5%)/(4.5%-0)=0.56,因为0.4＜0.56＜0.6，所以，我国2003年的城镇失业率处于中警区。主要运用综合模拟法，通过确定各个预警指标的安全阀值和相应指标区间，设置综合模拟信号和指示灯来对人口流动安全状态进行预警。其构建的基本思路如下：第三步对各个指标进行专家评分，构造人口流动层次的判断矩阵，求解其特征向量，来确定各个指标相对于人口流动子系统的权重，然后通过加权综合的方法，将各个指标的信号指数综合起来，得到一个对人口流动的整体性评价。具体方法和步骤如下：1．请专家根据专家评分表对两两因素之间的重要程度进行评分，根据评分结果构造判断矩阵，确定值。评分尺度为1—9及其倒数，下表列出了标度的含义：标度含义135792，4，6，8倒数表示两个因素相比，具有相同重要性表示两个因素相比，前者比后者稍重要表示两个因素相比，前者比后者明显重要表示两个因素相比，前者比后者强烈重要表示两个因素相比，前者比后者极端重要表示上述相邻判断的中间值若因素与因素的重要性之比为，那么因素与因素重要性之比为。专家评分表指标名称A1A2A3A4A5A6A7A8A11A21A31A41A51A61A71A81A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8，分别代表GDP增长速度，社会治安案件报告数年增长速度，迁移率，人口城市化水平年增长速度，人口密度年增长速度，农业剩余劳动力比例，城镇失业率，城镇流动人口年增长速度。2．求解矩阵A的最大特征值特和对应的归一化特征向量，即指标A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8的权重。3．对判断矩阵作一致性检验，检验步骤如下，（=1\*romani）计算一致性指标（n为矩阵的阶数，在这里n=8）（=2\*romanii）查找相应的平均随机一致性指标。值与矩阵阶数有关，在这里矩阵A的阶数是9，查相关数学表得出RI值是1.41（ⅲ）计算一致性比例当时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应对判断矩阵作适当修正。4．是计算人口流动子系统的预警信号指数分值。令人口流动预警子系统的预警指数分值为，则：其中，为指标A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8，的预警指数分值，为指标A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8的权重。5．根据计算得出的指数分值确定人口流动预警系统中相应的警度区，并以不同颜色的警灯或长短不一的警铃声音进行预警。可以给警度的5个级别分别配以5