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摘要：新冠肺炎（COVID-19）疫情的持续性扩散引发与其他传染病时空叠加的复合型风险，对我国突发性公共卫生事件的应急管理体系提出严峻考验。现有风险评估方法主要研究疫情风险因素独立作用产生的影响，不适用于现实中各风险因子叠加、耦合作用的复杂情形。本文首先建立粒计算情景层次模型，构建各粒层间的映射并藉此定义向上的泛化求解算法，提出“三层四段五情六粒”的风险评估-防控框架。其次采用2020年武汉市疫情发展数据与2020年广州市疫情演变的多风险因素数据，进行“市县-省-区域”三层复合风险求解的实证分析。以广州市疫情数据为例，将粒计算对比常用的层次分析法进行疫情风险评估。分析结果表明：1）长江中下游区域防控资源调度风险指数最高为55.85，珠江中下游区域防控资源调度风险指数最高为21.45，两地在防控资源调度风险指数上差值较大。2）粒计算方法与层次分析法评估疫情经济损失风险上的结果基本一致,但在防控资源调度风险和新冠病毒传播风险上存在较大差距。由现实情况可验证粒计算模型的有效性。最后提出新冠病毒传播风险、疫情经济损失风险、防控资源调度风险三方面的防控措施，为更好实现疫情防控的应急管理提供建议参考。
关键词：粒计算;复合疫情风险;风险评估;情景层次模型
一、研究背景和意义
2020年爆发的新冠肺炎疫情作为当下社会最受关注的非常规突发事件，无论是对个体的身体健康还是对社会的发展都产生了较为剧烈的损害。同往常的社会突发事件相比，新冠疫情爆发缺失征兆，其发展和演变机理都具备大环境的复杂性，所产生的风险蔓延社会的多个层面。风险要素相互叠加、耦合，经过并发、串联、级联等效应的作用进而演化为系统性公共危机。新冠肺炎与登革热、流感、心脑血管疾病等情况具有叠加效应，增加人的死亡风险。随着新冠疫情的蔓延发展，全世界已进入常态流行与常态防控阶段，传染病、心血管疾病与城市内涝等自然灾害时空叠加会为城市带来随机性强、隐蔽性深、周期性长、范围性广、破坏性大的复合风险扰动。因此，统筹融合不同评估方法的优势，对各风险因子进行系统性分析筛查并构建准确的风险情景，无疑是决策主体精准把握情形并作出科学决策的必要前提。
为了具体评估新冠肺炎疫情带来的风险，国内外学者提出了若干评估模型，研究方法多样，但在概率估计与损害评估方面存在静态、线性与刚化性等不足。本文在非常规突发事件情景要素形式化表示的基础上，基于粒计算理论作出相适应的情景层次模型。根据风险情景粒子间的关联关系构成风险情景粒子群，由底层风险情景粒子群自下而上地相互作用及泛化形成高层风险情景粒子群，对底层粒子的原始数据进行粒计算，于不同风险情景粒层中进行求解， 实现整体风险情景的宏观描述及各层级风险的微观描述。最终得到疫情风险的科学量化评估。此评估方法克服了原有方法的局限性，为复合型疫情风险评估提供新视角。
二、主要内容
为解决复合疫情风险无法直接从宏观层面进行评估的问题，本文利用粒计算逐层聚合的特点，设计基于粒计算的情景层次模型，从“三个层次”“四个阶段”“五类情报”“六个要素”的角度出发，提出针对复合风险的评估方法，并由此推演总结得到不同维度下风险的评估，使决策者更好地实现对复合疫情的分时分级防控预警与最优资源调度分配。
本文首先基于突发风险暴发的时空范围与作用机制特性，从新冠肺炎与登革热、流感、心脑血管的复合影响因素中提取相关风险因子，分析因子间的联系、相互作用的运行规律和作用机理，聚焦疫情、政情、财情、民情、医情五方面构建以下情景：
(1) 狙击疫情。发展至今的新冠变异株奥密克戎潜伏期较长，病毒潜伏在人口密度大的公共场所时间越长，传播速度就会越快，传播距离会更广。同时，对于确诊患者而言，也承担着新冠病毒直接损害与患者自身存在的流感、心脑血管等疾病结合产生复合损害的风险。同时，所有与确诊患者有过密切接触的疑似患者均需受到隔离处理。
(2) 洞察政情。政府是疫情危机的核心应对主体，疫情对我国经济产生了较大冲击，影响市场正常波动，使得消费者物价指数不规律地上涨，因此政府需根据不同产业的现实发展，结合具体城市在以城市内涝等自然灾害复合冲击的阻滞，采取差异化的财政投入措施，确保各行业生产的正常运行。
(3) 统筹财情。市场经济在疫情冲击下产生了不容忽视的下跌，大量产业的生产被叫停，投资风险进一步扩大。进出口商品受到限制，部分中小企业也因此面临破产，进而引起居民失业率的不断升高。
(4) 掌握民情。居民们积极响应国家政策:戴口罩、打疫苗、居家隔离、减少出行。但在长时间隔离管控的限制下，市民们的心理状态产生了较明显的起伏，个人情绪易受到媒体、报社等多方外界舆论的影响，造成社会各群体的混乱。
(5) 探明医情。医疗机构的临床救治和疾控机构的公共卫生干预是有效遏制疫情蔓延的两大重要举措。突发性公共卫生事件爆发后，医院病房满负荷运行，迅速成立的专家指挥部高效运转，为临床诊疗工作提供指导参考。根据疫情发展情况，实时调整医护人员配置，并生产相匹配的医疗物资，由当地的各式交通方式组织配送。
基于上述情景，提取一定量的指标。结合专家咨询法与熵值法，分析不同指标与突发性复合疫情间的关联关系，筛选出25个与疫情关联性强的风险指标。进一步分析风险指标的相关性，聚合成病毒传播、受体损害、经济损失、行业冲击、社会动荡、应急资源6个粒子。
随后，结合疫情防控的各风险因子及不同层次主体的相关文献，构建面向市县、省、区域三个层次的风险情景粒层。底层对应的是市县级风险描述，分别由风险情景要素病毒传播、受体损害、经济损失、行业冲击、社会动荡、应急资源六个风险要素组成。中层对应的是省级风险描述，该层由底层聚合而来。高层对应的是区域级风险描述，该层的输出将宏观展现新冠病毒风险、疫情经济风险、防控资源调度风险这三个维度的风险情景。该三层形成完整风险情景结构。
基于本文提出的风险情景粒结构模型，综合采用逻辑回归、随机森林等建模方法对情景粒层间的关系抽象得到8个粒层间的映射关系，可以帮助决策者科学有效地进行策略的实施。模型中粒结构的运算主要包括向上方向的转化以及同粒层内粒的推理过程。向上方向的转化依据情景粒层间的层次结构及映射关系，基于最底层情景信息依次获得较高层次情景信息。收集底层粒子属性的数据，通过8种映射关系计算得到中层粒子属性结果。中层情景粒根据其映射关系经聚合输出得到风险情景粒高层结果，即为新冠病毒传播风险、疫情经济损失风险、防控资源调度风险三方面的复合风险指数。
最后，为验证模型的有效性，本文将武汉疫情爆发与常态防控的时间聚焦在2019 年12月8 日至2020年12月31日，依据确诊人数的变化趋势将其划分为四个阶段：潜伏期-爆发期-稳定期-恢复期。收集底层风险情景要素数据，由下至上泛化求解得到新冠病毒传播的直接风险指数为44.33，疫情造成的经济损失风险指数15.22，疫情中防控资源调度存在的风险指数为55.85，三个维度的风险指数均以100为上界。
为检验模型的鲁棒性，本文还收集了广州市2020年1月1日-2020年12月31日疫情演化的相关数据，代入粒计算情景风险评估模型，从广州市-广东省-珠江中下游三个层次出发，进行泛化求解。得到广州市新冠病毒传播的直接风险指数为32.52，疫情造成的经济损失风险指数46。76，疫情中防控资源调度存在的风险指数为21.45。
同时，根据参考文献所采用的层次分析法，以底层粒子为准则层，高层粒子为方案层，根据熵值法所得权重值对各指标进行打分，并将所得数值标准化，得到新冠病毒传播风险指数为25.48，疫情经济损失风险指数45.03，防控资源调度风险指数为29.48。
对比粒计算模型下武汉和广州两市为底层的高层风险值，两地在防控资源调度风险指数上则相差较大。广东省是珠江中下游流域的代表省份，经济发展水平位居全国第一，在疫情爆发时，大量患者涌入医院，但该地区制造业发达，地理位置优越，因此防控资源调度风险值较位于内陆中部地区的长江中下游地区更低，但疫情造成大量企业停工停产，产业链与供应链环节受阻，给当地带来较大的经济损失风险。所得结果与实际情况一致，由此验证模型有效性。
对比粒计算模型与层次分析法得到的珠江中下游区域三个维度的风险值，两种方法在评估疫情经济损失风险上的结果基本一致，但在防控资源调度风险和新冠病毒传播风险上存在较大差距。疫情风险研究存在高度复杂和不确定因素之间耦合等特点，广东省毗邻港澳，海陆交通便利，制造业发达，防控资源运输相对便利。同时，广东省是登革热高发地，目前已有研究文献证明登革热与新冠肺炎具有叠加感染的风险，两种病毒混合感染的可能性极高，从而影响公共卫生资源的有效配置。结合广州市“5.21”新冠疫情爆发情况可知，层次分析法无法准确评估新冠病毒传播时与登革热等疾病间耦合给公共卫生系统所带来的压力，也未充分考虑不同尺度和区域疫情风险和管控模式差异性的空间属性，造成低估新冠病毒传播风险而高估防控资源调度风险的结果，易造成高层决策失误。
三、主要结论和政策建议
本文将突发性复合疫情作为研究对象，综合其影响因素耦合多样化的特点，采用粒计算对其进行风险情景层次建模并有效求解，完善复合风险多维协同防控策略，总结出有关复合型疫情风险防控措施的以下几点启示：
(1)从新冠病毒传播风险上，需从病毒自身特征与个体健康损害的视角出发。一是随时把握病毒特征变化，及时根据新型病毒特征调整科学研究进程，研制更具防御威力的疫苗抵抗不断升级的新冠病毒。二是应区分未感染人群和感染人群，对不同人群采取针对性安排与治疗。
(2)从疫情经济损失风险上，需减少疫情带来的直接经济损失与间接行业发展冲击。一是保持财政政策和货币政策的协调发力。财政政策方面要规划缩减政府其他开支，加大中央财政对疫情地区地方财政的一般转移支付力度;货币政策方面需保持适当宽松。二是大力推行疫情带动的新经济模式。疫情控制后，一方面，要鼓励和引导非接触新经济发展，优化已相对成熟的商业运行模式，推动智能化远程办公相关产业的技术升级和完善。另一方面，要顺应疫情下医疗卫生和健康产业迎来的机遇与挑战，满足市场需求。
(3)从防控资源调度风险上，需完善多要素协同管理机制，构建资源应急调度机制。一是完善资源多要素协同管理。贯彻”组织动员-决策指挥-落地执行”高效动员机制。二是构建舆情传播下的资源应急调度机制，形成全方位响应防疫闭环。
四、边际贡献和未来拓展
目前，新冠疫情再次席卷中国各省市，多地出现确诊人数激增情况，譬如上海市、深圳市、香港等地成为了最新的“抗疫主战场”。由本文粒计算情景风险评估模型的泛化性，同样可对其搭建“市— 省—区域”的三层风险情景结构，判断该地疫情暴发对其周围区域造成的群发、链发风险影响。管控效果亦可根据风险情景结构自下而上地进行推演描述，更好地完成区域防控策略的制定实施。
本文摘编自《系统工程理论与实践》第43卷第2期论文《基于粒计算的突发性复合疫情风险评估模型构建》（点击题目链接全文）；
作者：徐雪松1,2, 教授,博士，研究方向:应急管理；彭雅洁3, 研究方向:公共卫生管理；陈晓红1,2；肖冬3, 研究方向:人工智能与模糊计算；王影捷3, 研究方向:大数据与人工智能；颜楚涵3, 研究方向:粒计算
1. 湖南工商大学 长沙人工智能社会实验室, 长沙 410205;
2. 湘江实验室, 长沙 410205;
3. 湖南工商大学 计算机学院, 长沙 410205