姜 旭，郭祺昌

北京物資學(xué)院物流學(xué)院，北京，101149

面對突發(fā)傳染病疫情，前期的預(yù)警和響應(yīng)尤為重要。及時(shí)啟動(dòng)響應(yīng)預(yù)案，快速開展防治工作對于阻斷傳播具有關(guān)鍵性的作用。在防控工作中，突發(fā)事件的分級(jí)是快速響應(yīng)和有效應(yīng)對的基礎(chǔ)[1]。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對于突發(fā)事件的分級(jí)開展了相關(guān)研究，采用支持向量機(jī)、主成分分析、K-means聚類、隨機(jī)森林等方法研究了地震、洪澇災(zāi)害、軌道交通安全等情景下的突發(fā)事件分級(jí)[1-3]，通過機(jī)器學(xué)習(xí)及聚類方法的應(yīng)用，一定程度上解決了突發(fā)事件分級(jí)寬泛、主觀性強(qiáng)的問題，提高了分級(jí)模型的適應(yīng)性。但在研究方法上，多以事件發(fā)生后嚴(yán)重程度作為評估基礎(chǔ)，屬于事后的靜態(tài)分級(jí)方法，缺少對于突發(fā)事件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的應(yīng)用。研究內(nèi)容上，多集中于公共安全及自然災(zāi)害領(lǐng)域，對于公共衛(wèi)生領(lǐng)域及重大傳染病疫情的研究還比較少。突發(fā)公共衛(wèi)生事件具有動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性的特征，基于突發(fā)公共衛(wèi)生事件數(shù)據(jù)開展研究已經(jīng)成為新的研究趨勢[4]。因此，本研究嘗試通過建立基于熵-IAHP法的重大傳染病疫情分級(jí)響應(yīng)評估模型，對新冠肺炎疫情暴發(fā)初期全國各省份應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別進(jìn)行評估，為今后傳染病類突發(fā)公共衛(wèi)生事件的應(yīng)急響應(yīng)啟動(dòng)提供決策依據(jù)。

1 資料來源與方法

1.1 研究對象

本研究以新冠肺炎疫情中各省份啟動(dòng)突發(fā)公共衛(wèi)生事件響應(yīng)時(shí)間為研究對象，選取疫情傳染性、嚴(yán)重性、醫(yī)療救護(hù)能力及社會(huì)環(huán)境作為評估指標(biāo)。指標(biāo)體系中確診人數(shù)、新增病例數(shù)及死亡人數(shù)來源于國家衛(wèi)健委1月20日-1月27日疫情數(shù)據(jù)。醫(yī)療救護(hù)能力及社會(huì)環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于2019年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。

1.2 指標(biāo)體系構(gòu)建

傳染病的影響因素眾多，應(yīng)遵循科學(xué)性、代表性和可得性原則選擇指標(biāo)?，F(xiàn)有研究多集中于疾控機(jī)構(gòu)應(yīng)急能力及應(yīng)急處置效果，指標(biāo)體現(xiàn)疫情處理準(zhǔn)備、疫情處置措施及疫情控制效果[5-7]，針對傳染病疫情影響程度的研究相對較少。綜合分析現(xiàn)有傳染病監(jiān)測系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)[8]，確定分級(jí)響應(yīng)量化評價(jià)指標(biāo)。結(jié)合各省份實(shí)際情況，加入醫(yī)療救護(hù)能力因素與社會(huì)環(huán)境因素。同時(shí)，由于新型傳染病疫情發(fā)生的早期，對病原體和疫情的認(rèn)識(shí)不足，大量的數(shù)據(jù)難以被統(tǒng)計(jì)，因此還需要考慮數(shù)據(jù)的可得性，在咨詢相關(guān)專家意見的基礎(chǔ)上，選擇具有代表性的評估指標(biāo)。此外，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的強(qiáng)弱對于傳染病的發(fā)展及后續(xù)的防控也具有重要影響。傳染病是生物之間互相傳播的疾病，人員的交流是其得以傳播的前提，而經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的發(fā)生必然伴隨著人員流動(dòng)和物流的發(fā)生。因此，引入經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度因素，建立了重大傳染病應(yīng)急響應(yīng)分級(jí)評估指標(biāo)體系。

指標(biāo)體系包含傳染性、嚴(yán)重性、醫(yī)療救護(hù)能力、社會(huì)環(huán)境4個(gè)一級(jí)指標(biāo)。①傳染性，包括時(shí)點(diǎn)患病率、基本傳染數(shù)、周邊地區(qū)流行程度、新增病例數(shù)。時(shí)點(diǎn)患病率(prevalence)指某特定時(shí)間內(nèi)總?cè)丝谥心巢⌒屡f病例所占的比例；基本傳染數(shù)(basic reproduction number，常寫為R0)指沒有人為干預(yù)的情況下，在易感人群的環(huán)境中，平均1個(gè)患者可以傳染的人數(shù)。該數(shù)據(jù)一般可通過流行病報(bào)告直接獲得；周邊地區(qū)流行程度(popularity of surrounding areas)指周邊地區(qū)傳染病的嚴(yán)重程度。為方便計(jì)算，本文采用鄰近地區(qū)的時(shí)點(diǎn)患病數(shù)據(jù)求和表示；新增病例數(shù)(new case)即當(dāng)前日累計(jì)病例數(shù)與前1日累計(jì)病例數(shù)之差。②嚴(yán)重性，包括病死率、住院率。③醫(yī)療救護(hù)能力，包括每千人口醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)床位數(shù)、每千人口衛(wèi)生技術(shù)人員數(shù)。④社會(huì)環(huán)境，包括人口密度、人口聚集度、經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度。為方便統(tǒng)計(jì)，該數(shù)據(jù)通過省份內(nèi)城鎮(zhèn)化水平表示；經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度，即估計(jì)該省份與疫情暴發(fā)中心地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)交流強(qiáng)弱程度。各項(xiàng)數(shù)據(jù)可根據(jù)該省份統(tǒng)計(jì)年鑒獲得。見圖1。

圖1 傳染病疫情響應(yīng)指標(biāo)體系

新冠疫情暴發(fā)于春節(jié)時(shí)期，人口流動(dòng)變化較大，以人口數(shù)作為比率的形式不再適合建模需要，故將地區(qū)時(shí)點(diǎn)患病率替換為地區(qū)累計(jì)確診數(shù),區(qū)域病死率以區(qū)域累計(jì)死亡代替?；緜魅緮?shù)在疫情早期難以準(zhǔn)確計(jì)算，本文采用2020年1月30日Zhanwei Du等發(fā)表在medRxiv期刊中對于基本傳染數(shù)的估計(jì)，R0=2.56(95%CI：2.09,2.78)[9]，各省份數(shù)據(jù)采用置信區(qū)間內(nèi)符合正態(tài)分布的隨機(jī)生成方式產(chǎn)生。此外，疫情暴發(fā)早期，醫(yī)療資源尚未飽和，確診病例基本符合“應(yīng)收盡收、應(yīng)治盡治”的救治原則，各區(qū)域住院率接近100%，該數(shù)據(jù)采用區(qū)間內(nèi)隨機(jī)生成方式產(chǎn)生。各區(qū)域間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度應(yīng)用引力模型計(jì)算，分子為省份的人口數(shù)及2019第4季度GDP值，分母距離為各省份省會(huì)城市至疫情暴發(fā)中心武漢市的直線距離。

1.3 研究方法

熵權(quán)法是一種完全客觀的評價(jià)方法，其評價(jià)結(jié)果完全建立在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上。區(qū)間層次分析法(IAHP)是對傳統(tǒng)層次分析法(AHP)的改進(jìn)，區(qū)間層次分析法考慮了構(gòu)造判斷矩陣時(shí)的不確定性問題，將確定的點(diǎn)判斷矩陣改造為區(qū)間判斷矩陣，相對于AHP法，對于不確定性問題的評價(jià)更加可靠，但其仍然建立在主觀比較的基礎(chǔ)上，其主觀性仍然較強(qiáng)[10]。熵-IAHP法結(jié)合兩種方法優(yōu)勢，公式為：

(1)

(2)

式(1)中的Wi表示各指標(biāo)綜合權(quán)重，Ai為用熵權(quán)法確定的各評價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)值，Bi為用IAHP確定的各評價(jià)指標(biāo)主觀總排序權(quán)值。各指標(biāo)綜合權(quán)重范圍為0-1，數(shù)值越大則指標(biāo)在決策中重要程度越強(qiáng)。式(2)中Qj為各省份綜合評價(jià)得分，即根據(jù)各指標(biāo)綜合權(quán)重，通過線性加權(quán)的方式，使用經(jīng)過歸一化處理后的數(shù)據(jù)計(jì)算綜合評價(jià)得分。應(yīng)急響應(yīng)分級(jí)評估是一個(gè)系統(tǒng)問題，既包含傳染病的客觀發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，也包括專家對于本地區(qū)傳染病發(fā)展影響因素的評判，需要同時(shí)結(jié)合傳染病客觀情況和主觀估計(jì)進(jìn)行評估。

本文收集疫情歷史數(shù)據(jù)，形成決策矩陣，采用專家打分法確定疫情各級(jí)指標(biāo)的相對重要程度，構(gòu)造區(qū)間判斷矩陣。利用熵權(quán)法求得指標(biāo)客觀權(quán)重，利用IAHP法求得指標(biāo)主觀權(quán)重，進(jìn)而確定疫情各指標(biāo)綜合權(quán)重，得到各省份的疫情嚴(yán)重程度指數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

運(yùn)用Excel 2016對指標(biāo)體系數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整理，數(shù)據(jù)的處理及指標(biāo)體系權(quán)重的計(jì)算在MATLAB 2018b中進(jìn)行。

2 結(jié)果

2.1基于熵-IAHP法的應(yīng)急響應(yīng)分級(jí)模型

通過式(1)，確定熵-IAHP綜合權(quán)重Wi，權(quán)重結(jié)果如表1所示。

表1 綜合權(quán)重

2.2 數(shù)值實(shí)驗(yàn)分析

分別計(jì)算2020年1月20日-1月25日各省份疫情嚴(yán)重程度,根據(jù)計(jì)算結(jié)果，劃定嚴(yán)重程度指數(shù)大于5的省份啟動(dòng)公共衛(wèi)生一級(jí)響應(yīng)。評估響應(yīng)啟動(dòng)時(shí)間與實(shí)際響應(yīng)啟動(dòng)時(shí)間比較如表2所示。

表2 評估與實(shí)際響應(yīng)啟動(dòng)時(shí)間比較

評估啟動(dòng)時(shí)間與實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間，湖北省最晚于1月20日就應(yīng)啟動(dòng)一級(jí)響應(yīng)，實(shí)際在1月24日才啟動(dòng)，響應(yīng)過晚；其余各省份也同樣存在響應(yīng)不及時(shí)的問題。相對來說，湖南、廣東、浙江3省對疫情的響應(yīng)較早，接近評估啟動(dòng)時(shí)間，對于疫情發(fā)展的研判比較及時(shí)。

在評估體系判斷的基礎(chǔ)上，還要堅(jiān)持全國一盤棋，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)防控響應(yīng)工作，形成防控合力。西藏、青海等省份，其嚴(yán)重程度較低，確診人數(shù)也未達(dá)到響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)該采取人為啟動(dòng)的方式啟動(dòng)。剩余所有省份應(yīng)在1月25日同步啟動(dòng)一級(jí)應(yīng)急響應(yīng)。

3 討論

3.1 重大傳染病疫情分級(jí)響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)是公共衛(wèi)生治理體系的重要組成部分

應(yīng)急響應(yīng)的啟動(dòng)是后續(xù)應(yīng)急處置與救援的基礎(chǔ)與前提。考慮到資源的有限性及傳染病疫情快速變化的特點(diǎn)，對高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)應(yīng)予以優(yōu)先預(yù)防控制和應(yīng)急準(zhǔn)備[11]。實(shí)時(shí)監(jiān)測疫情風(fēng)險(xiǎn)，動(dòng)態(tài)更新風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)響應(yīng)級(jí)別，是疫情防控的必要措施。各地區(qū)能否適時(shí)、適度地啟動(dòng)、調(diào)整、解除響應(yīng)，反映了該地區(qū)政府面對突發(fā)事件的反應(yīng)力和執(zhí)行力。因此，完善疫情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對我國健全重大傳染病疫情應(yīng)急響應(yīng)，改革完善重大疫情防控救治體系具有重要意義。目前，突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急響應(yīng)往往由地方政府啟動(dòng)，缺乏響應(yīng)啟動(dòng)及分級(jí)的量化指標(biāo)與依據(jù)。從實(shí)際情況看，我國的公共衛(wèi)生響應(yīng)并未起到應(yīng)有的作用，在操作層面是缺失的。當(dāng)前我國亟需建立科學(xué)的應(yīng)急響應(yīng)分級(jí)機(jī)制，從而充實(shí)應(yīng)急管理預(yù)案，避免進(jìn)退失據(jù)的情況發(fā)生。

既往公共衛(wèi)生事件應(yīng)急響應(yīng)研究多集中于風(fēng)險(xiǎn)評估領(lǐng)域，往往是針對特定場景下?lián)p失概率和損失程度進(jìn)行量化分析，未考慮響應(yīng)等級(jí)的劃分，缺乏實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的支持[12-14]。與自然災(zāi)害類、安全生產(chǎn)類突發(fā)事件的分級(jí)響應(yīng)不同，公共衛(wèi)生突發(fā)事件由于種類多樣，影響因素復(fù)雜，事件持續(xù)時(shí)間長，后續(xù)的影響難以預(yù)估，分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)很難具體化到某一指標(biāo)。另一方面，即便是同類型的公共衛(wèi)生事件，發(fā)生的地區(qū)、發(fā)生的時(shí)間不同，其應(yīng)急響應(yīng)的定級(jí)和所要采取的應(yīng)急措施也不相同。這決定了對于公共衛(wèi)生事件確定響應(yīng)級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)一般是原則性的，難以完全定量化、具體化的界定。

3.2 半定量組合模型具有科學(xué)性和適用性

為提高模型科學(xué)性，采用熵權(quán)法確定指標(biāo)體系客觀權(quán)重，動(dòng)態(tài)分析疫情的時(shí)空分布，判斷疫情趨勢；采用IAHP法確定指標(biāo)體系主觀權(quán)重，可以有效利用醫(yī)療救護(hù)能力和社會(huì)環(huán)境等靜態(tài)數(shù)據(jù)來反映各地區(qū)間的差異。當(dāng)前，我國的傳染病疫情監(jiān)測系統(tǒng)為疫情研判提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，所有病例數(shù)據(jù)都通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街袊膊☆A(yù)防控制中心[15]。但在疫情暴發(fā)初期，病原體特征及其傳播途徑難以及時(shí)、準(zhǔn)確獲取，此時(shí)疫情的傳染性及嚴(yán)重性作為描述性指標(biāo)，可以反映疫情的客觀屬性，判斷疫情的影響范圍及損失程度。另一方面，社會(huì)環(huán)境及醫(yī)療救護(hù)能力作為統(tǒng)計(jì)性指標(biāo)，可以反映疫情的主觀屬性，預(yù)測疫情蔓延情況并評估政府應(yīng)對能力的強(qiáng)弱。本研究將管理科學(xué)中的模型方法與公共衛(wèi)生應(yīng)急管理相結(jié)合，從傳染性、嚴(yán)重性、醫(yī)療救護(hù)能力和社會(huì)環(huán)境4個(gè)方面建立基于熵-IAHP法的突發(fā)重大傳染病疫情分級(jí)響應(yīng)評估模型，充分利用各種監(jiān)測數(shù)據(jù)，使評估結(jié)果更具科學(xué)性。

評估結(jié)果與各省份風(fēng)險(xiǎn)程度及疫情發(fā)展情況基本一致，模型具有現(xiàn)實(shí)適用性。在權(quán)重的確定方面，居前3位的因素依次為：累計(jì)死亡人數(shù)(0.5610)、當(dāng)日新增病例數(shù)(0.1770)、累計(jì)確診人數(shù)(0.1596)，其中嚴(yán)重性指標(biāo)(0.5878)及傳染性指標(biāo)(0.3718)的數(shù)值大小將對各省份最終整體得分排序產(chǎn)生重要影響，這表明疫情的客觀屬性對于評估決策具有決定性作用，也體現(xiàn)了現(xiàn)有主觀決策的不足。熵權(quán)法所確定的客觀權(quán)重與IAHP法所確定的主觀權(quán)重?cái)?shù)量級(jí)基本一致，表明了經(jīng)驗(yàn)判斷一定程度上可以反映疫情的客觀屬性。醫(yī)療救護(hù)能力及社會(huì)環(huán)境指標(biāo)方面，IAHP法所確定的主觀屬性權(quán)重要高于熵權(quán)法，這是由于我國各省份應(yīng)對突發(fā)公共衛(wèi)生事件能力有所差異，但差異值有限，評估者的主觀判斷會(huì)放大這種差異。在今后的研究中，可以適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)調(diào)整兩種方法的組合權(quán)重，使模型適合疫情不同發(fā)展階段的評估。由于疫情全面暴發(fā)后各省份數(shù)據(jù)將面臨非比例增長的情況，經(jīng)過歸一化處理評估指標(biāo)體系可能面臨失效的問題，因此本文建立的疫情響應(yīng)指標(biāo)體系僅適用于疫情暴發(fā)初期，這也是該評估方法的不足之處。但該評估模型具有較好地拓展性，未來可進(jìn)一步加入指標(biāo)，應(yīng)用并改進(jìn)該模型達(dá)到更好的效果。

3.3 響應(yīng)啟動(dòng)時(shí)間與疫情風(fēng)險(xiǎn)程度不匹配問題突出

重大傳染病的應(yīng)急管理可分為疫情準(zhǔn)備、疫情應(yīng)對、疫情恢復(fù)、疫情解除4個(gè)階段，相比于其他類型突發(fā)事件，傳染病疫情類突發(fā)公共衛(wèi)生事件持續(xù)時(shí)間長，分級(jí)響應(yīng)貫穿于4個(gè)階段全過程。與應(yīng)急響應(yīng)流程相對應(yīng)，災(zāi)害準(zhǔn)備階段，分級(jí)響應(yīng)機(jī)制起到獲知并傳達(dá)疫情信息作用；災(zāi)害應(yīng)對階段，分級(jí)響應(yīng)機(jī)制提供了有效反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)；災(zāi)害恢復(fù)階段和災(zāi)害解除階段，分級(jí)響應(yīng)機(jī)制反映了需重點(diǎn)應(yīng)對的目標(biāo)和疫情的恢復(fù)水平。目前我國監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)雖然得到加強(qiáng)，但是指揮與決策系統(tǒng)的運(yùn)行效率低下[16]，并且由于缺乏定義明確的操作框架，使得各省份間應(yīng)急響應(yīng)的啟動(dòng)存在時(shí)間上的差距。

研究結(jié)果顯示，最早在1月20日，湖北省就應(yīng)啟動(dòng)一級(jí)應(yīng)急響應(yīng)。但是早期的人際傳播并未引起相關(guān)部門的重視[17]，直至疫情大規(guī)模暴發(fā)，給后續(xù)的防治工作造成了極大的困難。直到1月24日，湖北省新冠肺炎疫情防控指揮部才決定啟動(dòng)突發(fā)公共衛(wèi)生事件一級(jí)響應(yīng)。而早在前1天，湖南省、浙江省和廣東省均根據(jù)本省應(yīng)急預(yù)案啟動(dòng)了一級(jí)響應(yīng)。應(yīng)急響應(yīng)啟動(dòng)的及時(shí)與否，直接影響著后續(xù)防控的效果。以浙江省為例，截至2月3日，浙江省成為除湖北省外疫情最嚴(yán)重的省份，得益于完備的傳染病防治法規(guī)體系[18]，浙江省在全國范圍內(nèi)最先啟動(dòng)公共突發(fā)衛(wèi)生事件一級(jí)響應(yīng)，從排查、隔離、觀察，到疫情檢測報(bào)告等不同環(huán)節(jié)實(shí)施嚴(yán)格的措施，使該省沒有出現(xiàn)疫情大范圍蔓延的情況。同時(shí)，浙江省率先啟動(dòng)一級(jí)響應(yīng)也對周邊省份起到了一定的聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，除西藏自治區(qū)外的其他省份也陸續(xù)在3天內(nèi)啟動(dòng)一級(jí)響應(yīng)。重大傳染病疫情分級(jí)響應(yīng)評估結(jié)果依賴于病例數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，疫情暴發(fā)初期，大部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于被動(dòng)監(jiān)測，因而各醫(yī)療機(jī)構(gòu)的傳染病網(wǎng)絡(luò)直報(bào)工作直接影響傳染病傳播風(fēng)險(xiǎn)的評估質(zhì)量。在醫(yī)療資源短缺的疫情重災(zāi)區(qū)開展主動(dòng)病例監(jiān)測，有助于疫情信息及醫(yī)療資源信息的實(shí)時(shí)采集更新，對于及時(shí)啟動(dòng)和調(diào)整應(yīng)急響應(yīng)具有重要意義。未來我國應(yīng)盡快完善重大疫情的防控體系，增強(qiáng)相關(guān)應(yīng)急預(yù)案的可操作性和針對性。防治觀念從應(yīng)急向預(yù)防扭轉(zhuǎn)，合理部署公共衛(wèi)生資源，確保公共衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展同社會(huì)的發(fā)展相適應(yīng)。