城市公共安全系统影响因素的结构方程模型_黄玉杰.pdf

第 51 卷 第 1 期2023 年 2 月福州大学学报(自然科学版)Journal of Fuzhou University(Natural Science Edition)Vol 51 No 1Feb 2023DOI:107631/issn1000224321548文章编号:10002243(2023)01011107城市公共安全系统影响因素的结构方程模型黄玉杰，林子燚，阳富强，段在鹏(福州大学环境与安全工程学院，福建 福州350108)摘要:为解决城市公共安全系统影响因素定量化分析的问题，从城市发展的自然生态环境、城区内的硬件设施系统及软件设施系统 3 个维度分析城市公共安全系统的影响因素，构建涵盖 5 个潜在变量、13 个测量变量的城市公共安全系统结构方程模型，对城市公共安全子系统的构成要素进行量化分析，得出各个影响因素对城市公共安全系统的作用路径 结果表明:城市公共安全承灾系统与城市公共安全抗灾系统之间的相关性最高(0820);在城市公共安全背景系统中人文因素对其影响较大(0611);在城市公共安全承灾系统中生命线工程建设情况对其具有显著性影响(0415);在城市公共安全抗灾系统中技术保障能力对其影响较大(0529)关键词:城市安全;公共安全;结构方程模型;技术保障能力中图分类号:X959文献标识码:AStructural equation modelling of the factors influencing urban public safety systemsHUANG Yujie，LIN Ziyi，YANG Fuqiang，DUAN Zaipeng(College of Environment and Safety Engineering，Fuzhou University，Fuzhou，Fujian 350108，China)Abstract:To solve the problem of quantitative analysis of the factors influencing of urban public safetysystems，the factors influencing of urban public safety system are analysed in three dimensions，thenatural ecological environment of urban development，the hardware facility system within the urban areand the software facility system A structural equation model of the urban public safety system covering5 potential variables and 13 measured variables is constructed to quantify the constituent elements ofthe urban public safety subsystem and to derive the paths of each influencing factor on the urban publicsafety system The results show that the correlation between urban public safety disaster-bearing systemand urban public safety disaster-resisting system is the highest(0820)Human factors have a greaterinfluence on the urban public safety background system(0611)The construction of lifeline projectshas a significant influence on the urban public safety disaster-bearing system(0415)And the technicalsupport capacity has a greater influence on the urban public safety disaster-resistance system(0529)Keywords:urban safety;public safety;structural equation model;technical support capability0引言随着我国城市群落数量持续增加、城市网络系统不断联结，在快速城市化背景下，人口流动规模不断扩大，至 2020 年底，我国常住人口城镇化率已超过 60%1 城市人口持续扩张，过度丰盈的人口数量对城市的公共资源、环境、基础设施和城市管理提出了新的挑战24 人口城市化偏离目标，加剧了城市的脆弱与失衡，将影响城市的可持续发展57 因此，亟需找出影响城市公共安全建设的相关因素及各影响因素之间的关联，从而更好地为城市公共安全提供方向和思路2003 年 SAS 事件及 2008 年汶川地震等一系列城市风险事件的发生，显示出我国在应急管理、公共安全管理、风险治理和安全规划等方面的短板，公共安全管理由此得到学者的广泛关注，并在接下来的收稿日期:20211221通信作者:阳富强(1982)，博士，教授，主要从事安全与应急管理方面研究，fqouyang82 163com基金项目:国家自然科学基金资助项目(51874100)福州大学学报(自然科学版)第 51 卷http:/xbzrbfzueducn10 a 内与此相关联的主题得到发展及完善8 当前，城市公共安全主要应用于高层建筑9、轨道交通10、公共消防11、城市信息网络12 和智慧城市13 等主题进行，对这些主题主要从风险辨识、风险分析、风险评估及风险管控等 4 方面开展研究，对于城市公共安全系统影响因素分析还未进行深入的研究 结构方程模型是用变量的协方差矩阵来分析变量之间关系的一种统计方法，它将不能直接观测的指标、概念以潜在变量的形式表现出来，通过创建与测量变量(明显的影响因素)间的线性关系进行分析，是比较好的方法14 综上所述，本研究拟采用结构方程模型及 AMOS 210 软件，引入城市公共安全背景系统、城市公共安全承灾系统及城市公共安全抗灾系统 3 个潜在变量，构建多因素的城市公共安全系统满意度的结构方程模型，定量描述各个子系统及其影响因素对选择结果的影响大小，分析各个影响因素间的因果关系，通过结构方程假设模型图及修正模型图将两者间的具体数值关系直观地反映出来，从而得出结论及相应的改进措施1城市公共安全系统影响因素分析11潜在变量与测量变量分析城市内部秩序及外部环境都存在着影响制约城市公共安全系统发展及完善的因素 将城市公共安全指标体系中的“脆弱性”和“防护能力”细分为城市公共安全背景系统(自然生态环境)、城市公共安全承灾系统(城区内硬件设施)及城市公共安全抗灾系统(城区内的软件设施)各潜在变量含义及测量变量如表1 所示 城市公共安全系统需要综合考虑 3 个子系统及其内部影响因素的耦合关系及安全可靠度，加强正耦合效应、减弱负耦合效应，从整体上提升城市公共安全建设水平表 1潜在变量与测量变量Tab1Potential variables and measured variables潜在变量潜在变量定义测量变量测量变量描述城市公共安全背景系统城市安全稳定发展的外部生态环境自然因素气象灾害、海洋灾害、洪水灾害、地质灾害等人文因素生态危机、“四新”产品使用不当、城市管理不善等城市公共安全承灾系统城市内部的硬件设施(客观环境系统)城市类型生态风险型、功能风险型、社会风险型和综合风险型城市人口状况取决于经济体制、社会福利、基础设施及城市文化社会经济发展以第一产业为主，遭遇自然灾害的风险概率较大;第三产业为主，受到公共卫生事件、社会安全事件的影响可能性较大生命线工程城市中的基建工程，包括交通系统工程、情报通讯系统工程、能源供给系统工程、供排水系统工程社会生态环境水资源、土地资源、生物资源及气候资源城市公共安全抗灾系统城市内部的软件系统安全管理能力安全管控能力和应急应变能力;城市公共安全管理体制机制的建立健全情况技术保障水平对自然和人文因素所导致事故的监测与预报预警能力应急救助能力公共安全突发事件，内部紧急施救能力及外部救援情况工程防御能力工程设施及建筑抵御自然灾害和应急避难场所的建设物资供给情况应急物资储备、使用;安全设备设施投入安全文化建设城市安全理念、安全宣传教育和人员安全行为模式12模型假设由耦合理论和系统分析理论，假设城市公共安全3 个子系统间具有相互影响的关系，提出以下6 个假设，且根据以下假设绘制出城市公共安全系统 SEM 假设模型，如图 1 所示假设 H1:城市公共安全背景系统对城市公共安全承灾系统有正面影响假设 H2:城市公共安全承灾系统对城市公共安全背景系统有正面影响假设 H3:城市公共安全抗灾系统对城市公共安全背景系统有正面影响211第 1 期黄玉杰，等:城市公共安全系统影响因素的结构方程模型http:/xbzrbfzueducn假设 H4:城市公共安全背景系统对城市公共安全抗灾系统有正面影响假设 H5:城市公共安全抗灾系统对城市公共安全承灾系统有正面影响假设 H6:城市公共安全承灾系统对城市公共安全抗灾系统有正面影响图 1城市公共安全系统 SEM 假设模型Fig1SEM hypothesis model of urban public safety system2结构方程模型21数学模型结构方程模型(SEM)分为测量方程和结构方程 测量方程表示潜在变量与测量变量间的关系;结构方程表示潜在变量间的相互关系 测量方程和结构方程的表达式如下:y=y+x=x+(1)=B+(2)式中:x、y 分别为外源、内源潜在变量指标向量;、分别为外源、内源潜在变量组成的向量;x和 y为测量变量与潜在变量的关系;、分别为测量变量x、y的测量误差;B和为结构路径系数矩阵，其中 B 是内源潜在变量之间的关系，是外源潜在变量对内源潜在变量的作用和影响15 22模型假设模型假设是进行结构方程模型分析的首要内容 主要包括潜在变量和测量变量的选择、样本容量的确定及结构方程初始模型建立的 4 个层面 结构方程初始模型的建立需要根据研究人员的经验和理论分析来选择适配的测量变量与潜在变量，并对模型中可能存在的相关关系指标变量做出假设估计23数据检验将问卷调查数据进行信度、效度分析是进行参数模型估计有效的前置步骤 信度分析指的是对问卷量表的可信程度分析，用来检测问卷调查数据的可靠性或稳定性 信度检验常用 Cronbach s 系数法，用 数值进行评估各题项间的稳定性，其值越大表明测量标准误差值越小 效度分析是用来检测问卷量表的有效性及正确性 KMO 值越靠近 1，表明题项间的共性因子越多;Bartlett s 球状检验用于检验各个变量间的独立性，Bartlett s 检验显著性(即 Sig)值为 0000，若小于 001 则拒绝原假设，说明问卷效度可靠，可进行下一步计算24参数估计在结构方程模型中，常用的参数估计法有最大似然法 ML、无加权最小平方法 ULS、二阶段最小平方法 TSLS 本研究通过 AMOS 210 软件进行模拟所采用的是最大似然法 ML，它可为模型寻求最可能解释观测数据的值，即运用 ML 法从观测数据中抽取模型所需数据311福州大学学报(自然科学版)第 51 卷http:/xbzrbfzueducn25模型检验拟合优度指数检验是用来判断所提出的假设模型是否能够用以描述实际变量间的关系 如果拟合指数未达到标准值，则表示提出的假设存在一定的问题，需要进行进一步分析及修正16 其主要检验指标有显