“指标”一词 (Indicator)来源于拉丁文的Indicare,原意是揭示、指引、告白的意思,指标通常是某一参数或某些参数导出的值,评价指标以比较简单的方式向人们提供评价对象的有关信息。警情指标、警源指标和警兆指标密切相关三位一体,警情指标是预警研究的对象,是区域水资源业已存在或潜伏着的问题；警情产生于警源,又必然要产生警兆；根据警兆指标的变化状况,联系警兆的报警区间,参照警素的警限确定和警度划分,并结合未来情况作适度的修正,便可以预报警素的严重程度,即预报警度；根据警素的警度,联系警源指标,对症下药,采取相应的排警措施,以便实现有效的宏观调控。因此,区域水资源可持续利用预警系统要以警情指标为对象,以警源指标为依据,以警兆指标为主体。

区域水资源可持续利用预警系统成功的关键在于预警指标的确定,特别是警兆指标的确定,而警兆指标确定的关键主要有两个方面即指标的选择和指标体系的确定。因此,下面我们着重讨论预警指标确定的两个主要问题:指标筛选的条件和指标体系构建的方法。

2.4.4.1　预警指标筛选的条件

预警指标的选择本质地决定了区域水资源可持续利用预警能否成功,因此一般需要从大量的统计指标中进行筛选,选取一组有代表性的先行指标。美国国家经济研究所从数百项统计指标中筛选了72个指标,其中36个指标对国民经济发展趋势有预测的作用即先行指标,组成了一个综合先行指标即先行指标体系。随着时间的推移,个别先行指标不再具有预测作用,还需要适时用新的先行指标进行替换和调整。

预警指标要想发挥它应有的预警作用必须符合一定的条件,这些条件主要有:

(1)选择的指标必须能够确保正确地评价当前区域水资源可持续利用的状态,应该能描述和表现出任一时刻区域水资源发展各个方面的现状,揭示历史上区域水资源波动的原因,通过所选择的预警指标能够使调控区域水资源状态的决策者,将这些指标综合起来得出一个符合区域水资源实际情况的结论。这样不仅能自然判断出区域水资源形势的正常与异常,而且还能为未来区域水资源发展进行预警创造条件。

(2)选择的指标必须能够准确地预测区域水资源发展的趋势,能够描述和表现出任一时刻发展的各个方面的变化趋势,这是区域水资源预警的重点。使用所选择的预警指标,通过趋势预测,揭示出使区域水资源处于稳定增长态势的合理界线。

(3)选择的指标必须能够及时反映整个区域水资源调控效果,这是区域水资源可持续利用预警的目的。因为区域水资源可持续利用预警的基本功能就是要敏感地反映区域水资源的发展趋势及发展过程中的波动,通过改变区域水资源系统的控制参数和变量对系统进行宏观调控,使区域水资源系统中出现的异常状态得到收敛和控制,从而使区域水资源系统的变动能够在合理的置信区间内进行,而不脱离这一范围。

预警指标要想完全符合上述条件实属不易,必须从大量统计指标中精心筛选。统计指标是预警指标选择的基础,而监测指标是预警指标选择的重点。科学地选择预警指标,不仅有思想认识的问题,也有技术上的难点。技术难点主要是:统与分的矛盾即可比性与针对性矛盾；繁与简的矛盾即科学性与可行性的矛盾；虚与实的矛盾即理论研究与实际应用的矛盾。要解决这些问题,我们认为在方法论上要始终坚持主体明晰化原则、标准具体化原则、效益最大化原则和范围有限性原则,在实际操作过程中要始终坚持:

(1)准确灵敏的原则,预警指标能够准确灵敏的反映区域水资源发展变化主要方面,准确灵敏的原则体现在两个方面:一是预警时效的准确灵敏,预警指标主要用于区域水资源短期分析和预测,因此要求在及时准确获得当前区域水资源统计数据的基础上,预警指标能够迅速及时地提供预警性信号,反映区域水资源运行状态的变化过程；二是预警显示度的准确灵敏,预警指标既对区域水资源运行强弱有灵敏的反映能力,又能准确地予以显示,清晰地反映出区域水资源发展运行状态的平衡和均衡与否的程度。

(2)可靠充分的原则,可靠性是指预警指标数据的权威性和统计口径的一致性；充分性是指预警指标的统计数据的样本数量足够大,也就是要求有较长的时间序列,以满足预测和不断调整的需要。可靠充分的原则是针对预警指标的统计数据而言的,只有根据可靠充分的统计数据,才能对区域水资源进行时序分析,建立相应的动态预警模型,预警指标。

(3)互相匹配的原则,互相匹配是预警指标要与具体的警素互相匹配,也就是警素不同,预警指标也各不相同；互相匹配还指预警指标要与具体的预警方法相互匹配,也就是不同的预警方法要求不同预警指标。

(4)宏观稳定的原则,区域水资源可持续利用预警系统重点解决的是区域水资源重大的总体问题即具有方向性和目标性的问题,这就是要求预警指标具有某种宏观性,这种宏观性要求预警指标不仅从总量上和结构上反映区域水资源发展变化的过程,而且要从协调的角度反映水资源与其环境即整个区域的社会、经济、和经济之间的关系；不仅要反映区域水资源的总体情况,而且要反映它的各个环节。稳定性是指预警指标在区域资源的变化过程中,以相对稳定的先行、同步和滞后,一时同步,否则就很难找出其中的规律。

上面我们给出了预警指标选择的若干原则,以便人们在筛选预警指标的过程中能很好地定性把握,但是在预警指标的综合、对比和选择过程中,这些原则通常不能同等看待,还需要通过加权以示它们的重要程度。比如美国国家经济研究所 (NBER)在筛选宏观经济预警指标时,对他们的指标选择就采用下列权重进行评分:定时性——加权25%,一致性——加权15%,经济重要性——加权15%,统计适当性——加权15%,光滑性——加权10%,通用性——加权10%,重现性——加权10%。(www.daowen.com)

2.4.4.2　指标体系构建的方法

利用先行指标预警不能只选择某个预警指标,单个指标容易造成预警的失误。1929年美国哈佛ABC曲线预警法采用的单个指标进行经济预警失败了,原因是所选择的单个指标并不可靠,更重要的是,单个指标不能准确地反映预警对象。区域水资源可持续利用预警更是如此,区域水资源警素的复杂性不是哪个指标所能反映的,因此需要建立起水资源可持续利用预警指标体系,特别是警兆指标体系。

评价的起点往往是个别的评价指标,但评价的目的却主要是对评价对象总体特征和变化规律的把握,因此从评价目的和要求来说,对于任何一个评价对象,通常也需要建立比较完整的评价指标体系。指标体系是建立在某些原则基础上的指标集合,它是一个完整的有机整体,而不是由一些指标的简单组合和堆积,因此需要借助一定的构建方法,但是无论在预警研究中,还是在评价活动中,很少有人注意指标体系构建的方法问题。

区域水资源可持续利用预警指标体系构建的方法主要有两种,其一是结构模型解析法,其二是对象属性解析法。

在区域水资源可持续利用预警系统研究的实际工作中,往往首先得到的是各种具体的统计指标,然后根据指标间隶属关系来确定其结构。对于大量指标,其结构是复杂的,因而凭直观经验难以确定其结构。为此,我们在构建预警指标体系是引入结构模型解析法,1974年,J.N.Manfield提出结构模型解析法 (ISM)。该方法根据指标间的各种隶属关系,绘制有向量图,确定邻接矩阵,然后画出结构图,具体算法参见文献。

结构模型解析法确定预警指标体系的思路非常清晰,但过程比较复杂,因而实际操作起来比较困难。正像结构化分析方法需要过渡到面向对象的分析方法一样,我们提出对象属性解析法,将预警指标体系的构建方法由结构模型解析法发展到对象属性解析法。

对象属性解析法建立在对象及其属性,类属及其成员,整体及其部分这些我们早已熟悉的概念的基础上。Peter Coad等人指出人类在认识和理解现实世界的过程中普遍运用着三个构造法则:

(1)区分对象及其属性,比如,区分一棵树和树的大小或空间位置关系等；

(2)区分整体对象及其组成部分,比如,区分一棵树和树枝；

(3)不同对象的形成及区分,比如,所有树的类和所有石头的类的形成和区分。

对象属性解析法就是建立在这三个常用法则的基础上,把区域水资源的警情、警源或警兆看作一个个对象,考察每个对象所具有的属性,当然这样的属性很可能还是一个对象即子对象,进一步对子对象的属性进行解析,最终得到的可度量属性便是具体的预警指标。对象属性解析的结果是生成一个如图2.5所示的对象属性解析树,这样就产生了区域水资源可持续利用预警指标体系。对象属性解析法构建区域水资源可持续利用预警指标体系的优点在于:它不仅有利于预警指标之间的价值权衡,而且有利于在预警分析和实施时进行的组织、分工和合作；同时也便于对预警对象和结果做深入分析。找出主要矛盾和问题的结症所在。

图2.5　对象属性解析树框图