韓同耀,何偉全,曾 慧,化存才*
(1.云南師范大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院,昆明 650500;2.云南師范大學(xué)黨委辦公室,昆明 650500;3.云南師范大學(xué)教育科學(xué)與管理學(xué)院,昆明 650500)
非正常傷亡一般是指一些意外傷亡,即不是屬于正常規(guī)律導(dǎo)致的傷害或死亡。隨著教育部頒發(fā)大學(xué)擴(kuò)招政策以來,內(nèi)地大學(xué)招生規(guī)模不斷地?cái)U(kuò)大,隨之而來的是大學(xué)校園內(nèi)發(fā)生非正常傷亡事件的數(shù)量不斷上升。高校校園非正常傷亡事件的發(fā)生,不僅影響了大學(xué)生在校園里的正常生活與學(xué)習(xí),而且還違背了建設(shè)和諧校園的宗旨,同時(shí)也成為高校網(wǎng)絡(luò)輿情事件的重要誘因。因此,為降低校園非正常傷亡事件的數(shù)量,營造一個(gè)舒適的校園學(xué)習(xí)與生活環(huán)境,安全引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)輿情,在本文中將基于數(shù)學(xué)中的灰色系統(tǒng)理論中的灰色模型GM(1,1)來建立針對校園非正常傷亡事件的預(yù)測模型。
灰色系統(tǒng)理論,是一種研究少數(shù)據(jù)、貧信息、不確定性問題的數(shù)學(xué)方法?;疑到y(tǒng)理論以“部分信息已知、部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”的不確定性系統(tǒng)作為其研究對象,它主要通過對“部分”已知信息的生成、開發(fā),并提取有價(jià)值的信息,實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行行為和演化規(guī)律的正確描述,并且能夠進(jìn)行有效的監(jiān)控〔1〕。灰色預(yù)測就是利用灰色動(dòng)態(tài)GM模型(Gray Model)對系統(tǒng)的行為特征量或者模型指標(biāo)發(fā)展變化到未來一定時(shí)刻出現(xiàn)的數(shù)值進(jìn)行預(yù)測〔2〕。
高校非正常傷亡是一個(gè)隨機(jī)的事件,何時(shí)發(fā)生具有不確定性,促使其產(chǎn)生的因素也不盡相同。用灰色預(yù)測的方法分析高校非正常傷亡事件,其實(shí)質(zhì)就是將高校非正常傷亡事件視為大學(xué)校園管理系統(tǒng)的灰色系統(tǒng)的灰色量,這里的灰色量是指大學(xué)校園管理系統(tǒng)中非正常傷亡事件的特征量。本文將利用云南某高校非正常傷亡事件的具體數(shù)據(jù),通過累加,計(jì)算生成值,探究其內(nèi)在的規(guī)律,參照灰色系統(tǒng)理論,建立起相應(yīng)的模型來預(yù)測未來數(shù)據(jù)的變化趨勢。
1.1 數(shù)據(jù)生成灰色系統(tǒng)建模中的數(shù)據(jù)生成:根據(jù)已有的數(shù)據(jù)資料,我們設(shè)
為系統(tǒng)輸出的一組數(shù)據(jù)序列。
為了揭示系統(tǒng)的規(guī)律,灰色系統(tǒng)中采用獨(dú)特的數(shù)據(jù)預(yù)處理,做一次累加得到x(1)(i),消弱其隨機(jī)性,得到有規(guī)律的生成值,即:
1.2 建立灰色GM(1,1)模型GM(1,1)模型是如下一階單變量的灰色微分方程動(dòng)態(tài)模型:
其中z(1)(i)為x(1)(i)的緊鄰均值生成,即:z(1)(i)=0.5[x(1)(i)+x(1)(i-1)],在灰色系統(tǒng)理論中,定義公式(3)的白化方程為:
其中a,b為常系數(shù)和模型的協(xié)調(diào)系數(shù),它反應(yīng)了數(shù)據(jù)間的變化關(guān)系。
協(xié)調(diào)系數(shù)可應(yīng)用最小二乘法得到〔3〕:
其中,
進(jìn)一步可以解白化方程(4),得到:
對(2)和(6),可得到還原處理后的灰色預(yù)警模型為:
1.3 模型檢驗(yàn)一般建立的模型都需要進(jìn)行檢驗(yàn)。我們將利用后檢驗(yàn)法對GM(1,1)模型進(jìn)行檢驗(yàn),確定所建立的灰色模型是否具有較高的精度,進(jìn)而應(yīng)用于預(yù)測實(shí)踐中。
1.3.1 殘差檢驗(yàn) 絕對誤差:
相對誤差:
對于相對誤差來說,只要φ(i)<5%,就說明擬合值與預(yù)測值比較理想〔4-7〕。
1.3.2 后驗(yàn)差檢驗(yàn) 由原始數(shù)據(jù)列x(0)(i)和灰色預(yù)測模型可給出它們的殘差如下:
殘差均值為:
原始數(shù)據(jù)列x(0)(i)的方差為:
殘差的方差為:
后驗(yàn)差比值為〔5〕:
小誤差概率為:
按照C與P值的大小,可將預(yù)測精度分為優(yōu)、良、中、差4級,見表1〔6〕。
表1 預(yù)測精度等級表
若模型的預(yù)測誤差較大或精度等級較差,則必須對灰色GM(1,1)模型進(jìn)行如下修正:
②用均方根誤差〔7-10〕
和平均相對誤差
來提高精度。
表2是云南某高校于2002至2012年之間發(fā)生的138起學(xué)生非正常傷亡事件的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),本節(jié)中將依據(jù)此數(shù)據(jù)建立灰色預(yù)測GM(1,1)模型。
表2 學(xué)生傷亡事件次數(shù)
我們定義:大于10次的年份為校園非正常傷亡事件“加強(qiáng)防范年份”。對于這種年份,高校尤其需要特別警惕。根據(jù)表2中的實(shí)際數(shù)據(jù),我們可對下一個(gè)“加強(qiáng)防范年份”做出預(yù)測(精度要求為2.0)。
2.1 計(jì)算原始數(shù)據(jù)列根據(jù)表2,我們得出要測量的原始數(shù)據(jù)列為:
由前面的(2)式,經(jīng)一次累加后得出:
2.2 參數(shù)計(jì)算根據(jù)(18)式,我們可以得出矩陣B,向量Y分別是:
即:a=-0.142440,b=2.832173。
2.3 建立灰色GM(1,1)模型把a(bǔ)=-0.142440,b=2.832173代入(6)式,得:
于是,通過上述計(jì)算,得出云南某高校的非正常傷亡事件的灰色預(yù)測GM(1,1)模型為:
表3 GM(1,1)分析結(jié)果
2.4 灰色GM(1,1)模型的精度檢驗(yàn)
2.4.1 殘差檢驗(yàn) 如表3 所示,我們進(jìn)行殘差檢驗(yàn)后,建立的GM(1,1)模型的相對誤差小于0.5%,說明前面所建立的模型(19)精度較好。
2.4.2 均方根誤差和平均相對誤差檢驗(yàn) 通過上述計(jì)算結(jié)果,由(14)、(15)式得:
可以看出es和ea都小于給定的精度2.0,因此前面建立的灰色預(yù)測模型(19)可用,可以進(jìn)行后期預(yù)測。2.4.3 后驗(yàn)差檢驗(yàn) 采用后驗(yàn)差檢驗(yàn)法對檢驗(yàn)灰色GM(1,1)模型的精度,根據(jù)(8)-(13)式,可以分別得到:
按照表1 中關(guān)于灰色模型的預(yù)測精度的等級表,可以得出模型的預(yù)測精度為優(yōu),因而可用于外推預(yù)測。從所得預(yù)測值和原始值折線比較看出,預(yù)測結(jié)果較好,精度也較高,見圖1。
圖1 預(yù)測值與原始值對比
高校學(xué)生非正常傷亡事件的嚴(yán)重性不但影響到學(xué)生的生命健康、生活健康、經(jīng)濟(jì)損失等問題,而且也容易影響到學(xué)校正常的教學(xué)秩序,甚至于引發(fā)高校網(wǎng)絡(luò)輿情,危及校園和社會(huì)穩(wěn)定。因此,高校必須高度重視學(xué)生非正常傷亡事件的防范管理工作,建立高校學(xué)生非正常傷亡事件的“學(xué)校—保衛(wèi)處—學(xué)院—班級—教師—家庭—學(xué)生”的預(yù)防及處理工作網(wǎng)絡(luò)體系,確實(shí)維護(hù)高校校園的和諧穩(wěn)定,為高校的建設(shè)與發(fā)展提供良好的環(huán)境保障。
4.1 強(qiáng)化高校安全法制教育,落實(shí)學(xué)校安全措施,提高學(xué)校相關(guān)部門防范水平,完善安全監(jiān)管體系高校校級、各學(xué)院、各班級應(yīng)堅(jiān)持德育為首,加強(qiáng)學(xué)生法制教育及心理健康教育。首先,學(xué)校要把思想品德教育貫穿于整個(gè)學(xué)習(xí)和生活中。采用多層次分析評價(jià)體系,尊重并平等地對待每一個(gè)學(xué)生。其次,將安全法制教育納入學(xué)校教學(xué)計(jì)劃,大力宣傳,以至于形成濃厚的法制教育氛圍,以鏟除校園傷亡事件產(chǎn)生的土壤。再次,因高校非正常傷亡事件的發(fā)生及校園安全環(huán)境與學(xué)生心理健康狀況相關(guān),故高校應(yīng)做好到位的學(xué)生心理健康教育與咨詢服務(wù)工作,如開展心理健康知識宣傳,加強(qiáng)學(xué)生心理輔導(dǎo)工作,尤其是有嚴(yán)重心理問題的學(xué)生心理咨詢及輔導(dǎo)工作。最后,加強(qiáng)校園安全工作的監(jiān)查力度,加大校園周邊環(huán)境有效整治的力度,為學(xué)校教育教學(xué)活動(dòng)順利開展、為師生健康生活營造一個(gè)平安和諧健康的外部環(huán)境〔11〕。
4.2 提高教師素質(zhì),營造和諧的校園環(huán)境良好師生關(guān)系是防止校園暴力的有效方式之一。一方面,要對教師進(jìn)行心理健康教育,提高教師對自身心理素質(zhì)的認(rèn)識,促使教師自覺加強(qiáng)自身心理和行為的調(diào)適,自覺優(yōu)化自己的心理和行為,為學(xué)生起表率作用。另一方面,學(xué)校管理者要努力為教師營造和諧的內(nèi)在環(huán)境,主動(dòng)為教師排憂解難,不斷地改進(jìn)領(lǐng)導(dǎo)方式,推行人性化的管理工作。同時(shí),學(xué)校還應(yīng)教育學(xué)生客觀地評價(jià)教師,發(fā)展師生之間的正常交往,特別是拉近師生之間的心理距離,以緩解教師的心理壓力,減少他們的挫折感,從而適時(shí)地抑制和減少高校非正常傷亡事件的發(fā)生〔12〕。
4.3 加強(qiáng)家校的合作與溝通工作,形成教育合力為防范高校學(xué)生非正常傷亡事件的發(fā)生,應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)和擴(kuò)充教師之間、師生之間,特別是學(xué)校與家庭之間的溝通渠道。有組織、有目的地辦好家長學(xué)校,定時(shí)間定內(nèi)容,有針對性地對家長開展教育培訓(xùn)。通過家長會(huì)、座談會(huì)、家教經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)等形式溝通聯(lián)系,讓家長了解學(xué)生在校情況,廣泛聽取家長的意見和建議,營造強(qiáng)大家校聯(lián)動(dòng)的安全教育合力。
總之,為維護(hù)學(xué)生、教職員工及高校的合法權(quán)益,保障高校正常教學(xué)秩序,維護(hù)校園和社會(huì)和諧穩(wěn)定,高校應(yīng)當(dāng)做到以人為本,明確預(yù)防及處理范圍,以公平、公正為目標(biāo),以規(guī)范預(yù)防和維護(hù)穩(wěn)定為要求,建立合理的學(xué)生非正常傷亡事件的預(yù)防及處理工作網(wǎng)絡(luò)體系。
〔1〕劉思峰,郭天榜,黨耀國.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用〔M〕.5版.北京:科學(xué)出版社,2002.
〔2〕傅立.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用〔M〕.北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1992.
〔3〕王宇熹,汪泓,肖峻.基于灰色GM(1,1)模型的上海城鎮(zhèn)養(yǎng)老保險(xiǎn)人口分析預(yù)測〔J〕. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2010,30(12):2244-2253.
〔4〕易靜,杜昌廷,王潤華,等.應(yīng)用灰色預(yù)測模型GM(1,1)對結(jié)核病發(fā)病率進(jìn)行預(yù)測〔J〕. 重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2007,32(3):275-278.
〔5〕沙愛敏,王曉東.基于灰色預(yù)測模型GM(1,1)的道路交通事故預(yù)測〔J〕.揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,11(1):41-44.
〔6〕鄧聚龍. 灰色控制系統(tǒng)〔M〕. 武漢:華中理工大學(xué)出版社,1985.
〔7〕化存才.數(shù)學(xué)建模應(yīng)用與實(shí)踐〔M〕.昆明:云南科技出版社,2008.
〔8〕楊華龍,劉金霞,鄭斌.灰色預(yù)測GM(1,1)模型的改進(jìn)及應(yīng)用〔J〕.數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識,2011,41(23):39-45.
〔9〕任工昌.改進(jìn)灰色模型在電力負(fù)荷中的預(yù)測分析及實(shí)現(xiàn)〔J〕.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2010(2):232-234.
〔10〕楊平.論灰色預(yù)測控制的應(yīng)用條件和工作機(jī)理〔J〕.控制理論與應(yīng)用,2011,30(5):4-7.
〔11〕馬寧奇.校園安全事故問責(zé)制的思考〔J〕.當(dāng)代教育科學(xué),2011(14):48-49.
〔12〕張爽.近年來有關(guān)學(xué)校安全問題研究述略〔J〕.首都師范大學(xué)學(xué)報(bào),2011(3):51-60.