基于方法集對城市設(shè)施水平綜合評價——以江蘇省為例

王樹喬

(淮陰工學(xué)院教務(wù)處，江蘇淮安 223003)

0 引言

目前國內(nèi)外提出的綜合評價方法有幾十種之多，但總體上可歸為兩大類:即主觀賦權(quán)評價法和客觀賦權(quán)評價法。前者多是采取定性的方法，由專家根據(jù)經(jīng)驗進行主觀判斷而得到權(quán)數(shù)，如層次分析法、模糊綜合評判法等;后者根據(jù)指標之間的相關(guān)關(guān)系或各項指標的變異系數(shù)來確定權(quán)數(shù)，如灰色關(guān)聯(lián)度法、Toppsis法，主成分分析法等。然而人們在對某一社會經(jīng)濟現(xiàn)象進行評價時，大多只使用一種評價方法，如因子分析法、主成分分析法、灰色關(guān)聯(lián)度法等，由于應(yīng)用不同的方法對同一資料評價的結(jié)果總存在著差異，同時每一種方法都各有其長短，因此，我們不能簡單地說哪一種方法好或不好。比如主成分分析法是根據(jù)評價指標中存在著一定相關(guān)性的特點，用較少的指標來代替原來較多的指標，并使這些較少的指標盡可能地反映原來指標的信息，從根本上解決了指標間的信息重疊問題，簡化了原指標體系的指標結(jié)構(gòu)。但主成分分析法是根據(jù)樣本指標來進行綜合評價，并假設(shè)指標之間的關(guān)系都為線性關(guān)系，所以其評價結(jié)果與樣本量的規(guī)模有關(guān)，而且在實際應(yīng)用時，如果指標之間的關(guān)系并非線性關(guān)系，那么就有可能導(dǎo)致評價結(jié)果的偏差。由上可知，可以用作綜合評價的數(shù)學(xué)方法很多，但是每種方法考慮問題的側(cè)重點不盡相同，所選擇的方法不同，就有可能導(dǎo)致評價結(jié)果的不同，對問題僅采用一種方法進行評價無疑具有一定的片面性。對此，本文以江蘇省城市設(shè)施水平評價為例，綜合應(yīng)用幾種方法對其進行系統(tǒng)綜合評價，使其結(jié)果更加全面、客觀、符合實際。

1 實證分析

1.1 指標體系建立

城市設(shè)施水平是衡量一個城市物質(zhì)文明和精神文明水平的一個重要方面。從實際出發(fā)，首先考慮與我們生活關(guān)系最為密切的住宅面積設(shè)施，由于每個城市的人口不同，利用人均住宅面積來反映此項內(nèi)容。城市的設(shè)施水平中城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和公共設(shè)施的使用狀況是其中很重要的一環(huán)。城市污水處理能力和城市道路的建設(shè)狀況代表一個城市基礎(chǔ)設(shè)施基本狀況，公共交通車輛的狀況制約人們出行、聯(lián)系、交易等社會生活質(zhì)量的提高，代表一個城市必要公共設(shè)施的基本狀況。這里利用城市人均擁有道路面積、每萬人擁有公共交通車輛和城市路燈盞數(shù)三項指標來反映這些內(nèi)容。城市設(shè)施還涉及到人們戶外生活享受和發(fā)展，對環(huán)境和衛(wèi)生的要求，這里選取每萬人擁有公共廁所，人均公共綠地面積，城市燃氣普及率三項指標。

構(gòu)建一套既準確又能全面評估江蘇省城市基礎(chǔ)設(shè)施指標體系，不僅有利于準確分析和判斷城市建設(shè)的運行軌跡與發(fā)展態(tài)勢，還能作為衡量和評價全面小康與和諧社會目標實現(xiàn)程度的基本尺度與重要標準。鑒于上述考慮，選擇如下指標構(gòu)建反映江蘇省十三城市基礎(chǔ)設(shè)施的指標體系:X1人均住房建筑面積;X2城市燃氣普及率;X3每萬人擁有公共交通車輛;X4人均擁有道路面積;X5人均公共綠地面積;X6每萬人擁有公共廁所;X7城市路燈盞數(shù);X8城市污水日處理能力(具體數(shù)據(jù)來源于2011年江蘇省統(tǒng)計年鑒)。

為了對江蘇省十三城市的城市設(shè)施水平做出全面、科學(xué)的評價與分析，本文綜合應(yīng)用主成分分析法、因子分析法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法三種方法對其設(shè)施水平進行分析評價。在對城市設(shè)施水平分別運用這三種方法進行評價時會得到三種不同的排序結(jié)果，然后利用Kendall-w檢驗對其排序結(jié)果進行一致性檢驗，若排序結(jié)果具有一致性，則說明幾種方法結(jié)果基本一致。此時，我們將各種方法的最后得分進行標準化處理，然后求其標準分之和，最后按其標準分之和進行排序，即得到最后評價結(jié)果。如果在一致性檢驗中出現(xiàn)不一致性，我們則應(yīng)該對各種方法進行兩兩一致性檢驗，將具有一致性的方法放在一起，然后對樣本資料、評價結(jié)果及方法特點進行分析，選取出既客觀、符合實際又具有一致性的幾種方法，然后再進行系統(tǒng)綜合評價。具體步驟如下:(1)運用主成分分析法、因子分析法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法分別進行評價;(2)對評價排序結(jié)果采用Kendall-w協(xié)和系數(shù)法進行一致性檢驗;(3)將每一種方法各樣本的得分值進行標準化，按標準化得分大小順序進行排序。

1.2 因子分析法

因子分析(Factor Analysis)的基本目的是用少數(shù)幾個變量去描述多個變量間的協(xié)方差關(guān)系。其思路是將觀測變量分類，將相關(guān)性較高即聯(lián)系比較緊密的變量分在同一類中，每一類的變量實際上就代表了1個本質(zhì)因子，從而可將原觀測變量表示為新因子的線性組合。運用因子分析的主要目的是簡化觀測系統(tǒng)。本文中的因子分析主要經(jīng)過以下幾個步驟:(1)將原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，由于城市基礎(chǔ)設(shè)施各項指標量綱不同，在對這些指標進行綜合分析之前，首先要進行標準化處理;然后通過KMO和球形Bartlett檢驗情況確認分析的變量是否適合作因子分析。(2)計算所有變量的相關(guān)矩陣R。(3)因子提取。這里采用主成分分析法，利用相關(guān)系數(shù)矩陣R進行因子提取?？赏ㄟ^研究公共因子在變量總方差中所占的累計百分數(shù)(一般為80%以上)確定所需要的公共因子數(shù)。(4)因子旋轉(zhuǎn)。(5)計算每一樣本點的因子得分，以因子變量方差貢獻率作為權(quán)數(shù)計算各城市基礎(chǔ)設(shè)施綜合得分。根據(jù) SPSSl6.0運行結(jié)果，KMO和球形Bartlett檢驗情況見表1。KMO給出了抽樣充足度的檢驗，是用來比較相關(guān)系數(shù)數(shù)值和偏相關(guān)系數(shù)是否適中的指標，其值越接近1，表明對這些變量進行因子分析的效果越好，從表1中可以看出此時的KMO值為0.722，說明因子分析的結(jié)果是可以接受的。

表1 KMO和巴特利特球度檢驗

對上述選取的8個指標，運用軟件分析可得到8個指標的相關(guān)矩陣及特征值，方差貢獻率和累計方差貢獻率，選出兩個主因子，具體見表2。同時本文采用方差最大正交旋轉(zhuǎn)法，經(jīng)過25輪正交旋轉(zhuǎn)，因子旋轉(zhuǎn)不改變模型對數(shù)據(jù)的擬合。

表2 因子解釋變量方差的情況

對于因子得分的評價模型，以主因子的方差貢獻率為權(quán)重來構(gòu)造，即對各因子得分進行加權(quán)求和，得到江蘇省城市基礎(chǔ)設(shè)施綜合得分，見表3。

表3 因子分析法計算出城市基礎(chǔ)設(shè)施綜合得分

1.3 灰色關(guān)聯(lián)度分析法

灰色關(guān)聯(lián)分析是灰色系統(tǒng)理論的一個分支。應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法對受多種因素影響的事物和現(xiàn)象從整體觀念出發(fā)進行綜合評價是一個被廣為接受的方法。利用灰色關(guān)聯(lián)分析進行綜合評價的步驟是:

(1)以各個指標的最大值建立參考數(shù)列，將原始數(shù)據(jù)標準化(即用各城市的每個指標值分別除以該指標的最大值)，某個城市的設(shè)施水平如果與該參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)度越大，那么該城市的得分就越高，也即它的城市設(shè)施水平越高。

(4)計算關(guān)聯(lián)系數(shù)。由(1)式，分別計算每個比較序列與參考序列對應(yīng)元素的關(guān)聯(lián)系數(shù)。

式中ρ為分辨系數(shù)，在(0，1)內(nèi)取值，若ρ越小，關(guān)聯(lián)系數(shù)間差異越大，區(qū)分能力越強，通常ρ取0.5。

按照以上步驟標準化對原始數(shù)據(jù)進行分析得到:

表4是運用Excel計算出的具體數(shù)字。

表4 灰色關(guān)聯(lián)度分析

分別計算每個城市各指標關(guān)聯(lián)系數(shù)的均值(關(guān)聯(lián)序):

1.4 主成分分析法

主成分分析(Principal Components Analysis，PCA)也稱為主分量分析，是一種通過降維來簡化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法:如何把多個變量(指標)化為少數(shù)幾個綜合變量(綜合指標)，而這幾個綜合變量可以反映原來多個變量的大部分信息。為了使這些綜合變量所含的信息互不重疊，應(yīng)要求它們之間互不相關(guān)。

則樣本方差-協(xié)方差矩陣S和樣本相關(guān)矩陣R分別為:

其中，X*表示對應(yīng)某個指標的標準化數(shù)據(jù);ρi表示原始變量，…在第i個主成分上的負荷量構(gòu)成的向量;λi是相關(guān)矩陣R的第i個特征值。

以每個主成分所對應(yīng)的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權(quán)重，計算主成分綜合模型。計算結(jié)果見表5。

表5 因子與主成分

1.5 一致性檢驗

對評價結(jié)果采用Kendall-w協(xié)和系數(shù)法進行一致性檢驗。該檢驗考查W種評價方法對N個對象的評判結(jié)果之間是否一致，它是通過討論協(xié)和系數(shù)W這個指標顯示出樣本數(shù)據(jù)中的實際符合與最大可能的符合之間的分歧程度來進行的。Kendall-w協(xié)和系數(shù):

其中:m為評價方法數(shù)目;n為評價對象數(shù)目;R為各被評價對象的等級之和。

應(yīng)用 SPSS16.0中的 Nonparametric-Tests進行檢驗，結(jié)果見表6和表7。

表6 平均秩表

表7 檢驗數(shù)據(jù)

由表6和表7可以得到結(jié)論:拒絕原假設(shè)，三種方法評價排序是一致的。

1.6 分析結(jié)果

將每一種方法各樣本的得分值進行標準化，然后求出各樣本的最后標準總得分，并按照大小順序進行排序，進行最終評價。因子分析和主成分分析結(jié)果均運用SPSS16.0計算得出，灰色關(guān)聯(lián)度分析運用Excel計算出結(jié)果，各方法的標準得分及最終評價結(jié)果見表8。

表8 三種方法綜合得分

從聚類分析的圖1龍骨圖直觀地顯示了聚類的過程，從圖上可以清楚地看出各樣本城市的歸屬。因此，根據(jù)聚類結(jié)果可以把13座城市劃分為四個類型:第一類:{無錫、蘇州 }該類城市設(shè)施水平位于上游水平;第二類:{南京、揚州、常州}位于中上游水平;第三類:{徐州、連云港、宿遷、鎮(zhèn)江}位于中游水平;第四類:{南通、淮安、鹽城、泰州}等位于下游水平。

圖1 龍骨圖

可見，綜合評價結(jié)果和江蘇省城市發(fā)展的實情大體一致。由此體現(xiàn)出江蘇省城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的非均衡性，南部地區(qū)相比蘇北地區(qū)存在顯著優(yōu)勢。蘇北地區(qū)的宿遷市城市設(shè)施水平處于中上游水平，無疑和宿遷市政府在2010年大力發(fā)展經(jīng)濟，從各個方面力爭提升城市競爭力有關(guān);而南通市的設(shè)施水平處于下游水平，南通市在發(fā)展經(jīng)濟的同時更要注重城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，為建立一個和諧的城市而努力。前五名地區(qū)均來自江蘇省蘇南經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，由此可見城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)改善工程的資金注入需要發(fā)達經(jīng)濟的支撐，反映出城市設(shè)施建設(shè)對于經(jīng)濟的很強依賴性。

但城市設(shè)施水平是眾多因素協(xié)調(diào)發(fā)展的最終結(jié)果。城市設(shè)施建設(shè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，由于評價的總體性和靜態(tài)性，本文的城市設(shè)施水平只是個相對的概念，是現(xiàn)階段的狀況。各地區(qū)可以根據(jù)各因子得分的情況找出自己在城市設(shè)施建設(shè)中的優(yōu)點和不足，然后針對薄弱環(huán)節(jié)，著重建設(shè)，以達到提高城市設(shè)施水平的目的，從而提高人們的生活環(huán)境水平。

2 結(jié)論和建議

總體來說，江蘇省城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是不錯的。但其內(nèi)部明顯的不平衡。在所有的十三個地市中，蘇南地區(qū)城市建設(shè)較好，與蘇北相比存在著顯著的優(yōu)勢，說明整個江蘇省城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)存在非均衡性的特征。地區(qū)間和地區(qū)內(nèi)不和諧發(fā)展，各種反映基礎(chǔ)設(shè)施的指標也不和諧。由表8中各因子得分可知，江蘇省基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還有很大的提升空間，政府要加大對這些方面的支持力度，不斷完善，從而進一步提高城市形象。針對上述存在的問題，筆者提出以下建議:在基礎(chǔ)設(shè)施資金的籌集上，應(yīng)拓展思路，通過各種渠道提供穩(wěn)固而可靠的資金;在城市公用事業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施中引入競爭機制，采用靈活的經(jīng)營方式;努力提高城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的技術(shù)水平，依靠技術(shù)進步提高服務(wù)設(shè)施的使用效率，努力改善居民的居住條件;加快舊城住宅區(qū)的改造，減少城市居住區(qū)環(huán)境污染，改善住宅區(qū)的布局，要符合生態(tài)和環(huán)境要求，重視城市綠化，加強城市文化的硬件建設(shè)，為打造生態(tài)江蘇、平安江蘇、和諧江蘇而努力。

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