山東省3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型研究

王瑩瑩　孟令輝　耿英杰　魏森

[摘 要]能源系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)存在著相互影響、相互制約的發(fā)展關(guān)系， 通過(guò)構(gòu)建能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境（3E）綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析，計(jì)算山東省3E系統(tǒng)發(fā)展水平，建立起山東省3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型，定量分析山東省能源—經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展演進(jìn)規(guī)律。結(jié)果表明，山東省各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度高，能源和經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)發(fā)展水平高于環(huán)境發(fā)展子系統(tǒng)，綜合協(xié)調(diào)度低。通過(guò)實(shí)證研究證明該模型能夠定量化的表達(dá)3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r， 從而為3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展策略的制定與選擇提供決策依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]3E系統(tǒng)；協(xié)調(diào)度；評(píng)價(jià)模型

[中圖分類號(hào)]F206 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1009 — 2234（2013）08 — 0075 — 03

鑒于能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在相互影響、相互制約的內(nèi)在聯(lián)系，世界各國(guó)政府、研究機(jī)構(gòu)以及專家學(xué)者都深刻的認(rèn)識(shí)到將能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三者聯(lián)系起來(lái)，作為一個(gè)統(tǒng)一的整體，通過(guò)建立能源（Energy）、經(jīng)濟(jì)（Economy）、環(huán)境（Environment）3E 系統(tǒng)研究框架體系來(lái)分析三者內(nèi)部以及三者之間的發(fā)展規(guī)律與內(nèi)在關(guān)系。

1 3E系統(tǒng)灰色協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

1.1 建立多層次指標(biāo)體系

對(duì)一個(gè)大型復(fù)雜系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)具有多層次和多屬性的特點(diǎn)，因此需要建立一個(gè)遞階的層次結(jié)構(gòu)圖?！?〕所謂遞階層次結(jié)構(gòu)就是把復(fù)雜事物分解為稱之元素的各個(gè)組成部分，并按不同屬性分成若干組成以不同層次。本文的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立參考國(guó)內(nèi)外 3E 系統(tǒng)及可持續(xù)發(fā)展研究的相關(guān)成果，設(shè)計(jì)的 3E 系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如下表所示。根據(jù)針對(duì)性原則、簡(jiǎn)明性原則、區(qū)域性原則和動(dòng)態(tài)與靜態(tài)相結(jié)合的原則確定3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中有星號(hào)的表示成本型指標(biāo)。

表1 3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.2 指標(biāo)值的規(guī)范化

由于指標(biāo)按其自身的內(nèi)涵可以分為：效益型、成本型和適中型?！?〕為了解決指標(biāo)之間不可公度和數(shù)值上相差懸殊的問(wèn)題，針對(duì)不同類型的指標(biāo)采用不同的規(guī)范化方法，將其規(guī)范化為隸屬于〔0，1〕區(qū)間的極大型指標(biāo)。指標(biāo)值的規(guī)范化所必須遵循的一個(gè)基本原則，是對(duì)每個(gè)指標(biāo)來(lái)說(shuō)，對(duì)象全體在規(guī)范化前后次序不變，即滿足保序性條件。

下面列出指標(biāo)值規(guī)范化的公式，設(shè)n為評(píng)價(jià)年數(shù)，m為指標(biāo)數(shù)，yij為第i個(gè)對(duì)象的第j個(gè)指標(biāo)值，并記zij為yij的規(guī)范化指標(biāo)值，Jk（k=1，2，3）分別為效益型、成本型和適中型指標(biāo)的下標(biāo)集。

進(jìn)行規(guī)范化處理后得到如下矩陣：

1.3 確定指標(biāo)權(quán)重

權(quán)重的確定方法有主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法，為避免主觀因素的干擾，采取客觀賦權(quán)的離差權(quán)法。由于離差權(quán)法的原理較為簡(jiǎn)單，在此不再贅述。

1.4 確定各個(gè)子系統(tǒng)發(fā)展水平E

將經(jīng)規(guī)范化處理后的最優(yōu)指標(biāo)集z0=（ z01，z02，…，z0m）作為參考數(shù)列，經(jīng)規(guī)范化處理后備方案指標(biāo)值z(mì)ij=（zi1，zi2，…，zim）作為被比較數(shù)列，則可用下述關(guān)聯(lián)度系數(shù)公式分別求得第i個(gè)方案第j年與第j年最優(yōu)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度系數(shù)。

式中？籽為分辨系數(shù)。取值的大小可以控制對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的影響。在經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中， 在 （0，1） 內(nèi)取值，意在弱化最大差值的失真影響，一般情況下取0.5。

關(guān)聯(lián)度系數(shù)越大，說(shuō)明該指標(biāo)越靠近最優(yōu)指標(biāo)，發(fā)展水平越高。由此可以計(jì)算出各個(gè)子系統(tǒng)在各年的發(fā)展水平。各子系統(tǒng)綜合發(fā)展水平和綜合發(fā)展水平計(jì)算如

E1表示能源子系統(tǒng)發(fā)展水平，用E2、E3表示經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)發(fā)展水平，計(jì)算方法一致。E*表示系統(tǒng)綜合發(fā)展水平。

1.5確定綜合系統(tǒng)協(xié)調(diào)度

在均勻時(shí)間序列1～N上，按照“2.4”中的方法分別計(jì)算出在不同時(shí)間點(diǎn)上3E系統(tǒng)各自的發(fā)展水平及整體發(fā)展水平。根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算各子系統(tǒng)和系統(tǒng)整體的發(fā)展速度，以能源系統(tǒng)為例，計(jì)算公式如下：

表示能源系統(tǒng)在時(shí)間點(diǎn)t的發(fā)展速度；（Ee）t和（Ee）t-1分別表示能源系統(tǒng)在時(shí)間點(diǎn)t和t-1的發(fā)展水平。用公式（7）計(jì)算各子系統(tǒng)發(fā)展速度及系統(tǒng)整體發(fā)展速度。應(yīng)用如下公式計(jì)算各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度和系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)度。

式中，Hi為單系統(tǒng)協(xié)調(diào)度；HS為3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度。

2 山東省2000年-2010年能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境（3E）協(xié)調(diào)度實(shí)證分析

2.1 各子系統(tǒng)發(fā)展水平分析

根據(jù)上述3E系統(tǒng)灰色協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建，計(jì)算了山東省2000年至2010年的能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境協(xié)調(diào)度。本文數(shù)據(jù)全部從《2011年山東省統(tǒng)計(jì)年鑒》中獲得。其中GDP萬(wàn)元能耗標(biāo)，在統(tǒng)計(jì)年鑒中未給出2000年—2004年的數(shù)據(jù)，所以不進(jìn)行計(jì)算。然后將效益型和成本型指標(biāo)按公式（1）、（2）、（3）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣。利用離差權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度，最后得出各子系統(tǒng)各年發(fā)展水平。由于篇幅有限，數(shù)據(jù)處理過(guò)程省略，直接給出各子系統(tǒng)各年發(fā)展水平。

由上表的計(jì)算結(jié)果可以看出，2000年—2010年，山東省三個(gè)子系統(tǒng)除能源系統(tǒng)在2005年出現(xiàn)波動(dòng)之外，其他子系統(tǒng)發(fā)展水平都處于上升趨勢(shì)。其中，能源子系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)發(fā)展水平增長(zhǎng)快于環(huán)境子系統(tǒng)的增長(zhǎng)。證明山東省在抓經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，環(huán)境發(fā)展有所滯后，與經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展不協(xié)調(diào)。

由上表和上圖可以看出，能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度高，2000年至2005年山東省3E綜合協(xié)調(diào)度發(fā)展呈明顯下降趨勢(shì)，2006年略有上升，2008年至2010年綜合協(xié)調(diào)度明顯下降。主要原因在于山東省能源系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)保持較高的發(fā)展速度， 并且明顯快于 3E 系統(tǒng)整體的發(fā)展速度。因此為了解決這一問(wèn)題， 山東省要一方面適度放慢能源系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展速度， 另一方面通過(guò)節(jié)能減排， 減少能源系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的污染物排放， 并大力發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)以促進(jìn)環(huán)境系統(tǒng)的修復(fù)和向前發(fā)展。只有這樣才能使能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境系統(tǒng)達(dá)到和諧統(tǒng)一， 協(xié)調(diào)發(fā)展。

3 結(jié)論

從上文的測(cè)算與分析可以看出，總體來(lái)說(shuō)目前能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三者處于弱協(xié)調(diào)狀態(tài)，綜合協(xié)調(diào)度在處于0.2-0.3。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)之間以及能源發(fā)展與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在一定的矛盾問(wèn)題，已明顯影響到整體協(xié)調(diào)發(fā)展的質(zhì)量。因此，要對(duì)不協(xié)調(diào)方面加以調(diào)節(jié)和控制，在不斷發(fā)現(xiàn)矛盾、解決矛盾的發(fā)展過(guò)程中尋求最佳組合狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)整體社會(huì)的和諧發(fā)展。為此建議從多方面進(jìn)行積極調(diào)控，建立有效的綜合決策機(jī)制。

〔參 考 文 獻(xiàn)〕

〔1〕鄧玉勇，杜銘華，雷仲敏.基于能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境（3E）系統(tǒng)的模型方法研究綜述〔J〕.甘肅社會(huì)科學(xué)，2006，（03）：209—212.

〔2〕袁建華，等.人口—資源—環(huán)境系統(tǒng)分析模型體系〔J〕.系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐.2002，（12）：67—72.

〔3〕趙濤，李煜.能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境（3E）系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型研究〔J〕.北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2008，（02）：11-16.〔責(zé)任編輯：王 珍〕