基于可持續(xù)發(fā)展理論的智慧城市評價(jià)指標(biāo)體系研究

摘要：基于可持續(xù)發(fā)展理論之上，建立智慧城市評價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用解析結(jié)構(gòu)模型（ISM）法對智慧城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)準(zhǔn)則目標(biāo)層的5個(gè)具體指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)解析，繪制了4層系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)關(guān)系圖，使指標(biāo)體系中結(jié)構(gòu)層次關(guān)系不確實(shí)的具體指標(biāo)結(jié)構(gòu)層次明晰化。

關(guān)鍵詞：解析結(jié)構(gòu)模型（ISM）；可持續(xù)發(fā)展；智慧城市；評價(jià)指標(biāo)

中圖分類號：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 智慧城市的提出

智慧城市（smart city）是20世紀(jì)末特別是21世紀(jì)初以來在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)的關(guān)于未來城市發(fā)展的新理念和新實(shí)踐。智慧城市概念的產(chǎn)生最早可以追溯到新加坡于1992年制定的IT2000——智慧島計(jì)劃（1992-1999年）[1]。

2 可持續(xù)發(fā)展理論

可持續(xù)發(fā)展理論在智慧城市中主要體現(xiàn)在智慧經(jīng)濟(jì)的發(fā)展上，可持續(xù)發(fā)展是智慧經(jīng)濟(jì)的另一種表現(xiàn)?？沙掷m(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)從根本上改變了以往高消耗、高浪費(fèi)的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長模式?？沙掷m(xù)經(jīng)濟(jì)更多地使用風(fēng)能，水能，太陽能等可再生的新生能源，提高資源利用率，建設(shè)和諧的綠色城市。

2.1 指標(biāo)選取的原則

智慧城市評價(jià)指標(biāo)的選擇既要有反映社會戰(zhàn)略層面的指標(biāo)，又要包括反映經(jīng)濟(jì)可持續(xù)層面和空間安全層面的指標(biāo)。因此，智慧城市評價(jià)指標(biāo)的選擇應(yīng)基于可持續(xù)發(fā)展的理論之上，能夠體現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)、更為舒適方便的生活、管理上科技智能信息化的智慧城市內(nèi)涵，以組成智慧城市評價(jià)指標(biāo)體系（表1）。

表1智慧城市評價(jià)指標(biāo)體系

目標(biāo)層 準(zhǔn)則層 指標(biāo)層 措施層 編號

智慧城市評價(jià) 社會戰(zhàn)略層面 城市化水平 城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒壤?/p>

人均可支配收入

人均GDP

市民上網(wǎng)率 1

2

3

4

智慧化的醫(yī)療體系 醫(yī)療卡發(fā)放率 5

每萬人口醫(yī)生數(shù)量 6

經(jīng)濟(jì)可持續(xù)層面 地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平 萬元GDP能耗 7

公交站牌電子化率 8

城鎮(zhèn)人均消費(fèi)支出 9

產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力 智慧產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)比例 10

研發(fā)支出GDP比例 11

空間安全層面 網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平 光纖接入覆蓋率 12

無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋率 13

互聯(lián)網(wǎng)用戶使用比例 14

2.2 解析結(jié)構(gòu)模型（ISM）建模

根據(jù)指標(biāo)體系的建立原則定性的已經(jīng)建立了一個(gè)由目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層和措施層組成的4級智慧城市指標(biāo)體系的層次結(jié)構(gòu)。但在具體目標(biāo)層中，尚存在某些指標(biāo)層次關(guān)系結(jié)構(gòu)不明確的問題，用指標(biāo)體系的建立原則確定其關(guān)系還不很完善，故而使用解析結(jié)構(gòu)模型（interpretative structural modeling 簡稱ISM）[2]的方法解決相應(yīng)的問題。ISM方法的建模步驟主要包括繪制有向圖形、建立鄰接矩陣、建立可達(dá)矩陣、進(jìn)行級間分解、繪制多層遞階結(jié)構(gòu)圖。

2.3 解析結(jié)構(gòu)模型在智慧城市指標(biāo)體系中的應(yīng)用

運(yùn)用ISM對準(zhǔn)則層中具體指標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析，選取已建立的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)層面5個(gè)具體措施進(jìn)行解析結(jié)構(gòu)模型的應(yīng)用。

經(jīng)濟(jì)可持續(xù)層面的具體措施如表2。

表2 經(jīng)濟(jì)可持續(xù)層面具體措施

準(zhǔn)則層 指標(biāo)層 措施層 編號

經(jīng)濟(jì)可持續(xù) 地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平 萬元GDP能耗 7

公交站牌電子化率 8

城鎮(zhèn)人均消費(fèi)支出 9

產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力 智慧產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)比例 10

研發(fā)支出GDP比例 11

第一步，把這一層次中的具體指標(biāo)進(jìn)行編號，建立要素關(guān)系表，畫出有向連接圖。具體指標(biāo)編號見表3、表4，指標(biāo)有向連接圖見圖1。

表3 具體指標(biāo)編號表

措施名稱

萬元GDP能耗 公交站牌電子化率 城鎮(zhèn)人均消費(fèi)支出 智慧產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)比例 研發(fā)支出GDP比例

指標(biāo)編號 S1 S2 S3 S4 S5

表4 具體措施間要素關(guān)系表

萬元GDP能耗 公交站牌電子化率 城鎮(zhèn)人均消費(fèi)支出 智慧產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)比例 研發(fā)支出GDP比例

萬元GDP能耗 影響因子 相互作用 前提條件

公交站牌電子化率

城鎮(zhèn)人均消費(fèi)支出 影響因子 影響因子

智慧產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)比例 影響因子

研發(fā)支出GDP比例 影響因子

圖1 指標(biāo)有向連接圖

第二步，由布爾邏輯算符，建立鄰接矩陣?；诓紶栠壿嬎惴?，鄰接矩陣A的元素aij可以定義如下：

即，

第三步，由布爾代數(shù)運(yùn)算規(guī)則（即1+1=1，0+1=1，1+0=1，1+1=1，0×0=0，0×1=0，1×0=0，1×1=1），建立可達(dá)矩陣。具體計(jì)算過程如下：

計(jì)算可知，（A+I）3 =（A+I）4 = R，最終得出可達(dá)矩陣。

第四步，進(jìn)行級間分解，級間抽取條件R（Si）∩Q（Si）= R（Si）。

R（Si）為可達(dá)集合，指可達(dá)矩陣中要素Si對應(yīng)的行中，包含有1的矩陣元素所對應(yīng)的列要素的集合。代表要素Si到達(dá)的要素。Q（Si）為先行集合，指可達(dá)矩陣中要素Si對應(yīng)的列中，包含有1的矩陣元素所對應(yīng)的行要素的集合。

具體抽取步驟如下：

（1）

i R（Si） Q（Si） R（Si）∩Q（Si）

1 1，2，3，4，5 1，3，4，5 1，3，4，5

2 2 1，2，3，4，5 2

3 1，2，3，4，5 1，3，4，5 1，3，4，5

4 1，2，3，4，5 1，3，4，5 1，3，4，5

5 1，2，3，4，5 1，3，4，5 1，3，4，5

（2）

i R（Si） Q（Si） R（Si）∩Q（Si）

1 1，2，3，4，5 1，3，4，5 1，3，4，5

2 2 1，2，3，4，5 2

3 1，2，3，4，5 1，3，4，5 1，3，4，5

4 1，2，3，4，5 1，3，4，5 1，3，4，5

（3）

i R（Si） Q（Si） R（Si）∩Q（Si）

1 1，2，3，4，5 1，3，4，5 1，3，4，5

2 2 1，2，3，4，5 2

（4）

i R（Si） Q（Si） R（Si）∩Q（Si）

1 1，2，3，4，5 1，3，4，5 1，3，4，5

完成級間分解后，分出若干級。每級要素間或者是具有強(qiáng)連接性的，或者不是。所謂強(qiáng)連接性指的是兩個(gè)或兩個(gè)要素間互為可達(dá)，在有向連接圖中表現(xiàn)為都有箭頭指向?qū)Ψ?。用有向枝代表相鄰級別要素間的關(guān)系及同一級別要素間的關(guān)系，因而可以用有向圖的形式來表示系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，從而繪制成系統(tǒng)多層遞階結(jié)構(gòu)圖。

將該具體指標(biāo)系統(tǒng)分為了4個(gè)級別，即：

L1={1}；L2={3,4}；L3={2}；L4={5}。

第五步，繪制系統(tǒng)多層遞階結(jié)構(gòu)圖。經(jīng)濟(jì)可持續(xù)層措施指標(biāo)多層階梯結(jié)構(gòu)如圖2、圖3。

圖2 經(jīng)濟(jì)可持續(xù)準(zhǔn)則層指標(biāo)編號多層階梯結(jié)構(gòu)圖

圖3 經(jīng)濟(jì)可持續(xù)準(zhǔn)則層措施多層階梯結(jié)構(gòu)圖

2.4 結(jié)論

運(yùn)用解析結(jié)構(gòu)模型（ISM）對智慧城市準(zhǔn)則目標(biāo)層下設(shè)的具體指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)分析，建立了系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)解析模型。通過建立該層指標(biāo)的一般關(guān)系矩陣、鄰接矩陣、可達(dá)矩陣，并進(jìn)行區(qū)域分解和級間分解，最終繪制成了智慧城市評估指標(biāo)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展準(zhǔn)則層所包含的5個(gè)具體指標(biāo)的系統(tǒng)4層遞階結(jié)構(gòu)圖，明確了5個(gè)具體措施的不同影響關(guān)系。

本文對智慧城市評估中解析結(jié)構(gòu)模型（ISM）的計(jì)算機(jī)模擬研究方面，尚處于初步階段。模型的結(jié)構(gòu)相對比較簡單，計(jì)算機(jī)的模擬能夠清晰、客觀、準(zhǔn)確地顯示出指標(biāo)的層次與邏輯關(guān)系。為探求各指標(biāo)之間的關(guān)系，對指標(biāo)進(jìn)行有效篩選，今后還需結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)程序化，以提高解析的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1]陳江嵐,王興全.智慧城市論叢[M].上海社科院出版社.2011.

[2]常玉等.應(yīng)用解釋結(jié)構(gòu)模型 (ISM)分析高新技術(shù)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力[J]. 科研管理,2003,24(2): 41-48.

作者簡介：李堅(jiān)（1985—），女，甘肅天水人，博士后，研究員，研究方向：污染預(yù)測與環(huán)境評價(jià)等，

基金項(xiàng)目：阿拉善盟新型城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略研究