打造低碳城市 探究支持系統(tǒng)

低碳城市建設(shè)評價對于促進城市低碳發(fā)展的作用不言而喻。研究和實踐中需要低碳城市建設(shè)評價工作規(guī)范化，并有現(xiàn)代化的平臺來支持。針對低碳城市建設(shè)評價體系的應(yīng)用，本文總結(jié)了低碳城市建設(shè)評價的工作流；基于大數(shù)據(jù)分析與處理理念、可視化技術(shù)和政策工具包，探討了低碳城市建設(shè)評價的支持系統(tǒng)研制。

一、引言

人類跨入21世紀(jì)后，為了應(yīng)對全球氣候變化，各國紛紛掀起了低碳城市建設(shè)的浪潮。目前，我國關(guān)于城市的低碳建設(shè)正處于方興未艾階段，理論研究大量涌現(xiàn)，尤其是在構(gòu)建城市低碳發(fā)展評價指標(biāo)體系方面做了許多工作。但是在指導(dǎo)具體的城市低碳建設(shè)過程中，這些研究起到的作用仍然比較小，迫切需要低碳城市建設(shè)評價工作規(guī)范化，并有現(xiàn)代化的平臺來支持，讓決策者、管理者、企業(yè)和民眾更加明確低碳發(fā)展的目標(biāo)體系、評價標(biāo)準(zhǔn)、行動計劃和發(fā)展路線圖，以此引導(dǎo)城市將低碳發(fā)展的理念落實到城市規(guī)劃、城市建設(shè)，以及城市管理的各個環(huán)節(jié)。

二、低碳城市研究：三種形式

長期以來，西方發(fā)達國家在城市的生態(tài)建設(shè)、低碳建設(shè)方面一直走在世界前列，但是并沒有在國家和城市層面上，形成系統(tǒng)性的評價方法與管理手段。我國比較早地提出以可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略作為重要的發(fā)展戰(zhàn)略，并提出以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，在大范圍和較高層次開展低碳社會建設(shè)[1]。在這樣的發(fā)展背景下，全國各地開始了大量低碳城市、低碳示范區(qū)的建設(shè)。然而，直到目前為止仍沒有建立起一套具有普適性的城市低碳發(fā)展體系，以此更好地指導(dǎo)城市的低碳建設(shè)。

隨著低碳城市建設(shè)的快速發(fā)展，低碳城市建設(shè)的評價指標(biāo)體系成為研究熱點[2]。由于對低碳城市建設(shè)的不同理解，以及出于不同研究目的的需要，國內(nèi)外關(guān)于低碳城市的評價指標(biāo)體系豐富多樣。

國內(nèi)的相關(guān)研究成果主要以以下三種形式呈現(xiàn)：

一是學(xué)者在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表的學(xué)術(shù)論文。這類論文主要探討低碳城市評價指標(biāo)體系建立的原則、指標(biāo)選取的依據(jù)、指標(biāo)無量綱化的方法，以及指標(biāo)權(quán)重的設(shè)定，并結(jié)合某一具體城市進行案例分析。這些研究以學(xué)術(shù)探討為主，缺乏實踐檢驗，因而影響力較為有限；

二是一些學(xué)術(shù)團體獨自或者聯(lián)合推出的與生態(tài)、綠色、低碳和可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的城市評價指標(biāo)體系。這些研究目標(biāo)指向范圍更廣，影響力也相對較大，但是其低碳指向性不強；

三是多城市低碳發(fā)展水平綜合評價研究。這類研究通常的做法是構(gòu)建評價指標(biāo)體系，設(shè)定權(quán)重，并對城市低碳發(fā)展水平進行排序。但是，不同規(guī)模類別和資源稟賦的城市是否具有可比性值得商榷。

實踐表明，構(gòu)建評價指標(biāo)體系之前，必須首先明確指標(biāo)體系構(gòu)建的目的是用于考核評價還是用于規(guī)劃建設(shè)，抑或兼具兩種功能？是評價發(fā)展現(xiàn)狀還是評價努力程度，還是二者兼顧？指標(biāo)體系只是用于城市之間的相對比較（如排序），還是用于指導(dǎo)具體城市的實踐工作？這些最基本的前提問題必須首先回答。

三、低碳城市評價： 評建結(jié)合

本文提出的低碳城市建設(shè)評價的基本思想是“評建結(jié)合”。即：將“評價”與“建設(shè)”有機結(jié)合，從而達到低碳城市規(guī)劃建設(shè)與低碳城市評價管理的統(tǒng)一。為此，在充分借鑒國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，提出通過流程（圖1），建立低碳城市建設(shè)評價體系。

第一步：明確城市低碳發(fā)展的目標(biāo)——建設(shè)低碳城市。

城市低碳發(fā)展的目標(biāo)并不是為了減排而遏制城市的發(fā)展，而是要全面引導(dǎo)和改善城市各個領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，使得整個城市的發(fā)展能夠更加可持續(xù)。通過系統(tǒng)性的、分領(lǐng)域的發(fā)展目標(biāo)的確定，形成城市低碳發(fā)展的目標(biāo)體系，使城市決策和管理部門能夠把握城市的低碳發(fā)展，從而在城市的各個領(lǐng)域上進行權(quán)衡和綜合考慮。在這里，主要包括五大領(lǐng)域：低碳能源、低碳產(chǎn)業(yè)、低碳建筑、低碳交通、低碳消費。即：把評價的領(lǐng)域限定在上述五個方面[3]。

第二步：建立分類指導(dǎo)的個性化評價體系。

我國的各個城市發(fā)展路徑和結(jié)構(gòu)存在很大差異，如何在研究共性規(guī)律的基礎(chǔ)上進行適度分類，體現(xiàn)城市發(fā)展的個性，也是低碳城市研究的當(dāng)然內(nèi)容，因為無個性即無共性。然而，如何構(gòu)建一個理想化的低碳城市，分析研究現(xiàn)有城市如何通過低碳建設(shè)或“改進”逐漸接近于“理想化”，是擺在全社會面前的現(xiàn)實課題。對于不同類型的城市低碳發(fā)展進行評價和“改進”，涉及到城市經(jīng)濟、社會以及生產(chǎn)生活的方方面面，并不容易實現(xiàn)，必須要在科學(xué)理論指導(dǎo)的基礎(chǔ)上進行實踐，評價與建設(shè)相結(jié)合，以評價促發(fā)展。本文認為，由于城市的地域特點和資源稟賦不同，所以可以按“資源型城市”和“一般型城市”兩大類來進行討論。后者按最新的以城市常住人口為統(tǒng)計口徑的城市規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)細分為五類，把評價的客體進行分類，不僅有利于城市之間的對比和讓公眾比較滿意地接受評價結(jié)果（注：不同規(guī)模類別的城市放在一起是沒有可比性的），而且也兼顧了對象城市本身的稟賦，體現(xiàn)了“以人為本”的科學(xué)發(fā)展觀的中心理念。

第三步：建立一個可以量化的評價指標(biāo)體系框架。

“評建結(jié)合”的低碳城市建設(shè)評價體系，要求指標(biāo)體系不僅要反映城市低碳發(fā)展現(xiàn)狀，而且還要能夠反映城市向低碳轉(zhuǎn)型的努力程度[4]。前者將構(gòu)成低碳城市建設(shè)評價的核心指標(biāo)體系，后者將構(gòu)成低碳城市建設(shè)評價的支持指標(biāo)體系。具體地說，前者針對以上提到的五大領(lǐng)域展開。其中，低碳能源是核心，是實現(xiàn)城市低碳發(fā)展的根本，直接決定了低碳城市的發(fā)展水平；后者主要圍繞低碳政策、低碳技術(shù)展開。因為低碳政策、低碳技術(shù)分別從機制和技術(shù)角度，提供低碳城市發(fā)展的社會、法律環(huán)境，以及技術(shù)解決途徑。換句話說，前者主要側(cè)重于全面反映城市低碳的建設(shè)成果，后者主要側(cè)重于評估審查城市低碳管理水平。兩者聯(lián)系緊密，核心指標(biāo)衡量的是“結(jié)果”，支持指標(biāo)衡量的是“手段”。

第四步：確定低碳城市普適性評價標(biāo)準(zhǔn)。

考慮到國內(nèi)各城市經(jīng)濟發(fā)展水平的差異，單純利用相對標(biāo)準(zhǔn)進行評價可能存在局限，除了現(xiàn)狀評價之外，還需要設(shè)定絕對值的評價標(biāo)準(zhǔn)，為低碳城市建設(shè)確立愿景目標(biāo)。此外，針對重要時間節(jié)點，如近期、中期、遠期，不同城市的低碳與否，需要確立明確的評價標(biāo)準(zhǔn)，這就需要建立普適性的低碳城市評價標(biāo)準(zhǔn)。具體地說，一是綜合考慮全球碳排放約束和核心指標(biāo)的歷史發(fā)展規(guī)律，形成普適性的低碳城市評價標(biāo)準(zhǔn)；二是結(jié)合我國城市分類給出標(biāo)準(zhǔn)，通過城市現(xiàn)狀評估與普適性低碳城市評價標(biāo)準(zhǔn)的比較對標(biāo)，最終可以形成城市重要時間節(jié)點的低碳發(fā)展路線圖。

第五步：綜合各領(lǐng)域、各項指標(biāo)得分，發(fā)現(xiàn)問題并為城市未來發(fā)展給出建議。

根據(jù)城市的綜合得分情況，對照類型差異標(biāo)準(zhǔn)，了解自身低碳發(fā)展的現(xiàn)狀與差距，總結(jié)城市低碳行動與低碳管理的成果，從中發(fā)現(xiàn)問題，找出優(yōu)勢和劣勢，幫助城市制定今后的具體行動方案，指導(dǎo)城市最佳低碳實踐。同時，可以分析城市在低碳發(fā)展中的短板在哪里，從而使城市的規(guī)劃與管理更加具有針對性，更好地實現(xiàn)低碳城市的發(fā)展目標(biāo)。

以上步驟按照低碳城市建設(shè)的機理，把評價有機融入到低碳城市建設(shè)之中，使我們看到低碳城市建設(shè)的全貌，看到評價在低碳城市建設(shè)中的作用。具體講，有以下兩個特點：

第一，完成對低碳城市的現(xiàn)狀和努力程度評估，實現(xiàn)建設(shè)動態(tài)監(jiān)控；

第二，發(fā)展評估與未來導(dǎo)向相結(jié)合，便于形成行動建議。相比以前單一的低碳城市發(fā)展水平評價，“評建結(jié)合”的低碳城市評價體系內(nèi)容更加豐富，對實踐的指導(dǎo)意義更大。

四、低碳城市建設(shè)評價的支持系統(tǒng)

當(dāng)前，我國低碳城市評價研究的一個現(xiàn)狀是：評價操作層面上的理論和實踐不夠豐富，研究的深度不足，可以說仍處在一個初級摸索階段，尤其是缺乏智能化的低碳城市建設(shè)評價平臺。

在信息技術(shù)飛速發(fā)展的時代，如何使低碳城市建設(shè)評價工作自動化，如何在對低碳城市建設(shè)評價的同時，開展低碳城市建設(shè)政策分析，是擺在我們面前的現(xiàn)實技術(shù)問題。具體地說，就是如何從實用性的角度出發(fā)，將低碳城市評價體系內(nèi)化為直觀的人機對話系統(tǒng)，并開發(fā)政策工具包，最大化地方便城市決策者及相關(guān)人員的掌握和運用。

低碳城市建設(shè)評價的支持系統(tǒng)根據(jù)低碳城市建設(shè)評價工作的需求，結(jié)合當(dāng)今決策支持系統(tǒng)的發(fā)展[5]，系統(tǒng)擬采用三部件結(jié)構(gòu)，并在三部件的基礎(chǔ)上增加知識部件。具體說明如下：

第一，對話與綜合部件（人機交互與問題綜合系統(tǒng)）。

對話與綜合部件既要輸入必要的信息（用于控制）和數(shù)據(jù)（用于計算）以及知識（用于分析），同時要顯示運行情況以及最后結(jié)果，可以開展針對多個城市的橫向?qū)Ρ确治龊歪槍蝹€城市的縱向?qū)Ρ确治?。由于面對的是具體城市的多個年份數(shù)據(jù)和多個城市的多個指標(biāo)數(shù)據(jù)，實際上也是一個大數(shù)據(jù)問題，所以將基于大數(shù)據(jù)分析處理流程展開，即遵循實際數(shù)據(jù)抽取→數(shù)據(jù)集成→數(shù)據(jù)分析→數(shù)據(jù)解釋的大體步驟。

第二，數(shù)據(jù)部件（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）。

數(shù)據(jù)部件包括評價用數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，對應(yīng)于評價指標(biāo)體系。為了對5類（即五大領(lǐng)域類）核心指標(biāo)和2類（政策類和技術(shù)類）支持指標(biāo)進行評價，需要考慮數(shù)據(jù)的可獲取情況。需要說明的是，這7大類指標(biāo)又分為若干評價指標(biāo)。這些指標(biāo)有的是定量指標(biāo)，有的是定性指標(biāo)，需要對每一個指標(biāo)的定義、范圍、計算方法和評估標(biāo)準(zhǔn)、評估方法進行界定和確定，即給出評價指標(biāo)體系的應(yīng)用指南（由于牽涉的指標(biāo)較多，本文不在此一一加以介紹）。數(shù)據(jù)庫包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要是統(tǒng)計指標(biāo)數(shù)據(jù)，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括政策法規(guī)等文本資料。前者用于產(chǎn)生評價結(jié)果，后者用于進行政策分析。就數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)而言，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分別建有指標(biāo)名、數(shù)據(jù)，年份、地名四個表；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分別建有政策文件名、政策工具、年份、頒布機構(gòu)四個表。

第三，模型部件（模型庫系統(tǒng)）。

模型部件由評價模型庫和模型庫管理系統(tǒng)組成，對應(yīng)于評估方法。由于低碳城市建設(shè)評價體系包括建設(shè)和管理兩大部分，所以模型主要包括建設(shè)現(xiàn)狀評價模型和努力程度評價模型。

需要說明的是，該系統(tǒng)并不是要建立多么復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，而是主要采用可視化技術(shù)來顯示和標(biāo)識?？梢暬夹g(shù)作為解釋大量數(shù)據(jù)最有效的手段而率先被科學(xué)與工程計算領(lǐng)域采用，并發(fā)展成為當(dāng)前熱門的研究領(lǐng)域?？梢暬褦?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形，給予人們深刻與意想不到的洞察力。由于圖形直觀形象，因而也常被作為人機交互方式用于各種應(yīng)用軟件。為此，本文主要基于可視化技術(shù)，開發(fā)低碳城市建設(shè)評價的支持系統(tǒng)。具體地說，主要采取對標(biāo)法和圖形化表達，一種是單項指標(biāo)對標(biāo)，可以看到城市在各個指標(biāo)的表現(xiàn)和與標(biāo)準(zhǔn)的差距；一種是城市低碳發(fā)展綜合評價分析，讓城市發(fā)現(xiàn)問題，找出優(yōu)勢和劣勢（用不同顏色鮮明標(biāo)識）。

第四，知識部件（知識庫系統(tǒng)）。

知識部件實際上是搭建了低碳城市建設(shè)的政策分析平臺，主要包含政策工具包（知識庫）、政策分析子系統(tǒng)、效果演示子系統(tǒng)三部分，對既定的政策進行分析和評估，對未定的政策進行設(shè)計和優(yōu)化。

政策工具既可以界定為一種客體（object），也可以界定為一種活動（activity）[6]。簡單說，政策工具就是達成政策目標(biāo)的手段。建立政策工具包是本系統(tǒng)的另一大特點。政策是一個古老的話題，政策分析卻是一個全新的領(lǐng)域。政策分析側(cè)重于對問題的性質(zhì)進行分析，從而發(fā)現(xiàn)新的政策方案和解決途徑。

概括講，該支持系統(tǒng)的研究思路如下：

一是仔細分析評價指標(biāo)體系中各指標(biāo)的屬性，建立評價指標(biāo)數(shù)據(jù)庫；

二是從模型庫中選擇和建立評價模型；

三是開發(fā)政策工具包，便于政策研究和政策制定；

四是根據(jù)問題導(dǎo)入原始數(shù)據(jù)（信息、知識），輸出評價結(jié)果或政策分析結(jié)果；

五是結(jié)合具體案例，形成評估報告和行動計劃要點，給出模擬路線圖，研究的技術(shù)路線（圖2）所示。

特別需要說明的是，城市低碳發(fā)展路線圖是一個城市低碳發(fā)展的戰(zhàn)略構(gòu)想[7]。它是一個城市為實現(xiàn)低碳發(fā)展而制定的戰(zhàn)略目標(biāo)、實施路徑（主要指低碳技術(shù)的應(yīng)用）和相應(yīng)的制度安排，其中的實施路徑將通過低碳適用技術(shù)需求評估給出。低碳適用技術(shù)需求評估將從重點領(lǐng)域角度，對城市低碳發(fā)展的適用技術(shù)作出需求分析，這也是該支持系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。換個角度講，重點領(lǐng)域低碳適用技術(shù)需求評估旨在為城市低碳發(fā)展提供技術(shù)支撐。各城市自身情況千差萬別，只有進行技術(shù)需求評估，才能識別出城市當(dāng)前適用的技術(shù)和低碳發(fā)展的科技支撐方向。這樣既有前面提到的政策有效性分析，又有適用技術(shù)需求評估，便可為決策者提供比較完善和切實可行的行動計劃方案。

通過建立評價支持系統(tǒng)，實現(xiàn)低碳城市建設(shè)與評價過程的直觀化、可視化；通過運行該系統(tǒng)，可以得出低碳城市建設(shè)的評估報告要點、行動計劃要點和發(fā)展路線圖。

五、結(jié)語

低碳城市的建設(shè)覆蓋了城市發(fā)展的方方面面。評價城市低碳發(fā)展既要能夠反映城市低碳發(fā)展現(xiàn)狀，又要能夠在考慮城市地域特點和資源稟賦的同時，兼顧城市向低碳轉(zhuǎn)型的努力程度；要能夠幫助城市了解其低碳發(fā)展的現(xiàn)狀與差距，發(fā)現(xiàn)問題，找出優(yōu)勢與劣勢，進而科學(xué)地推動城市低碳轉(zhuǎn)型進程。

本文總結(jié)了低碳城市建設(shè)評價的工作流程，使低碳城市建設(shè)評價工作規(guī)范化，為低碳城市建設(shè)評價的研究指明了方向。低碳城市建設(shè)評價的支持系統(tǒng)基于大數(shù)據(jù)的分析處理理念，主要利用可視化技術(shù)開發(fā)，并增加了政策工具包，這些能夠更好地為低碳城市建設(shè)工作提供咨詢服務(wù)。

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（責(zé)任編輯：李靜敏）