基于層次分析法的彈性城市評(píng)價(jià)體系研究*

陳　娜，向　輝，葉　強(qiáng)，朱修濤

(1.湖南大學(xué) 建筑學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙　410082； 2.德國(guó)魏瑪包豪斯大學(xué)，魏瑪　99421；3．湖南大學(xué) 數(shù)學(xué)與計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙　410082)

?

基于層次分析法的彈性城市評(píng)價(jià)體系研究*

陳娜1，2?，向輝1，葉強(qiáng)1，朱修濤3

(1.湖南大學(xué) 建筑學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙410082； 2.德國(guó)魏瑪包豪斯大學(xué)，魏瑪99421；3．湖南大學(xué) 數(shù)學(xué)與計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙410082)

以“社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、城市體系與服務(wù)、城市管治”為框架，構(gòu)建彈性城市評(píng)價(jià)體系.通過(guò)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，獲得指標(biāo)因子群，將明顯不符合我國(guó)國(guó)情和統(tǒng)計(jì)制度的指標(biāo)剔除.通過(guò)頻度分析，進(jìn)行指標(biāo)同類合并，并利用基于德?tīng)柗品ǖ膶＜覇?wèn)卷調(diào)查進(jìn)行指標(biāo)的評(píng)選，運(yùn)用層次分析法將這些指標(biāo)按照其關(guān)聯(lián)和隸屬關(guān)系構(gòu)建成4個(gè)準(zhǔn)則層、多個(gè)領(lǐng)域和因子層的三級(jí)層次結(jié)構(gòu)，通過(guò)專家打分對(duì)指標(biāo)之間的關(guān)系進(jìn)行兩兩打分，最終得出各級(jí)指標(biāo)的排序權(quán)重，為彈性城市的實(shí)證評(píng)價(jià)研究提供基礎(chǔ)和參考.

彈性城市；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；層次分析法

城市化的快遞發(fā)展和特大城市的不斷增加要求城市具備更多的彈性來(lái)面對(duì)極端氣候、自然災(zāi)害、經(jīng)濟(jì)危機(jī)、人口快速流動(dòng)，以及由此帶來(lái)的城市發(fā)展過(guò)程中的動(dòng)態(tài)性和不確定性.在這種背景下，彈性城市作為一種新的城市規(guī)劃理論和理想城市發(fā)展模型被提出[1].城市彈性能力也成為當(dāng)前評(píng)價(jià)城市發(fā)展和抵御危機(jī)能力的最新和最重要的視角.Cumming總結(jié)了現(xiàn)代彈性城市的定義，即彈性城市是城市系統(tǒng)完整性、協(xié)作性、基于當(dāng)?shù)貤l件的自我發(fā)展性的體現(xiàn)，同時(shí)是城市系統(tǒng)各部分如城市要素、文脈和歷史等之間的相互作用[2].還有學(xué)者認(rèn)為城市彈性是指城市系統(tǒng)對(duì)災(zāi)害的應(yīng)急反應(yīng)、處理能力以及從災(zāi)難中自我恢復(fù)的能力[3-4]，而社會(huì)彈性、經(jīng)濟(jì)彈性、組織彈性和工程(技術(shù))彈性是彈性城市框架中的4個(gè)不同方面[5].

國(guó)際上從2010年開(kāi)始進(jìn)行彈性城市評(píng)價(jià)體系的研究，其中較為著名的有美國(guó)伯克利大學(xué)和洛克菲勒基金會(huì)提出的指標(biāo)體系，這些指標(biāo)體系都是基于發(fā)達(dá)國(guó)家的現(xiàn)狀所提出的，雖然覆蓋面較寬，通用性較強(qiáng)，但在地域適應(yīng)性方面難以滿足當(dāng)前我國(guó)城市發(fā)展的需求.基于此，本文針對(duì)中國(guó)城市化進(jìn)程中所具有的特性問(wèn)題，探討我國(guó)城市彈性能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建.

1　彈性城市評(píng)價(jià)體系構(gòu)建方法研究

1.1國(guó)內(nèi)外彈性城市評(píng)價(jià)體系研究現(xiàn)狀

構(gòu)建指標(biāo)體系是為了使彈性城市這個(gè)抽象的復(fù)雜系統(tǒng)變得可以被理解和度量，為城市的規(guī)劃、建設(shè)、管理和決策提供數(shù)據(jù)支持.Gunderson和Holling提出，在系統(tǒng)的狀態(tài)不發(fā)生改變、能吸收改變并保持不變的情況下，可以根據(jù)受干擾的程度來(lái)量化彈性[6].但是關(guān)于彈性系統(tǒng)，尤其是彈性城市的量化、評(píng)價(jià)及實(shí)證的研究從2010年后才逐漸開(kāi)始，正處于從理論到實(shí)踐的探索過(guò)程中，也將成為國(guó)內(nèi)外今后研究的重點(diǎn)和難點(diǎn).表1歸納梳理了目前國(guó)外彈性城市指標(biāo)的相關(guān)研究，主要包括基于城市系統(tǒng)、基于氣候變化和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理等兩大類型.由于不同國(guó)家和機(jī)構(gòu)對(duì)彈性城市內(nèi)涵的不同理解和彈性目標(biāo)的差異性，指標(biāo)體系的分類和指標(biāo)的選取也是有區(qū)別的.

表1　彈性城市指標(biāo)的相關(guān)研究總結(jié)

從現(xiàn)有評(píng)價(jià)指標(biāo)中可得出以下結(jié)論：1)從目標(biāo)來(lái)看，彈性城市評(píng)價(jià)指標(biāo)可以衡量城市應(yīng)對(duì)社會(huì)變化、經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩以及自然災(zāi)害的能力.體現(xiàn)在合理有效的資源配置、穩(wěn)定安全的社會(huì)環(huán)境、多樣化的經(jīng)濟(jì)構(gòu)成及穩(wěn)健的財(cái)政管理、完善的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和生態(tài)系統(tǒng)管理等方面.2) 從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，指標(biāo)體系一般采用2層或3層的結(jié)構(gòu)，圍繞相關(guān)專題或領(lǐng)域進(jìn)行分類.絕大多數(shù)的指標(biāo)體系都分為3～5個(gè)專題和領(lǐng)域，每個(gè)專題都有4～5項(xiàng)指標(biāo)，每一項(xiàng)指標(biāo)又有5～6個(gè)變量，也就是說(shuō)，總的指標(biāo)數(shù)在150個(gè)以內(nèi).3)從內(nèi)容上來(lái)看，盡可能利用了國(guó)際上通用的衡量國(guó)家、區(qū)域和城市性能的指標(biāo)，使指標(biāo)的代表性可以被國(guó)際社會(huì)廣泛認(rèn)可.

我國(guó)目前對(duì)彈性城市理論與實(shí)踐的研究仍處于起步階段，主要是對(duì)國(guó)外彈性城市的研究進(jìn)展進(jìn)行歸納總結(jié)[7]，定量和實(shí)證研究尚未開(kāi)始.

1.2運(yùn)用層次分析法(AHP)構(gòu)建彈性城市指標(biāo)體系

層次分析法(Analytic Hierarchy Process)可以將定性與定量因子在同一尺度下進(jìn)行評(píng)價(jià)與比較，是一種科學(xué)的系統(tǒng)工程決策方法，其主要思路是將復(fù)雜問(wèn)題分成各個(gè)組成因素，并將這些因素按支配關(guān)系建立層次結(jié)構(gòu)模型.通過(guò)每一層次各因素的兩兩比較，對(duì)其相對(duì)重要性做出判斷，最后構(gòu)建判斷矩陣計(jì)算得出各(級(jí))指標(biāo)的權(quán)重.

1.2.1指標(biāo)體系構(gòu)建原則

彈性城市相對(duì)于其他相關(guān)的城市評(píng)價(jià)指標(biāo)，應(yīng)具有問(wèn)題導(dǎo)向性和對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的針對(duì)性，更關(guān)注城市系統(tǒng)能夠抵抗多元壓力，并具有多樣化的吸收能力[8]，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、人口健康、政策管理和基礎(chǔ)設(shè)施等構(gòu)成彈性城市系統(tǒng)主要的要素都應(yīng)在指標(biāo)體系中得到體現(xiàn).其次，彈性城市作為一個(gè)完整的城市系統(tǒng)，是生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化以及城市物質(zhì)空間系統(tǒng)等各方面相互作用的體現(xiàn).城市系統(tǒng)正常運(yùn)行依賴于系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)以及各層次要素之間的相互協(xié)調(diào)，因此指標(biāo)體系也要體現(xiàn)出系統(tǒng)性和層次性，即高層次指標(biāo)是低層次指標(biāo)的概括，低層次指標(biāo)是高層次指標(biāo)的分解和基礎(chǔ).

1.2.2確定指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)

綜合參考以往文獻(xiàn)，并根據(jù)對(duì)現(xiàn)有指標(biāo)體系的分析，從構(gòu)成城市系統(tǒng)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、物質(zhì)空間、政府治理相互促進(jìn)、相互制約的復(fù)雜關(guān)系視角出發(fā)，確定我國(guó)彈性城市指標(biāo)體系按社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、城市體系與服務(wù)、城市管治4大類，準(zhǔn)則層、領(lǐng)域?qū)蛹耙蜃訉?個(gè)層次構(gòu)建框架.

1.2.3指標(biāo)的選擇

指標(biāo)選取一方面要與國(guó)際接軌，其代表性要被國(guó)際社會(huì)廣泛認(rèn)可；另一方面，評(píng)價(jià)指標(biāo)要適應(yīng)中國(guó)國(guó)情和統(tǒng)計(jì)制度.根據(jù)分類框架，在指標(biāo)的初選過(guò)程中，參考國(guó)外較有權(quán)威性的如“彈性城市指標(biāo)研究”等9個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合我國(guó)相關(guān)4個(gè)城市指標(biāo)體系(見(jiàn)表2)，將明顯不符合我國(guó)國(guó)情和統(tǒng)計(jì)制度的指標(biāo)剔除.通過(guò)頻度分析，將指標(biāo)進(jìn)行同類合并，優(yōu)選出一定數(shù)量的備選指標(biāo).

利用基于德?tīng)柗品ǖ膶＜覇?wèn)卷進(jìn)行指標(biāo)的評(píng)選，邀請(qǐng)城市規(guī)劃領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者、政府管理者、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)行業(yè)代表等共30名，其中高級(jí)和中級(jí)職稱專家所占比例分別為29%和36%，通過(guò)專家對(duì)備選指標(biāo)的選擇，確定最終的入選指標(biāo).

表2　指標(biāo)選取參考的國(guó)內(nèi)外指標(biāo)體系

1.2.4各級(jí)指標(biāo)權(quán)重確定

專家問(wèn)卷調(diào)查包括兩方面的內(nèi)容：一方面是指標(biāo)的評(píng)選，另一方面是對(duì)指標(biāo)之間的關(guān)系進(jìn)行兩兩打分.為定量區(qū)分各層級(jí)指標(biāo)的重要程度，需用數(shù)字1～9及其倒數(shù)作為標(biāo)度(見(jiàn)表3)，構(gòu)造AHP判斷矩陣.

表3　因子相對(duì)重要性1～9評(píng)判標(biāo)度

2　指標(biāo)體系構(gòu)建的結(jié)果

2.1指標(biāo)體系層級(jí)結(jié)構(gòu)

根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查反饋的結(jié)果，運(yùn)用層次分析法將所選取的指標(biāo)按照其關(guān)聯(lián)和隸屬關(guān)系構(gòu)建4個(gè)準(zhǔn)則層、多個(gè)領(lǐng)域和因子層的3級(jí)層次結(jié)構(gòu).其中第一層次表示彈性城市評(píng)價(jià)中的一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(準(zhǔn)則層 B)，包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、城市基礎(chǔ)設(shè)施與服務(wù)、城市管治4個(gè)方面；第二層次表示彈性城市評(píng)價(jià)中的12個(gè)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(領(lǐng)域?qū)覥)，包括教育、勞動(dòng)力和貧困、區(qū)域吸引力等；第三層次為由35個(gè)同級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成的表示彈性城市評(píng)價(jià)的3級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(因子層).

2.2確定各級(jí)指標(biāo)權(quán)重

運(yùn)用MATLAB軟件針對(duì)專家的打分結(jié)果計(jì)算出各判斷矩陣的最大特征值和特征向量，進(jìn)行歸一化處理后得到各級(jí)指標(biāo)的總排序權(quán)重(見(jiàn)表4).

表4　彈性城市評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合權(quán)重表

2.3一致性檢驗(yàn)

表5　平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的取值

當(dāng)一致性比率 CR < 0.1時(shí)，則認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的.從計(jì)算結(jié)果來(lái)看(見(jiàn)表6)，各級(jí)矩陣的一致性比率均小于0.1，具有較為令人滿意的一致性.

表6　一致性比率表

2.4指標(biāo)體系結(jié)果分析

從表4的指標(biāo)權(quán)重可知，專家普遍認(rèn)為城市彈性能力首先應(yīng)表現(xiàn)在社會(huì)應(yīng)對(duì)變化的能力(0.338 6)，人口的受教育程度、社會(huì)資本與資源的可獲得性等方面的差異將會(huì)直接影響不同社會(huì)群體的脆弱性程度.其次，災(zāi)害發(fā)生時(shí)城市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)運(yùn)行和自給自足的能力(0.237 0)也很重要，表現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健和結(jié)構(gòu)多樣性，另外還有自我學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力方面.同時(shí)，在城市基礎(chǔ)設(shè)施與服務(wù)(0.225 0)方面，彈性城市強(qiáng)調(diào)綜合應(yīng)對(duì)外部力量對(duì)交通、通訊等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、資源循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)、能源等社會(huì)-環(huán)境系統(tǒng)造成沖擊的能力.最后，政府機(jī)構(gòu)的管治能力(0.199 4)已成為城市處理突發(fā)事件，引導(dǎo)城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)向可持續(xù)與更富彈性方向發(fā)展的重要手段[10].城市政府作為地方社會(huì)組織與管理的主體，可以通過(guò)高效的領(lǐng)導(dǎo)，保證信息通達(dá)，完善災(zāi)難發(fā)生前的預(yù)警能力，發(fā)生時(shí)和發(fā)生后組織、管理、規(guī)劃和行動(dòng)的能力.

教育(0.221 4)、創(chuàng)新潛力(0.112 6)、社會(huì)整合(0.100 3)、資源節(jié)約(0.095 5)依次排在領(lǐng)域?qū)又笜?biāo)的前4位，并且從問(wèn)卷調(diào)研反饋成果來(lái)看，專家打分保持較高的一致性.而在因子層中，大專及以上文化程度的人口占15歲及以上人口比重(0.097 2)、每年新專利數(shù)/每千人(0.044 1)、排水管網(wǎng)密度(0.039 6)、公眾參與度(0.077 6)等都分別是上級(jí)領(lǐng)域?qū)酉碌梅州^高的指標(biāo).

3　結(jié)　論

建立彈性城市指標(biāo)體系的意義在于更加科學(xué)、準(zhǔn)確、全面地衡量一個(gè)城市的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，評(píng)估一個(gè)城市對(duì)未來(lái)外部變化的適應(yīng)性及自我調(diào)節(jié)能力，使規(guī)劃決策更為科學(xué)化.但事實(shí)上，城市規(guī)劃研究中的量化分析也具有一定的局限性.其局限性首先表現(xiàn)在對(duì)人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)水平等基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的積累、準(zhǔn)確程度的依賴，而當(dāng)前處于快速城市化時(shí)期的中國(guó)城市都存在數(shù)據(jù)缺乏或很難收集的問(wèn)題.因此在選擇指標(biāo)時(shí)，應(yīng)盡量考慮納入政府監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的指標(biāo)，引進(jìn)部分具有前瞻性和創(chuàng)新性的指標(biāo).其次，彈性城市的根本內(nèi)涵直接決定了評(píng)價(jià)指標(biāo)的地域性.由于我國(guó)不同地區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程存在較大的差距， 很難用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去評(píng)價(jià)差異較大的城市.因此，本文設(shè)計(jì)了一套適用于彈性城市評(píng)價(jià)的一般性指標(biāo)體系，但在實(shí)施評(píng)價(jià)時(shí)，要根據(jù)具體實(shí)證城市的特點(diǎn)進(jìn)行指標(biāo)體系的篩選或擴(kuò)展，確定具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.

運(yùn)用層次分析法建立城市彈性能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，可以客觀和形象地反映出城市現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題以及預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì).這種研究思路和方法可以在實(shí)際評(píng)價(jià)過(guò)程中進(jìn)一步地完善和修改，使城市彈性能力的量化評(píng)價(jià)具有可操作性，以推動(dòng)彈性城市規(guī)劃和建設(shè).

[1]NEWMAN P W G, BEATLEY T, BOYER H. Resilient cities: responding to peak oil and climate change[J]. Journal of Urban Design, 2012, 46(1):301-303.

[2]CUMMING G S. Spatial resilience: integrating landscape ecology, resilience, and sustainability[J]. Landscape Ecology, 2011, 26(7): 899-909.

[3]TURNER B L, KASPERSON R E, MATSON P A,etal. A framework for vulnerability analysis in sustainability science[J].Proceedings of the National Academy of Sciences, USA,2003, 100(14): 8074-8079.

[4]MCENTIRE D A. Triggering agents, vulnerabilities and disaster reduction: towards a holistic paradigm[J]. Disaster Prevention and Management, 2001, 10(3): 189-196.

[5]BRUNEAU M, CHANG S E. A framework to quantitatively assess and enhance the seismic resilience of communities[J]. Earthquake Spectra, 2003, 19(4): 733-752.

[6]GUNDERSON L, HOLLING C S. Panarchy: understanding transformations in human and natural systems[M]. Washington, DC: Island Press, 2001.

[7]蔡建明, 郭華, 汪德根. 國(guó)外彈性城市研究述評(píng)[J]. 地理科學(xué)進(jìn)展，2012，31(10): 1245-1255.

CAI Jian-ming, GUO Hua, WANG De-gen. Review on the resilient city research overseas [J]. Progress in Geography, 2012, 31(10): 1245-1255. (In Chinese)

[8]李彤玥, 牛品一, 顧朝林. 彈性城市研究框架綜述[J]. 城市規(guī)劃學(xué)刊，2014 (5)：23-31.

LI Tong-yue, NIU Pin-yi, GU Chao-lin. A review on research frameworks of resilient cities[J]. Urban Planning Forum, 2014(5): 23-31. (In Chinese)

[9]ALEXANDER J, SAATY T L. The forward and backward processes of conflict analysis[J]. Behavioral Science, 1997, 22(2) : 87-98.

[10]黃曉軍, 黃馨. 彈性城市及其規(guī)劃框架初探[J]. 城市規(guī)劃，2015, 39(2):50-56.

HUANG Xiao-jun, HUANG Xin. Resilient city and its planning framework[J]. City Planning Review, 2015, 39(2):50-56.(In Chinese)

An AHP-Based Approach for Evaluation Index System of Resilience City

CHEN Na1,2?, XIANG Hui1, YE Qiang1，ZHU Xiu-tao3

(1. College of Architecture, Hunan Univ, Changsha, Hunan410082, China;2. Bauhaus Univ Weimar, Weimar99421,Germany;3．College of Mathematics and Econometrics, Hunan Univ, Changsha, Hunan410082, China)

This study focuses on the evaluation index system of resilient city based on the framework of "society, economy, urban system and service, and urban management". Through literature statistics, a factor group is obtained, and non-conforming factors in the national condition and statistical system of our country are removed. By means of frequency analysis, the same typed indexes are merged, and expert questionnaire based on Delphi Method is used for index selection. Analytic hierarchy process method is used to build such indexes into a three-layered structure with four criterion layers and multiple filed and factor layers according to their correlation and subordination. Experts will score the relationship between every two indexes to finally work out the ranking weight for indexes at all levels, providing the basis and reference for empirical evaluation research of resilient cities.

resilient city; evaluation index system; analytic hierarchy process

1674-2974(2016)07-0146-05

2015-08-28

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51078126), National Natural Science Foundation of China(51078126)；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金資助項(xiàng)目(20130161110040)；湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014GK3045)

陳娜(1979-)，女，湖南長(zhǎng)沙人，湖南大學(xué)講師，德國(guó)包豪斯大學(xué)博士研究生

?通訊聯(lián)系人，E-mail:chenna825@hnu.edu.cn

TU98

A