基于主成分分析的城市智能增長(zhǎng)率評(píng)價(jià)模型

張慶隆　朱江　楊鑫

摘要：文章構(gòu)建了一個(gè)關(guān)于城市智能增長(zhǎng)率的數(shù)學(xué)模型，以便于對(duì)城市當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展水平進(jìn)行評(píng)估并對(duì)城市未來(lái)發(fā)展政策的制訂提供參考。為了能夠做出全面而準(zhǔn)確的評(píng)估，我們建立了一個(gè)具有三級(jí)指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系，這個(gè)體系被劃分為經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源與環(huán)境三個(gè)子系統(tǒng)。為了協(xié)調(diào)整體與部分的關(guān)系，我們進(jìn)行了兩次主成分分析來(lái)獲得城市的智能增長(zhǎng)率，并將其劃分為不同的等級(jí)。應(yīng)用上述的評(píng)估體系對(duì)東方市近年來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r做出評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)在2012年之前，東方市一直處于負(fù)增長(zhǎng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。由于近年來(lái)當(dāng)?shù)卣皶r(shí)地對(duì)發(fā)展戰(zhàn)略作出了合理的調(diào)整，這座城市的發(fā)展?fàn)顩r不斷得到改善，城市的智能增長(zhǎng)率也穩(wěn)步上升。

關(guān)鍵詞：持續(xù)發(fā)展；智能增長(zhǎng)率；三級(jí)指標(biāo)；主成分分析

東方市坐落于中國(guó)海南省西南部，擁有悠久的歷史和豐富的資源。它是海南省重要的能源基地和重化工業(yè)基地，也是海南西南地區(qū)的經(jīng)濟(jì)中心。作為第二批國(guó)家新的城市化試點(diǎn)區(qū)域，東方市的經(jīng)濟(jì)近年來(lái)一直保持快速增長(zhǎng)。但是，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展勢(shì)必需要以減緩環(huán)境與社會(huì)的發(fā)展等作為代價(jià)。因此，對(duì)于東方市當(dāng)年的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行合理的評(píng)估已經(jīng)迫在眉睫。

一、評(píng)價(jià)因素的選取

（一）建立評(píng)價(jià)指標(biāo)的原則

1. 綜合性。因?yàn)榭沙掷m(xù)發(fā)展的問(wèn)題涉及到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、自然和其他復(fù)雜的因素的諸多方面，我們應(yīng)該盡可能的全面而綜合的來(lái)選擇評(píng)價(jià)因子，使這些因子能夠反映一個(gè)地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的整體水平。

2. 獲取數(shù)據(jù)的難度。只有我們成功地獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，我們才可以進(jìn)行評(píng)估。此外，我們必須確保數(shù)據(jù)的客觀性，否則這些數(shù)據(jù)是沒(méi)有意義的。

（二）三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

考慮到建立評(píng)價(jià)指標(biāo)的原則，并結(jié)合“三E（經(jīng)濟(jì)繁榮、社會(huì)公平、環(huán)境可持續(xù)）”的智能增長(zhǎng)原則，本文采用如表1所示的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

二、主成分分析的過(guò)程

在這個(gè)評(píng)價(jià)體系中，我們使用三個(gè)層次的評(píng)價(jià)體系來(lái)描述一個(gè)地區(qū)的精明增長(zhǎng)指數(shù)。就整體而言，三個(gè)子系統(tǒng)（經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)、資源和環(huán)境系統(tǒng)）是可持續(xù)性評(píng)估的一部分。因此我們有必要將這三個(gè)系統(tǒng)組合在一起得到一個(gè)地區(qū)發(fā)展的大局。

首先，應(yīng)用PCA分析三個(gè)子系統(tǒng)中每個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方差大于85%和特征值大于1的條件確定主成分的數(shù)量。由此，我們得到每個(gè)系統(tǒng)主成分的權(quán)重和主成分負(fù)荷矩陣。

其次，根據(jù)加法合成模型的公式，我們得到每個(gè)子系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。

然后，我們使用來(lái)自各子系統(tǒng)的主成分?jǐn)?shù)據(jù)作為指標(biāo)因素進(jìn)行第二次主成分分析。可以得到綜合主成分和主成分負(fù)荷矩陣。

最后，通過(guò)綜合主成分指數(shù)的比重得到智能增長(zhǎng)的指數(shù)。我們對(duì)智能增長(zhǎng)率進(jìn)行等級(jí)劃分如表2。

三、分析結(jié)果

利用SPSS軟件求解，結(jié)果如表3。

為了更直觀的體現(xiàn)東方市的智能增長(zhǎng)情況，采用EXCEL繪制得折線圖。

四、結(jié)論

結(jié)合圖1與表5中的數(shù)據(jù)，我們不難發(fā)現(xiàn)，在近些年中，東方市的綜合智能增長(zhǎng)率有著穩(wěn)步的提升。但與此同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展也帶來(lái)了社會(huì)和環(huán)境方面的諸多問(wèn)題。

在2010年，東方市的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為-0.9202，這說(shuō)明東方處于非常差的增長(zhǎng)情況。之后，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)開(kāi)始逐漸增加。東方市在2012年綜合評(píng)價(jià)指數(shù)達(dá)到0.2040，這反映出它正處于一個(gè)較好發(fā)展過(guò)程中。然而在接下來(lái)的兩年里，我們可以看到增長(zhǎng)率與之前相比有著明顯的下降。這是因?yàn)闁|方市近幾年的綜合發(fā)展指數(shù)的提升主要以經(jīng)濟(jì)迅猛增長(zhǎng)為動(dòng)力。顯然，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展勢(shì)必需要以減緩環(huán)境與社會(huì)的發(fā)展等作為代價(jià)。但當(dāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展達(dá)到一定水平時(shí)，它對(duì)于綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的影響與環(huán)境和社會(huì)相比就會(huì)變得不那么顯著。所以，此時(shí)落后的環(huán)境與社會(huì)兩個(gè)因素便會(huì)抑制綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的增長(zhǎng)率，使其變得較為平緩。

這種情形提醒我們，在東方市未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，不能夠一味的強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)的增速，還應(yīng)當(dāng)注重城市的環(huán)境與綠化問(wèn)題，并努力維護(hù)社會(huì)公平，為居民提供一個(gè)更好的生存空間。

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（作者單位：南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院）