制定智慧城市發(fā)展規(guī)劃的策略研究

院旺

摘要： 隨著城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，越來越多的城市希望成為智慧城市，擁有最精明的城市發(fā)展增長計(jì)劃。本文我們利用相關(guān)性分析和層次分析法（AHP）構(gòu)建城市規(guī)劃評(píng)價(jià)模型，利用迭代法，梯度下降法構(gòu)建城市規(guī)劃制定模型。選取中國城市孟州，美國城市里弗賽德兩座發(fā)展情況不同的城市作為樣例，評(píng)價(jià)其現(xiàn)有規(guī)劃的優(yōu)缺點(diǎn)，并按照精明增長的要求制定城市發(fā)展規(guī)劃。

Abstract： With the continuous progress of the urbanization process， more and more cities want to become a smart city and obtain the most astute city development growth plan. In this paper， the correlation analysis and Analytic Hierarchy Process （AHP） are used to construct the city planning evaluation model， and the iterative method and gradient descent method are used to construct the city planning model. Taking Mengzhou city of China and Riverside city of the United States who have different development situation as example， the advantages and disadvantages of their existing planning are evaluated， and the urban development planning is developed in accordance with the requirements of smart growth.

關(guān)鍵詞： 精明增長；智慧城市；層次分析法；梯度下降模型；迭代法

Key words： smart growth；intelligent city；Analytic Hierarchy Process；gradient descent model；iterative method

中圖分類號(hào)：F299.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）34-0207-02

1 分析過程

根據(jù)智能增長的城市規(guī)劃理論，考慮長期、可持續(xù)的規(guī)劃目標(biāo)，設(shè)計(jì)城市智能增長方案，并在世界各國的城市中實(shí)施。本文中我們以孟州和弗賽德兩個(gè)城市為例。

首先，定義衡量城市智能增長成功率的指標(biāo)，其相關(guān)因素應(yīng)該考慮可持續(xù)性的三個(gè)E和智能增長的十個(gè)原則[1]。

其次，將模型運(yùn)用到兩個(gè)選中的特定的城市中，研究這兩座城市目前已有的發(fā)展規(guī)劃，即增長計(jì)劃，衡量目前的發(fā)展規(guī)劃是否符合智能增長原則，得出目前的計(jì)劃是否成功的結(jié)論。

第三步，根據(jù)我們所定義的指標(biāo)以及對(duì)城市規(guī)劃問題的分析理解，為這兩個(gè)城市制定未來的增長計(jì)劃。這兩個(gè)增長計(jì)劃應(yīng)該根據(jù)城市發(fā)展的具體情況有所不同，通過優(yōu)化使其能夠達(dá)到相應(yīng)最好的智能增長效果。得到這兩個(gè)計(jì)劃后，我們?cè)偈褂梦覀兌x的城市智能增長成功率的指標(biāo)評(píng)估新計(jì)劃是否成功。

第四步，仍然使用我們?cè)诘谝粋€(gè)問題中定義的指標(biāo)，將計(jì)劃中的各項(xiàng)因素按照潛能大小（因素對(duì)增長效果的影響程度）進(jìn)行排列，同時(shí)將兩個(gè)計(jì)劃中的各因素及其排名相比較，解釋差異存在的合理性。

第五步，假設(shè)到2050年，每個(gè)城市的人口將增加50%，解釋我們的模型以何種方式支持該水平的增長。

2 數(shù)據(jù)分析計(jì)算過程

2.1 靜態(tài)評(píng)價(jià)模型的建立

2.1.1 第一步：采用相關(guān)性分析將指標(biāo)分為4類，并通過主成分分析得到每一類的代表因素

根據(jù)3個(gè)E模型以及10條規(guī)則[2]，參考了實(shí)際情況，我們將所有因素歸為四類：經(jīng)濟(jì)繁榮、社會(huì)公平、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、生活質(zhì)量。每一大類中都包括了很多小項(xiàng)，每一個(gè)小項(xiàng)中的可量化指標(biāo)又有很多。在眾多的參數(shù)中我們采用主成分分析法得到最具有代表性的指標(biāo)。并選取城市規(guī)劃常用指標(biāo)[3]作為我們模型中的指標(biāo)。

例如：經(jīng)濟(jì)繁榮用人均GDP和恩格爾系數(shù)來代表。社會(huì)公平用出租和銷售住房與住房需求之比和公民參與社區(qū)建設(shè)百分比來代表。環(huán)境可持續(xù)用環(huán)境良好天數(shù)比例和綠色建筑認(rèn)證比例來代表。生活質(zhì)量用農(nóng)田所占面積比例和旅游滿意度來表示。

2.1.2 第二步：將選定的因素?zé)o量綱化

由于我們選取的參數(shù)單位各不相同，為了避免由于單位的不同，影響該因素在模型中的比重，我們首先對(duì)參數(shù)進(jìn)行無量綱化，方式如下：

其余參數(shù)保持不變，最終我們將這些量都量化為0到1之間的沒有單位的數(shù)字，用于之后的計(jì)算。

2.1.3 第三步：采用AHP層次分析法確定各個(gè)因素的權(quán)重

在社區(qū)系統(tǒng)內(nèi)，各要素對(duì)社區(qū)的影響或引起的效應(yīng)是不同的，在這里，我們采用AHP層次分析法進(jìn)行分析。

2.1.3.1 確定四大類之間的比例關(guān)系

假設(shè)經(jīng)濟(jì)繁榮、社會(huì)公平、環(huán)境可持續(xù)、生活質(zhì)量四個(gè)指數(shù)以及他們的系數(shù)按照如下表示，將靜態(tài)成功指標(biāo)S表示為他們之間乘積之和，S=a1X1+a2X2+a3X3+a4X4

其中：X1表示經(jīng)濟(jì)繁榮，X2表示社會(huì)公平，X3表示環(huán)境可持續(xù)，X4表示生活質(zhì)量。然后利用AHP層次化分析法計(jì)算每一個(gè)因素的系數(shù)，最后進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。得到結(jié)果為：

S=0.5193X1+0.0789X2+0.2009X3+0.2009x4endprint

2.1.3.2 確定每一大類中各個(gè)因素的比例關(guān)系

具體分析與前邊相同，計(jì)算數(shù)據(jù)如下所示，

X1=0.75×GDP+0.25×EC

X2=01062×RAS+0.2605×AAS+0.6333×CP

X3=0.7235×GDE+0.1932×COG+0.0833×ADP

X3=0.1062×RPA+0.6333×AFS+0.2605×TS

2.2 動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)

第一步：類似于靜態(tài)評(píng)判模型的相關(guān)性分析和無量綱化處理，動(dòng)態(tài)評(píng)判模型的參考指標(biāo)與靜態(tài)模型相同，具體見上。

第二步：運(yùn)用層次分析法得到各個(gè)大類之間的參數(shù)，以及每個(gè)大類中各個(gè)因素之間的參數(shù)，類似于靜態(tài)評(píng)判模型的過程，在此不再贅述。結(jié)果如下：

？駐X1=0.5000×？駐GDP+0.5000×？駐EC

？駐X2=0.1667×？駐RAS+0.8333×？駐CP

？駐X3=0.7500×？駐DGE+0.2500×？駐ADP

？駐X4=0.1250×？駐AFS+0.8750×？駐TS

第三步：動(dòng)態(tài)評(píng)判模型為

2.3 規(guī)劃制定

為了能夠找到最優(yōu)的資源投入方式，我們?cè)O(shè)計(jì)了迭代式資源分配的方法。在迭代式計(jì)劃設(shè)計(jì)中，我們考慮將總資源分為N份，從第一份資源開始考慮，根據(jù)當(dāng)前的各方面的需求指數(shù)排序，決定將這一份資源投入到經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境優(yōu)化、社會(huì)和諧以及生活舒適度這四個(gè)方面的某個(gè)方面。在第一份資源投入后，需求指數(shù)會(huì)發(fā)生一定的變化，我們根據(jù)城的新生成的需求指數(shù)再將下一份資源投入。按照這樣的方法進(jìn)行迭代計(jì)算，最后所形成的資源投入方式應(yīng)當(dāng)是能產(chǎn)生最大效果的資源投入。

3 總結(jié)

我們的評(píng)價(jià)模型W由S（靜態(tài)評(píng)價(jià)模型）與D（動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型）兩部分組成。S模型是評(píng)價(jià)城市目前發(fā)展程度的指標(biāo)。D模型是評(píng)價(jià)城市下一階段發(fā)展規(guī)劃的優(yōu)劣的指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]EPA， “Smart Growth： A Guide to Developing and Implementing Greenhouse Gas Reductions Programs.” 2011.

[2]Li Ming， the research based on the theory of Smart Growth of the establishment and evaluation of the harmonious community，2007.

[3]基于SmartGrowth原理的和諧社區(qū)建設(shè)及評(píng)價(jià)指標(biāo)體

系研究.endprint