基于熵權(quán)-云模型的環(huán)渤海郵輪港口競爭力評價(jià)

劉翠蓮，莊海林，張群淑

(大連海事大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院，遼寧 大連 116026)

0 引 言

郵輪港口作為郵輪產(chǎn)業(yè)鏈上的中心環(huán)節(jié)，是郵輪運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)不可或缺的一部分。隨著郵輪產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，郵輪港口之間競爭日益激烈，因而，建立一種科學(xué)、客觀的郵輪港口競爭力評價(jià)體系尤為重要。

國外學(xué)者C.PAOLI等[1]利用能值分析模型比較了波爾托菲諾、圣瑪格麗塔利古爾和拉帕洛3個(gè)沿海城市的旅游業(yè)和郵輪業(yè)的環(huán)境成本，制定了郵輪產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展攻略；U.A.L.RODRIGUEZ等[2]用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析了郵輪港口互連及其對整個(gè)加勒比港口網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作的影響。國內(nèi)學(xué)者吳慧等[3]構(gòu)建了云模型國際郵輪港口競爭力評價(jià)體系，對歐洲與中國的港口的競爭力進(jìn)行了競爭力評價(jià)和比較；王振等[4]運(yùn)用模糊層次分析法構(gòu)建了港口競爭力評價(jià)模型；施樺等[5]采用AHP和TOPSIS方法建立模型，分析了舟山港域的競爭力現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)船舶維修和燃料供應(yīng)兩方面比較薄弱；錢學(xué)鳳等[6]、張菁菁[7]、蔡二兵等[8]利用因子分析法對我國港口競爭力進(jìn)行了評價(jià)，并提出了發(fā)展建議；孫曉東等[9]構(gòu)建了郵輪母港的游客滿意度指標(biāo)體系，測評了上海母港的游客滿意度，提出了郵輪母港提升滿意度的對策和措施；邱羚等[10]構(gòu)建了郵輪產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈分析模型，分析了郵輪產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈增值效應(yīng)；孫妍[11]研究了三亞鳳凰島國際郵輪母港所產(chǎn)生的區(qū)域經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)效應(yīng)，分析了郵輪經(jīng)濟(jì)推動(dòng)海南地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)路徑；聶莉等[12]建立了基于熵權(quán)-TOPSIS法的城市郵輪旅游競爭力評價(jià)模型，對全國9大港口城市進(jìn)行了實(shí)證分析，比較了郵輪旅游的差異性；陳繼紅等[13]建立了基于灰關(guān)聯(lián)的郵輪港口競爭力評價(jià)指標(biāo)體系，對上海、天津等6個(gè)主要沿海典型郵輪港口的競爭力進(jìn)行了評價(jià)和比較，揭示了影響郵輪港口競爭力的主要因素。以上研究，大多采用定性、定量或者定性與定量相結(jié)合的港口評價(jià)方法，這些研究方法較為單一，受主觀因素和數(shù)據(jù)樣本影響較大，很難全面且準(zhǔn)確地反映港口發(fā)展的真實(shí)情況。

筆者采用熵權(quán)-云模型來構(gòu)建郵輪港口的競爭力評價(jià)體系。首先，從樣本數(shù)據(jù)的角度，利用熵權(quán)法對指標(biāo)進(jìn)行客觀賦權(quán)，使權(quán)重的分配有科學(xué)依據(jù)；其次，結(jié)合云模型實(shí)現(xiàn)定性語言與定量數(shù)值之間的轉(zhuǎn)變，以更好地描述樣本數(shù)據(jù)的模糊性和隨機(jī)性，得出綜合評價(jià)；最后，以環(huán)渤海郵輪港口為例驗(yàn)證了模型的可行性和可操作性。

1 郵輪港口競爭力評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

筆者選取“經(jīng)濟(jì)條件”“交通條件”“旅游條件”“港口條件”“服務(wù)水平”和“發(fā)展?jié)摿Α钡?個(gè)一級指標(biāo)B，下分22個(gè)二級指標(biāo)C，構(gòu)建郵輪港口競爭力評價(jià)指標(biāo)體系，見表1。

表1 郵輪港口競爭力評價(jià)指標(biāo)體系

2 熵權(quán)-云模型的基本理論

2.1 熵權(quán)法

熵是系統(tǒng)無序程度的度量。熵權(quán)法是一種客觀賦權(quán)方法，是根據(jù)指標(biāo)值的變化程度，計(jì)算指標(biāo)提供的有效信息量，盡可能消除主觀因素的影響，從而確定各指標(biāo)的權(quán)重的方法[14]。

2.1.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

根據(jù)a個(gè)評價(jià)數(shù)列b個(gè)評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)，可構(gòu)建矩陣X=[xij]a×b，并按式(1)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化的矩陣M=[mij]a×b：

(1)

式中：xmax、xmin分別為不同評價(jià)數(shù)列同一指標(biāo)的最大、最小值。

2.1.2 信息熵計(jì)算

由熵的定義，可根據(jù)a個(gè)評價(jià)數(shù)列、b個(gè)評價(jià)指標(biāo)確定評價(jià)指標(biāo)的熵Ej：

(2)

式中：pij為第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)下、第i個(gè)評價(jià)數(shù)據(jù)所占的比重，pij=mij/∑mij。

2.1.3 權(quán)重確定

根據(jù)熵值可得權(quán)重值wj：

(3)

2.2 云模型

2.2.1 云模型的基本概念

設(shè)U為包含精確數(shù)值的定量論域，x為定量論域U內(nèi)定值[15]。論域U對于定性概念C都存在具有穩(wěn)定傾向的隨機(jī)數(shù)μ(x)∈[0,1]，則x在論域U上的分布稱為云，每個(gè)x稱為一個(gè)云滴。云滴是定性概念在數(shù)量上的一次實(shí)現(xiàn)，它將定性概念轉(zhuǎn)化為一個(gè)定量值，反映自然語言中概念的不確定性，從而構(gòu)成定性和定量之間的映射。

2.2.2 云模型的數(shù)字特征及運(yùn)算

云的整體特征可以由云的數(shù)字特征來反映[16]，包括：期望Ex，熵En和超熵He。Ex為定性概念的點(diǎn)，En為定性概念的隨機(jī)性與模糊性之間的關(guān)聯(lián)程度，He為熵的不確定性的度量。云模型的基本計(jì)算主要分為正向云發(fā)生器計(jì)算和逆向云發(fā)生器計(jì)算。

1)正向云發(fā)生器計(jì)算是將定性的文字概念轉(zhuǎn)化為具體數(shù)值，從而產(chǎn)生云滴。將數(shù)字特征Ex、En、He輸入正向云發(fā)生器中：

Step 1生成以En為期望值、He2為方差的一個(gè)正態(tài)隨機(jī)數(shù)En,i=NORM(En,He2)。

Step 2生成以期望值En,i為方差的一個(gè)正態(tài)隨機(jī)數(shù)xi=NORM(Ex,En,i)。

Step 4使具有確信度μi的xi成為數(shù)域中的一個(gè)云滴。

2.3 熵權(quán)-云模型

2.3.1 評語集建立

設(shè)評語集合為U，U={U1，U2，…，Un}。

2.3.2 評價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

利用熵權(quán)法構(gòu)建郵輪港口競爭力評價(jià)體系判斷矩陣X，X=[xij]a×b，用客觀賦權(quán)法對評價(jià)體系內(nèi)的每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行客觀賦權(quán)。

2.3.3 二級指標(biāo)云模型

邀請多位從事港航和郵輪經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)領(lǐng)域的專家，依據(jù)表2 郵輪港口競爭力評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對郵輪港口的二級指標(biāo)進(jìn)行打分，做出最大值與最小值的評估。經(jīng)過2～3輪修正后，云圖達(dá)到穩(wěn)定。將打分?jǐn)?shù)據(jù)輸入逆向云發(fā)生器，生成最大值與最小值云模型。根據(jù)多層次綜合云模型(4)～(6)計(jì)算二級指標(biāo)的實(shí)際云模型[17]：

表2 郵輪港口競爭力評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

(4)

(5)

(6)

2.3.4 一級指標(biāo)云模型

二級指標(biāo)相互獨(dú)立，指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)程度相對較低。將二級指標(biāo)實(shí)際云模型與評價(jià)指標(biāo)權(quán)重相結(jié)合，可得到更準(zhǔn)確的一級指標(biāo)云模型(7)～(9)：

(7)

(8)

(9)

2.3.5 合成評價(jià)云模型

郵輪港口競爭力的合成評價(jià)云模型如式(10)～(12)：

(10)

(11)

(12)

2.3.6 合成評價(jià)云結(jié)果分析

將各郵輪港口競爭力合成評價(jià)云模型與表3基準(zhǔn)云模型等級進(jìn)行相似度分析，從而確定各郵輪港口競爭力等級。

表3 基準(zhǔn)云模型等級

根據(jù)式(13)、(14)[18]計(jì)算出合成評價(jià)云與基準(zhǔn)云的相似度值，并進(jìn)行分析比較：

δi=[WEx?(Ex-Ex,i)2+WEn?(En-En,i)2+

WHe?(He-He,i)2]-1/2

(13)

(14)

式中：Ex,i、En,i、He,i分別為基準(zhǔn)云模型特征參數(shù)，WEx?、WEn?、WHe?分別為合成評價(jià)云模型特征參數(shù)的權(quán)重；δi為第i基準(zhǔn)云模型與合成評價(jià)云模型的相似程度；Li為第i個(gè)基準(zhǔn)云模型與合成評價(jià)云模型的相似程度占全部基準(zhǔn)云相似程度的比重。

3 實(shí)例分析

3.1 大連郵輪港口競爭力評價(jià)

3.1.1 二級評價(jià)指標(biāo)云模型的確定

邀請港口及郵輪經(jīng)濟(jì)相關(guān)領(lǐng)域的10位專家，對大連市第三產(chǎn)業(yè)增加值C11、人均生產(chǎn)總值C12、人均可支配收入C13進(jìn)行打分，最大、最小分值見表4。

表4 專家打分最大、最小分值

將表4中打分結(jié)果輸入逆向云發(fā)生器生成打分結(jié)果優(yōu)化云圖，如圖1。

圖1 專家打分優(yōu)化云圖

由圖1可見：圖1(d)較為穩(wěn)定，表明專家的意見較為集中，從而可確定評價(jià)指標(biāo)C11～C13的最大云模型和最小云模型，見表5。

表5 指標(biāo)的最大云模型和最小云模型

根據(jù)綜合云模型(4)～(6)可以計(jì)算得到指標(biāo)C11、C12、C13的實(shí)際云模型：

C11=(0.586，0.133，0.019)，

C12=(0.729，0.091，0.015)，

C13=(0.789，0.114，0.020)。

同理，可得C21～C64指標(biāo)的實(shí)際云模型，見表6。

表6 C21～C64指標(biāo)的實(shí)際云模型

3.1.2 指標(biāo)權(quán)重

利用熵權(quán)法計(jì)算式(1)～(3)確定指標(biāo)權(quán)重，結(jié)果見表7。

表7 指標(biāo)權(quán)重

3.1.3 一級指標(biāo)云模型

結(jié)合表7的指標(biāo)權(quán)重，按照式(7)～(9)計(jì)算一級指標(biāo)B的云模型，結(jié)果見表8。

表8 一級指標(biāo)云模型

3.1.4 合成評價(jià)云模型

根據(jù)表8中一級指標(biāo)B云數(shù)值特征，按照式(10)～(12)計(jì)算出合成評價(jià)云的數(shù)值特征值Ex=0.716，En=0.082，He=0.028，進(jìn)而得到大連郵輪港口競爭力云圖，如圖2。

圖2 合成云模型

3.1.5 相似度計(jì)算

運(yùn)用云模型相似度算法計(jì)算出合成評價(jià)云與基準(zhǔn)云的相似度，結(jié)果見表9；同時(shí)進(jìn)一步運(yùn)用相似度算法得出各一級指標(biāo)云與競爭力“強(qiáng)”的基準(zhǔn)云相似度，結(jié)果見表10。

表9 合成評價(jià)云與基準(zhǔn)云的相似度

表10 一級指標(biāo)云與基準(zhǔn)云相似度

由表9、表10可見：

1)大連郵輪港口競爭力評估等級為“競爭力強(qiáng)”，與基準(zhǔn)云相似度為74.56%。

2)“旅游條件”相似度最高，相似度為72.15%；“服務(wù)水平”及“發(fā)展?jié)摿Α迸c“競爭力強(qiáng)”的基準(zhǔn)云相似度最低，分別為37.30%和30.82%。

綜上，大連郵輪港口在“服務(wù)水平”和“發(fā)展?jié)摿Α鄙咸幱诟偁幍牧觿荨?/p>

3.2 天津和青島郵輪港口競爭力評價(jià)

采用熵權(quán)-云模型分別對天津郵輪港和青島郵輪港進(jìn)行評價(jià)，得到兩個(gè)港口一級指標(biāo)B的云模型和合成評價(jià)云模型，見表11。

表11 天津郵輪港和青島郵輪港云模型

運(yùn)用云模型相似度的算法分別對兩港口合成評價(jià)云、一級指標(biāo)云與基準(zhǔn)云進(jìn)行相似度運(yùn)算，結(jié)果見表12、表13。

表12 合成評價(jià)云與基準(zhǔn)云相似度

表13 一級指標(biāo)云與基準(zhǔn)云相似度

由表12、表13可知：

1)天津郵輪港口及青島郵輪港口的競爭力評估等級均為“競爭力強(qiáng)”，它們與基準(zhǔn)云相似度分別為59.80%、89.49%。

2)天津郵輪港口各一級指標(biāo)云與“競爭力強(qiáng)”的基準(zhǔn)云比較，“港口條件”的相似度最高，相似度為65.25%，而“經(jīng)濟(jì)條件”和“服務(wù)水平”的相似度最低，分別為35.98%和38.21%，表明天津郵輪港口在“經(jīng)濟(jì)條件”和“服務(wù)水平”這兩方面競爭力不足。

3)青島郵輪港口各一級指標(biāo)云與“競爭力強(qiáng)”基準(zhǔn)云比較，“旅游條件”的相似度最高，相似度為81.04%，而“交通條件”和“發(fā)展?jié)摿Α钡南嗨贫茸畹停謩e為54.50%和53.04%，表明青島郵輪港在“交通條件”和“發(fā)展?jié)摿Α边@兩方面還處于劣勢地位。

4 結(jié) 語

通過熵權(quán)法客觀賦權(quán)及其云模型實(shí)現(xiàn)了對環(huán)渤海郵輪港口競爭力評價(jià)。云模型可以有效結(jié)合模糊性與不確定性，用云圖來修正打分的結(jié)果；采用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，從客觀的角度出發(fā)賦予各個(gè)指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)值。這兩種方法的結(jié)合使用，降低了主客觀對評價(jià)結(jié)果精確度的影響。對大連、天津和青島3個(gè)郵輪港的實(shí)例分析表明：云模型可以充分評估指標(biāo)的隨機(jī)性，云模型的相似度可以計(jì)算綜合評價(jià)云的水平；分析結(jié)果與客觀事實(shí)一致，從而驗(yàn)證了熵權(quán)-云模型在郵輪港口競爭力評價(jià)上的客觀性與準(zhǔn)確性。