基于TOPSIS熵權(quán)法的城市韌性評(píng)價(jià)及韌性建設(shè)路徑研究*——以安徽省為例

宋 楊,黃志磊,許雨星

(淮北師范大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽 淮北 235000)

城市化發(fā)展不僅給人類帶來福祉，也衍生出許多城市風(fēng)險(xiǎn)，制約著城市的可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)韌性城市是城市抵御不確定性風(fēng)險(xiǎn)，提升城市應(yīng)急治理和風(fēng)險(xiǎn)防控能力的新思路。2018年12月，“韌性城市安全工程前沿技術(shù)研究”科技論壇在安徽合肥舉行，標(biāo)志安徽“韌性城市”研究和規(guī)劃進(jìn)入新階段。加強(qiáng)城市韌性建設(shè)是安徽抵御公共危機(jī)和風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害的一項(xiàng)重要舉措。高質(zhì)量發(fā)展、中部地區(qū)崛起、長(zhǎng)三角一體化發(fā)展、構(gòu)建新發(fā)展格局等一系列國(guó)家戰(zhàn)略和政策紅利交匯疊加，給安徽省建設(shè)韌性城市提供了戰(zhàn)略機(jī)遇。因此，研究安徽城市韌性建設(shè)總體狀況并探索合理的發(fā)展路徑，對(duì)于提高安徽城市韌性水平，提升城市應(yīng)對(duì)災(zāi)害危機(jī)時(shí)的自我恢復(fù)力，具有十分重要的意義。

一、韌性城市相關(guān)理論

目前，學(xué)界對(duì)韌性城市的內(nèi)涵界定存在一定差異，總體上包括生態(tài)韌性、工程韌性和適應(yīng)韌性。生態(tài)韌性要求在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中提高城市建筑的安全邊際，以緩解系統(tǒng)性沖擊并保持系統(tǒng)功能穩(wěn)定和系統(tǒng)基本架構(gòu)不變，體現(xiàn)了城市系統(tǒng)抵御外界風(fēng)險(xiǎn)擾動(dòng)的能力。工程韌性強(qiáng)調(diào)增強(qiáng)城市工程基礎(chǔ)設(shè)施的抵抗力和堅(jiān)固性，以使其在面臨災(zāi)害破壞時(shí)具有故障安全性。適應(yīng)韌性以“適應(yīng)性周期循環(huán)”理論為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的災(zāi)害恢復(fù)能力、自身性能和適應(yīng)能力的提升，在面對(duì)不斷變化的經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境時(shí)，能夠靈活地調(diào)整、吸收和發(fā)展，體現(xiàn)了城市系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性。

洛克菲勒基金會(huì)對(duì)韌性城市歸納了七大特征：資源豐富、冗余性、靈活性、反省性、堅(jiān)固性、兼容性和整合性。Ahern認(rèn)為，韌性城市應(yīng)該具備多功能性、冗余度和模塊化特征，以及生態(tài)和社會(huì)的多樣性、多角度的網(wǎng)絡(luò)連接性、有適應(yīng)能力的規(guī)劃和設(shè)計(jì)等特性。劉嚴(yán)萍等認(rèn)為，除了已有的基本特性之外，韌性城市還應(yīng)具有交互性、成長(zhǎng)性和規(guī)律性的特征。肖文濤、王鷺匯總了國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出的韌性城市特征，并歸納為六大特征：社會(huì)層面具備協(xié)同性，環(huán)境層面具備適應(yīng)力，技術(shù)層面具備智慧性，工程層面具備冗余性，組織層面具備組織力，制度層面具備學(xué)習(xí)力。

韌性城市評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建是研究韌性城市問題的關(guān)鍵，也是研究韌性城市評(píng)價(jià)問題的主要方法。張明斗、馮曉青構(gòu)建了城市韌性度的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并運(yùn)用層次分析法對(duì)我國(guó)30個(gè)省市區(qū)地級(jí)及以上城市的韌性度進(jìn)行綜合測(cè)算，表明城市發(fā)展與城市韌性度相互依存，二者呈現(xiàn)交互耦合的關(guān)系。李剛、徐波通過構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)2005—2015年中國(guó)城市韌性水平進(jìn)行了測(cè)度，結(jié)果表明，該時(shí)期中國(guó)城市韌性整體水平不高。陳安、師玉主要從評(píng)價(jià)尺度、評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、指標(biāo)維度與建立等方面探討韌性城市評(píng)價(jià)問題。

韌性城市發(fā)展路徑研究方面，徐波認(rèn)為，對(duì)于安徽省各城市綜合韌性水平的提升，一方面應(yīng)注重區(qū)域空間的合理組織與協(xié)調(diào)發(fā)展，另一方面要注重區(qū)域經(jīng)濟(jì)與資源的合理分布以及健康推進(jìn)。肖文濤、王鷺指出，韌性城市的建設(shè)應(yīng)從制定韌性城市建設(shè)規(guī)劃、創(chuàng)新和健全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制、完善綜合防災(zāi)預(yù)案、建立健全城市減災(zāi)體系、倡導(dǎo)多元主體參與聯(lián)合共治等路徑出發(fā)。宋蕾指出，要以大數(shù)據(jù)為核心，以多元治理結(jié)構(gòu)促進(jìn)智慧韌性城市建設(shè)。

二、安徽城市韌性建設(shè)評(píng)價(jià)

(一)安徽城市韌性建設(shè)評(píng)價(jià)方法

基于TOPSIS熵權(quán)法對(duì)安徽各地級(jí)市2011—2018年韌性水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。相對(duì)于層次分析法賦權(quán)，熵權(quán)法根據(jù)已知評(píng)價(jià)對(duì)象包含指標(biāo)的數(shù)值來確定各指標(biāo)所占的權(quán)重，可以減少各指標(biāo)賦權(quán)的主觀性，因而更優(yōu)于層次分析法。運(yùn)用此方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，符合城市韌性水平評(píng)價(jià)的研究邏輯和趨勢(shì)。該算法主要步驟如下：

第一步，以

m

個(gè)對(duì)象

n

個(gè)指標(biāo)構(gòu)建原始矩陣

X

=[

x

]×

(1)

第二步，為了避免不同量綱計(jì)算時(shí)的誤差，將原始矩陣

X

進(jìn)行同向化及歸一化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)矩陣。

Z

=[

z

]×

(2)

第三步，運(yùn)用熵權(quán)法計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重

ω

。

(3)

第四步，確定正理想解

Z

(每列元素的最大值構(gòu)成)和負(fù)理想解

Z

(每列元素的最小值構(gòu)成)。

(4)

(5)

第五步，結(jié)合熵權(quán)法所得權(quán)重計(jì)算各指標(biāo)值與正負(fù)理想解的距離

(6)

(7)

第六步，計(jì)算評(píng)價(jià)對(duì)象與理想解的貼近程度

C

。

(8)

依據(jù)

C

的大小進(jìn)行優(yōu)劣排序，

C

值越大，說明城市韌性水平越高。

(二)安徽城市韌性建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

城市系統(tǒng)的韌性水平不是系統(tǒng)中各單個(gè)子系統(tǒng)的簡(jiǎn)單疊加，而是由各子系統(tǒng)共同決定的(見圖1)。經(jīng)濟(jì)、教育、醫(yī)療、基礎(chǔ)設(shè)施等子系統(tǒng)韌性強(qiáng)度的增大會(huì)整體上提升城市系統(tǒng)的韌性強(qiáng)度。在構(gòu)建城市韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，子系統(tǒng)相應(yīng)指標(biāo)的選取標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與子系統(tǒng)韌性測(cè)度直接相關(guān)，進(jìn)而構(gòu)建指標(biāo)體系。

圖1 城市系統(tǒng)架構(gòu)

基于王曉鴻、李彥彥的做法，選取2011—2018年安徽省16個(gè)地級(jí)市相關(guān)數(shù)據(jù)，從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)和工程四個(gè)維度整合構(gòu)建安徽城市韌性測(cè)度指標(biāo)體系，具體指標(biāo)選取與指標(biāo)含義見表1。其中經(jīng)濟(jì)韌性的大小反映了城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力的高低，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高，其抵御風(fēng)險(xiǎn)沖擊的防護(hù)機(jī)制就越完善。社會(huì)韌性是社會(huì)結(jié)構(gòu)中所具有的、在城市遭遇風(fēng)險(xiǎn)沖擊時(shí)能夠維持社會(huì)整體有效運(yùn)行的連接性和抗沖擊性等特質(zhì)。生態(tài)韌性是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)遭受沖擊時(shí)基于自身結(jié)構(gòu)組織維持原有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和功能的特質(zhì)。工程韌性指基礎(chǔ)設(shè)施韌性，一般涵蓋交通、通信、供水等基礎(chǔ)工程方面。每個(gè)維度下相關(guān)指標(biāo)的選取遵循可得性、典型性和時(shí)空性等原則，以測(cè)度安徽16個(gè)地級(jí)市2011—2018年的城市韌性水平。數(shù)據(jù)來源于《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒》。

表1 安徽省城市韌性測(cè)度指標(biāo)體系

(三)安徽省城市韌性測(cè)度結(jié)果分析

利用已構(gòu)建的安徽省城市韌性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過TOPSIS熵權(quán)法，分步驟計(jì)算出各指標(biāo)的理想解、歐氏距離，根據(jù)各指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算出各指標(biāo)與正理想解的接近程度，進(jìn)而得出安徽省各地級(jí)市2011—2018年整體韌性測(cè)度得分以及不同維度的韌性測(cè)度得分。

1.安徽省各城市綜合韌性水平評(píng)價(jià)

由表2可知，16個(gè)城市的韌性水平均有較大提高，將表2中2011—2018年安徽各地級(jí)市韌性測(cè)度貼近度取平均值，并繪制折線圖(見圖2)。由圖2可以看出，安徽省16個(gè)城市的平均韌性強(qiáng)度總體隨時(shí)間呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，表明安徽省在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，各城市抵御風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害的能力以及城市系統(tǒng)恢復(fù)能力都有所提升，城市的韌性建設(shè)卓有成效。這與安徽近年來城市發(fā)展的政策規(guī)劃體系密切相關(guān)，受惠于中部崛起的發(fā)展機(jī)遇，安徽各地級(jí)市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷轉(zhuǎn)型升級(jí)，城市空間結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，環(huán)境質(zhì)量整體改善，城市發(fā)展的聯(lián)動(dòng)性和協(xié)調(diào)性不斷增強(qiáng)，大大促進(jìn)了城市韌性水平的提升。

表2 歷年安徽省各城市綜合韌性得分

圖2 安徽各地級(jí)市韌性測(cè)度貼近度平均值的變化情況

分城市看，淮南和黃山的韌性水平提升幅度相對(duì)較大，這和淮南逐漸融入合肥都市圈、黃山融入杭州都市圈有很大關(guān)聯(lián)，兩城市高鐵交通日趨發(fā)達(dá)，城市經(jīng)濟(jì)跨越式發(fā)展略見成效。由表2發(fā)現(xiàn)，安徽各城市韌性測(cè)度在2017年之前有較大差別，但2018年的韌性差距明顯減少，基本處于前些年份的較高水平，其中淮北和蚌埠的韌性水平值在2018年相對(duì)于2017年有所降低，表明其城市系統(tǒng)的韌性度略有下降。兩城市環(huán)境與基礎(chǔ)設(shè)施改善相對(duì)遲緩，使得城市系統(tǒng)空間承載力不足，造成城市韌性水平不穩(wěn)定。因此，繼續(xù)加快皖北地區(qū)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移集聚區(qū)建設(shè)等將會(huì)進(jìn)一步改善皖北地區(qū)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境。合肥市韌性測(cè)度表現(xiàn)較好，沒有較大的跨度，整體處于穩(wěn)固上升的態(tài)勢(shì)。合肥作為安徽省會(huì)城市，城鎮(zhèn)化率較高，且在融入長(zhǎng)三角一體化發(fā)展過程中確立了自身實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位的優(yōu)勢(shì)和短板，加速推動(dòng)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的分工協(xié)調(diào)合作，塑造了高質(zhì)量發(fā)展的樣板。

由表2不難發(fā)現(xiàn)，淮北、阜陽、淮南、滁州、六安、安慶等城市韌性得分在2017年之前都較低，而后韌性得分有大幅度提升，說明這些城市在近些年更加注重城市韌性方面的建設(shè)，包括公共服務(wù)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境以及生活交通等方面。由于各城市韌性測(cè)度得分在2017—2018年期間整體上韌性值都大于往年水平，且沒有較大差距，表明暫不存在區(qū)域間城市韌性發(fā)展不平衡問題。但若相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的城市韌性建設(shè)，安徽各城市韌性測(cè)度還有一定的差距，因此還應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)城市的韌性水平建設(shè)。

2.安徽省各城市不同維度的韌性水平評(píng)價(jià)

從不同維度的韌性水平分析(見圖3至圖6)，淮北和宿州的經(jīng)濟(jì)韌性得分在2018年略有下滑，表現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)。表明在研究區(qū)段內(nèi)，皖北地區(qū)的資源枯竭和區(qū)域位置的劣勢(shì)給經(jīng)濟(jì)的韌性度帶來了不少影響，是制約兩地經(jīng)濟(jì)韌性建設(shè)的主要因素。因此，未來應(yīng)不斷加大科技教育投入，重視科技發(fā)展，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。其余城市的經(jīng)濟(jì)韌性水平在不斷提升。整體上各城市的社會(huì)韌性水平也在不斷提升，蚌埠、阜陽、滁州的社會(huì)韌性得分在2017年和2018年期間略低于其他城市，因此需要加大這些城市該方面的投入和建設(shè)力度。各城市的生態(tài)韌性水平明顯高于其他韌性方面得分。截至2018年，各城市生態(tài)韌性測(cè)度值均在0.91以上，表明安徽各城市生態(tài)韌性建設(shè)相對(duì)較好。各城市工程韌性得分總體上不斷提升，其中滁州、馬鞍山、蕪湖、銅陵、池州、安慶、黃山等城市的工程韌性得分呈倒U形變化趨勢(shì)，且各城市的工程韌性得分在同一時(shí)期差距較大，這與不同城市的異質(zhì)性發(fā)展基礎(chǔ)有關(guān)。

圖3 安徽各地級(jí)市經(jīng)濟(jì)韌性測(cè)度情況

圖4 安徽各地級(jí)市社會(huì)韌性測(cè)度情況

圖5 安徽各地級(jí)市生態(tài)韌性測(cè)度情況

圖6 安徽各地級(jí)市工程韌性測(cè)度情況

三、安徽城市韌性建設(shè)的路徑選擇

在2011—2018年期間，安徽各城市韌性水平整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；16個(gè)城市的韌性水平均有較大提高，反映了安徽各城市建設(shè)處于健康合理發(fā)展的進(jìn)程中；各城市生態(tài)韌性測(cè)度值高于其他維度的韌性測(cè)度值，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)韌性測(cè)度值上升幅度相對(duì)穩(wěn)定，工程韌性測(cè)度值區(qū)域差距較大，仍有較大的建設(shè)空間。

面對(duì)新時(shí)期我國(guó)外部發(fā)展環(huán)境的復(fù)雜變化以及內(nèi)部城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市面臨的各類不確定性因素及未知風(fēng)險(xiǎn)在逐漸增加，各城市應(yīng)增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，在城市總體規(guī)劃中融入城市韌性建設(shè)，通過優(yōu)化城市的空間結(jié)構(gòu)，提高城市系統(tǒng)應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的抵御力、恢復(fù)力和適應(yīng)力，具體可從以下方面展開。

第一，加強(qiáng)城市經(jīng)濟(jì)韌性。首先，不斷優(yōu)化城市產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建分工合理的多元化現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，完善皖北地區(qū)城市支柱產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈建設(shè)，以提高其可靠性和穩(wěn)定性，有效應(yīng)對(duì)各類風(fēng)險(xiǎn)危機(jī)。其次，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)加強(qiáng)政府引導(dǎo)，圍繞創(chuàng)新鏈布局新興產(chǎn)業(yè)，加速推進(jìn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略；延長(zhǎng)科技創(chuàng)新鏈條，加快科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，推動(dòng)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換，提升城市經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新力。再次，構(gòu)建多元化的就業(yè)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)城市就業(yè)彈性，優(yōu)化營(yíng)商環(huán)境，提升城市經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力；加快新能源推廣利用，促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

第二，增強(qiáng)城市社會(huì)韌性。各地政府應(yīng)不斷完善城市基層社區(qū)建設(shè)，發(fā)揮其在危機(jī)應(yīng)對(duì)方面的重要作用?；鶎由鐓^(qū)是韌性城市網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)結(jié)紐帶，可以相對(duì)及時(shí)從容地面對(duì)災(zāi)害危機(jī)，并發(fā)揮緩沖反彈的作用，將各種災(zāi)害危機(jī)造成的損失盡可能降至最低。在城市基層社區(qū)建設(shè)中，應(yīng)不斷健全災(zāi)害危機(jī)發(fā)生時(shí)所需要的應(yīng)急物資，配足有應(yīng)急管理能力的社區(qū)管理人員，不斷提高公眾危機(jī)意識(shí)，增強(qiáng)應(yīng)對(duì)災(zāi)害危機(jī)的能力。城市所有基層社區(qū)通過增強(qiáng)韌性建設(shè)，共同構(gòu)成能夠抵御災(zāi)害危機(jī)且有強(qiáng)大恢復(fù)力的韌性城市。

第三，提高城市空間韌性。城市空間布局不合理，在災(zāi)害危機(jī)發(fā)生時(shí)，容易引起交通擁擠、公共衛(wèi)生事件，環(huán)境惡化等問題，導(dǎo)致管控難度加大。因此，韌性城市建設(shè)中，應(yīng)科學(xué)制定城市綜合防災(zāi)規(guī)劃，搭建多中心多功能網(wǎng)絡(luò)化的空間結(jié)構(gòu)，在每個(gè)單位中心適當(dāng)布局、預(yù)留避難場(chǎng)所，市區(qū)體育館完善“平戰(zhàn)結(jié)合”的應(yīng)急救援空間，做好應(yīng)急救援設(shè)施接入條件預(yù)留，以提升應(yīng)急情況下城市各中心的內(nèi)部聯(lián)結(jié)和韌性程度；充分利用有限的城市土地資源，合理建設(shè)城市高層，使城市建設(shè)向立體綜合交通方向發(fā)展。

第四，強(qiáng)化城市基礎(chǔ)設(shè)施韌性。完善的基礎(chǔ)設(shè)施體系不僅是城市合理運(yùn)轉(zhuǎn)和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是極端情況發(fā)生時(shí)抵御災(zāi)害、合理調(diào)配資源的有力支撐和保障。因此，應(yīng)不斷加強(qiáng)和優(yōu)化城市重要基礎(chǔ)設(shè)施體系韌性，提高城市綜合防災(zāi)抗災(zāi)能力；加快編制城市重要基礎(chǔ)設(shè)施體系韌性建設(shè)規(guī)劃，對(duì)于電力、供排水、燃?xì)?、交通以及?yīng)急物資儲(chǔ)備等重要基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化智能化改造和韌性防護(hù)建設(shè)，提升系統(tǒng)應(yīng)急決策的即時(shí)性和承受沖擊能力，保持城市功能在極端情況下能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

第五，韌性城市建設(shè)的體系化和信息化程度需進(jìn)一步完善。從建設(shè)路徑來看，以往更側(cè)重于傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施完善、風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)急防范，而對(duì)植入數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)因素的系統(tǒng)性規(guī)劃、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、推演和預(yù)警的信息共享平臺(tái)以及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的多部門聯(lián)動(dòng)機(jī)制等方面還沒有足夠的重視，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下城市韌性提升路徑的研究亟待進(jìn)一步深入。城市韌性是城市綜合運(yùn)用信息資源和科技支撐確保良性發(fā)展的必由之路，鑒于此，如何將信息資源和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)融入到韌性城市建設(shè)中，使數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與韌性城市形成系統(tǒng)耦合，促進(jìn)城市韌性的提升，這是今后研究的延伸方向。