基于熵值法的新型智慧城市影響因素分析

趙啟明（沈陽建筑大學(xué)， 遼寧 沈陽 110168）

新型智慧城市是建設(shè)數(shù)字中國、智慧社會的核心載體。以人為本、協(xié)同創(chuàng)新已經(jīng)成為目前我國新型智慧城市的發(fā)展特點。黨的十八大以來，新型智慧城市的建設(shè)工作越來越受到黨中央和國務(wù)院的重視。習(xí)近平總書記在2016年4月網(wǎng)信工作座談會上的講話中提出“統(tǒng)籌發(fā)展電子政務(wù)，構(gòu)建一體化在線服務(wù)平臺，分級分類推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)”?！秶窠?jīng)濟(jì)與社會發(fā)展“十三五”規(guī)劃》將新型智慧城市作為我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重大項目工程，指出要建設(shè)一批新型示范性智慧城市；《國家信息化戰(zhàn)略綱要》明確提出了分級分類建設(shè)智慧城市的任務(wù)，《“十三五”國家信息化規(guī)劃》明確了新階段的智慧城市發(fā)展要求和目標(biāo)，并從實施層面指出了新時期智慧城市建設(shè)的發(fā)展方向和發(fā)展關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

本研究結(jié)合目前國內(nèi)智慧城市的建設(shè)重點，從城市基礎(chǔ)建設(shè)、技術(shù)支撐、人才建設(shè)、政府政策支持四個角度提煉出十一個重要的影響因素，通過熵值法分析各個影響因素的權(quán)重占比，為新型智慧城市的進(jìn)一步發(fā)展提供依據(jù)。

1 新型智慧城市建設(shè)發(fā)展影響因素界定

2007年，歐盟率先提出了“智慧城市”的創(chuàng)新構(gòu)想。2008年底際國商用機(jī)器公司（IBM）正式提出了“智慧地球”的概念，并從定義的層面系統(tǒng)地介紹了“什么是智慧城市”。在2019年新型智慧城市發(fā)展報告中，中國信息研究院就智慧城市的核心要素問題進(jìn)行了詳細(xì)解讀，囊括了設(shè)計、管理、運營、建設(shè)、保障等各個方面，具體來說，包含頂層設(shè)計、體制機(jī)制、智能基礎(chǔ)設(shè)施、智能運行中樞、智慧生活、智慧生產(chǎn)、智慧治理、智慧生態(tài)、技術(shù)創(chuàng)新與標(biāo)準(zhǔn)體系、安全保障體系十大核心要素。

國外部分學(xué)者認(rèn)為“智慧城市”運用信息和技術(shù)手段更好地滿足公共生活、服務(wù)、工商業(yè)活動等要求，進(jìn)而實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。C.Harrison 等[1]認(rèn)為智慧城市依靠技術(shù)實現(xiàn)城市的感知化、互聯(lián)化以及智能化功能；Toppeta[2]指出智慧城市基于信息通信技術(shù)和新一代互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。國內(nèi)部分學(xué)者提出，智慧城市是以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，通過智能化的方式來實現(xiàn)城市發(fā)展的最優(yōu)化。張永民[3]認(rèn)為，智慧城市是以先進(jìn)信息技術(shù)、智能技術(shù)等為依托，以智慧技術(shù)、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧服務(wù)、智慧管理、智慧人文、智慧生活等為重要內(nèi)容的城市發(fā)展新模式和新形態(tài)；錢斌華[4]提出，智慧城市是以物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，通過物聯(lián)、互聯(lián)化、智能化的方式，使城市中各個功能彼此協(xié)調(diào)運作，以實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會活動最優(yōu)化的城市發(fā)展新模式和新形態(tài)。

結(jié)合國內(nèi)外的研究，本文將“新型智慧城市”定義為一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的概念模型，包含城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、人才建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新、政府主導(dǎo)等諸多方面，旨在實現(xiàn)城市的智能化與智慧化功能。以城市信息化（City Information Modeling，CIM）為例，就是在傳統(tǒng)的城市建設(shè)基礎(chǔ)上提出的新時代城市建設(shè)方法，能夠使城市更滿足信息化、智能化、可持續(xù)化等要求。

綜上，結(jié)合對“新型智慧城市”的界定，本研究提出十一種影響其發(fā)展的因素，分別為：交通運輸、醫(yī)療衛(wèi)生、城市安全、生態(tài)及能源、信息互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)等大數(shù)據(jù)技術(shù)、技術(shù)專利與知識產(chǎn)權(quán)、智慧城市認(rèn)知程度、人才隊伍建設(shè)、政策支持、城市規(guī)劃。

2 基于熵值法的影響因素權(quán)重分析

2.1 熵值法原理介紹

熵值法是一種客觀賦權(quán)法，其根據(jù)各項指標(biāo)觀測值所提供的信息的大小來確定指標(biāo)權(quán)重。設(shè)有m個待評方案，n項評價指標(biāo)，形成原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣X=(Xij)mn。對于某項指標(biāo)Xj，指標(biāo)值Xij的差距越大，則該指標(biāo)在綜合評價中所起的作用越大；如果某項指標(biāo)的指標(biāo)值全部相等，則該指標(biāo)在綜合評價中不起作用。

在信息論中，熵是對不確定性的一種度量。信息量越大，不確定性就越小，熵也就越小；信息量越小，不確定性就越大，熵也越大。在具體實踐過程中運用熵值法能夠得出較為客觀的指標(biāo)權(quán)重，故本文采用熵值法計算新型智慧城市影響因素的權(quán)重。主要計算步驟如下。

（1）假設(shè)n組人對m個影響因素進(jìn)行評價，將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成矩陣A。

其中，Xij為第i組人第j個影響因素的數(shù)值。

（2）對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)研究要求，采用“越大越好”的指標(biāo)處理公式

其中，i=1，2，…，n;j=1，2，…，m。為了表述方便，仍記處理后的X′ij為Xij。

然后進(jìn)行歸一化處理，計算第j項影響因素下第i組人占

（3）計算第j項因素的熵值。計算式為

（4）計算第j項因素的差異系數(shù)。對于第j項因素，指標(biāo)值Xij的差異越大，對評價的作用越大，熵值就越小，故?。篏j=1－Ej，Gj則越大因素越重要。

（5）求權(quán)數(shù)。計算式為

2.2 數(shù)據(jù)分析與處理

本研究的數(shù)據(jù)收集采用問卷調(diào)查和專家訪談的方式，分為五個組次進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總，分別為政府部門人員、社會大眾、社會服務(wù)人員、大數(shù)據(jù)技術(shù)人員、城市規(guī)劃建設(shè)人員。將十一個影響因素包含在問卷之中，通過為各因素打分的方式來表示其對新型智慧城市發(fā)展的重要程度，打分范圍為90～100之間，每組回收問卷55份，其中有效問卷50份，有效問卷率為90.9%。對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)結(jié)果，如表1所示。然后根據(jù)熵值法原理及相關(guān)數(shù)學(xué)公式，得到各影響因素的權(quán)重。最后對數(shù)據(jù)進(jìn)行信度和效度分析，結(jié)果顯示數(shù)據(jù)合理性、應(yīng)用性較強(qiáng)，符合研究要求。

表1 影響因素打分?jǐn)?shù)據(jù)

通過計算分析，得到的權(quán)重數(shù)據(jù)，如表2所示。

表2 影響因素權(quán)重數(shù)及排序

2.3 結(jié)果分析

在十一項影響因素中，排序第一的政府支持因素的權(quán)重達(dá)到0.091 599，與目前國內(nèi)新型智慧城市的發(fā)展高度吻合。在中央政府的指導(dǎo)下，各省市均出臺相關(guān)政策文件（部分省市政策文件，如表3所示）以支持智慧城市的快速發(fā)展。排序第二和第三的分別為人才隊伍建設(shè)因素和物聯(lián)網(wǎng)等大數(shù)據(jù)技術(shù)因素，權(quán)重分別為0.090 970和0.090 937，說明在新型智慧城市的發(fā)展建設(shè)過程中，掌握專業(yè)技術(shù)的人才是城市發(fā)展實施過程中特別重要組成部分。在物聯(lián)網(wǎng)、云數(shù)據(jù)等專業(yè)技術(shù)達(dá)到一定高度時，掌握技術(shù)的人才便成為城市發(fā)展建設(shè)的基石。

表3 部分省市政策文件表

在新智慧城市發(fā)展過程中，重視權(quán)重高的因素的同時，亦不能忽略權(quán)重較低的因素，例如生態(tài)及能源因素，雖然權(quán)重只有0.090 704，但在實際建設(shè)發(fā)展過程中，也是不能忽略的重要影響因素。

3 結(jié) 語

從概念的提出，再到實際建設(shè)發(fā)展，智慧城市得到了充分的發(fā)展，國內(nèi)已有數(shù)百個城市提出了與智慧城市相關(guān)的發(fā)展規(guī)劃。雖然經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展，國內(nèi)的整體建設(shè)仍然存在信息孤島、長效機(jī)制損失、條塊割裂、特色模糊等問題，亟需進(jìn)一步深度處理。在網(wǎng)絡(luò)安全和信息化會談中，習(xí)近平總書記2016年4月在網(wǎng)信工作座談會上提出要分級分類推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)，打通信息壁壘。因此，對智慧城市發(fā)展影響因素的分析是非常必要的。這不僅有利于促進(jìn)城市的進(jìn)一步發(fā)展，同時還為出臺相應(yīng)政策、建設(shè)規(guī)劃、大數(shù)據(jù)收集等工作提供了理論依據(jù)，為更好地發(fā)展智慧城市奠定了基礎(chǔ)。