基于組合賦權(quán)與TOPSIS的老舊小區(qū)智慧改造模式的選擇

楊笛，洪文霞，尹澤宇，賈文娟

(青島理工大學管理工程學院，山東 青島 266525)

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與5G技術(shù)的崛起，面對越發(fā)突出的城市建設(shè)問題，智慧城市成為解決這一現(xiàn)狀的重要途徑[1]，老舊小區(qū)具有體量大、分布廣、主體多、與民生結(jié)合緊密等特點，它們建設(shè)時間早、基礎(chǔ)設(shè)施陳舊、物業(yè)管理困難、安全性低，嚴重限制了居民對生活品質(zhì)的追求。近年來，全國各地順應“十四五”規(guī)劃要求，將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)應用于居民生活，全面提升現(xiàn)代化智慧城市發(fā)展速度與建設(shè)效率[2]。國內(nèi)外眾多學者對老舊小區(qū)改造和智慧社區(qū)建設(shè)展開了研究，主要包括社區(qū)治理體系研究、老舊小區(qū)績效評價研究以及智慧化管理策略等[3]。單爽等[4]分析了老舊小區(qū)改造盈利困難的原因并提出了一些建議，吳海琳[5]提出了走向社會賦能的智慧社區(qū)建設(shè)，提倡走出單純由政府推動的局面。目前較多的研究為現(xiàn)狀分析、解決對策等論述性文章，用量化的方式尋求老舊小區(qū)智慧化改造所采取模式的研究較少。

1 老舊小區(qū)智慧化改造現(xiàn)狀及解決途徑

智慧建設(shè)與改造是我國推進城鎮(zhèn)融合的重點任務，改造以“為人民服務”為根本，實現(xiàn)管理智能化，服務多元化。城市舊房改造類型之一就是提升類改造，主要包括建立社區(qū)公共服務綜合信息平臺、添加智能化安保監(jiān)控系統(tǒng)、開發(fā)網(wǎng)上預約等小程序、修繕給排水管道、為居民引入智能化家居等，即利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造建筑節(jié)能、環(huán)境宜居、功能完善的智慧社區(qū)。

老舊小區(qū)智慧化改造與改造后的運營涉及因素眾多，資金籌集是突出問題[6]。應努力調(diào)動作為直接受益方的小區(qū)居民的積極性，通過使用住宅專項維修基金、讓渡小區(qū)公共收益等方式來落實；鼓勵社會資本參與進來為項目提供專業(yè)技術(shù)支撐，盤活小區(qū)內(nèi)可利用的空間資源，通過危房改建、配建公租房和人才住房，以及加裝電梯、增建服務空間等方式擴大資金平衡[7]；采取利益捆綁探索盈利方式，拓寬社會資本合理的投資回報渠道，通過收取物業(yè)費、廣告費實現(xiàn)營收等[8]。改變僅由政府承擔改造資金的現(xiàn)狀，利用多方資源根據(jù)改造內(nèi)容的不同針對老舊小區(qū)的前期規(guī)劃、后續(xù)的運營管理實施探索，以便更合理地建立改造模式，選擇指標體系，加強政府、居民、企業(yè)間合作,協(xié)調(diào)三者關(guān)系,提高改造效率的同時又能產(chǎn)生效益,實現(xiàn)三方共贏[9]。

2 老舊小區(qū)智慧化改造模式分類及特點

舊改項目根據(jù)“舊改程度”的不同，所適應的融資模式是不同的，最主要的區(qū)別在于投資主體的多樣性。從目前的社會趨勢來看，舊改項目既可以由政府獨立籌集資金，也可以吸引社會資本完成融資，甚至可以鼓勵公眾共同承擔基礎(chǔ)設(shè)施修繕提質(zhì)、更新改造的費用。除了需要解決舊改項目的融資問題，后續(xù)的運營管理問題也是重中之重。若由社會資本運營管理勢必需要以經(jīng)濟效益為前提，項目所有權(quán)、經(jīng)營權(quán)的歸屬需要因地制宜，政府的項目費用支付形式與社會資本的盈利模式均需要建立改造運營協(xié)議。無論是政府獨立投資運營還是多方共同參與都要在前期決策時做好可行性評估。本文結(jié)合文獻[10]的研究與當前舊改項目政策，從投資主體與運營管理兩個角度出發(fā)，將智慧化改造模式總結(jié)為8種，如表1所列。

表1 老舊小區(qū)改造模式分類及特點

3 老舊小區(qū)智慧化改造模式選擇指標體系的構(gòu)建

合理的融資改造模式是老舊小區(qū)改造項目成功的堅實基礎(chǔ)。針對不同的老舊小區(qū)究竟選取什么樣的改造模式尚未得出科學結(jié)論，由于老舊小區(qū)具有宏觀的社會效益性，因此居民出資意愿低，社會資本投入不足，政府財政壓力大。2020年，國務院辦公廳頒發(fā)《關(guān)于全面推進城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造工作的指導意見》，提出政府與居民、社會力量合理共擔機制。政府、企業(yè)、居民是改造的三大參與方，也是影響改造模式選擇的重要因素，不同的改造模式三方參與的程度不同。除此之外，各小區(qū)智能設(shè)施配套完善程度不同，所能適應的商業(yè)運作模式不同。文章基于以上4個方面建立指標評價體系作為模式選擇的依據(jù)。首先設(shè)置政府支持、企業(yè)合作、社會參與以及老舊小區(qū)實際情況作為準則層，其次將每一準則層進行細化并建立指標層。

社會參與包括各地居民的受教育程度、社會責任意識、共享機制和金融產(chǎn)品的創(chuàng)新。要想實現(xiàn)各行業(yè)資源的共享，全民參與必不可少[11]；政府支持起著導向作用，各地的政策引領(lǐng)、上層的管理、城市發(fā)展規(guī)劃是老舊小區(qū)改造的指南針；與企業(yè)間的合作包括盈利狀況、投資意向、整體的市場前景等，要與企業(yè)建立良好的合作關(guān)系才能更好地吸引融資；利益相關(guān)三方所有的工作都要以小區(qū)的現(xiàn)狀為依托進行。小區(qū)具體的基礎(chǔ)設(shè)施情況、改造的項目、生活需求等均會影響項目的最終結(jié)果，需要全方位多視角對智慧化改造進行研究[12]。最后遵循科學性、系統(tǒng)性、簡約性、可操作性等原則確立16個二級指標，如表2所列。

4 智慧城市運營模式方法模型

4.1 常用的賦權(quán)法

通常來講，確定指標權(quán)重的方法有主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法、主客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法較多地依賴于決策者的自身經(jīng)驗和判斷?？陀^賦權(quán)法較多依賴于數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律。將主客觀賦權(quán)法結(jié)合，既能避免由于決策者認知不同所造成的偏差，又能克服缺乏經(jīng)驗指導的缺陷，因此，本文采用主客觀賦權(quán)法。

表2 老舊小區(qū)智慧化改造模式評價指標

4.1.1 序關(guān)系分析法

由郭亞軍學者提出的序關(guān)系分析法(G1法)是對層次分析法的改進，不需要構(gòu)造矩陣且克服了層次分析法由于指標過多難以通過一致性檢驗的缺點，其原理是對各層指標的重要程度進行對比，在序關(guān)系基礎(chǔ)上找出各指標重要性關(guān)系的內(nèi)在聯(lián)系，該方法無需進行一致性檢驗，相比于其他主觀賦權(quán)法計算簡單、便于操作。G1法計算步驟如下：

第一步，確定同一層級指標的序關(guān)系。

第二步，確定指標的重要程度ri。ri的值說明第i-1個指標比第i個指標的重要程度[13]。

ri=ωi-1/ωii=n,n-1,n-2,…,3,2

(1)

式中:ωi-1為評價指標xi-1的權(quán)重;ωi為評價指標xi的權(quán)重。ri賦值參考如表3所列。

表3 ri賦值參考表

第三步,計算指標權(quán)重ωi。

(2)

ωi=ωirii=n,n-1,…，2,1

(3)

4.1.2 有序加權(quán)平均算子法

有序加權(quán)平均算子法(COWA法)作為常見的客觀賦權(quán)法，被應用于削弱專家主觀經(jīng)驗極值方面。它是由徐澤水在OWA算子的基礎(chǔ)上提出的，通過對評價值的重新排序?qū)⒖赡苡绊懺u價結(jié)果的極端值置于影響程度較小的位置，從而削弱極端值對權(quán)重的影響[14]，因此，采用此方法使賦權(quán)更符合客觀實際。COWA法計算步驟如下：

第一步，對決策數(shù)據(jù)進行降序并編號,得到b0≥b1≥bj≥…≥bn-1。

第二步，計算數(shù)據(jù)bj的加權(quán)向量ωj+1。

(4)

(5)

第四步,計算指標的權(quán)重ωi。

(6)

4.1.3 G1-COWA組合賦權(quán)法

采用線性加權(quán)的方法確定組合權(quán)重，計算步驟如下：

第一步，確定兩個權(quán)重分別占組合權(quán)重的比例[15]。

ωa=v1ω′a+υ2ω″a

(7)

式中：ωa為組合賦權(quán)最終得到的權(quán)重；ω′a為G1法計算得到的指標權(quán)重；ω″a為COWA法計算得到的指標權(quán)重。

第二步,將待定系數(shù)ν1、ν2轉(zhuǎn)化為以下優(yōu)化問題求解。

(8)

ν1+ν2=1ν1,ν2≥0

(9)

根據(jù)拉格朗日極值條件求解，得到

(10)

(11)

對v1，v2歸一化處理

v1=v′1/(v′1+v′2)

(12)

v2=v′2/(v′1+v′2)

(13)

4.2 TOPSIS法建立運營模式選擇模型

TOPSIS法又稱逼近理想解法，它的計算步驟比較簡單、數(shù)據(jù)利用率比較高，對被評價對象的數(shù)量、指標數(shù)量無嚴格要求，通常被用來尋找最優(yōu)方案與最劣方案，可以進行多目標決策，適用于改造模式最優(yōu)選擇問題。它的核心思想是把計算得出的理想解和負理想解與每個方案比較，按照與理想解距離最近、與負理想解距離最遠這一原則確定最佳方案[16]。

第一步，構(gòu)建初始矩陣。用xij表示第i種方案的第j個指標的評價值。

第二步,求規(guī)范化矩陣。設(shè)決策矩陣X={xij}，規(guī)范化矩陣Y={yij}。

(14)

第三步,構(gòu)造加權(quán)規(guī)范化矩陣。

Z={zij}

(15)

第四步，計算正理想解和負理想解。

(16)

(17)

第五步，計算正理想解和負理想解距離。

(18)

(19)

第六步,計算相對貼近度Ci并根據(jù)大小排序，Ci越大，說明方案最優(yōu)。

(20)

5 實例論證

以青島市某老舊小區(qū)改造為例，該小區(qū)建成年代較久，失養(yǎng)失修失管嚴重，市政配套設(shè)施不完善，公共服務和社會服務設(shè)施不健全，居民改造意愿強烈，符合大部分老舊小區(qū)共有的特征，按照先急后緩的原則，列入首批青島市老舊小區(qū)改造試點名單。通過改造，智能化基礎(chǔ)設(shè)施配套將走進居民生活。老舊小區(qū)試點的順利開展對后續(xù)大范圍開展城市格局更新具有較強的借鑒意義，以點帶面逐步打造具有本區(qū)域特色的樣板模式。

5.1 基于G1-COWA的組合賦權(quán)法

以準則層B1、B2、B3、B4為例進行計算。

專家對評價指標進行重要性排序：B2>B4>B3>B1。

相鄰兩個指標進行重要性判斷：r2=ω1/ω2=1.2,r3=ω2/ω3=1.4,r4=ω3/ω4=1.2。

根據(jù)公式(2)、(3)計算準則層權(quán)重系數(shù):ω1=0.342,ω2=0.285,ω3=0.203,ω4=0.170,根據(jù)公式(1)—(3)最終得出各指標層權(quán)重。

邀請6位專家給準則層打分，設(shè)置0～10的范圍，避免數(shù)據(jù)極差太大降低科學性。

以B4指標為例，將B4指標的決策數(shù)據(jù)按由大到小順序進行排序，得(9，9，9，8，7，6.5)。

由公式(4)計算加權(quán)向量，得(0.031，0.156，0.313，0.313，0.156，0.031)。

根據(jù)公式(5)計算B1、B2、B3、B4指標的絕對權(quán)重值分別為7.5、8、7.703、8.296。

根據(jù)公式(6)計算可得準則層的權(quán)重向量為(0.242，0.258，0.232，0.268)。

重復上述步驟可得指標層各權(quán)重。

根據(jù)計算可得r1、r2為0.45、0.5。通過公式(7)計算可得組合權(quán)重，如表4所列。

表4 老舊小區(qū)智慧化改造模式評價指標權(quán)重表

5.2 基于TOPSIS進行評價選擇

邀請10位行業(yè)內(nèi)專家針對每個指標對8種運營模式進行打分,取值范圍在1～9，取專家打分的平均值作為最終的結(jié)果，如表5所列。

根據(jù)公式(14)、(15)，將原始數(shù)據(jù)歸一化并構(gòu)造加權(quán)決策矩陣，得出正理想解V+和負理想解V-：

V+=(0.028,0.024,0.021,0.028,0.033,0.032,0.024,0.039,0.024,0.033,0.026,0.027,0.027,0.027,0.032,0.033)

V-=(0.011,0.015,0.010,0.014,0.018,0.014,0.017,0.024,0.011,0.012,0.009,0.015,0.015,0.015,0.022,0.025)

表5 專家評分結(jié)果匯總

貼近度：

Ci=(0.490,0.437,0.348,0.793,0.438,0.338,0.534,0.477)

5.3 結(jié)果分析

根據(jù)貼近度的計算得出最終改造模式的排名為：BOT>委托運營>EPC>政府不參與建設(shè)只購買服務>BOO>BT>BLT>BOOT。所以應該選擇BOT模式進行該老舊小區(qū)智慧化改造。

6 結(jié)論

本文重點關(guān)注投資利益主體關(guān)系與地方規(guī)劃發(fā)展戰(zhàn)略，構(gòu)建了基于社會參與、政府支持、企業(yè)合作、小區(qū)狀況4個維度的指標衡量體系，為全方位制定老舊小區(qū)改造模式方案提供了研究基礎(chǔ)。

采用G1-COWA主客觀組合賦權(quán)的方法既避免了決策者對某一屬性的偏好與客觀偏差，又保證了指標權(quán)重的科學合理性。構(gòu)建組合賦權(quán)與TOPSIS相結(jié)合的評價模型，可量化分析并遴選老舊小區(qū)智慧化改造模式的最優(yōu)方案。

本文闡明了老舊小區(qū)改造的必要性與現(xiàn)實意義。針對當前老舊小區(qū)改造亟待尋求多元融合籌資模式這一問題，本文的研究為各地政府因地制宜地確定融資模式、改造標準和支持政策提供了理論參考與方法支持，有助于推動我國老舊小區(qū)的徹底轉(zhuǎn)型升級，促進經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展。