城市產(chǎn)城融合的系統(tǒng)量化評(píng)價(jià)方法

駱達(dá)榮，肖健華

（五邑大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，廣東 江門 529020）

隨著國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)新發(fā)展格局的形成，加速新型城鎮(zhèn)化發(fā)展具有構(gòu)建國(guó)內(nèi)循環(huán)體系重要基石和推動(dòng)形成整個(gè)新發(fā)展格局重要路徑的作用和意義[1]. 由于當(dāng)前城鎮(zhèn)化的發(fā)展速度與發(fā)展模式不匹配，我國(guó)城市“經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)”與“人居環(huán)境”協(xié)調(diào)方面存在的問(wèn)題依然突出，產(chǎn)業(yè)升級(jí)緩慢、資源環(huán)境惡化、社會(huì)矛盾增多等諸多風(fēng)險(xiǎn)依然存在. 因此，如何轉(zhuǎn)變新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展模式，促進(jìn)新型城鎮(zhèn)化的高質(zhì)量發(fā)展，成為當(dāng)前我國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展亟待解決的首要問(wèn)題. 產(chǎn)城融合的發(fā)展模式強(qiáng)調(diào)產(chǎn)業(yè)與城市融合發(fā)展，能有效提升城市的發(fā)展質(zhì)量、發(fā)展活力和競(jìng)爭(zhēng)力，是實(shí)現(xiàn)新型城鎮(zhèn)化高質(zhì)量發(fā)展的重要手段. 通過(guò)建立科學(xué)的評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)方法，對(duì)城市的產(chǎn)城融合水平展開評(píng)價(jià)，能夠準(zhǔn)確掌握城市發(fā)展的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，可為有針對(duì)性地制訂城市高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃和改善發(fā)展政策提供重要的決策參考.

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)城鎮(zhèn)化經(jīng)過(guò)了多個(gè)階段，但對(duì)產(chǎn)城融合的研究文獻(xiàn)在進(jìn)入21世紀(jì)才不斷涌現(xiàn). 經(jīng)過(guò)對(duì)一些研究成果[2-10]的整理和分析發(fā)現(xiàn)，既有成果主要從實(shí)踐層面展開研究，內(nèi)容涉及內(nèi)涵界定、發(fā)展路徑、實(shí)證測(cè)評(píng)等方面，同時(shí)也存在如下問(wèn)題：

1）研究對(duì)象主要集中在工業(yè)區(qū)、高新區(qū)、商務(wù)區(qū)等各類產(chǎn)業(yè)區(qū)與城市空間發(fā)展協(xié)調(diào)程度，這些產(chǎn)業(yè)區(qū)只是城市的組成部分，其資源投入和效果產(chǎn)出難以全面評(píng)估城市整體的產(chǎn)城融合水平.

2）在內(nèi)涵體現(xiàn)方面，由于研究對(duì)象的局限，指標(biāo)主要選取經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)兩個(gè)方面的影響因素，忽略了城市產(chǎn)城融合發(fā)展中以人為本和綠色發(fā)展兩個(gè)方面.

3）在評(píng)價(jià)方法方面，由于評(píng)價(jià)技術(shù)創(chuàng)新不足，評(píng)價(jià)結(jié)果無(wú)法量化反映子系統(tǒng)對(duì)整體系統(tǒng)的影響，評(píng)價(jià)過(guò)程也存在一定的主觀性. 產(chǎn)城融合是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，評(píng)價(jià)指標(biāo)眾多，傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法需要應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析手段才能表現(xiàn)城市系統(tǒng)融合的特征.

考慮到研究成果存在的上述不足，本文從系統(tǒng)的視角對(duì)產(chǎn)城融合進(jìn)行分析和評(píng)價(jià). 首先從城市整體的角度明晰產(chǎn)城融合的內(nèi)涵，然后劃分產(chǎn)、城、人和生態(tài)四個(gè)子系統(tǒng)并構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過(guò)CRITIC（Criteria Importance Though Intercrieria Correlation）法[11]確定指標(biāo)的權(quán)重，再采用系統(tǒng)耦合原理測(cè)定各子系統(tǒng)的發(fā)展度、協(xié)調(diào)度和融合度，進(jìn)而利用無(wú)監(jiān)督聚類方法[12]對(duì)被評(píng)價(jià)的城市進(jìn)行類別劃分，最終通過(guò)系統(tǒng)相關(guān)法深入分析各類城市的融合特征并給出針對(duì)性發(fā)展建議.

1 評(píng)價(jià)原理與方法

1.1 系統(tǒng)劃分與指標(biāo)體系構(gòu)建

城市的融合發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，包含產(chǎn)、城、人和生態(tài)四個(gè)方面的協(xié)調(diào)發(fā)展. 按照評(píng)價(jià)客觀科學(xué)性、數(shù)據(jù)可獲得性、評(píng)價(jià)可操作性等原則，本文將城市產(chǎn)城融合大系統(tǒng)F劃分為產(chǎn)業(yè)支撐 1F、城市功能 2F、人文發(fā)展 3F、生態(tài)環(huán)境 4F四個(gè)子系統(tǒng)，共選取16個(gè)指標(biāo)，具體如表1如示.

表1 城市產(chǎn)城融合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.2 確定指標(biāo)權(quán)重

評(píng)價(jià)過(guò)程中指標(biāo)重要性的差異通過(guò)權(quán)重來(lái)體現(xiàn)，為科學(xué)客觀評(píng)價(jià)，本文采用CRITIC法確定各指標(biāo)的權(quán)重. CRITIC方法是一種客觀賦權(quán)法，通過(guò)指標(biāo)的對(duì)比強(qiáng)度和沖突性來(lái)確定指標(biāo)的權(quán)重. 對(duì)比強(qiáng)度表示同一指標(biāo)在各個(gè)評(píng)價(jià)方案取值差距的大小，以指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差的形式來(lái)表現(xiàn)，即標(biāo)準(zhǔn)差越大表示各方案的取值差距越大，則相應(yīng)的權(quán)重也越大. 評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的沖突性則以指標(biāo)之間的相關(guān)性來(lái)表現(xiàn)，如兩個(gè)指標(biāo)之間具有較強(qiáng)的正相關(guān)，表明兩個(gè)指標(biāo)沖突性較低，則相應(yīng)的權(quán)重應(yīng)越小.因此，應(yīng)用CRITIC法時(shí)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差一定，指標(biāo)間沖突性越小，權(quán)重也越??；沖突性越大，權(quán)重也越大.

假設(shè)有n個(gè)待評(píng)價(jià)樣本，p項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，形成原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣其中，xij表示第i個(gè)樣本第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)值. 指標(biāo)權(quán)重的具體計(jì)算步驟如下：

1）無(wú)量綱化. 由于指標(biāo)具有不同的量綱，為了消除量綱對(duì)分析結(jié)果的影響，需要先規(guī)范數(shù)據(jù). 根據(jù)指標(biāo)特性，采用正向化或逆向化對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使結(jié)果映射到[0,1]區(qū)間. 設(shè)原始指標(biāo)數(shù)據(jù)為xij（i=1,…,n；j=1,…,p），則無(wú)量綱化后的指標(biāo)數(shù)據(jù)如下計(jì)算：

2）確定指標(biāo)差異性. 指標(biāo)差異性通過(guò)指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示，計(jì)算公式如下：

3）確定指標(biāo)沖突性. 指標(biāo)沖突性通過(guò)沖突系數(shù)Rj來(lái)表示，計(jì)算公式如下：

其中，rij表示第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)和第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù). 相關(guān)系數(shù)可以反映指標(biāo)間的相關(guān)性，如果某指標(biāo)與其他指標(biāo)的相關(guān)性越強(qiáng)，則該指標(biāo)與其他指標(biāo)的沖突性越小，反映出的相同信息也多，在一定程度上削弱了該指標(biāo)的評(píng)價(jià)強(qiáng)度，應(yīng)降低其權(quán)重.

4）確定指標(biāo)重要性. 指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差和沖突系數(shù)的乘積表示指標(biāo)的重要性Ej，即

Ej越大表明第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)在整個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的作用越大，應(yīng)分配更多的權(quán)重.

5）確定指標(biāo)權(quán)重. 設(shè)Ej為第j個(gè)指標(biāo)的重要性，則第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重wj計(jì)算公式如下：

1.3 基于系統(tǒng)協(xié)調(diào)度與綜合發(fā)展度的融合度模型

產(chǎn)城融合是城市系統(tǒng)的高水平協(xié)調(diào)發(fā)展，其測(cè)度涉及系統(tǒng)的綜合發(fā)展度和協(xié)調(diào)度兩個(gè)部分. 其中，系統(tǒng)的綜合發(fā)展度由各子系統(tǒng)的發(fā)展指數(shù)確定，協(xié)調(diào)度則采用系統(tǒng)耦合度[13]來(lái)表征.

1）子系統(tǒng)發(fā)展指數(shù). 先確定各子系統(tǒng)F1,F2, …,Fm的發(fā)展水平，第r個(gè)子系統(tǒng)的發(fā)展指數(shù)記為：

其中，wmi為第m個(gè)子系統(tǒng)的第i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，為第m個(gè)子系統(tǒng)的第i項(xiàng)指標(biāo)的無(wú)量綱化值. 子系統(tǒng)的發(fā)展指數(shù)越高，表明子系統(tǒng)的發(fā)展程度越高，反之則越低.

2）系統(tǒng)綜合發(fā)展度. 綜合發(fā)展度T由子系統(tǒng)發(fā)展指數(shù)的加權(quán)和來(lái)確定，計(jì)算公式如下：

其中，T為系統(tǒng)的綜合發(fā)展度，iw為第i個(gè)子系統(tǒng)的權(quán)重，反映第i個(gè)子系統(tǒng)的重要程度.

3）系統(tǒng)協(xié)調(diào)度. 設(shè)子系統(tǒng)的個(gè)數(shù)為m，則系統(tǒng)協(xié)調(diào)度C的定義[14]如下：

4）系統(tǒng)融合度. 系統(tǒng)的融合發(fā)展意味著系統(tǒng)整體的高水平和協(xié)調(diào)發(fā)展，可利用下式計(jì)算：

融合度越高，城市各子系統(tǒng)不僅發(fā)展水平高而且協(xié)調(diào)，同時(shí)產(chǎn)城融合的水平也越好.

1.4 城市系統(tǒng)產(chǎn)城融合評(píng)價(jià)和特征分析

對(duì)城市產(chǎn)城融合發(fā)展的有效規(guī)劃首先需要明確當(dāng)前融合的程度，同時(shí)深入掌握城市融合發(fā)展與各子系統(tǒng)發(fā)展之間的關(guān)系特征. 融合度表明了城市系統(tǒng)高水平協(xié)調(diào)發(fā)展的程度，但無(wú)法直接反映其與各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系. 為此，本文采用聚類方法對(duì)各子系統(tǒng)的發(fā)展度進(jìn)行分類，從而實(shí)現(xiàn)城市產(chǎn)城融合的分類評(píng)價(jià)；然后分析各類別城市融合度和子系統(tǒng)發(fā)展度的關(guān)系特征，從而深入分析子系統(tǒng)在融合發(fā)展中存在的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，以便有針對(duì)性地給出發(fā)展決策建議. 考慮到評(píng)價(jià)的科學(xué)客觀性，而且上述評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)都是無(wú)標(biāo)簽的，因而采用最大最小距離的無(wú)監(jiān)督聚類方法根據(jù)上述指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行類別劃分.

最大最小距離法是一種無(wú)監(jiān)督的聚類算法. 它以歐氏距離為基礎(chǔ)，取盡可能遠(yuǎn)的對(duì)象作為聚類中心，避免了K-means法在初值選取時(shí)可能出現(xiàn)的聚類種子過(guò)于臨近的情況. 最大最小距離法不僅能自行確定聚類種子的個(gè)數(shù)，而且提高了樣本數(shù)據(jù)集劃分的效率.

設(shè)待分類的樣本集為{x1,x2,… ,xn}，選定比例系數(shù)θ，最大最小距離法的基本思想是從樣本集中以最大距離原則選取新的聚類中心，以最小距離原則進(jìn)行歸類. 具體步驟如下：

1）任選一個(gè)樣本作為第1個(gè)聚類中心1z，如11z=x；

2）從待分類樣本集中選出距離1z最遠(yuǎn)的樣本作為第2個(gè)聚類中心z2；

3）計(jì)算未被作為聚類中心的各樣本ix與1z、z2之間的距離，并求出它們之中的最小值，即

5）設(shè)存在k個(gè)聚類中心，計(jì)算未被作為聚類中心的各樣本到各聚類中心的距離dij，并求出這

2 實(shí)證分析

以廣東省21個(gè)地級(jí)市為研究目標(biāo)，利用上述方法進(jìn)行產(chǎn)城融合評(píng)價(jià). 指標(biāo)數(shù)據(jù)源自《廣東省統(tǒng)計(jì)年鑒》，篇幅所限，詳細(xì)數(shù)據(jù)不在文中列出.

第一步，首先按照式（1～5）對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化并計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)果如表2所示.

表2 利用CRITIC法計(jì)算得到的指標(biāo)權(quán)重

第二步，根據(jù)式（7～9）計(jì)算廣東省21個(gè)城市的綜合發(fā)展度T、協(xié)調(diào)度C和融合度D，本研究中各子系統(tǒng)視為同等重要，權(quán)重和為1，因而式（9）中各個(gè)子系統(tǒng)的權(quán)重iw均為0.25，T、C和D的計(jì)算結(jié)果如圖1所示.

圖1 廣東省21個(gè)城市的綜合發(fā)展度、協(xié)調(diào)度和融合度

由圖1可以看出，不同城市的融合度明顯存在差異，但是僅僅通過(guò)融合度無(wú)法反映城市各子系統(tǒng)與融合度的關(guān)系特征. 因此，在第二步完成后，通過(guò)最大最小距離聚類，以各子系統(tǒng)的發(fā)展度作為樣本分量進(jìn)行類別劃分，并計(jì)算各類別子系統(tǒng)的發(fā)展度平均值與融合度的相關(guān)系數(shù)，從而得到各子系統(tǒng)的發(fā)展與城市產(chǎn)城融合的關(guān)系特征. 通過(guò)聚類得到各類別的包含城市及其特征如表3所示.

表3 各類別包含城市及類別特征

根據(jù)表3的分類結(jié)果可進(jìn)一步對(duì)各類別城市子系統(tǒng)發(fā)展度與融合度進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表4所示.

表4 各類別城市子系統(tǒng)發(fā)展度平均值及與融合度的相關(guān)系數(shù)

由表4的數(shù)據(jù)可以看到：

1）從各類別子系統(tǒng)發(fā)展度平均值來(lái)看，各子系統(tǒng)不同類別的平均值大小存在一定的差異，說(shuō)明聚類算法對(duì)樣本進(jìn)行了有效劃分. 第一類城市各子系統(tǒng)及融合度平均值最高，體現(xiàn)城市各方面發(fā)展最好，而且相對(duì)平均，因而此類城市整體協(xié)調(diào)度和融合度也最高. 第二類城市的融合度比第三類和第四類城市要高，但城市功能和生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)平均值比第三類城市低，說(shuō)明城市融合發(fā)展良好，但是存在不均衡的情況，因此整體協(xié)調(diào)度和融合度不如第一類城市. 第四類城市各子系統(tǒng)平均值最低，說(shuō)明城市整體發(fā)展水平較低，雖然整體表現(xiàn)平均，但是屬于低水平發(fā)展，因此發(fā)展度和融合度也較低.

2）從各子系統(tǒng)發(fā)展度與融合度的相關(guān)系數(shù)來(lái)看，各子系統(tǒng)與融合度都存在正向相關(guān)的聯(lián)系. 其中產(chǎn)業(yè)支撐與融合度的相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)達(dá)到98.12%，表明產(chǎn)業(yè)支撐對(duì)城市產(chǎn)城融合的影響起主要作用；其次是城市功能和人文發(fā)展，相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到91.84%和91.44%，表明城市功能和人文發(fā)展對(duì)城市產(chǎn)城融合的影響也較大；生態(tài)環(huán)境也是主要因素，但相對(duì)其他因素的影響最小.

通過(guò)上述的評(píng)價(jià)和分析，對(duì)廣東省各類別城市產(chǎn)城融合的發(fā)展建議如下：

1）第一類城市，應(yīng)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，做強(qiáng)做大現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)，加快先進(jìn)產(chǎn)業(yè)建設(shè)步伐，優(yōu)化城市空間功能布局，提升城市核心競(jìng)爭(zhēng)力、城市承載力及公共服務(wù)保障能力，推進(jìn)城市建設(shè)品質(zhì)不斷提升，推動(dòng)區(qū)域城鎮(zhèn)化向更高質(zhì)量的階段發(fā)展.

2）第二類城市，需以產(chǎn)業(yè)發(fā)展為主導(dǎo)，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展支柱產(chǎn)業(yè)，堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)布局與生活居住、公共服務(wù)、生態(tài)文明等城市功能有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代生活、現(xiàn)代都市一體化發(fā)展，努力提升城市品質(zhì)、能級(jí)，促進(jìn)城市有機(jī)更新.

3）第三類城市，要切實(shí)做好發(fā)展規(guī)劃，加大支柱產(chǎn)業(yè)投入，加快工業(yè)化步伐，同時(shí)注重對(duì)城市功能、人文環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展等方面的建設(shè). 以產(chǎn)業(yè)為引領(lǐng)，強(qiáng)化城市產(chǎn)城融合發(fā)展的實(shí)力，發(fā)掘城市產(chǎn)城融合發(fā)展的潛力.

4）第四類城市，應(yīng)積極營(yíng)造良好的政策環(huán)境，加強(qiáng)基礎(chǔ)建設(shè)，吸引外部資源，扎扎實(shí)實(shí)地打好經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)，努力提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力，同時(shí)注重城市功能、人文發(fā)展和生態(tài)環(huán)境等方面的同步協(xié)調(diào)發(fā)展.

3 結(jié)語(yǔ)

產(chǎn)城融合是新型城鎮(zhèn)化高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)和手段，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)客觀的評(píng)價(jià)，同時(shí)通過(guò)評(píng)價(jià)結(jié)果的量化分析有助于城市系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展. 本文將系統(tǒng)耦合、無(wú)監(jiān)督聚類和系統(tǒng)相關(guān)分析等科學(xué)的數(shù)據(jù)分析手段應(yīng)用于城市系統(tǒng)的產(chǎn)城融合評(píng)價(jià)，在明晰城市產(chǎn)城融合內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，對(duì)城市產(chǎn)城融合發(fā)展評(píng)價(jià)進(jìn)行了拓展. 本文方法評(píng)價(jià)思路清晰、層次分明，評(píng)價(jià)過(guò)程簡(jiǎn)明、便捷，評(píng)價(jià)效果明顯且有針對(duì)性，提高了評(píng)價(jià)的有效性和決策參考性.