基于組合賦權(quán)的城市健康舒適體檢模糊綜合評價

王鴻源，石華旺，齊 洋

(河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院，河北邯鄲 056038)

城市在快速發(fā)展的同時也暴露出建設(shè)過程中的缺陷與不足。為及時揭示城市建設(shè)布局中存在的短板與問題，查找城市病源，研究者們確立了城市體檢制度，定期對城市的發(fā)展進(jìn)行評估，重點把握城市的發(fā)展現(xiàn)狀[1-3]。根據(jù)城市間的差異性，切實考慮各市特點來確定體檢指標(biāo)[4-9]，得出真實、合理的城市病結(jié)論，進(jìn)而確定城市下一步的提升重點。近年來隨著城市的發(fā)展和居民生活質(zhì)量的提升，城市的健康舒適性受到社會的廣泛關(guān)注。“十四五”規(guī)劃提出全面推進(jìn)健康中國建設(shè)，將保障人民身心健康放在首要位置，深入實施健康中國行動，重視健康環(huán)境，促進(jìn)居民身心健康，提高社會適應(yīng)力[10]。對于城市舒適性，國內(nèi)研究主要體現(xiàn)在宜居環(huán)境中，舒適性往往作為評價城市宜居性的一個標(biāo)準(zhǔn)，通過將人文與自然景觀結(jié)合，形成擁有完備服務(wù)設(shè)施和布局的人居環(huán)境。健康舒適作為城市體檢的一個目標(biāo)，它的提升有助于人才與高新企業(yè)聚集，提高城市競爭力，促進(jìn)城市經(jīng)濟快速發(fā)展。因此在體檢過后，加強城市健康舒適性的評價研究對城市的高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

為了確定體檢過后的重點提升方向，有效指導(dǎo)城市后續(xù)的健康發(fā)展，學(xué)者們從不同角度對評價模型進(jìn)行了研究。黨云曉等[11]采用調(diào)研問卷和多尺度建模的方法，對環(huán)渤海的44個城市進(jìn)行了幸福感差異分析，判斷城鎮(zhèn)化質(zhì)量；DENG等[12]利用Delaunay三角形的自然拓?fù)涮匦栽诔鞘薪】涤绊懺u估范圍的界定上應(yīng)用高階Voronoi圖算法，為健康城市評價提供輔助方法；樊智豐等[13]運用熵權(quán)法和云模型對云南省16個地級市和18個縣級市進(jìn)行森林城市建設(shè)潛力評價，以更精準(zhǔn)地尋找城市發(fā)展定位；李曉娟等[14]運用結(jié)構(gòu)方程模型構(gòu)建了韌性城市恢復(fù)能力評價模型，并對福州市恢復(fù)能力進(jìn)行評價，為城市的發(fā)展管理提供了一定的支持；張家玉等[15]采用CRITIC-熵權(quán)法和TOPSIS法創(chuàng)建城市韌性評價模型，對東北4市進(jìn)行綜合評價和分空間評價，指出了在韌性建設(shè)上的不足，并提供了相應(yīng)的建議等。學(xué)者們雖為城市體檢評價提供了理論依據(jù)，但對城市體檢中健康舒適方面的相關(guān)評價研究很少。

結(jié)合健康舒適體檢內(nèi)容，為避免受到?jīng)Q策者主觀偏向與數(shù)據(jù)化的客觀信息影響，選擇組合賦權(quán)方式。屬性層次法與AHP法相比，更簡便易操作、行之有效，不用對特殊向量進(jìn)行計算也無需進(jìn)行一致性檢驗，是一種常用的主觀權(quán)重確定方法；熵權(quán)法是根據(jù)各評價因素下指標(biāo)變化情況來確定指標(biāo)的客觀權(quán)重，是一種客觀賦權(quán)法；因此選擇屬性層次法和熵權(quán)法確定健康舒適各項評價指標(biāo)的主客觀權(quán)重。城市體檢提升等級的評價需要對多指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，模糊綜合評價根據(jù)其隸屬度最大原則能夠解決評價過程中因為主客觀因素影響而導(dǎo)致評價結(jié)果存在模糊性和不確定性等問題。

基于此，以華北H市2020年城市體檢為例，構(gòu)建健康舒適指標(biāo)體系，使用AHM和熵權(quán)法確定指標(biāo)的主客觀權(quán)重，依據(jù)偏好系數(shù)確定組合權(quán)重，然后利用模糊綜合評價法對健康舒適的待提升等級進(jìn)行評價。

1 評價模型構(gòu)建

1.1 評價指標(biāo)體系建立

健康舒適作為城市體檢目標(biāo)層之一，主要體現(xiàn)城市的內(nèi)生舒適性建設(shè)，即反映一個城市是否能夠達(dá)到幼有所育、學(xué)有所教、病有所醫(yī)、老有所養(yǎng)、住有所居。因此確定城市健康舒適性指標(biāo)主要表現(xiàn)為城市社區(qū)服務(wù)管理、社區(qū)設(shè)施建設(shè)、公共衛(wèi)生、能源利用、城市居民健身場地設(shè)施建設(shè)及老舊小區(qū)改造等情況。本文結(jié)合華北H市2020年城市體檢指標(biāo)體系中的健康舒適部分指標(biāo)，多角度綜合考慮相關(guān)指標(biāo)因素之間的關(guān)系，確定設(shè)施類、環(huán)境類和建筑類3個二級指標(biāo)，并細(xì)分16個三級指標(biāo)，建立評價指標(biāo)體系，具體如表1所示。

表1 健康舒適指標(biāo)體系Tab.1 Health and comfort indicator system

1.2 評價指標(biāo)組合賦權(quán)

1.2.1 主觀權(quán)重確定——AHM法

AHM是基于層次分析法提出的，其主要賦權(quán)流程如下。

1)權(quán)重分析

本研究根據(jù)1～9標(biāo)度法，通過專家打分的方法構(gòu)造判斷矩陣L=(aij)m×n，其中aij表示元素i與元素j的重要性之比，判斷矩陣標(biāo)度定義見表2。

表2 標(biāo)度賦值Tab.2 Scale assignment

2)屬性判別矩陣構(gòu)造

由相對屬性測度uij構(gòu)成的n階矩陣A=(uij)m×n為屬性判斷矩陣。相對屬性可通過AHM中比例標(biāo)度給出的aij轉(zhuǎn)換得到，公式如式(1)所示：

(1)

式中：k為大于2的正整數(shù)；β通常取值1或者2，本文取β=1。

3)相對屬性權(quán)重計算

wB(i)為元素u1的相對權(quán)重，可由式(2)計算：

(2)

各目標(biāo)合成權(quán)重：

wB(ij)=[wB(i1),wB(i2),wB(i3),…,wB(in)]×

wB(j)。

(3)

1.2.2 客觀權(quán)重確定——熵權(quán)法

本研究將依據(jù)熵權(quán)法確定模糊綜合評價模型中各指標(biāo)的客觀權(quán)重，主要流程如下。

1) 初始數(shù)據(jù)矩陣標(biāo)準(zhǔn)化

設(shè)由m個評價指標(biāo)、n個評價對象構(gòu)成的原始數(shù)據(jù)矩陣為

(4)

依據(jù)式(5)對初始矩陣標(biāo)準(zhǔn)化處理，

(5)

得到矩陣

P=(pij)m×n。

(6)

2)定義熵

將第i個指標(biāo)的熵定義為

(7)

3)定義熵權(quán)

在定義第i個指標(biāo)熵值的基礎(chǔ)上，將其熵權(quán)定義為

(8)

1.2.3 綜合指標(biāo)權(quán)重確定

通過AHM 法測出的權(quán)重往往更傾向于決策者的主觀偏好，而熵權(quán)法則傾向于展示數(shù)據(jù)本身所體現(xiàn)的客觀信息，因此，將2種確定權(quán)重的方法組合起來綜合考慮才更為科學(xué)合理。綜合權(quán)重為

(9)

式中，β為偏好系數(shù)，且0≤β≤1 ，征詢相關(guān)專家意見，選取系數(shù)β為0.6。

1.3 模糊綜合評價

1)確定評價指標(biāo)集合的評價等級

U={u1,u2,…,ui,…,un}，

式中：ui(i=1,2,…,n)為評價指標(biāo)；n是同一水平上單個指標(biāo)的個數(shù)。

2)確定評價等級標(biāo)準(zhǔn)集合

E={v1,v2,…,vj,…,vm}，

式中：vj(j=1,2,…,m)為評價等級標(biāo)準(zhǔn)；m是等級數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)檔次數(shù)。

3)確定隸屬度R

對第i個評價指標(biāo)ui進(jìn)行單指標(biāo)評價，得到一個關(guān)于rij的模糊向量：

Ri=(ri1,ri2,…,rij),i=1,2,…,n;j=1,2,…,m，

(10)

式中，rij為指標(biāo)ui具有vj的程度，0≤rij≤1。若對n個指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，其結(jié)果則為n行m列的矩陣。

運用隸屬度函數(shù)對定量指標(biāo)隸屬度進(jìn)行確定，即指標(biāo)ui的實際值xi在其對應(yīng)的Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)時，它對第Ⅰ級的隸屬度為1，對其他等級的隸屬度為0。

4)多層次綜合評價

基于三級指標(biāo)權(quán)重和模糊關(guān)系矩陣，求出最終的目標(biāo)層評價向量：

R=W×Ri。

(11)

式中W為指標(biāo)綜合權(quán)重的集合。

最后依據(jù)隸屬度最大原則，將向量中最大值對應(yīng)的待提升等級作為此城市體檢過程中健康舒適評價的綜合評價結(jié)果。

2 模型權(quán)重計算

2.1 主觀權(quán)重計算

以華北H市2020年城市體檢指標(biāo)體系中健康舒適指標(biāo)為例，具體指標(biāo)內(nèi)容如圖1所示，城市體檢專家結(jié)合經(jīng)驗和文獻(xiàn)，根據(jù)1～9標(biāo)度法對各項指標(biāo)打分，構(gòu)建AHM 屬性判斷矩陣并計算出各元素的權(quán)重。

二級指標(biāo)的判斷矩陣：

(12)

三級指標(biāo)的判斷矩陣：

(13)

(14)

(15)

依據(jù)式(2)求得的準(zhǔn)則層B1，B2，B3的權(quán)重為

w′0i=(0.563，0.131，0.306)。

(16)

依據(jù)式(3)求得各指標(biāo)對準(zhǔn)則層合成權(quán)重的計算結(jié)果見表3。

表3 評價指標(biāo)對健康舒適各指標(biāo)的合成權(quán)重Tab.3 Composite weight of evaluation indicators for health and comfort indicators

2.2 客觀權(quán)重計算

利用熵權(quán)法計算該市健康舒適目標(biāo)層，數(shù)據(jù)主要來源于《中國人居環(huán)境獎評價指標(biāo)體系》(住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部)、《宜居城市科學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)(2007)》(住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部)、《可持續(xù)城市指標(biāo)體系》(中國科學(xué)院)，以及2020年某市工作總結(jié)年報等政府文件。由于各指標(biāo)之間沒有一致的衡量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)所構(gòu)建模型的框架，對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理，然后依據(jù)熵權(quán)法得出各指標(biāo)的客觀權(quán)重，其結(jié)果如表4所示。

2.3 組合賦權(quán)結(jié)果

綜上所述，由屬性層次法求得的主觀權(quán)重和熵權(quán)法求得的客觀權(quán)重，通過式(9)求得的AHM-熵權(quán)法的最終權(quán)重，結(jié)果如表5所示，并依據(jù)表5對此三線城市健康舒適情況進(jìn)行評判。從以上評價結(jié)果可知，二級指標(biāo)的權(quán)重為ωA=(ωB1，ωB2，ωB3)=(0.583，0.118，0.299)，即設(shè)施類指標(biāo)所占的權(quán)重最大為0.583，建筑類指標(biāo)權(quán)重為0.299，排第2位，環(huán)境類指標(biāo)所占的權(quán)重最小，為0.118，建議該市著力加強居住區(qū)的設(shè)施類建設(shè)。

表4 熵權(quán)法權(quán)重計算結(jié)果Tab.4 Entropy weight calculation result

針對設(shè)施類指標(biāo)，社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)設(shè)施覆蓋率的權(quán)重為0.111，是指標(biāo)中占比最高的三級指標(biāo)，表明社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)設(shè)施的質(zhì)量對城市健康舒適的影響最大，應(yīng)將養(yǎng)老設(shè)施的質(zhì)量建設(shè)作為提升重點；其次是普惠性幼兒園覆蓋率和小學(xué)服務(wù)覆蓋率，分別為0.076和0.067，中國的基礎(chǔ)教育尤為重要，應(yīng)著重提升幼兒園的普惠性力度，加大中小學(xué)建設(shè)；針對環(huán)境類指標(biāo)，完整居住社區(qū)覆蓋率的權(quán)重最高，為0.071，需著力建設(shè)社區(qū)公共服務(wù)環(huán)境，依據(jù)《完整居住社區(qū)建設(shè)指南》，完善社區(qū)內(nèi)各項基本配套設(shè)施等公共服務(wù)；針對建筑類指標(biāo)，老舊小區(qū)改造達(dá)標(biāo)率和城中村改造啟動率權(quán)重最高，都為0.081，應(yīng)加大力度進(jìn)行城中村、老舊小區(qū)的改造，改善環(huán)境和住房條件，提升區(qū)域優(yōu)勢。

表5 基于AHM-熵權(quán)法的各指標(biāo)權(quán)重Tab.5 Weights of each indicator based on the AHM-entropy method

3 實例驗證

3.1 研究對象概況

H市地處華北平原西部，本次體檢范圍為市內(nèi)三區(qū)，面積約為116.5 km2，常住人口119.4萬，區(qū)域開發(fā)強度為10.78%；市內(nèi)社區(qū)共275個，完整居住社區(qū)覆蓋率為22.2%；當(dāng)年新開工老舊小區(qū)改造483個、棚戶區(qū)改造818套、城中村改造4個，已全部改造完成。該市現(xiàn)處于轉(zhuǎn)型升級關(guān)鍵節(jié)點，面臨的挑戰(zhàn)之一是民生領(lǐng)域存在短板，教育、醫(yī)療等方面的發(fā)展存在不足。下一步該市將推動教育、衛(wèi)生、服務(wù)等事業(yè)全面發(fā)展，加強城市規(guī)劃建設(shè)管理。

3.2 模糊綜合評價

在對城市體檢進(jìn)行調(diào)研并分析文獻(xiàn)后，將指標(biāo)待提升等級分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ共5個等級，即E={低，較低，中，較高，高}，評價標(biāo)準(zhǔn)見表6。

表6 評價標(biāo)準(zhǔn)Tab.6 Evaluation criteria

2021年9月，選取該市體檢范圍內(nèi)的1 000名居民進(jìn)行問卷調(diào)查，令其對健康舒適各項指標(biāo)的待提升等級進(jìn)行評價打分，分值區(qū)間為0～100，剔除問卷中的無效數(shù)據(jù)(如對各指標(biāo)的打分全部為100分或0分)，按照式(17)進(jìn)行加權(quán)平均，將最終得分對比各評價標(biāo)準(zhǔn)得到各指標(biāo)的待提升等級，其結(jié)果見表7。

(17)

式中：Qt為第t個指標(biāo)的評價分值，t=1,2，…，16(代表16個指標(biāo))；Ci為居民對指標(biāo)的打分值；Ii為樣本總數(shù)；Hi為無效數(shù)據(jù)樣本數(shù)；i=1,2，…，1 000(代表1 000份問卷)。

根據(jù)表5中各二級指標(biāo)下的三級指標(biāo)的綜合權(quán)重組成的矩陣乘以由式(10)求得的隸屬度矩陣，得到各二級指標(biāo)的隸屬度向量RB1～RB3，計算過程見式(18)—式(20)。

表7 問卷各指標(biāo)等級平均結(jié)果Tab.7 Average results for each indicator level of the questionnaire

RB1=WC1-10×RC1-10=[0.053 0.111 0.053 0.041 0.034 0.076 0.067 0.049 0.039 0.061]×RC1-10=

(18)

(19)

(20)

依據(jù)表5中二級指標(biāo)權(quán)重矩陣通過與RB1～RB3組成的目標(biāo)層隸屬度矩陣相乘得出綜合評價隸屬度向量R：

(21)

根據(jù)隸屬度原則，式(18)中數(shù)據(jù)的最大值為0.322，對應(yīng)設(shè)施類等級為Ⅴ級；式(19)中數(shù)據(jù)的最大值為0.118，對應(yīng)環(huán)境類等級為Ⅳ級；式(20)中數(shù)據(jù)的最大值為0.299 ，對應(yīng)建筑類等級為Ⅳ級。通過對健康舒適目標(biāo)層整體計算，式(21)中數(shù)據(jù)的最大值為0.255，則該市的健康舒適等級為Ⅳ級，待提升等級對應(yīng)集合E中的“較高”，還有較大的提升空間，與實際情況相符。并且該市現(xiàn)已將提升養(yǎng)老服務(wù)質(zhì)量、公辦中小學(xué)、幼兒園擴容增位、提升醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)水平、城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造和公共體育設(shè)施改造提升納入市政府10件民生實事項目。

為提高該市的健康舒適性，建議：1)培育惠民商貿(mào)等服務(wù)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、品牌化建設(shè)，引進(jìn)品牌綜合服務(wù)商，配置標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合居民需求；2)實施社區(qū)和居家養(yǎng)老工程，支持社區(qū)嵌入式養(yǎng)老服務(wù)機構(gòu)建設(shè)，構(gòu)建社區(qū)“15分鐘”養(yǎng)老服務(wù)圈，加快護(hù)理型養(yǎng)老機構(gòu)建設(shè)，全面創(chuàng)建醫(yī)養(yǎng)結(jié)合試點城市，推動智慧養(yǎng)老，搭建養(yǎng)老服務(wù)信息化平臺；3)配套建設(shè)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)機構(gòu)，打造基層“15分鐘”基本醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)圈，加大對社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)機構(gòu)的設(shè)施、設(shè)備及人力資源投入力度，針對社區(qū)特殊群體提供個性化、針對性醫(yī)療服務(wù)，并且社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)機構(gòu)要為社區(qū)居民提供醫(yī)療、保健、健康等方面的信息；4)全面推進(jìn)全民健身設(shè)施建設(shè)，打造“10分鐘”體育健身圈，滿足人民群眾就近就便健身需求，加快室內(nèi)滑冰場館、社會足球場地等專項體育設(shè)施建設(shè)，做強太極拳、馬拉松、自行車等體育競賽品牌，加快冰雪運動發(fā)展，廣泛開展群眾冰雪運動；5)大力推進(jìn)公辦幼兒園建設(shè)，對現(xiàn)有幼兒園進(jìn)行擴容增位，落實住宅小區(qū)配套幼兒園建設(shè)相關(guān)政策，新增教育經(jīng)費向?qū)W前教育傾斜，擴大城鄉(xiāng)公辦園與普惠性民辦園的覆蓋面；提升中小學(xué)教學(xué)質(zhì)量，深入推進(jìn)集團(tuán)化辦學(xué)，擴大優(yōu)質(zhì)教育資源的覆蓋面；6)有序推進(jìn)老城區(qū)改造更新，加大基礎(chǔ)設(shè)施、老舊小區(qū)、棚戶區(qū)、城中村改造和社區(qū)建設(shè)力度，完善基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)設(shè)施。

4 結(jié) 語

本文以華北H市城市體檢為例，建立健康舒適指標(biāo)體系，依據(jù)構(gòu)建的AHM-熵權(quán)法的城市健康舒適體檢模糊綜合評價模型，得出如下結(jié)論。

1)H市健康舒適待提升等級為Ⅳ級，即為“較高”等級。通過組合賦權(quán)法計算出健康舒適評價指標(biāo)的最終權(quán)重，綜合評價設(shè)施類、環(huán)境類和建筑類3個方面，顯示設(shè)施類對城市健康舒適性的影響最大，待提升等級為Ⅴ級，其中社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)設(shè)施覆蓋率的作用明顯。

2)針對H市現(xiàn)狀，結(jié)合待提升等級情況，建議從服務(wù)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、品牌化建設(shè)，“15分鐘”養(yǎng)老服務(wù)圈建設(shè)，“15分鐘”基本醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)圈建設(shè)，“10分鐘”體育健身圈建設(shè)，基礎(chǔ)教育投入，老城區(qū)改造更新等6個方面進(jìn)行，來提高該市健康舒適性。

3)評價模型可以應(yīng)用于城市體檢其他目標(biāo)層指標(biāo)，如生態(tài)宜居、安全韌性等，對各目標(biāo)層指標(biāo)的待提升等級進(jìn)行對比，確定城市更新的提升重點。雖然各城市的特色指標(biāo)上存在差異，但可為類似城市在城市體檢工作后，更好地提升更新、加快城市高質(zhì)量發(fā)展提供一定的參考。

本文在研究中對各指標(biāo)取值欠完善，因此在后續(xù)研究中需進(jìn)一步完善取值方法，使得選取的相關(guān)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確精細(xì)。