基于熵權(quán)和功效系數(shù)法的地區(qū)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)綜合評(píng)價(jià)模型

李閃 楊巍 吳雪蓮 萬(wàn)迎峰 陳小進(jìn) 寧希翼

（中鋼集團(tuán)武漢安全環(huán)保研究院有限公司，湖北武漢 430081）

0 引言

國(guó)內(nèi)學(xué)者分別選取不同的指標(biāo)對(duì)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究［1-2］，但對(duì)于地區(qū)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平評(píng)價(jià)，尚沒(méi)有統(tǒng)一的指標(biāo)體系，目前國(guó)內(nèi)學(xué)者研究建立的評(píng)價(jià)體系還不夠完善，評(píng)價(jià)指標(biāo)大多依賴官方公布的可統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，且評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取多側(cè)重于環(huán)保產(chǎn)業(yè)，難以體現(xiàn)對(duì)整個(gè)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)科學(xué)全面的評(píng)價(jià)。為了促進(jìn)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，本文旨在研究構(gòu)建科學(xué)合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以期對(duì)地區(qū)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行有針對(duì)性、深入和全面的綜合評(píng)價(jià)。

1 建立節(jié)能環(huán)保評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

遵循評(píng)價(jià)指標(biāo)科學(xué)性、獨(dú)立性、針對(duì)性、可比較選取原則，根據(jù)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)基本原理，結(jié)合節(jié)能環(huán)保行業(yè)特點(diǎn)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)以及有關(guān)文獻(xiàn)資料中構(gòu)建的產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)模型及評(píng)價(jià)指標(biāo)研究分析，本研究選取產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模、產(chǎn)業(yè)發(fā)展效益、產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿? 個(gè)維度來(lái)綜合評(píng)價(jià)地區(qū)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。

節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)比較評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分為4 個(gè)一級(jí)指標(biāo)、11 個(gè)二級(jí)指標(biāo)，具體如表1 所示。

表1 節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)縱向比較評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1）產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模。產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模以節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和節(jié)能環(huán)保企業(yè)數(shù)量2 個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。節(jié)能環(huán)保企業(yè)數(shù)量目前各省份沒(méi)有統(tǒng)一的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，暫以官方公布的環(huán)保企業(yè)數(shù)量、節(jié)能服務(wù)企業(yè)數(shù)量和資源綜合利用企業(yè)數(shù)量之和來(lái)表征。

2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展效益。產(chǎn)業(yè)發(fā)展效益主要選取產(chǎn)業(yè)集聚程度、重點(diǎn)企業(yè)平均利潤(rùn)率、上市企業(yè)數(shù)量3 個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。產(chǎn)業(yè)集聚程度是衡量該產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、以及面向上下游其他產(chǎn)業(yè)是否具有議價(jià)能力的重要指標(biāo)，產(chǎn)業(yè)集聚程度主要以排名前10 的上市企業(yè)節(jié)能環(huán)保總營(yíng)收在整個(gè)行業(yè)占比來(lái)表示；平均利潤(rùn)率能夠反映該產(chǎn)業(yè)的總體經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)中國(guó)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析報(bào)告，上市企業(yè)貢獻(xiàn)超63%的產(chǎn)業(yè)利潤(rùn)，因此重點(diǎn)企業(yè)平均利潤(rùn)率能夠反映整個(gè)產(chǎn)業(yè)的平均利潤(rùn)率水平，以營(yíng)收前10 名上市企業(yè)節(jié)能環(huán)保平均利潤(rùn)率來(lái)衡量。上市企業(yè)數(shù)量和規(guī)模能夠反映節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)獲利水平，上市企業(yè)數(shù)量越多，說(shuō)明節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)盈利能力越高。

3）產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平。產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平指標(biāo)包括專利成果獎(jiǎng)數(shù)量、高技術(shù)企業(yè)數(shù)量、國(guó)家級(jí)研發(fā)平臺(tái)數(shù)量等。中國(guó)專利獎(jiǎng)作為我國(guó)專利領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)項(xiàng)，不僅最能體現(xiàn)專利技術(shù)的創(chuàng)新高度，更強(qiáng)調(diào)專利的市場(chǎng)轉(zhuǎn)化運(yùn)用情況，要求專利項(xiàng)目具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益；高新技術(shù)企業(yè)屬于科技型企業(yè)，其數(shù)量能夠反映行業(yè)整體技術(shù)水平，為了避免各指標(biāo)的重復(fù)性，以高新技術(shù)企業(yè)數(shù)量、環(huán)保規(guī)范裝備制造企業(yè)數(shù)量和專精特新企業(yè)數(shù)量之和來(lái)表征高技術(shù)企業(yè)，其中，環(huán)保裝備制造業(yè)規(guī)范條件涉及大氣治理、污水治理、環(huán)境檢測(cè)儀器和固廢處理裝備4 個(gè)環(huán)保裝備制造領(lǐng)域，專精特新中小企業(yè)是指具備專業(yè)化、精細(xì)化、特色化、新穎化四大優(yōu)勢(shì)，專注于細(xì)分市場(chǎng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、市場(chǎng)占有率高、掌握關(guān)鍵核心技術(shù)、質(zhì)量效益優(yōu)的科技型企業(yè)。國(guó)家級(jí)研發(fā)平臺(tái)數(shù)量可以較好衡量各地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新能力。

4）產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿?。選取了出臺(tái)財(cái)政支持政策數(shù)量、產(chǎn)業(yè)增速和節(jié)能環(huán)保財(cái)政支出比例3 個(gè)指標(biāo)。

2 評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

為了保證客觀評(píng)價(jià)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，本論文選用熵權(quán)法［3］。通過(guò)熵權(quán)法為整個(gè)評(píng)價(jià)體系各項(xiàng)指標(biāo)賦權(quán)，判斷各個(gè)指標(biāo)的離散和差異程度，為地區(qū)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的綜合評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

1）構(gòu)建初始矩陣。根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，輸入節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或調(diào)查獲得數(shù)據(jù)，構(gòu)建如下初始矩陣：

式中，xij為第i個(gè)地區(qū)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的第j項(xiàng)指標(biāo)值。

2）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，每個(gè)指標(biāo)所代表的實(shí)際含義和單位都不一樣，為了使得數(shù)據(jù)具有可比性，需要對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，將其轉(zhuǎn)化為沒(méi)有單位的相對(duì)意義上的數(shù)值。同時(shí)，為了避免求熵值過(guò)程中出現(xiàn)無(wú)意義的狀況，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行非負(fù)化處理。

對(duì)于i=1，2，…，m；j=1，2，…，n，定義uij如下：

式中，xij為第i 個(gè)系統(tǒng)第j 個(gè)指標(biāo)的原始值，對(duì)于任意uij都有0≤uij≤1。為了保障對(duì)數(shù)函數(shù)的有效性，本文對(duì)數(shù)據(jù)基于整體平移法和功效系數(shù)法進(jìn)行分析，傳統(tǒng)功效系數(shù)法采用0.6、0.4 為調(diào)整系數(shù)，采用yij=uij×0.4+0.6，分析結(jié)果比較粗略，且嚴(yán)重影響結(jié)果的準(zhǔn)確度和靈敏度。為不破壞原始數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律，最大限度地保留原始數(shù)據(jù)，本文基于功效系數(shù)法原理，經(jīng)過(guò)比較分析，特對(duì)功效系數(shù)法進(jìn)行了改進(jìn)，采用0.99、0.01 為調(diào)整系數(shù)對(duì)uij進(jìn)行修正，即：

因此，0.01≤yij≤1 經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的矩陣uij作為原始矩陣，進(jìn)行修正后得出新的評(píng)價(jià)矩陣，記為Yij=（yij）m，n

3）計(jì)算第j 項(xiàng)指標(biāo)下第i 項(xiàng)占該指標(biāo)的比重：

4）計(jì)算第j 項(xiàng)指標(biāo)的熵值：

式中，k ＞0，ln 為自然對(duì)數(shù)，ej≥0，式中的常數(shù)k 與m有關(guān)，一般令的取值為地區(qū)數(shù)量，0≤ej≤1。

5）計(jì)算第j 項(xiàng)指標(biāo)的差異系數(shù)。第j 項(xiàng)指標(biāo)的初始指標(biāo)值xij之間的差異越小，則意味著離散程度越低，熵值就越大?？梢愿鶕?jù)以下公式確定差異系數(shù)：

gj越大，所能提供的信息量越多，那么在綜合評(píng)價(jià)中所能起到的作用也越大，其權(quán)重也就越大。6）計(jì)算第j 項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重：

7）根據(jù)線性加權(quán)法計(jì)算各指標(biāo)層綜合得分［4］：

3 實(shí)證分析

3.1 數(shù)據(jù)收集及處理

本論文以中部六省為研究對(duì)象，其發(fā)展水平指標(biāo)原始數(shù)據(jù)如表2 所示，利用熵權(quán)和功效系數(shù)法對(duì)二級(jí)指標(biāo)層計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，并對(duì)中部六省發(fā)展水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。本論文統(tǒng)計(jì)或調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒、中國(guó)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告、國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局、國(guó)家工信部、國(guó)家科技部官網(wǎng)、中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)、中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒、各省統(tǒng)計(jì)年鑒以及生態(tài)環(huán)境、科技、財(cái)政、發(fā)改部門官網(wǎng)等。

表2 中部六省發(fā)展水平指標(biāo)原始數(shù)據(jù)

3.2 權(quán)重計(jì)算結(jié)果

根據(jù)各二級(jí)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)構(gòu)建初始矩陣xij，利用構(gòu)建的模型計(jì)算各指標(biāo)的熵值ej、差異系數(shù)gj權(quán)重Wj、一級(jí)指標(biāo)得分及綜合得分，計(jì)算結(jié)果如表3—表4 所示。

表4 中部六省節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)一級(jí)指標(biāo)及綜合得分

3.3 結(jié)果分析

3.3.1 綜合得分

如表4 所示，中部六省中，產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平綜合得分湖南省最高，湖北省第二，河南第三，安徽省得分較低，說(shuō)明在中部六省，湖南省節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展較好，湖北省與河南省實(shí)力相當(dāng)，相差較小。安徽省發(fā)展較差。

3.3.2 一級(jí)指標(biāo)

1）產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模。河南省得分超過(guò)了0.15，湖北省得分為0.137 4，僅次于河南，湖南省得分排名第三，安徽、江西兩省得分均較低。

2）產(chǎn)業(yè)發(fā)展效益。河南省得分較高，湖南省次之，湖北省與安徽省得分靠后。

3）產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平。湖南省得分最高，安徽省次之，湖北省得分落后湖南、安徽兩省，稍高于河南省。

4）產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Α８鶕?jù)發(fā)展?jié)摿Φ梅?，湖南省產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿ψ詈茫笔〉诙?，河南省第三，安徽省得分較低。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，構(gòu)建了節(jié)能環(huán)保評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用熵權(quán)法和功效系數(shù)法建立了適合節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的綜合評(píng)價(jià)模型，本評(píng)價(jià)模型首次采用合理的系數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了有效修正。通過(guò)對(duì)中部六省節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)分析，總結(jié)了湖北省節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)在中部六省的位置。實(shí)證分析表明：該分析評(píng)價(jià)模型可行，可為地區(qū)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的評(píng)價(jià)提供較好的分析工具。