袁艷杰 龍書高 羅杰 朱亞軍

摘要：北京的自然資源匱乏、生態(tài)環(huán)境污染、城市交通擠塞、居民生活艱難、房價瘋漲、公共資源緊張、公共安全弱化等問題都是“城市病”的表現(xiàn)。本文首先用主成分分析法分析雄安新區(qū)的建立對北京的影響，結(jié)果表明住房緊張、人口膨脹、交通擁擠、大氣污染影響因子依次降低；其次從人口密度、城市面積、人均GDP三方面確定雄安新區(qū)的最佳的城市規(guī)模；然后根據(jù)城市化發(fā)展動態(tài)，模擬分析其發(fā)展走向；最后從集約的城市發(fā)展模式、打造圈層形態(tài)的產(chǎn)業(yè)格局、城鄉(xiāng)一體化格局、發(fā)展與管理并重的城市交通等四方面建言獻策。

關(guān)鍵詞：雄安新區(qū)；主成分分析法；城市病

中圖分類號：F592.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-7517（2018）04-0034-04

1引言

改革開放30年，中國的經(jīng)濟日益昌盛。北京作為中國的首都、國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)、特大城市，北京的各個方面也發(fā)生日新月異的變化，但一系列問題隨之而來。中國城市化的超速發(fā)展使得大量非農(nóng)人口在短時間內(nèi)涌入城市，嚴(yán)重超過了城市社會資源的承載能力，這就直接導(dǎo)致了人口、交通、環(huán)境污染、資源短缺的問題的產(chǎn)生[1]。北京更是深受其擾。

“城市病”，是指在長期城市發(fā)展過程中，因城市資源過于集聚、產(chǎn)業(yè)過于集群、功能過于集中導(dǎo)致人口膨脹、交通擁堵、污染嚴(yán)重、生態(tài)惡化、社會沖突等諸多問題[2]?！俺鞘胁　笔顷P(guān)于在城市空間因資源、功能、人口、產(chǎn)業(yè)要素過于集中，導(dǎo)致資源能源承載力下降，形成城市的失調(diào)現(xiàn)象。在城市化進程中，城市發(fā)展不平衡是種普遍現(xiàn)象，從而導(dǎo)致“城市病”這種通病。

綜合雄安新區(qū)的設(shè)立對北京城市病的影響程度及改進措施，本文主要研究以下問題：

I、建立恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，從人口、交通、住房、大氣污染的影響因素，分析雄安新區(qū)對北京的影響，并衡量其重要程度；

II、根據(jù)第一問建立的數(shù)學(xué)模型，從城市住房、人口、經(jīng)濟投資等方面確定雄安新區(qū)的最佳城市規(guī)模；

III、結(jié)合雄安新區(qū)的協(xié)調(diào)性發(fā)展，分析其變化。

2 問題分析

針對問題I，先分析雄安新區(qū)的建立對北京人口、交通、住房、大氣污染的影響因素，再采用主成分分析法建立數(shù)學(xué)模型找出主要影響因素。

針對問題II，本文利用問題一所建數(shù)學(xué)模型從人口膨脹、交通擁擠、住房緊張、住房緊張四個影響因素分析，并且結(jié)合中國大城市北京、上海、廣州、深圳、廈門實際現(xiàn)況，從人口密度、城市面積、人均GDP三個方面來確定雄安新區(qū)的最佳的城市規(guī)模。

針對問題III，本文利用城市化過程中的城市人口比重與第一、二、三產(chǎn)業(yè)比重的動態(tài)變化，進行參照分析雄安新區(qū)的協(xié)調(diào)性發(fā)展，模擬分析其發(fā)展動態(tài)變化。

3 模型的建立與求解

為了敘述方便，文中符號統(tǒng)一表示如下：[m]表示城市病樣本個數(shù)；[n]表示樣本參數(shù)個數(shù)；[X]表示樣本矩陣；[Fi]表示第[i]主成分；[xij]表示樣本值；[yij]表示樣本標(biāo)準(zhǔn)值；[si]表示行平均值；[C]表示協(xié)方差矩陣；[σi]是標(biāo)準(zhǔn)差；[λ]表示特征值；[ai]表示負(fù)荷量；[hi]表示荷載平方和的方根；[R]表示城市病綜合指標(biāo)。

3.1 問題I的模型與求解

影響北京大城市病的因素有人口膨脹，交通事故，緊張的住房，大氣污染等。

對問題I運用主成分分析法建立數(shù)學(xué)模型從以上因素來度量北京的大城市病程度。

設(shè)影響城市病樣本有[m]個，每個樣本有[n]個參數(shù)，樣本矩陣[X=xijn×m]，式中[xij]為樣本[j]參數(shù)[i]的實測值，[i=1，2，…，n；j=1，2，…，m]。

第一步：數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

由于不同的參數(shù)具有不同的量綱，它們的數(shù)量級別很大，為了排除不同的量綱和不同數(shù)量級對評價結(jié)果的影響，需對各個參數(shù)的源數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。但評價參數(shù)有所謂的“正向”（數(shù)量小越城市病程度越嚴(yán)重）和“逆向”（數(shù)量大越城市病程度越輕）之分，因此所用的標(biāo)準(zhǔn)化公式也應(yīng)不同。對于正向指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)化公式為：

表1中將北京城市病分為四個樣本（人口膨脹、交通擁擠、住房緊張和大氣污染），每個樣本有兩個參數(shù)。把2008年到2015年間的所有參數(shù)代入所建立的模型公式，采用正向指標(biāo)，即求得相應(yīng)的協(xié)方差矩陣[C]，進而得到相應(yīng)的荷載平方和方根[hi]，然后可以得到相應(yīng)城市病綜合指標(biāo)[R]。經(jīng)MATLAB編程計算可知，住房緊張、人口膨脹、交通擁擠、大氣污染因素的影響程度依次降低。

3.2針對問題II

根據(jù)問題I所建立的數(shù)學(xué)模型，從人口膨脹、交通擁擠、住房緊張、住房緊張等四個影響因素分析，并且結(jié)合中國大城市北京、上海、廣州、深圳、廈門實際現(xiàn)況，從人口密度、城市面積、人均GDP三個方面來確定雄安新區(qū)的最佳的城市規(guī)模。

從表2中可以看出，2015年主要城市均出現(xiàn)“大城市病”的現(xiàn)象。北京、上海特大城市人均房價遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他城市，住房緊張問題特別嚴(yán)重。北京、廣州、深圳大城市交通事故發(fā)生數(shù)遠(yuǎn)大于其他城市，交通擁擠問題明顯。在大氣污染方面，北京的大氣污染程度最大，空氣質(zhì)量差。

下面是在excel上形成的北京、上海、廣州、深圳、廈門地區(qū)2016年的人口密度、城市面積和人均GDP城市規(guī)模統(tǒng)計圖：

3.3針對問題III

城市的布局是一個系統(tǒng)工程，需要一個全面發(fā)展的規(guī)劃。下面是本作者利用城市化發(fā)展動態(tài)過程，模擬分析雄安新區(qū)城市化過程的發(fā)展走向，進一步為雄安新區(qū)城市建設(shè)提供參考。

根據(jù)城市化動態(tài)過程圖2，可以看出城市在初期階段因城市人口比重小，農(nóng)業(yè)人口比重較大，必然導(dǎo)致城市經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中的第一產(chǎn)業(yè)比重大，第二、第三產(chǎn)業(yè)處于起步階段，所占比重較小。到達城市化中期階段，隨著不停擴大的城市規(guī)模，大批農(nóng)村人口涌入城市，使得城市人口比重不斷上升，隨之第二、三產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐漸增加，農(nóng)村人口比重逐步減少，第一產(chǎn)業(yè)比重有所減少。到了后期階段城市人口比重呈現(xiàn)緩慢上升，達到一定值時，城市人口比重出現(xiàn)動態(tài)平衡，第二、三產(chǎn)業(yè)比重成為城市經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，第一產(chǎn)業(yè)比重達到最小，同樣出現(xiàn)動態(tài)平衡。

根據(jù)以上結(jié)論可近似模擬出雄安新區(qū)在城市建設(shè)過程中，初期階段，建議引進第二、三產(chǎn)業(yè)，但第二產(chǎn)業(yè)分量略大于第三產(chǎn)業(yè)，促進城市人口的比重，使得城市基礎(chǔ)建設(shè)得到進一步完善，為中期階段著重引進發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)打造基礎(chǔ)，加快城市化進程；中期階段，著重發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，并發(fā)展新型能源產(chǎn)業(yè)，減少第二產(chǎn)業(yè)中高耗能重污染的產(chǎn)業(yè)；在后期階段，發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)為主的第三產(chǎn)業(yè)，打造新型節(jié)能綠色城市，減小城市病的影響。

但在城市化過程中，要注意以下問題：

1）環(huán)境的保護及自然資源的最大限度地利用。

生態(tài)環(huán)境的保護需要從初期開始重視，生態(tài)環(huán)境一切發(fā)展的前提條件，一旦被破壞，將會影響一切人類活動，會嚴(yán)重阻礙經(jīng)濟的發(fā)展。自然資源是包括不可再生和可再生能源，可再生能源雖然可再生，也需要合理利用，避免造成資源的浪費與污染，不可再生能源是大自然所賦予的，具有不可再生性，對于不可再生能源的利用，我們要做到盡其所能，在開發(fā)利用不可再生能源時，我們要最大程度的合理利用，發(fā)揮其最大價值。

2）城市的基礎(chǔ)建設(shè)的協(xié)調(diào)與共享

城市的基礎(chǔ)設(shè)施是城市發(fā)展的基礎(chǔ)，作為城市的規(guī)劃者，合理規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施的需求分布，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的共享。

3）產(chǎn)業(yè)的分工與合作

建立產(chǎn)業(yè)園區(qū)，園區(qū)內(nèi)各產(chǎn)業(yè)之間互相分工與合作，避免資源的浪費與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的趨同性，形成一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈，從而提高整個產(chǎn)業(yè)園區(qū)的效率。

4 建議

河北雄安新區(qū)的設(shè)立是以習(xí)近平同志為核心的黨中央作出的一項重大的歷史性戰(zhàn)略選擇，是繼深圳經(jīng)濟特區(qū)和上海浦東新區(qū)之后又一具有全國意義的新區(qū)，是千年大計、國家大事[6]。本文結(jié)合問題I、問題II、問題III的研究成果，從以下四個方面提出以下幾點建議。

1）城市集約的發(fā)展模式：

如今城市資源越來越緊缺，城市集約的發(fā)展模式可降低人流、物流和資源配置成本，解決人多地少的矛盾，提高公共服務(wù)設(shè)施運營效率。

2）圈層形態(tài)的產(chǎn)業(yè)布局：

產(chǎn)業(yè)布局對于城市空間布局、人口布局有著重要影響。

3）城鄉(xiāng)一體化：

城鄉(xiāng)一體化使得農(nóng)業(yè)、農(nóng)村信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較完善，集衛(wèi)星定位、自動導(dǎo)航、電子制圖等技術(shù)得到全面發(fā)展，成為信息化高新技術(shù)與復(fù)雜農(nóng)藝技術(shù)深度融合的典范。

4）打造發(fā)展與管理并重的城市交通：

交通擁堵是諸多大城市發(fā)展的瓶頸，也是“大城市病”的主要癥狀之一。緩解交通擁堵問題有助于提高城市運行效率、提高空氣質(zhì)量、改善城市面貌。

參考文獻：

[1] 任成好.中國城市化進程中的城市病研究[J].遼寧大學(xué)，2016.

[2] 騰訊財經(jīng).雄安新區(qū)：北京“城市病”的一劑藥[DB/OL].http：//finance.jrj.com.cn/2017/04/21165722364003.shtml，2017-04-20.

[3] 肯德爾.多元分析[M].中國科學(xué)院計算機譯.北京：中國科學(xué)出版社，1983，16-37.

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[6] 新華社.中共中央、國務(wù)院決定設(shè)立河北雄安新區(qū)[DB/OL].http：//www.gov.cn/xinwen/2017-04/01/content_5182891.htm#1，2017-04-01.

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