基于云模型的“智慧時代”城市發(fā)展質(zhì)量綜合測度研究

王夢賢?秦小小

摘要：隨著智慧時代的發(fā)展，城市化的進程逐步加快，人口從農(nóng)村涌向城市，給城市的發(fā)展帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。目前已有的城市發(fā)展評估模型尚未對智慧時代給城市化進程帶來的影響進行評估，已有的評估體系已經(jīng)不能適應新的時代。本文基于云模型，改進了已有綜合測度模型，實現(xiàn)了定性和定量之間的轉(zhuǎn)換，并將其應用于對城市發(fā)展質(zhì)量的綜合測度，實驗表明新的測度模型能有效衡量城市發(fā)展質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：云模型;綜合測度模型;智慧時代

一、引言

評價指標體系構(gòu)建是進行發(fā)展質(zhì)量綜合測度以及科學合理提供提升策略的必要前提。評價指標體系是指由表征評價對象各方面特性及其相互聯(lián)系的多個指標，所構(gòu)成的具有內(nèi)在結(jié)構(gòu)的有機整體。對城市的發(fā)展質(zhì)量評估方面，國內(nèi)外學者從考核評價體系[1-2] 、城市治理方法[3]和技術(shù)體系研究[4]等方面進行了研究。

本文構(gòu)建了基于云模型的模糊綜合測度模型，選取了以北京為代表的四座城市，從物質(zhì)文明、精神文明、生態(tài)文明三個角度對其進行綜合評價。

二、構(gòu)建評價指標體系

（一）測度指標的概念性框架

基于我國城市發(fā)展質(zhì)量測度的研究現(xiàn)狀，參考智慧城市和新型城鎮(zhèn)化的學科前沿熱點，本文構(gòu)建了測度指標的概念性框架。主要從物質(zhì)文明、精神文明和生態(tài)文明的角度出發(fā)，構(gòu)建評價指標體系。

（二）數(shù)據(jù)預處理

對數(shù)據(jù)集進行統(tǒng)計建模，考察數(shù)據(jù)分析結(jié)果對模型假設的敏感性，從而避免抽樣偏差;選擇合適的數(shù)據(jù)粒度，本文選擇以年為單位;對數(shù)據(jù)的完整性進行檢驗，確定數(shù)據(jù)是否都正確;對缺失數(shù)據(jù)利用R 軟件進行插值;利用因子分析方法對數(shù)據(jù)進行降維，從而獲得影響城市發(fā)展質(zhì)量特征的公共因子。

（三）將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為云模型

將變量標準化，將變量映射到均值為0，標準差為1的空間。對變量U，ui為觀測值， 為其樣本均值，s為其樣本方差，有如下公式：

（1）

將標準化后yi轉(zhuǎn)換為云模型，可實現(xiàn)定性和定量之間的轉(zhuǎn)換，從而有效評估城市發(fā)展質(zhì)量。利用期望Ex代表定性概念在空間的點，熵En反映定性概念的不確定性，超熵En度量熵的不確定性。其運算規(guī)則如下[5]：

不妨設論域U中有兩朵云和，其計算結(jié)果如下：

加法：;

減法：

乘法：

除法：

云的代數(shù)運算具有以下性質(zhì)：

交換律：A+B=B+A，AB=BA;（2）

結(jié)合律：（A+B）+C=A+（B+C），（AB）C=A（BC）。（3）

三、實證分析

通過對已有文獻中評價指標體系進行篩選，選擇了如下統(tǒng)計指標主要包括如下：

以北京、上海、天津和重慶為研究對象，數(shù)據(jù)來自國家統(tǒng)計局（https：//data.stats.gov.cn/）。選取2000年至2020年的年度數(shù)據(jù)。

缺失數(shù)據(jù)的情況由R軟件可視化呈現(xiàn)。

可利用R對數(shù)據(jù)集進行多重插補，將殘缺數(shù)據(jù)補齊，其主成分分析的崖底碎石圖如下：

選擇三個主成分，分別代表物質(zhì)文明、精神文明和生態(tài)文明。第i個主成分為

（4）

將其標準化后，計算其相應主成分的云模型，構(gòu)建模糊綜合評價模型對其進行綜合評價。

將所得的云模型集結(jié)可得：

從所計算結(jié)果可看出，經(jīng)過標準化后，云的期望在0附近波動，對差異不大的城市，標準化后對其進行綜合評價較難。引入云模型后，可利用熵和超熵進行綜合評價，從而對城市發(fā)展質(zhì)量進行評價。綜合評價后，北京的綜合測度要高于其他城市。

四、結(jié)論

本文從生態(tài)文明、物質(zhì)文明和精神文明出發(fā)，構(gòu)建了城市綜合評價指標體系，同時將云模型引入城市發(fā)展質(zhì)量的綜合評價模型，構(gòu)建了基于云模型的綜合評價體系，并以此為基礎對以北京為代表的四個城市進行綜合評價。

相比以往的模糊綜合評價模型，云模型能更好地在定量和定性概念之間轉(zhuǎn)換，熵和超熵能更有效地刻畫不確定性，從而為決策提供更多地信息。

參考文獻：

[1] 陳銘， 王乾晨， 張曉海，等. “智慧城市”評價指標體系研究——以“智慧南京”建設為例[J]. 城市發(fā)展研究， 2011， 000（005）：84-89.

[2] 王振源， 段永嘉. 基于層次分析法的智慧城市建設評價體系研究[J]. 科技管理研究， 2014， v.34;No.315（17）：165-170.

[3] 辜勝阻， 楊建武， 劉江日. 當前我國智慧城市建設中的問題與對策[J]. 中國軟科學， 2013（1）：6-12.

[4] 王靜遠， 李超， 熊璋，等. 以數(shù)據(jù)為中心的智慧城市研究綜述[J]. 計算機研究與發(fā)展， 2014（02）：239-259.

[5] 王堅強， 劉淘. 基于綜合云的不確定語言多準則群決策方法[J]. 控制與決策， 2012， 27（8）：1185-1190.

作者簡介：

王夢賢（1982-）講師，主要從事決策理論與方法研究

項目：益陽市哲學社會科學項目，編號2019YS011，人工智能時代下益陽智慧城市建設中存在的問題與對策研究;2019YS049 城市文化視角下公共藝術(shù)的在地性研究-以益陽市為例