城市可持续发展能力评价系统设计与实现

作者:陈丁楷;石龙宇;李宇亮;李春明 刊名:环境科学与技术 上传者:郭刚强

【摘要】为解决不同城市可持续发展能力评价问题,文章设计并实现了基于数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)模型的城市可持续发展能力评价系统。系统的开发遵循实用性、先进性和开放性原则,采用B/S结构设计。其中,使用MATLAB和C#混合编程实现DEA模型,使用Windows通讯平台(Windows communication foundation,WCF)技术构建面向服务的体系架构(service-oriented architecture,SOA),提供标准化的DEA模型服务,以实现系统模块之间的低耦合,提高系统的可维护性,并且使得DEA模型计算功能可复用到其他系统,减少重复劳动。使用该系统对15个副省级城市的可持续发展能力进行了评价,评价结果给出了城市的可持续发展效率、城市规模效率和城市管理效率,同时指出了各输入指标的差额,为进一步分析城市可持续发展能力以及挖掘可持续发展潜力提供了基础。

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《环境科学与技术》编辑部:(网址)http://fjks.chinajournal.net.cn(电话)027-87643502(电子信箱)hjkxyjs@vip.126.com随着城市化进程的深入,城市人口数量不断扩张,在2008年之后全世界已经有超过50%的人口生活在城市当中[1]。城市的可持续发展能力成为影响人类社会可持续发展的关键因素。评价城市可持续发展能力并提出具有针对性的发展目标有助于提升城市可持续发展能力。目前,应用于城市可持续发展能力的评价方法主要包括采用主成分分析法、层次分析法、因子分析法等进行的指标体系构建方法[2],采用熵值法的城市可持续发展能力评价方法[3-4]以及采用数据包络分析法(dataenvelopmentanalysis,DEA)的方法[5-7]。其中,采用DEA的方法具有两方面的优势:一方面DEA方法适用于进行多输入多输出的评价,并且不需要预先估计参数,可以避免主观因素并简化算法,减少误差;另一方面,DEA方法不但能指出需要调整的指标,而且能给出具体的调整量。目前市面上的DEA模型计算工具主要有MAXDEA、EMS、DEAP、MYDEA等应用软件,在进行DEA模型计算时,这些软件需要单独使用,不能集成到具体的评价系统中。本文开发了基于DEA模型的城市可持续发展能力评价系统,该系统采用浏览器/服务器(browser/server,B/S)结构结合面向服务架构(service-orientedarchitecture,SOA)设计,在实现以城市统计年鉴数据为基础的城市可持续发展能力评价的同时,解决了DEA计算模块难以集成的问题。1基于DEA模型的城市可持续发展能力评价方法1.1DEA简介DEA是由美国运筹学家Charnes、Cooper和Rhodes于1978年提出的用于评价具有相同类型的部门或单位间的相对有效性的方法,这些部门和单位在DEA评价过程中被称为决策单元(decisionmakingunit,DMU)[8]。DEA模型的特点是适用于多输入多输出的评价,所谓输入是指决策单元在生产活动中消耗的某些量,而输出是指决策单元经过一定的输入之后,产生的能表明生产活动成效的某些量。并且DEA评价过程中是以权重为变量,也就是说评价之前不需要为各个输入和输出指标确定权重。第一个DEA模型由3位提出者姓氏缩写而被称为CCR模型。CCR模型对DMU的规模有效性和技术有效性同时进行评价,即在CCR模型中DEA有效的DMU既是规模适当又是技术管理水平高的单位。为了有效区分CCR模型中的规模和技术因素对DEA有效性的影响,Banker、Charnes和Cooper于1984年提出了一个被称为BCC的模型,用于专门评价决策单元技术有效性[8]。DEA模型除了判断DMU的相对效率,还能给出调整投入规模的正确方向和程度。DEA模型在应用过程中又分为面向投入和面向产出两类。面向投入是指DEA模型构造过程中假定产出不变而要求投入尽可能小,面向产出的DEA模型反之。在城市可持续发展能力评价系统中,我们以城市作为DMU,同时采用CCR和BCC模型,计算城市发展过程中的效率。其中使用CCR模型计算城市发展的DEA效率,又称为综合效率,该效率表征了城市的可持续发展效率。使用BCC模型计算城市发展的纯技术效率,该效率表征了城市发展过程中与规模无关的管理效率。而通过将综合效率与纯技术效率相除,可以获得城市发展的规模效率,该效率能反映出城市发展投入规模是否恰当。因为我们的评价目标是城市可持续发展能力,总是从资源有效利用角度出发,因此系统采用面向投入的DE

参考文献

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