基于云模型的“智慧時代”城市發展質量綜合測度研究

王夢賢?秦小小

摘要：隨著智慧時代的發展，城市化的進程逐步加快，人口從農村涌向城市，給城市的發展帶來了新的機遇和挑戰。目前已有的城市發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，實現了定性和定量之間的轉換，并將其應用于對城市發展質量的綜合測度，實驗表明新的測度模型能有效衡量城市發展質量。

關鍵詞：云模型;綜合測度模型;智慧時代

一、引言

評價指標體系構建是進行發展質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系的多個指標，所構成的具有內在結構的有機整體。對城市的發展質量評估方面，國內外學者從考核評價體系[1-2] 、城市治理方法[3]和技術體系研究[4]等方面進行了研究。

本文構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，從物質文明、精神文明、生態文明三個角度對其進行綜合評價。

二、構建評價指標體系

（一）測度指標的概念性框架

基于我國城市發展質量測度的研究現狀，參考智慧城市和新型城鎮化的學科前沿熱點，本文構建了測度指標的概念性框架。主要從物質文明、精神文明和生態文明的角度出發，構建評價指標體系。

（二）數據預處理

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

（三）將數據轉換為云模型

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轉換為云模型，可實現定性和定量之間的轉換，從而有效評估城市發展質量。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。其運算規則如下[5]：

不妨設論域U中有兩朵云和，其計算結果如下：

加法：;

減法：

乘法：

除法：

云的代數運算具有以下性質：

交換律：A+B=B+A，AB=BA;（2）

結合律：（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，數據來自國家統計局（https：//data.stats.gov.cn/）。選取2000年至2020年的年度數據。

缺失數據的情況由R軟件可視化呈現。

可利用R對數據集進行多重插補，將殘缺數據補齊，其主成分分析的崖底碎石圖如下：

選擇三個主成分，分別代表物質文明、精神文明和生態文明。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可得：

從所計算結果可看出，經過標準化后，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，從而對城市發展質量進行評價。綜合評價后，北京的綜合測度要高于其他城市。

四、結論

本文從生態文明、物質文明和精神文明出發，構建了城市綜合評價指標體系，同時將云模型引入城市發展質量的綜合評價模型，構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. 以數據為中心的智慧城市研究綜述[J]. 計算機研究與發展， 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的在地性研究-以益陽市為例