（城市规划与设计专业论文）交叉影响分析法在城市规划决策中的应用研究.pdf

摘要 摘要 随着科学技术的发展，社会环境正经历着深刻的变革，这些都使得城市发 展进程变得日益复杂。面对日益纷繁复杂的局面，城市的未来景象日益呈现出 非确定性的特征。城市未来的非确定性表现为，影响城市发展的主要因素呈现 多样化、可变性的特点。而且这些因素的历史表现无法预示未来趋势，甚至有 一些因素是新出现的，根本就没有历史数据可以借鉴。一旦未来发展环境产生 重大变化，运用传统趋势外推法所制定的规划必然与现实脱轨。 对城市制定合理有效的规划决策需要科学且有效的预测方法作为指导。国 内国际总的政治、社会和经济环境对城市的影响往往间接并且很难量化测算， 不确定因素如突发事件对城市的发展影响也越来越大，像美国的次贷危机和金 融危机这类突发事件波及的范围之广、危害之大都是难以事先预测的，对我国 的城市发展带来了一定的负面影响。 城市规划的前瞻性与综合性要求考虑分析方法的适用性，将交叉影响分析 法应用于规划决策领域具有重要的指导意义，它给参与规划编制的人员提供了 一个充分发表主观见解的平台，可以帮助人们更全面且综合地看待和分析问题， 能够促进公众参与的实施。 本文以基于交叉影响分析算法的时间机器软件为分析工具，分别对台州和 南京两座城市未来发展中存在的不确定性问题进行简化提炼，建立相应的模型 框架，然后依托软件提供的各种功能模块进行不同城市发展策略实施效果的模 拟评定、对预先构建的未来情景发生的可能性进行比较研究、从中选择适宜城 市发展的未来情景、同时通过软件找到能够实现该种情景的最优行动措施组合 等应用，以辅助规划决策。 通过将基于交叉影响分析法的时间机器软件应用于具体规划案例，有效地 证明了该软件在规划决策过程中比传统定性的分析方法具有明显优势，为城市 规划的决策提供了一种简便易行的验证途径。 关键词：交叉影响分析法，规划决策，台州，南京 a b s t r a c t a b s t r a c t d u r i n gt h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , t h ee n v i r o n m e n to ft h e s o c i e t yh a sb e e nc h a n g i n gd e e p l y t h e s ef a c t o r sc a u s et h es t r u c t u r e so ft h ec i t i e s b e c o m em o r ea n dm o r ec o m p l e x u n d e rt h ec o m p l e xp o s i t i o n ，t h ef u t u r ev i s i o n s o ft h ec i t i e sw i te x p r e s ss o m e m o r eu n c e r t a i nc h a r a c t e r i s t i c s t h ec i t i e s u n c e r t a i nc h a r a c t e r i s t i c sm a n i f e s tt h a tt h em a i nf a c t o r s a f f e c t i n g t h e d e v e l o p m e n to f t h ec i t i e se x p r e s st h et r a i t so fd i v e r s i t ya n dv a r i a b i l i t y a n dt h e s e f a c t o r sc a n tb er e l i e do nt h e s eh i s t o r i c a lc h a r a c t e r st of o r e c a s tt h ed e v e l o p m e n t t r e n do ft h ef u t u r e s o m ef a c t o r sa r em e r g i n gi nr e c e n ty e a r s ，a n dt h e r eh a v e n o n er e f e r e n c ed a t at or e l yo n o n c et h ee n v i r o nm e n tu n d e r g oam o m e n t o u s c h a n g ei nt h ef u t u r e ，t h ep l a nc o n s t i t u t e db yt r a d i t i o n a lt r e n de x t r a p o l a t i v e m e t h o dc e r t a i n l yd e p a r t sf r o mn a t u r a lr e a l i t y c o n s t i t u t i n gr e a s o n a b l ea n de f f e c t i v es t r a t e g i cp l a n n i n ga n dm a k i n g c e r t a i nf o r e c a s t i n gn e e dt h eg u i d a n c eo fs c i e n t i f i cm e t h o d t h ee f f e c t st ot h e c i t i e sa f f l u e n c e db yp o l i t i c a l , s o c i a la n de c o n o m i ce n v i r o n m e n to fi n t e r n a t i o n a l a n dd o m e s t i ca r ea l w a y si n d i r e c ta n dh a r dt ob em e a s u r e db yq u a n t i t a t i v ef o r m u n c e r t a i nf a c t o r ss u c ha ss u d d e na f f a i r sh a v ea f f e c t e dt h ed e v e l o p m e n to ft h e c i t i e sm o r e a n dm o r ed e e p l y j u s tl i k es u b p r i m el e n d i n gc r i s i sa n df i n a n c i a lc r i s i s i na m e r i c a ，t h ee f f e c to ft h eb i gt h i n g sh a v ei n f l u e n c e da ho v e rt h ew o r l dd e e p l y t h ef o r e c a s t i n ga n dc o m p l e xc h a r a c t e r i s t i c so ft h eu r b a ns t r a t e g i cp l a n n i n g n e e dt h ep r a c t i c a lt r a i t so ft h ea n a l y s i sm e t h o d s a p p l y i n gt h es c e n a r i oa n a l y s i s m e t h o dt os t r a t e g i cp l a n n i n gh a sa ni m p o r t a n tg u i d a n c em e a n i n g s c e n a r i o a n a l y s i sm e t h o dc a nc r e a t eae n v i r o n m e n ti n w h i c ht h ea t t e n d a n t so ft h e s t r a t e g i cp l a n n i n gc a nf u l l ye x p r e s st h e i ro w no p t i o n s i tc a nh e l pp e o p l et ot r e a t a n da n a l y s i s p r o b l e mc o m p r e h e n s i v e l ya n ds y n t h e t i c a l l y a n d i tc a na l s o p r o m o t et h ei m p l e m e n t o fp u b l i cp a r t i c i p a t i o n t h et h e s i su s e sm d ts o f t w a r ea saa n a l y s i st o o l ，w h i c hi sb a s e do nt h ec r o s s i m p a c ta n a l y s i sm e t h o d ，t oc a r r yo ns c e n a r i oa n a l y s i sw i t hs o m eu n c e r t a i n a b s t r a c t p r o b l e m si nt h ed e v e l o p m e n ts t r a t e g i cp r o c e s so ft a i z h o uc i t ya n dn a n j i n gc i t y i nt h ef u t u r e ，a n de s t a b l i s ht h ec o r r e s p o n dm o d e lf r a m e w o r k s t h e nu s et h e v a r i o u sf u n c t i o n so f f e r e d b yt h es o f t w a r e t os i m u l a t ea n de v a l u a t et h e i m p l e m e n t a le f f e c t ss u c ha ss o m eu r b a nd e v e l o p m e n tp o l i c i e s i tw i l lc o m p a r e t h eh a p p e n i n gp r o b a b i l i t i e so ft h ed e f i n e ds c e n a r i o s ，a n df i n do u ts o m e a p p r o p r i a t ef u t u r es c e n a r i o s a n di tc a ns e a r c ht h e “b e s t ”s t r a t e g i e st or e a l i z e t h ec e r t a i nf u t u r es c e n a r i o st oo f f e rp l a n n i n gd e c i s i o ns u p p o r t t h r o u g ha p p l y i n gt h em e t h o d , i te f f e c t i v e l yp r o v e st h a tt h em e t h o dh a s a n a p p a r e n ta d v a n t a g eb e t t e rt h a nt r a d i t i o n a la n a l y s i s m e t h o dw h e nm a k ea s t r a t e g i cp l a n n i n g i tc a no f f e rs c i e n t i f i cf o u n d a t i o n sf o ru r b a nd e v e l o p m e n t s t r a t e g i e sd e c i s i o n k e yw o r d s ：c r o s si m p a c ta n a l y s i sm e t h o d ，u r b a np l a n n i n gd e c i s i o n m a k i n g ， t a i z h o uc i t y , n a n j i n gc i t y 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 孑哗 如c 7 年弓月2 弓日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名： 刊竹 ) o 口c i 年弓月2 弓日 第1 章绪论 1 1 选题背景及意义 1 1 1 选题背景 第1 章绪论 中国城市经济的迅速崛起，促使城市的发展加速，尤其是中国东部地区的 城市化水平迅速提高，使城市实现着跳跃性的发展。同时，城市的发展也面临 着一些新的挑战，在新的经济条件下，城市规划编制难以与城市的迅速发展相 适应。传统城市规划的规划思路往往是基于城市既往的发展，在总结过去的基 础上，根据现状存在问题，适当考虑今后可能发生的变化，然后进行改造式规 划。中国的这种规划方法一直是沿袭着国外2 0 世纪6 0 年代的规划思路，即调 查、分析、规划，首先进行现状调查，收集城市发展以及区域发展的相关数据， 然后对这些数据进行分析，寻找其变化和发展一般规律，试图寻找出可能建立 的项目，然后在数据分析的基础上，考虑到当前环境的分析，再根据规划的原 则以及条例进行规划。 传统的规划方法为城市规划提供了一种直观且相对科学的操作途径，而且 形成了一套相对稳定的规划模式，为我国城市规划工作做出了重要的贡献。但 是，由于城市规划是一项极为复杂的工作，涉及到城市的政治、经济、文化、 社会、历史沿革、城市地方特色等，规划调查工作的深浅往往决定着城市规划 质量的高低，而规划工作的紧迫性又注定使城市规划的调查工作难以做到足够 的深入，因此数据的收集显得相对有限，而在对相对有限的数据分析的基础上， 得出的分析结论也难以为城市规划决策提供足够的依据，从而影响了城市规划 决策质量。 城市规划的关键点在于制定正确合理的规划决策，这就要求在规划编制阶 段对城市发展的各类条件进行科学而准确的评估。在对城市未来社会、经济发 展进行研究时，人们往往会借助一些分析方法和工具辅助他们的规划决策或研 究工作。特别是7 0 年代计量经济学的快速发展，为规划预测工作提供了一系列 的模型工具。对于宏观层面的城市发展战略而言目前常用的方法仍是传统的定 性加定量的方法，定性方法如专家调查、德尔菲法等，定量方法大多采用传统 的趋势外推方法。趋势外推法有其缺点和局限，如在进行城市经济发展预测时， 第1 章绪论 当经济系统本身结构性变化比较大时，这些模型方法往往难以模拟这些变化， 尤其是在进行城市远景发展战略决策时，这种局限尤为明显。 目前城市规划的核心在于对未来进行有效预测，准确把握城市的发展方向， 预测方法的选择成为战略规划工作中的重点任务。预测方法的一大发展趋势就 是定性方法和定量方法相结合，曾经流行于企业的情景分析法使得定性与定量 两种方法相互弥补，形成一种新的预测思维方式，其分析的思想目前逐渐被城 市规划领域所借鉴，而在情景分析过程中需要对分析的要素进行定量处理及评 估，交叉影响分析法由于简单易行，很好地胜任了对分析要素进行量化评估的 角色。该方法早在上世纪八十年代初就引入我国，但当时仅局限于对理论的介 绍及在假想案例中的运用操作，随后的近三十年内一直没有得到广泛的实际应 用，尤其在城市规划领域目前的应用研究尚属空白，因此本文试图将该方法应 用于具体的城市规划案例，以证明该方法在不确定因素众多的城市规划领域中 能够有效地辅助决策。 1 1 2 意义 面对瞬息万变的环境，传统的城市规划分析方法难以对城市的未来情景做 出良好构想，缺乏灵活性、规划目标与实际发展相背离的问题日益突显。本文 尝试运用交叉影响分析法对城市未来发展状况进行预测，并对假定的发展情景 进行评估比较以辅助规划决策，该方法作为一个经典有效的系统仿真手段可在 规划决策领域进行推广普及，同时由于该方法在运用过程中需要进行头脑风暴 和特尔菲打分，在这一过程中有意识地将规划相关的各类团体代表提供的讨论 和打分结果纳入到交叉影响分析模型中，在一定程度上体现了规划决策过程的 民主化，这也是与目前我国规划领域强调决策过程的公众参与这一发展方向相 符，具有很现实的推广意义。 1 2 规划决策存在的问题 1 2 1 决策主体单一化 公众作为社会公共利益的代表，理应在规划决策过程中占据主导地位。然 而，由于单一化的主体模式造成了规划决策权力的过于集中，使我国规划决策 过程基本上是基于由政府决策和规划部门执行而确立的自上而下的过程。城市 2 第l 章绪论 规划作为一门技术科学把作为城市建设和城市活动主体的公众排挤在规划过程 之外，他们无法表达他们的利益要求、价值观及行动方式，而且必须无条件的 听从、支持和贯彻城市规划，参与规划都谈不上，更不要说参与规划决策了。 我国城市规划领域各成员参与决策权力的大小，依次为政府开发机构 规划管理者规划编制人员公众，而公众参与决策的权力难以表达。 决策主体的错位使得规划领域的决策呈现封闭性、权威独断的特点，从而使城 市规划的决策背离城市规划的目标，公共利益的最优化被某些群体、个体利益 所替代，最终使城市偏离发展轨道。 1 2 2 决策过程的非程序化 在城市规划决策过程中，掌握城市规划决策权的权力精英的重要表现就是 决策的非程序化。主要体现为： ( 1 ) 决策行为的短期性、非连续性 城市规划存在的价值在于其是把长远利益和近期利益相结合，不仅有近期 目标更有远期目标，是一项连续性极强的工作。但每届政府总想在任期内做出 一些政绩，实现任期目标是决策者的基本价值观。这种决策行为的短期性导致 了其决策与城市总体规划的矛盾，直接的体现就是现实中一任领导搞一套规划 的局面。 ( 2 ) 决策的主观随意性 城市规划决策需要历届政府不断的连续决策，其实施也需要较长时间的完 成。然而政治经济环境的变化引起决策者需求的变化和实用主义的态度，均导 致价值标准和相应行为的经常性变化。例如现在各个城市所崇尚的政绩工程就 是典型的例子。决策者为了个人偏好或政绩的需要，不对城市问题作系统地考 虑，在各方面条件都不具备的情况下要求自身城市与周边城市相比要做大做强， 不惜一切代价上若干不切实际的建设项目，这种随意性常常是决策失误的重要 原因。 1 2 3 决策缺乏科学验证 城市规划决策的对象由于利益主体的多元化而呈现复杂的社会属性，这些 属性既不能量化，又带有不确定性、非技术性、模糊性等特点，因此在决策初 期评价其成功得失就显得较为困难。而进入实施阶段后，规划决策可以通过一 系列具体行动有针对性地操作，并逐步落实到物质环境的建设上，最终反映出 第1 章绪论 规划决策对城市建设和城市发展的影响效果。如果能够事先将这些决策进行模 拟评价分析，就可以及时对最初的决策进行调整修改，以便做出更科学、更合 理的决策。 1 2 4 决策支持系统的不完善 随着信息时代的到来，传统的规划决策手段已不适应市场经济体制下城市 更加复杂、多变的发展趋势。目前在城市规划领域虽然已逐步发展并运用了规 划管理系统、遥感、g i s 等用于辅助规划设计和管理的工具，但关于规划决策的 相关评估技术辅助系统还尚未建立。规划决策辅助方法的落后在一定程度上削 弱了决策的科学性。 1 3 本文主要研究内容 鉴于上述的城市规划领域决策制定过程中存在的种种问题及规划决策本身 具有特殊的重要性，本文通过对规划决策过程中常用的分析方法进行比较，发 现交叉影响分析法在处理不确定因素较多且定量数据缺乏的问题时能体现出其 优势，它通过收集并量化问题讨论者的主观判断结果后进行仿真模拟运算，得 到预设事件未来的发展趋势，能够让决策者明晰分析对象内部的因果关系，从 而有效地制定决策。 为了快速方便地实施交叉影响分析过程，本文选取了一款基于交叉影响分 析原理的名为时间机器( t h et i m em a c h i n e ) 的分析软件，通过运用该软件对 具体案例城市做实证研究。 在案例的选取上，考虑到我国东部沿海地区尤其是处于长三角地段的城市 经历的社会经济条件变化最为激烈，城市未来发展面临的不确定性因素众多且 因素间的关系错综复杂，大大增加了确定城市未来发展目标的难度，结合导师 目前正在开展的相关自然科学基金课题，在这一地域范围内选取了浙江台州市 和江苏南京市作为案例进行实证研究。一方面这两个城市目前都存在制定合适 发展战略的困惑，像台州中心城市发展方向早先的普遍观点是要求做大做强， 但历经多年其发展情况一直未能体现该目标，而南京多年前政府就已经明确了 不同的发展目标，同时制定了各种政策措施试图促进南京实现既定的发展目标， 多年下来南京的发展状况并没有充分体现当时设定的多种目标之一，政府在进 行新的城市发展战略决策时到底应该以怎样的发展目标为重点? 同时应该怎样 4 第l 章绪论 调整行动策略，以更有效地实现较为理想的城市发展目标? 诸多不确定的问题 需要在决策中予以明确。 对于台州这类发展目标与实际发展状况错位的城市，本文尝试通过时间机 器软件对其发展过程中涉及的各类关键要素进行系统分析，确定众多要素间的 因果关系，通过软件的交叉影响分析功能，对各要素的未来发展可能性做定量 评估，同时检验未来各种主要行动措施实行后对未来各种关键事件的发生可能 性所产生的效果。另外对台州中心城市做大做强这一事件定义为情景，通过软 件运行的结果来评价该情景实现的可能性。由此可以明确台州中心城市的未来 发展方向，降低了决策所面临的不确定性程度。在明确了台州中心城市的发展 目标后，通过时间机器软件定义对应的未来情景并搜索出最能促进该情景实现 的行动集合即发展策略，为台州市的规划决策提供辅助参考。 对于南京这类具备多目标发展的可能且现状发展方向尚不能明确判断的城 市，本文尝试通过时间机器软件来检验各类行动策略对城市未来发展的目标及 相关事件发生可能性的影响，同时以现有的目标体系为基础，确定了南京理想 的发展目标，通过时间机器软件来搜索实现该目标的最优行动集合即发展策略， 为决策者在制定南京发展目标及相关行动措施时提供参考。 在上述两个案例应用中充分发挥时间机器软件的易用特点，可以灵活设定 行动组合即策略并检验它们对预设的事件及情景发生可能性的影响效果，结论 直观且易理解。通过具体的案例研究试图证明交叉影响分析法在城市规划领域 可以发挥其辅助决策的作用，它在一定程度上可成为实施公众参与的有效手段， 在规划决策领域可以推广应用。 1 4 研究方法与论文框架 1 4 1 研究方法 ( 1 ) 文献研究法 本文通过对国内外有关规划决策方法的研究成果进行收集、整理、阅读、 消化和引用，描述现有研究中尚未涉及的关键问题，确定本文的研究重点，并 为本文的研究提供理论借鉴和支撑。主要表现在：通过查阅文献发现虽然有不 少是将g i s 等定量分析技术来辅助规划决策，但很少有对决策结果进行定量评 估及比较，这使本文找到了研究的方向。鉴于此，针对目前规划决策的特点及 第1 章绪论 存在问题，本文尝试将交叉影响分析法运用在城市规划领域，整个过程可借助 现有的软件平台来实现，具有很好的实际操作性，便于推广普及。 ( 2 ) 案例研究法 城市规划决策过程是复杂的，需要深入剖析实际问题，本文以案例研究为 主要研究方法，依托现有的软件工具构建案例城市的交叉影响模型并分析预定 政策实施后对未来事件发生可能性影响的效果，借此对其他城市进行类似研究 提供参考和借鉴。 ( 3 ) 头脑风暴法 在确定案例城市的交叉影响模型框架时，本文运用了头脑风暴法并且将其 贯穿于规划过程的始终。作为一种技术方法的尝试及操作的可行性角度考虑， 讨论团队由参与案例城市规划编制的成员组成。头脑风暴法充分发挥了规划团 队每一成员的作用，模型框架的合理与否很大程度上依赖于前期现场调查访谈 工作的深入程度及讨论过程中众人意见的一致性。 1 4 2 论文框架 论文共分为6 章节内容，其中第1 章介绍了选题背景、意义，强调了目前 规划决策过程中存在的种种问题，并详细说明了本文主要研究内容，最后介绍 了本文的研究方法与论文框架。 第2 章进行了文献综述，辨析了规划决策的概念，同时总结了目前主要在 规划决策中使用的辅助分析方法，强调了交叉影响分析法的简单实用性，并介 绍了传统的交叉影响分析算法及其在国内外的发展和应用情况。 第3 章引入时间机器软件这一工具，介绍了该软件的主要功能及内部运算 规则，对其运用的交叉影响分析算法做了具体描述。 第4 章与第5 章则对具体的案例城市依托时间机器软件做了交叉影响分析 研究，其中第4 章以台州市域城市群发展战略目标为分析对象，通过交叉影响 分析法明确了台州中心城市的发展目标，并确定了实现该目标的最优行动策略， 第5 章阐述了通过软件平台对南京目前及即将实施的各项行动措施对现有的南 京发展战略目标所起的作用大小进行了验证和比较，同时假定了南京理想的发 展目标并计算出实现该目标的最优行动组合。 第6 章是评价与展望部分，评价部分总结了交叉影响分析法在辅助具体规 划决策中的应用特点及软件在应用过程中体现的优缺点，通过将时间机器软件 应用于具体的规划决策过程，证明了该工具软件能够有效且快速地对特定决策 6 第1 章绪论 问题定义因果模型进行交叉影响分析，同时它能够进行逆向分析，通过多目标 遗传算法找到实现预设情景的最优行动组合，来辅助规划决策。展望部分对软 件及在规划中的具体使用方式提出了改进建议。 具体框架如下所示： 选题背景卜- i 规划决策存在种种问题 交叉 交叉影响分析法的引入卜 叫经典的分析原理及实现步骤 影响 i i 一一一一一一一一一一一一 分析 - i i i 国外对方法的改进及应用 l 法 交叉影响分析娑的发展及应用卜 1 i l 国内对方法的改进及应用 i - 一 、= _ i i 软件的功能概述 i i 软件框架 i 时间 时间机 l 暴捕件 m d t 软件介绍 - 软件运算规则 l i i 机器 在城市 i 软件的操作流程 i i 软件 拥戈i决、= = = = = = = = = = = = = i 对分 策领域 案例的应用研究 l 城市发展目标的检验： 析方 的应用 oj 台州案例 法的 研容 l 城市发展目标的选择： 实现 i i i 南京案例 软件应用评价及对应用方法的展望l 一- 第2 章文献综述 第2 章文献综述 2 1 城市规划决策含义辨析 2 1 1 概念辨析 决策的定义主要分为两种。一种认为决策是“对未来实践的方向、目标、 原则和方法所作的决定”。另一种认为决策是“人们在改造世界过程中，寻求并 决定某种最优化目标即选择最佳的目标和行动方案而进行的活动。而城市规划 决策是决策主体针对城市规划过程中已经发生、正在发生和将要发生的问题， 收集信息、判断性质、选择方案、制定政策的活动过程。城市规划决策是决策 的一种类型，也是城市规划的重要内容。 2 1 2 特点辨析 规划领域的决策与其他领域的决策相比具有自身的特殊性，具体如下： ( 1 ) 决策对象的关联性 城市规划问题大致可分为：政治问题、经济问题( 如利益分配、重复建设、 土地闲置) 、社会问题( 如就业问题、老人问题、种族问题) 、文化问题( 如城市 遗产消失) 、法制问题、环境问题、资源问题、城市交通问题、居住问题、城市 形态问题、城市风格问题、城市管理问题、城镇化问题、城市防灾问题等。城 市规划决策所涉及的问题，通常表现为复杂的问题系统，而少有单一问题。这 意味着问题与问题之间相互关联、相互依存。所谓相互关联，问题本身是一个 复杂的整体性系统，难以分解为相互独立的问题元素。规划所涉及的技术问题、 经济问题和政治问题常常会纠缠在一起，表现出极大的关联性和相互依存性， 需要系统和整体地思考才能有效处理。 ( 2 ) 决策群体的主观性 决策主体的主观性意味着决策主体的价值问题。政策问题的成立，除了必 须先有若干物质现实或社会现实的存在为其基本条件外，最重要的还在于人们 的主观认定。而这种人为的确认，又因人们的利益、信仰或价值观不同而各异。 尽管问题客观存在，但对于这些问题的状况或条件的界定、分类、解释和评价 却是主观的，在此基础上建构的政策问题也就带有明显的主观特性。 第2 章文献综述 ( 3 ) 决策对象的动态性 现代科学技术日新月异，信息技术、能源技术、交通技术使城市的功能形 态变化更新的周期愈来愈短，而且不断带给城市居民以新的生活方式和价值观 念。这就使得城市规划决策的问题不断变化，城市规划决策者不得不频繁地在 各种可能性中迅速做出选择，决策节奏加快。由此加剧了城市发展过程中的不 确定性。城市的快速发展给城市规划决策带来了一系列困难和问题。 ( 4 ) 决策结论的多目标性 多目标决策是相当于单目标决策而言的，当对单个目标进行决策时，称之 为单目标决策；而综合考虑决策系统所能达到的多个目标时，就构成了多目标 决策。 城市规划不仅要满足城市经济功能的需要，而且要创造和谐统一的城市景 观和优美的城市环境。城市规划决策的多目标性与城市本身的多功能性相一致， 又与城市规划决策者思维的多维性互为因果。从城市规划的发展过程可以看出， 城市规划发展变化的一个主要模式就是由过去单一的以建筑为主体的建筑规划 发展到现在的包括社会规划、经济规划、物质规划等诸多内容的综合规划。城 市是一个复杂的多系统构成的社会有机体，现代城市规划应是以研究和解决实 际存在的多种城市问题为前提的社会规划、经济规划和物质规划相结合的综合 规划。这就要求城市规划决策能够协调和解决好各种社会矛盾。城市规划的综 合性决定了城市规划不单单是规划师的事情，而且还要经济师、建筑师、社会 学家等等各领域的专家共同参与，城市规划决策是群体决策。城市规划决策主 体不同的知识背景、经验和认识，决定了城市规划决策思维是在多起点、多角 度、多原则的背景下进行的，从而产生了不同的思维结果和实现目标的多种途 径。产生的这种多目标性是现代城市规划决策的主要特征。 ( 5 ) 决策对象的复杂性 城市是一个规模庞大、结构复杂、功能综合、因素繁多的巨系统，当今中 国城市建设人、财、物的投入是空前的。城市社会各个方面的联系纵横交错， 各种城市问题纠缠在一起，各种利益相互矛盾，各种力量激烈竞争，给城市规 划决策活动带来一个个难题。为了解决这些难题，城市规划决策活动愈来愈频 繁。某一个问题的决策可能会引起连锁反应，甚至引起严重后果。城市规划决 策问题通常具有复杂的结构，主要体现为：1 城市规划决策涉及诸多的决策主 体和利益群体，他们的价值偏好和行为目标要么是不清楚的，要么是相互矛盾 和冲突的，难以形成统一的标准，难以排列问题和方案的次序；2 可供选择的 决策方案的理论数量较多以及各个方案的效果是未知的，决策的风险和不确定 9 第2 章文献综述 性也难以预测；3 结构不良的问题一般不可传递，即在众多的解决方案中无法 比较出一个最优的方案。这样，使决策方案的选择变得十分困难。 2 2 规划决策辅助方法综述 规划决策过程的复杂性需要运用各种科学方法来辅助规划决策，决策的前 提就是要能根据现有的资料进行科学合理的预测，因此规划决策的辅助方法中 预测方法占了主流。预测技术自古以来就在不断发展更新，尤其是上世纪计算 机技术的发展，使得各种具备预测功能的计量模型从理论向实践的转变成为可 能。随着学科间的交流与合作，系统工程学、统计学、计量学等学科中所应用 的分析方法逐渐在规划领域得到推广，提高了规划决策的科学性。以下列出了 在规划决策领域应用较为普遍的主要预测方法。 2 2 1 趋势外推法 趋势外推法是利用预测对象发展变化过程中表现出的延续性特点，通过某 种函数曲线拟合历史统计数据，建立能描述其发展变化过程的数学模型，然后 以此模型外推进行预测。它的主要特点是不对数据中的随机成分作统计分析， 只考虑数据的整体趋势，简单实用，关键在于充分利用历史数据判断出数据具 有何种趋势。常用的具体方法有最d 、- - - - 乘法、季节指数法、基期法、累积法、 指数曲线法和特殊曲线法等。通过该方法可对城市中具有稳定增长趋势的各类 指标进行预测，如经济总量、人口规模等。 2 2 2 回归分析法 回归分析法是分析被研究对象与影响因素之间的相互关系，用概括它们关 系的数学模型来定量地描述，然后求解这些回归方程来预测被研究对象的未来 状态。这一方法有较系统的理论，在长期广泛的应用中积累了丰富的经验，因 而，如果数学模型建立合理，就可以得到比较精确的预测结果。如建模时回归 方程的函数是城市化水平，自变量是影响城市化水平的各种因素( 如国家政策、 经济增长速度、产业结构、人口结构等) 。常用的回归模型有多元线性回归模型 和多元非线性回归模型。回归分析法在预测中也存在一些不足之处，当各类数 据对研究对象的影响程度有差异而未加以区分时，会增大预测误差。当回归变 量较多时，应分清主要因素和次要因素，并将这些因素进行合理的量化，这是 1 0 第2 章文献综述 回归分析法的难点所在，也是影响预测精度的关键问题。 2 2 3 灰色预测法 灰色预测法是利用灰色系统理论进行预测的一种方法。所谓灰色系统，是 指既含有已知信息，又含有未知信息或非确知信息的系统。灰色预测即利用这 些信息，建立灰色预测模型，从而确定系统未来的变化状态。由于灰色预测模 型能够根据少量的历史数据进行推测和计算，因此在与城市相关的气象、经济、 人口、能源、农业等许多部门和行业得到了广泛应用。该方法的缺点是预测误 差随历史数据的离散程度增大而增大，另外，预测的时间越长，误差越大。 2 2 4 小结 以上三类预测方法在规划决策过程中占了主要，通过这三类主要方法可以 对城市中的相关指标进行特定期限的预测，从而为规划决策提供依据。应用这 些方法的前提是要保证收集到分析对象详细的历史数据资料，而且假设城市在 未来发展期限内没有重大事件的影响。随着社会经济水平的发展，城市面临的 问题趋向于综合和复杂化，传统的预测方法过于依赖历史条件，对当代城市规 划决策的辅助作用需要谨慎考虑，最终的决策制定不能完全依赖于预测得到的 所谓精确值。 目前规划领域逐渐将应用于企业战略决策的情景分析法用来对城市未来发 展状况进行预测分析，这一结合了定量与定性特点的预测方法越来越受到规划 领域的重视，情景分析法中主要采用交叉影响分析法进行量化分析，由于交叉 影响分析法具有实施简便、可操作性强、具备预测功能等优点，它最初作为对 特尔菲专家打分法的有益补充而出现，本文试图将该方法应用于规划决策领域 以体现该方法的实用性，以下将对该方法做具体介绍。 2 3 交叉影响分析法 对于城市这类复杂巨系统，决策者在具体制定规划策略时通常依托传统定 性的方法进行分析研究，对特定的问题有个大致的预测结果，进而辅助规划策 略的制定，以期望通过具体的规划措施来达到理想的预测结果。交叉影响分析 法作为一种简便易行的预测方法可在规划决策领域提供一定的辅助支持。 第2 章文献综述 2 3 1 交叉影响分析概述 交叉影响分析是一种比较先进的系统预测技术1 。1 9 6 6 年t j g o r d o n 和 h h a y w a r d 首次提出了这个概念，目前已经被推广到许多预测领域，成为一种 重要的多目标系统预测技术。 当我们要研究一组经济目标或科技政策的未来发展趋势时，必须考虑各项 目标之间的相互作用和潜在影响。当时在大多数情况下，尤其是对不确定性程 度比较大的事件进行分析时，资料缺失及不肯定因素过多是客观存在的现象， 此时很难建立一个比较合适的定量分析模型。而专家调查法及其它定性预测技 术的明显缺点就是很难清晰地揭示未来各个事件之间相互作用的定量关系。交 叉影响分析则综合了定性分析与定量分析的优点，应用特定的模拟方法，可以 事先确定未来事件间的相互影响程度，进而得到各个事件未来发生的概率。 2 3 2 交叉影响分析法的发展及应用概况 ( 1 ) 国外发展及应用概况 由于交叉影响法自上世纪六十年代提出后，在随后的七、八十年代涌现出 不少学者对原有的方法做出过改进，并应用于不同的案例进行未来预测实验。 进入2 l 世纪后，很多学者又以原有的交叉影响分析法为基础，结合众多的预测 技术以完善交叉影响分析法的预测结果。 1 ) 典型的方法改进 s m i c 7 4 分析法 j c d u p e r r i n 和m g o d e t ( 1 9 7 4 ) 提出s m i c 7 4 分析方法，通过对代表事件 初始情况和事件间交叉影响的初始概率和条件概率的调整，从而得到符合概率 理论的事件初始概率和条件概率，进而确定最可能发生的情景，它是模拟事件 发生情况的交叉影响分析法的进一步发展。 ( 趸) k s i m 模型瞄1 1 9 7 2 年，j u l i u sk a n e 提出了一种用于事件发展趋势预测的c i a 模型 一k s i m ，并由此形成了一种比较简单的用于分析事件发展趋势的方法。这种方 法与g o r d o n 提出的方法在分析过程和分析结果上有着本质的不同。g o r d o n 的方 法是通过多次仿真模拟实验来实现对事件发生情况的预测，并以此进行灵敏度 分析。而k a n e 提出的方法是根据事件的初始情况，以及事件之间的相互影响， s t o v e r , j ，g o r d o n ，t j c r o s s - i m p a c ta n a l y s i s h a n d b o o ko ff u t u r e sr e s e a r c h , e d j f o w l c s g r e e n w o o dp r e s s ， 1 9 7 8 1 2 第2 章文献综述 在一个特定的时间段内预测事件的发展变化情况。这种模式有如下四项假设。 事物不可能没有限制地发展，事件的状态被限定在某一范围之内，一 般定在0 到l 之间。 事件的状态根据系统中其他事件对其影响进行调整，当事件的状态达 到下限或上限的时候，事件的状态保持不变。 当所有其他事件保持不变的时候，某一事件状态的提升将会对系统产 生更大的影响。 事件之间的两两影响可以描述整个系统的复杂关系。 根据如上四项假设，在有n 个事件的预见活动中，每一个事件的状态都被 限定在0 到1 之间，其计算公式为： o 薯v j f 0 ，有p j p j ，在 此可以说明上式中k s 取负号体现了d ；对d j 的正影响，k s 取正号体现了d ；对d ， 的负影响，k s 绝对值的大小表示影响程度的大小，k s 取o 则p 。= p j ，说明d j 不受影响。 上述调整公式可用曲线图表示其几何意义， 1 9 第2 章文献综述 1 。0 01 0 图2 2 交叉影响分析概率调整公式几何意义示意图8 从图上可以看出，p 。与p ，之间是非线性关系，且无论d ；对d i 的影响值如 何变化，该调整公式能够保证p ，在o 至1 间变化，符合概率原则。 3 ) 交叉影响的模拟计算 由于各个事件间相互存在影响关系，不能简单地用调整公式计算得到各事 件的最终概率，合适的方法就是采用蒙特卡罗模拟技术。交叉影响模拟计算的 步骤如下： a 从n 个事件中随机选择一个事件开始进行模拟计算； b 用随机数发生器或随机数表获取一个随机数，按蒙特卡罗模拟法则，将 这一随机数与随机选定的事件d ；的初始概率作比较，确定该事件是否发生。若 模拟结果表明该事件未发生，则其余事件的初始概率保持不变，若模拟结果表 明该事件发生了，则依据前述的交叉影响矩阵和概率调整公式对其余各个事件 的发生概率进行调整。 c 再从剩下的未被抽取的诸事件中随机选择一个事件，将新获取的随机数 与该事件的发生概率p ；进行比较( 如果该事件的初始概率已被调整，则与调整 得到的p 。进行比较) ，重复第二步，若该事件发生了，则对其它事件的概率进 行调整计算。由于起始事件都是随机抽样决定的，从任一事件开始模拟的机会 8 引自预测技术与应用，作者：陈玉祥，张汉亚，机械工业出版社，1 9 8 5 年0 8 月第l 版。 2 0 第2 章文献综述 都是均等的，所以随着模拟次数的增多，起始事件的选择顺序对结果的影响可 以忽略不计。 d 继续进行上述模拟过程，直至n 个事件都被抽取一次为止，这个过程称 为一轮模拟。在一轮模拟中，每一个事件都有受其它事件相互影响作用得到的 “发生”或“未发生”的结果。 e 将所有事件的发生概率重新恢复到初始状态，从第一步开始再进行下轮 模拟。经过1 0 0 0 论或更多次的模拟后，统计每个事件发生的频率值，所得结果 即为在交叉影响作用下各事件的最终发生概率估计值。其流程如下所示： 修正初始摄率或 交叉影响矩阵 图2 3 交叉影响分析流程示意图9 9 引自预测技术与应用，作者：陈玉祥，张汉亚，机械工业出版社，1 9 5 5 年0 8 月第l 版。 2 l 件。一 一酾； 钟粼一 一睥瞒绷搬一一搬鞭卅t上腾俑 舻粼一 一渤哺 ；釜椭一 一靛奴 搿k 彩 香一 蓬 第3 章时间机器软件( t h et i m em a c h i n e ) 介绍 第3 章时间机器软件( t h et im em a c hin e ) 介绍 3 1 概述 时间机器( t h