大运会对深圳市可持续发展影响力的定量评估(共13页)

1、 大运会对深圳市可持续(chx)发展影响力的定量评估摘要(zhiyo)：2011年大运会对深圳市产生了深远(shnyun)的影响。本文首先搜集了1995-2011年深圳市的统计年鉴等资料，选取可持续发展这一侧面确立评价指标体系，利用层次分析法确定历年的可持续发展综合评价指标。然后，通过建立 GM(1,1) 模型，利用未获得承办权的1995 -2006 年的可持续发展综合评价指标预测出若不举办大运会深圳市2007-2011 年的相应指标。最后利用本底趋势线模型，定量评估了大运会对深圳市可持续发展的影响。关键词：可持续发展 层次分析法 本底趋势线 GM(1,1)灰色预测 引言2011年深圳大运会，

2、即第26届世界大学生夏季运动会，是深圳市首次承办国际性重大体育赛事，对深圳市产生了深远的影响，促进了深圳市社会、经济和环境等方面的可持续发展。区域可持续发展评价的指标体系和方法模型是进行区域可持续发展综合研究的关键，是目前亟待发展和深入的一个重要领域，已成为区域可持续发展研究热点问题1-2。国内外对区域可持续发展进行了大量的研究，已经建立了许多关于区域可持续发展评价的指标体系和模型方法，如生态足迹模型(EF)3、绿色GDP核算体系4、资源承载力模型5、人文发展指数(HDI)6等。本文从深圳市可持续发展的角度出发，以可持续发展的基本理论为指导，借鉴旅游本底趋势线的概念，利用层次分析法和GM(1,

3、1)灰色预测模型定量评估深圳大运会对深圳市可持续发展的影响，为深圳市可持续发展评价和调控提供了理论支撑。数据来源及分析方法 数据来源及标准化方法本文数据来源主要为深圳市的统计年鉴(1995-2011)，包含了经济、社会和环境承载力三个子系统下的多个指标。为了解决统计数据的可比性，本文采用级差变换法对指标数据值进行归一化处理，以消除量纲不一致的影响，使评价结果更加科学可靠。级差变换法是以指标的最大值和最小值的差距进行数学计算，其结果介于0-1之间。有些指标对综合评价指数的贡献是正向的，如人均公园绿地面积指标，称为效益型指标；有些则是负向的，如单位GDP能耗指标，称为成本型指标。两者的处理方法稍有

4、不同，具体计算公式7如下：当为效益型指标时，当为成本型指标时，其中(qzhng)为第项指标(zhbio)标准化处理结果，为相应(xingyng)的指标的统计值，与分别为1995年2011年深圳市相关指标的最大值与最小值。 层次分析法(AHP)层次分析法8是美国运筹学家ALSaaty等于20世纪70年代提出的一种定性与定量相结合的多目标决策分析方法。它将决策者对复杂系统的决策思维过程模型化、数量化，通过将复杂问题分解为若干层次和若干因素或指标，由专家和决策者对所列指标通过两两比较重要程度而逐层进行判断评分，再根据判断矩阵的特征向量确定各指标的权重，为决策分析提供依据。 灰色GM(1,1)模型自1

5、982年我国著名学者邓聚龙教授提出灰色系统理论后，其在电力、交通等诸多领域得到了广泛的应用。灰色系统理论9所涉及的主要工作之一是用离散数列建立微分方程型的动态模型，又称灰色模型Grey Model(记为GM)。通过所建立的GM模型，可以对下一时刻的所有数据进行预测，实现对数据的分析。GM(1,1)模型是灰色系统理论的重要组成部分，其建立过程如下10：假设所需预测系统中的某项指标的原始数据数列为对原始数据作一次累加生成(1-AGO)，生成新数据列x(1)，即其中则GM(1,1)模型相应的微分方程为，式中，a称为发展灰数，u称为内生控制系数；设为待估参数向量，并且构造向量Yn和矩阵B，即分别为：，

6、利用最小二乘法(chngf)求解系数，；求解(qi ji)GM(1,1)方程(fngchng)，得到其对应的时间响应函数，即为GM(1,1)白化预测模型解：对一次累加生成数列的预测值进行一次累减生成(1-AGO)，得到原始数据的还原预测值：，其中t=1,2,n，并规定求出原始数据的还原预测值与其真实值之间的残差值和相对误差，即进行残差检验。如果通过残差检验，则可以用所建的模型进行预测，否则，要进行残差修正。在很多实际的应用中，为了达到更高的精度，除了需要对数据进行残差检验外，往往还需要对所建立模型的预测数据与原始数据进行关联度检验和后验差检验，如果这些检验都符合要求，才能用此模型进行预测。 本

7、底趋势线模型对于重大事件活动效应的评估，国外事件及事件旅游理论给出了很多的定量估算方法11。国内学者孙根年首先提出了旅游本底趋势线的概念12，所谓旅游本底趋势线，是指在不受境内外突发性事件的冲击和影响下，某国或地区旅游业发展所呈现的天然趋势。旅游本底趋势线主要有两大功能13：一是“晴雨表”功能，可用于分析与评估突发事件(危机或庆典)对旅游业发展的影响；二是预测功能，即本底趋势线的自然延伸可预测未来旅游业的发展趋势，主要应用于短期内未来旅游业的发展预测。借鉴孙根年提出的旅游本底趋势线，本文提出可持续发展本底趋势线模型：可持续发展本底趋势线（以下简称本底线），是指不受突发事件(危机或庆典)的严重影

8、响下，可持续发展综合评价指标发展所呈现的固有趋势线方程，它反应了某地可持续发展综合指标在一定的社会经济条件下天然且稳定的趋势和时间规律。基于层次分析法的深圳市可持续发展综合评价指标的确定 可持续发展综合评价指标体系的构建区域可持续发展评价指标体系和模型方法是区域可持续发展研究的核心内容，是进行区域可持续发展定量评价的科学基础。根据区域可持续发展评价指标体系建立的四大基本原则：科学性、系统性、可操作性、可对比性14，通过对深圳市环境承载、经济、社会三大子系统的时空特征和运行机制进行系统分析，采用层次分析法(AHP法)和主成分分析法建立了四层结构(目标层、准则层、指标层和方案层)的可持续发展评价指

9、标体系如表1所示。表1 深圳市可持续(chx)发展评价指标体系及其权重目标层A准则层B指标层C方案层D深圳市可持续发展综合评价指标(A)经济发展水平(B1)地区GDP(C1)深圳市1995-2011年每年可持续发展综合情况人均GDP(C2)第三产业增加值占GDP比重(C3)进出口总额(C4)社会消费品零售总额(C5)实际利用外资金额(C6)社会发展水平(B2)恩格尔系数(C7)城市居民可支配收入(C8)地区总人口(C9)每万人拥有医生数(C10)人均居住面积(C11)环境承载水平(B3)人均公园绿地面积(C12)空气综合污染指数API(C13)单位GDP能耗(C14)环境保护投资占GDP比重(

10、C15)全市生活用水量(C16)耕地面积(C17) 基于(jy)指数标度的指标权重确定指数标度相对(xingdu)于传统的1-9标度，克服了其一致性与判断思维一致性不等价这一缺陷，并符合传递性准则，取相对重要度15，指数标度的含义见表2。鉴于此，本文运用基于指数标度的层次分析法，对准则层与子准则层进行权重的标定。以下以准则层B为例，展示了确定权重的过程。表 SEQ 表格 * ARABIC 1 指数标度的含义标度标度定义标度标度定义与同等重要比明显重要比稍微重要与相比很重要比重要与相比绝对重要判断(pndun)矩阵的构造判断矩阵是根据评价(pngji)目标，针对每一层中的各个(gg)指标，判定该

11、层中各有关指标的相对重要性的矩阵。其中，表示对于目标而言，指标对的相对重要性的判断值。判断矩阵可以跟专家咨询法相结合，由本领域的有关专家和政府管理部门人员来共同确定各指标的相对重要性，再综合每位专家或管理人员的打分值，一般取每个指标的均值作为最终的评价矩阵。结合深圳市的实际情况，对于准则层B的3个子系统，可以构造如下所示的相对重要性判断矩阵。一致性检验易求得判断矩阵的最大特征值为，计算一致性指标与一致性比率指标，其中，查表得，所以，认为其相对重要度判断矩阵通过一致性检验，可以用来计算权值。权重计算利用公式 (1)可以计算出的权值分别为0.4472，0.2764和0.2764。整个权值确定过程的

12、标度赋值矩阵、一致性检验与权值结果如表3所示。表 SEQ 表格 * ARABIC 2 标度赋值矩阵、一致性检验结果与权值表格4.23600.44722.61800.27642.61800.2764同理，对于各个(gg)子准则层，也可以由上述方法确定其各项指标的权值，并计算出准则层的指标值(结果(ji gu)详见附录1)。环境综合评价(pngji)指标结果基于标准化的指标和确定的权重，进一步得出第年的深圳市可持续发展综合评价指标，其中为第年准则层B第项指标的标准化评分。 (2)最终得到深圳市1995-2011年的可持续发展综合评价指标如表4所示，承办大运会前后的深圳市可持续发展综合评价指标变化趋

13、势如图1所示。表4 深圳市可持续发展综合评价指标结果年份199519961997199819992000200120022003可持续发展综合评价指标0.0406 0.1471 0.2133 0.2300 0.2384 0.2921 0.3493 0.3789 0.4001 年份20042005200620072008200920102011可持续发展综合评价指标0.4218 0.4333 0.5486 0.6329 0.7115 0.7695 0.8376 0.9353 图1 深圳市可持续(chx)发展综合评价指标变化折线图大运会对深圳市可持续(chx)发展综合评价指标的影响分析深圳市获得(

14、hud)2011年世界大学生运动会举办权的时间是2007年1月17日16，开始承办大运会是从2007年开始的，本文认为2007年之后的经济、社会和环境指标存在大运会带来的影响。不承办大运会条件下可持续发展综合指标的预测可持续发展综合评价指标在时间上是有累积效应的，而且该指标是由层次分析法对很多不同量纲、不同数量级的环境指标归一化处理而得的，因此相对于一般的数据具有模糊性，并且用来预测的数据只有从1995年到2006年，数据量并不多。而灰色预测法正是通过利用少量的、不完全的信息，建立灰色微分预测 HYPERLINK /view/96500.htm t _blank 模型，对事物发展规律做出模糊性

15、的长期描述。基于此，本文建立基于时间序列的灰色预测模型，即GM(1,1)模型，采用累加生产法，得到一条通过系统的原始序列(1995至2006)累加生产的点群的最佳拟合曲线，并用此曲线来对2007至2011年的情况进行预测，即深圳市不承办大运会条件下的历年的可持续发展综合评价指标。该预测模型通过残差检验、关联度检验与后验差检验，检验过程详见附件3。GM(1,1)模型的结果如表5所示，利用表5数据做出基于GM(1,1)模型的深圳市大运会对可持续发展综合评价指标影响结果的分析图，如图2所示。表5 GM(1,1)模型预测结果年份20072008200920102011实际值(承办大运会)0.6329

16、0.7115 0.7695 0.8376 0.9353 预测值(不承办大运会)0.5929 0.6584 0.7311 0.8119 0.9015 差值0.0400 0.0532 0.0384 0.0257 0.0337 图2 基于(jy)GM(1,1)模型(mxng)的大运会对可持续(chx)发展影响力分析图深圳市可持续发展本底趋势线和“大运影响线”的拟合考虑到可持续发展综合评价指标在时间上的累积效应与与其实际变化趋势，本文采用一阶高斯曲线分别对可持续发展综合指标的原始数据和基于GM(1,1)模型的预测数据进行拟合，即分别得到深圳市实际情况的“大运影响线”和不承办大运会情况下的本底趋势线。拟

17、合结果如下：如图3，其中是根据实际数据拟合的“大运影响线”，而是根据预测数据拟合的可持续发展本底趋势线，R2均大于0.95，拟合结果很理想。图3 “大运影响线”与可持续发展本底趋势线拟合结果大运会对于深圳市可持续发展影响的定量分析图2可知，在深圳承办大运会后的实际可持续发展综合评价指标要比不承办大运会条件下的预测值要更高一些，这就说明了大运会对深圳市的可持续发展具有显著的促进作用。本文从两个方面来分析大运会对于深圳市可持续发展的影响。相同年份条件下，“大运影响线”与可持续发展本底趋势线指标的差异表5中给出了2007-2011年每年深圳市可持续发展综合评价指标的实际值和预测值之间的差值，差值即可

18、作为评估大运会对于深圳市可持续发展影响的一个定量指标。对于实际值(承办大运会的情况)和拟合值(不承办大运会的情况)的差值做出分析，可以发现对于2007 -2011年两者情况下的差值，其增加减少趋势呈现出一个不稳定的变化，而不是呈现递增的累积效应。这可能与社会经济的发展趋势有关，而预测误差也是一个重要的因素。而对于(duy)一阶高斯函数拟合出来(ch li)的两条曲线，从2007年开始，分别计算历年实际数据(shj)的高斯曲线(“大运影响线”)与预测数据的高斯曲线(可持续发展本底线)的拟合差值，其结果如表6所示。表6 等年份拟合影响差值表年份200720082009201020112012实际(

19、大运影响线)0.6517 0.7228 0.7987 0.8793 0.9646 1.0544 预测(可持续本底线)0.5954 0.6595 0.7284 0.8021 0.8806 0.9640 差值0.0564 0.0633 0.0703 0.0773 0.0840 0.0904 年份201320142015201620172018实际(大运影响线)1.1483 1.2460 1.3472 1.4513 1.5578 1.6660 预测(可持续本底线)1.0521 1.1449 1.2421 1.3437 1.4492 1.5585 差值0.0962 0.1012 0.1050 0.10

20、76 0.1085 由上表可知，在可预期的范围内，“大运影响线”与可持续发展本底线之间的差值是逐年扩大的，即在可预测的时间段内，由于时间上的累计效益，大运会对深圳市可持续发展的贡献是逐年递增的。达到相同可持续发展水平下，“大运影响线”与本底趋势线所需年份的差异对于高斯函数拟合出来的两条曲线，从环境指标达到0.8开始，环境指标每增加0.05时，分别计算历年实际数据的高斯曲线(“大运影响线”)与预测数据的高斯曲线(可持续发展本底线)对应的年份，并求出两者差值，其结果如表7所示。表7 等可持续发展水平下的拟合影响差值表可持续发展综合指标0.80.850.90.9511.051.11.151.2实际年

21、份2009.02 2009.64 2010.25 2010.83 2011.40 2011.95 2012.49 2013.02 2013.53 预测年份2009.96 2010.60 2011.22 2011.82 2012.40 2012.96 2013.51 2014.04 2014.56 年份差值0.94 0.96 0.98 0.99 1.00 1.01 1.01 1.02 1.02 由上表可知，在可持续发展综合评价指标可能达到的范围内，实际年份与预测年份之间的差值是随着环境评价指标的扩大而不断扩大的，即达到同一可持续发展指标所需的时间差值是随着可持续发展指标的增长而不断扩大的。参考文

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26、rofoundimpactonShenzhen.Thispapercollectedthedataof1995-2011,establishedtheurbansustainabledevelopmentevaluationindexsystembasedonAnalyticHierarchyProcess,thencreatedGM(1,1)modelandusedthedatafrom1995to2006topredictthevalueoftheindicatorsofsustainabledevelopmentfrom2007to2011withouttheInternationalU

27、niversitySportsFederation.Atlast,thecomparisonwiththesustainabledevelopmentindexforecastledtothequantitativeassessmentofhowtheshenzhenInternationalUniversitySportsFederationinfluencesustainabledevelopmentKey Words: Sustainable development; Analytic Hierarchy Process; Background trend line; GM ( 1,1)

28、 model附录(fl)1 经济准则(zhnz)层的指标权重、一致性检验结果(ji gu)与权值表格8.85390.21658.85390.21655.47210.13385.47210.13388.85390.21653.38200.0827社会准则层的指标权重、一致性检验结果与权值表格3.23610.1188.47190.3095.2360.1915.2360.1915.2360.191环境(hunjng)承载准则(zhnz)层的指标权重、一致性检验结果(ji gu)与权值表格5.6180.12735.6180.127314.7080.00749.0926.0245.6180.00283.

29、47224.1456附录2 GM（1,1）模型R语言代码 gm-function(x0,t)x1-cumsum(x0) b-numeric(length(x0)-1) n-length(x0)-1 for(i in 1:n) bi-(x1i+x1i+1)/2 b D-numeric(length(b) D-1 B-cbind(b,D) BT-t(B) M-solve(BT%*%B) YN-numeric(length(x1)-1) YN-x02:length(x0) alpha-M%*%BT%*%YN alpha2-matrix(alpha,ncol=1) a-alpha21u-alpha22

30、 cat(Model parameters:,n,a=,a,u=,u,n,n) y-numeric(length(c(1:t) y1-x11 for(w in 1:(t-1) yw+1-(x11-u/a)*exp(-a*w)+u/a cat(1AGO predictions:,n,y,n,n) xy-numeric(length(y) xy1-y1 for(o in 2:t) xyo-yo-yo-1 cat(The predict values:,n,xy,n,n) y0-numeric(length(x0) y01-x11 for (q in 1:n) cc-exp(-a*q) y0q+1-(x11-u/a)*cc+u/a xp-numeric(length(x0) m-length(x0) xp1-y01 for(j in 2:m)