羅來鵬

華東交通大學(xué)理學(xué)院，南昌，330013

基于直覺模糊集的城鎮(zhèn)化質(zhì)量評價(jià)

羅來鵬

華東交通大學(xué)理學(xué)院，南昌，330013

為了更全面、客觀地評價(jià)城鎮(zhèn)化質(zhì)量,克服傳統(tǒng)方法在指標(biāo)選擇上的局限性,針對同一區(qū)域不同城市城鎮(zhèn)化質(zhì)量排序問題,提出一種基于直覺模糊多屬性評價(jià)方法,,構(gòu)建了相應(yīng)的指標(biāo)體系,給出相關(guān)權(quán)重確定、信息集成方法,實(shí)例研究表明:該方法不僅在指標(biāo)選擇上更合理，而且在量化上更為客觀。

城鎮(zhèn)化質(zhì)量；直覺模糊集；評價(jià)矩陣；信息集成

1 相關(guān)研究與問題提出

近年來，我國新型城鎮(zhèn)化得到快速發(fā)展,但城鎮(zhèn)化質(zhì)量并不樂觀,各種城鎮(zhèn)化問題和矛盾日漸凸顯,存在著城鎮(zhèn)向農(nóng)村轉(zhuǎn)嫁環(huán)境污染、農(nóng)村向城鎮(zhèn)提供有害食品、城鄉(xiāng)差距不斷加大、農(nóng)民失地嚴(yán)重、基本公共服務(wù)未能實(shí)現(xiàn)均等化等諸多問題[1]，因此開展城鎮(zhèn)化質(zhì)量的評價(jià)研究具有重要意義。城鎮(zhèn)化質(zhì)量評價(jià)有定性和定量研究兩大類[2],當(dāng)前的研究以定量評價(jià)研究為主。在定量評價(jià)方法上有單一指標(biāo)評價(jià)和多指標(biāo)綜合評價(jià)兩種類型。大部分學(xué)者都采用加法或者乘法等模型將多個(gè)指標(biāo)綜合成一個(gè)城鎮(zhèn)化質(zhì)量的一個(gè)指數(shù),然后根據(jù)指數(shù)值進(jìn)行分析、比較或排序[3],比如 DEA、層次分析法、因子分析、熵值法、聚類分析等方法。這些評價(jià)方法在指標(biāo)選擇和指標(biāo)賦權(quán)兩個(gè)關(guān)鍵問題上存在一些不足，比如所選指標(biāo)都是側(cè)重定量指標(biāo),指標(biāo)權(quán)重確定往往以主觀賦權(quán)比較多。事實(shí)上，隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)一步推進(jìn),發(fā)現(xiàn)很多定性指標(biāo)在城鎮(zhèn)化質(zhì)量評價(jià)中起著很重要的作用,比如城鎮(zhèn)管理水平、城鎮(zhèn)的規(guī)劃、人民的滿意度等,這些指標(biāo)是無法量化的。而對指標(biāo)的主觀賦權(quán)將難免不出現(xiàn)主觀隨意性，因此如何將定性指標(biāo)引入到城鎮(zhèn)化質(zhì)量的評價(jià)中以及如何提高指標(biāo)權(quán)重賦值的客觀性是城鎮(zhèn)化質(zhì)量研究的重要內(nèi)容。近年來，有研究人員引入專家打分的模糊綜合評價(jià)[3]的方法來處理城鎮(zhèn)化質(zhì)量的評價(jià),然而專家由于受知識結(jié)構(gòu)和專業(yè)水平等因素的影響,他們對評價(jià)過程中的偏好往往具有一定的猶豫度。1986年保加利亞學(xué)者Atanassov教授針對Zadeh模糊理論采用單一標(biāo)度定義模糊集只能描述“亦此亦彼”性而無法描述“非此非彼”性的不足,正式提出的直覺模糊集[4]能夠有效地表達(dá)猶豫性,被廣泛用來解決多屬性的決策問題[4-6]。為此，本文在對相關(guān)文獻(xiàn)的研究基礎(chǔ)上,根據(jù)所構(gòu)建的城鎮(zhèn)化質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系,提出一種基于直覺模糊集的城鎮(zhèn)化質(zhì)量評價(jià)方法,研究同一個(gè)區(qū)域城鎮(zhèn)化質(zhì)量比較問題。該方法根據(jù)若干專家對城鎮(zhèn)化質(zhì)量評價(jià)集成的信息,來確定指標(biāo)的權(quán)重以及各城市城鎮(zhèn)化質(zhì)量的得分,進(jìn)而得出各城鎮(zhèn)化質(zhì)量的好壞。該方法在指標(biāo)選擇上更為合理,在指標(biāo)權(quán)重確定也更為客觀。

2 基于直覺模糊集的多屬性決策

2.1 直覺模糊集基本概念

定義1[7]在有限論域U上,定義一個(gè)直覺模糊集表示為A={〈x,μA(x),υA(x)〉|x∈U},其中，μA(x)∈[0,1],υA(x)∈[0,1]，并且滿足0≤μA(x)+υA(x)≤1，則稱μA(x),υA(x)分別為U中x屬于直覺模糊集A的隸屬度和非隸屬度,πA(x)=1-μA(x)-υ(x)表示x屬于U的猶豫度或不確定度,當(dāng)πA(x)=0時(shí),直覺模糊集A就退化為傳統(tǒng)的模糊集。

定義2[8]對于任意直覺模糊數(shù)α=(μ,υ),它的信息熵為:

得分函數(shù)定義為S(α)=μ-υ，精確度為h(α)=μ+υ。

對于直覺模糊數(shù)α,β,若S(α)>S(β),則稱α評價(jià)優(yōu)于β,當(dāng)?shù)梅趾瘮?shù)值相等時(shí),精確度大的就優(yōu)越。

若有n個(gè)專家對m個(gè)屬性(指標(biāo))Oj(j=1,2,…,m)的直覺模糊評價(jià)為(μij,υij)，(i=1,2,…,n,j=1,2,…,m),屬性O(shè)j的平均熵為:

2.2 直覺模糊集多屬性決策

設(shè)評價(jià)對象集為：U={u1u2,…,um},屬性(評價(jià)指標(biāo))集：A={a1,a2,…,an},專家集T={t1,t2,…,tk},綜合評價(jià)步驟如下:(1)獲取每個(gè)專家對不同方案各屬性(指標(biāo))的直覺模糊評價(jià),得到評價(jià)矩陣;(2)利用集成算子(本文用加權(quán)平均集成算子)對每個(gè)方案各專家給出的直覺模糊信息綜合集成;(3)根據(jù)專家綜合評價(jià)結(jié)果,利用直覺模糊熵方法計(jì)算屬性(指標(biāo))的權(quán)重;(4)建立得分函數(shù),并根據(jù)得分函數(shù)值進(jìn)行比較排序。

3 研究指標(biāo)

城鎮(zhèn)化質(zhì)量評價(jià)體系是一個(gè)復(fù)雜的有機(jī)整體,其中包含多個(gè)因素。建立一個(gè)科學(xué)、合理的的指標(biāo)體系對城鎮(zhèn)化質(zhì)量進(jìn)行分析至關(guān)重要。目前，無論在國內(nèi)還是國際上都沒有一個(gè)公認(rèn)權(quán)威的指標(biāo)體系，大部分國內(nèi)研究者根據(jù)自己對城鎮(zhèn)化內(nèi)涵的理解來構(gòu)建研究的指標(biāo)體系。因此，不同的研究者設(shè)定的指標(biāo)體系存在差異,但也存在一些共性,都會從綜合性和可持續(xù)性等方面研究城鎮(zhèn)化質(zhì)量。為了更好地體現(xiàn)直覺模糊多屬性決策在城鎮(zhèn)化質(zhì)量評價(jià)中的優(yōu)越性，本文研究指標(biāo)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量、基礎(chǔ)設(shè)施狀況、城鎮(zhèn)管理水平、居民生活水平,前兩個(gè)是定量指標(biāo),后兩個(gè)是定性指標(biāo)。主要理由是:(1)國內(nèi)外研究表明經(jīng)濟(jì)質(zhì)量發(fā)展的好壞與城鎮(zhèn)化質(zhì)量存在正相關(guān)性；(2)城鎮(zhèn)的快速擴(kuò)張需要與之匹配的基礎(chǔ)設(shè)施作為支撐，同時(shí)完善的基礎(chǔ)設(shè)施也是促進(jìn)城鎮(zhèn)發(fā)展的重要推動力[9]；(3)城鎮(zhèn)化的推進(jìn)和人員結(jié)構(gòu)的變化必將影響城鎮(zhèn)管理的變化,良好的管理也必將有效地推進(jìn)城鎮(zhèn)化。城鎮(zhèn)管理水平主要包括管理理念、規(guī)劃管理、服務(wù)效率、發(fā)展管理、創(chuàng)新管理；(4) 城鎮(zhèn)化的主要目的是提高居民的生活水平,因此居民生活水平的高低直接反映和影響到城鎮(zhèn)社會發(fā)展水平的高低[10]。

4 算例分析

設(shè)評價(jià)的城市集為U={u1,u2,u3,u4}，選取4位從事該區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究專家集T={t1,t2,t3,t4},專家權(quán)重根據(jù)他們在該領(lǐng)域研究成果影響力進(jìn)行確定,或者根據(jù)各位專家評價(jià)結(jié)果采用距離方法來確定，本文采用前者，即專家權(quán)重η=(0.35,0.2,0.25,0.2),評價(jià)指標(biāo)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量(a1)，基礎(chǔ)設(shè)施狀況(a2)、城鎮(zhèn)管理水平(a3)、居民生活水平(a4)。

(1)四位專家給出的直覺模糊評價(jià)(其中行為同一城市,列為對應(yīng)的同一個(gè)指標(biāo)屬性,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行了一些預(yù)處理)為：

利用加權(quán)平均方法對各專家的評價(jià)信息集成為:

用直覺模糊熵確定屬性權(quán)重向量：ω=(0.2,0.2,0.3,0.3)

利用加權(quán)平均方法集成：

d1=((0.71,0.19),(0.61,0.13),(0.7,0.16),(0.64,0.2))=(0.67,0.17)

d2=((0.58,0.14),(0.6,0.21),(0.35,0.2),(0.63,0.24))=(0.54,0.2)

d3=((0.67,0.16),(0.67,0.2),(0.68,0.22),(0.51,0.25))=(0.54,0.2)

d4=((0.6,0.27),(0.67,0.2),(0.6,0.23),(0.56,0.28))=(0.59,0.26)

各城市的綜合得分為：s(u1)=0.5,s(u2)=0.32,s(u3)=0.42,s(u4)=0.33

城鎮(zhèn)化質(zhì)量排名為：u1>u3>u4>u2

5 結(jié) 論

城鎮(zhèn)化的發(fā)展不僅僅是看速度，更要看質(zhì)量。隨著新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的逐步推進(jìn)，如何科學(xué)測評新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展質(zhì)量，已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界與政府關(guān)注的話題。新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量的測度是推進(jìn)我國新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要組成部分。本文針對城鎮(zhèn)化質(zhì)量的比較研究提出了用直覺模糊多屬性(指標(biāo))的決策方法來研究同一個(gè)區(qū)域不同地區(qū)的城鎮(zhèn)化質(zhì)量排序問題，具有以下幾個(gè)優(yōu)勢：(1)用直覺模糊集來描述專家的評價(jià)結(jié)果能夠更加靈活、細(xì)膩、全面地描述客觀現(xiàn)象的自然屬性;(2)在研究指標(biāo)選擇上,所適合指標(biāo)更為多樣,能有效彌補(bǔ)原有一些方法的不足;(3)在權(quán)重確定方面,該方法根據(jù)各專家評價(jià)結(jié)果來確定屬性(指標(biāo))未知權(quán)重以及專家本身權(quán)重,大大減少了隨意性。

[1]何平,倪蘋.中國城鎮(zhèn)化質(zhì)量研究[J].統(tǒng)計(jì)研究,2013(6):11-18

[2]郭葉波,魏后凱.中國城鎮(zhèn)化質(zhì)量評價(jià)研究述評[J].中國社會料學(xué)院研究生院學(xué)報(bào),2013,3(2):37-43

[3]孫旭,吳忠,楊友寶.特大城市新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量綜合評價(jià)及其空間差異研究：以上海市為例[J].東北師大學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015,47(3):154-160

[4]Atanassov K. Intuitionistic fuzzy sets[J].Fuzzy Sets and Systems,1986,20(1):87-96

[5]陳巖,張寧.基于直覺模糊相似度量的群決策專家水平評判方法[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識,2016,46(2)：183-189

[6]陜振沛,張轉(zhuǎn)周,寧寶權(quán).基于直覺模糊集TOPSIS決策方法的應(yīng)急預(yù)案綜合評價(jià)研究[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識,2016,46(3):160-166

[7]王開萊，楊紅.基于直覺模糊集的多屬性決策方法[J].模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué)，2010，24(3)：114-118

[8]陳云翔,蔡忠義,張諍敏,等.基于證據(jù)理論和直覺模糊集的群決策信息集結(jié)方法[J].系統(tǒng)工程與電子技,2015,37(3):594-598

[9]孟俊娜,房寧,劉炳勝,等.基于直覺模糊集的城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目可持續(xù)性評價(jià)[J].模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué),2015,29(1):167-174

[10]戴金輝，孫小素.城鎮(zhèn)化水平與城鎮(zhèn)居民生活質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展的測度[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2016(23)：101-103

10.3969/j.issn.1673-2006.2017.12.010

F292

A

1673-2006(2017)12-0040-03

2017-09-20

羅來鵬(1973-),江西吉水人,碩士,副教授,研究方向：智能信息處理與數(shù)據(jù)挖掘。

劉小陽)