鄒永誠, 呂一帆, 金宏意, 李志一

(臺州市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司, 臺州 318000)

0 引言

城市是社會經(jīng)濟發(fā)展的空間載體,隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展,人們生活需求越來越高,生活方式發(fā)生重大變化的同時,傳統(tǒng)的城市建設(shè)和發(fā)展理念將受到巨大沖擊,因此,“十四五”規(guī)劃綱要提出了新型城市建設(shè)的宜居、創(chuàng)新、綠色、智慧、韌性、人文六大發(fā)展理念. 我國以雄安新區(qū)為代表的創(chuàng)新發(fā)展區(qū),圍繞新發(fā)展理念,在生態(tài)環(huán)境建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面成為高質(zhì)量發(fā)展的標(biāo)桿和現(xiàn)代化建設(shè)領(lǐng)跑者[1]. 建設(shè)新型城市可讓新一代信息、網(wǎng)絡(luò)和人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用于人們的生活和工作中,整合城市大數(shù)據(jù)資源,促進(jìn)城市高效運轉(zhuǎn).

《“十四五”全國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》[2]中指出,城市基礎(chǔ)設(shè)施是新型城市建設(shè)正常運轉(zhuǎn)和健康發(fā)展的基礎(chǔ)和保障. 交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是城市基礎(chǔ)設(shè)施中做的重要一環(huán),需要將傳統(tǒng)設(shè)施和新型設(shè)施建設(shè)融合起來,建立統(tǒng)一開放的基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域和競爭有序的市場體系[3]. 從城市交通基礎(chǔ)設(shè)施視角探究新型城市發(fā)展成為了研究重點方向. Alfaro等[4]研究表明,新型公共交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)對于緩解城市發(fā)展過程中的財政壓力有著重要意義;Rahimi-Golkhandan等[5]研究得到,交通基礎(chǔ)設(shè)施的多樣性發(fā)展有助于增強互補性,提高城市的韌性.

在我國新型城市建設(shè),面臨著交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后、新舊設(shè)施建設(shè)融合速度緩慢、城市交通功能與新一代信息、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合困難等問題. 因此,對城市發(fā)展效果進(jìn)行評價,對推進(jìn)新型城市的建設(shè)具有重要的現(xiàn)實意義. Cohen等[6]以綠色生態(tài)、創(chuàng)新城市和電子政務(wù)為評價指標(biāo),綜合評估了全球各個國家(地區(qū))的城市建設(shè)水平,為各國家(地區(qū))的智慧城市建設(shè)提供了模板;肖周燕等[7]通過構(gòu)建人口、經(jīng)濟與環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度模型對中國三大主要城市群的發(fā)展質(zhì)量進(jìn)行評價,研究表明,城市群發(fā)展的過程中受空間效應(yīng)影響,本地政府與市場機制調(diào)控的影響程度也不同;王啟飛[8]以北京市為例,基于“PSR”模型構(gòu)建了城市韌性評價指標(biāo)體系,采用CRITIC賦權(quán)法和綜合指數(shù)法構(gòu)建了城市韌性度評價模型,結(jié)果表明,通過對城市韌性時序演化趨勢的分析,可找到城市發(fā)展的薄弱點;潘鍶煒等[9]通過構(gòu)建基于熵權(quán)法結(jié)合TOPSIS評價方法的城市綠色交通評價體系,對武漢市的綠色交通發(fā)展水平進(jìn)行了評價分析,結(jié)果表明武漢市綠色交通的建設(shè)成效顯著,模型的評價結(jié)果客觀科學(xué)準(zhǔn)確.

因此,本文綜合6個新型城市建設(shè)的指標(biāo),提出了基于可拓云模型的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價方法,研究結(jié)果可為相關(guān)部門掌握城市發(fā)展進(jìn)程提供一定參考.

1 新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)體系

1.1 協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)體系構(gòu)建

本文構(gòu)建的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)體系基于“十四五”規(guī)劃綱要中為順應(yīng)城市發(fā)展新理念新趨勢提到的“宜居、創(chuàng)新、智慧、綠色、人文、韌性”六大新型城市建設(shè)理念,基于此,最終得到6個方面共20個評價指標(biāo).

圖1 城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)體系

1.2 協(xié)調(diào)度等級劃分標(biāo)準(zhǔn)確定

為了更好地開展城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度等級評估,確定城市發(fā)展協(xié)調(diào)度,首先要將發(fā)展協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)的狀態(tài)進(jìn)行評判. 因此,本文綜合參考《城市綜合交通體系規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51328—2018)[10]中的規(guī)定以及《“十四五”新型城鎮(zhèn)化實施方案》中對于新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的要求,將交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)評價指標(biāo)的協(xié)調(diào)度等級均劃分為Ⅰ～Ⅴ級5個等級,并根據(jù)協(xié)調(diào)度等級提出相應(yīng)應(yīng)對策略,如表1所示.

表1 城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度等級劃分及表述

在20個新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)的協(xié)調(diào)度等級劃分中,對于可定量分析的指標(biāo)參考相關(guān)論文及規(guī)范對具體數(shù)值進(jìn)行劃分,對于無法定量分析的指標(biāo)依據(jù)評分制進(jìn)行劃分. 具體劃分如表2所示.

表2 城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度等級界限劃分

2 城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價模型構(gòu)建

本文提出了可拓云模型融合層次分析法(The analytic hierarchy process,AHP)賦權(quán)的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價方法,利用AHP賦權(quán)法對協(xié)調(diào)度指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行賦權(quán),并運用可拓云模型進(jìn)行運算,最終得到本文協(xié)調(diào)度評價的結(jié)果,模型的具體運行流程如圖2所示.

圖2 模型運行具體流程

2.1 基于AHP法的指標(biāo)權(quán)重量化

本文使用AHP對城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持新型城市發(fā)展的協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán),確定評價指標(biāo)的指標(biāo)權(quán)重. 通過對協(xié)調(diào)度的各級評價指標(biāo)進(jìn)行兩兩對比,可建立判斷矩陣A=(aij)n×n.采用和積法計算判斷矩陣A的特征向量W,通過一致性檢驗后的特征向量W即為本文各指標(biāo)特征的主觀權(quán)重.具體計算步驟如下：

1)將判斷矩陣A按列求和,按列歸一化后得到矩陣Z.

(1)

2)將矩陣Z按行求和后計算得出平均值即為特征向量Wij.

(2)

3)計算判斷矩陣A的最大特征值λmax.

(3)

4)一致性檢驗.

CI=(λmax-m)/(m-1)

(4)

CR=CI/RI

(5)

式中,CI為一致性指標(biāo);RI為平均隨機一致性指標(biāo),通過查表可得其值;CR為一致性比率,若CR<0.1,則通過一致性檢驗.

2.2 可拓云模型構(gòu)建

1)可拓云模型的基本形式

可拓云模型是將云模型的特征向量(Ex,En,He)替代物元可拓理論中的事物特征值F,以達(dá)到解決評價過程中各因素隨機性與模糊性的目的,其可表示為

(8)

式中,R為新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價等級;N為待評價的城市;Fi為協(xié)調(diào)度評價指標(biāo);(Exi,Eni,Hei)是對評價指標(biāo)Fi的正態(tài)云描述.

2)協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)的協(xié)調(diào)度等級云參數(shù)劃分

由于協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)在劃分協(xié)調(diào)度等級的界限時存在一定的模糊性,因此可將評價指標(biāo)帶入可拓云模型中,利用可拓云模型的隨機性和模糊性,將協(xié)調(diào)度等級劃分界限模糊化,即將各新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)的協(xié)調(diào)度等級界限視作1個雙約束區(qū)間[Omin,Omax],通過正態(tài)云參數(shù)的計算公式,可將新型城市發(fā)展各協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)劃分的協(xié)調(diào)度等級界限轉(zhuǎn)換為云模型的3個特征值,云參數(shù)計算過程如下：

Ex=(Omin+Omax)/2

(7)

En=(Omax-Omin)/6

(8)

He=s

(9)

式中,Omin、Omax分別為等級劃分區(qū)間的最小界限和最大界限;s為常數(shù),其值由實際情況及協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)的隨機性和模糊性綜合決定,本文按s=1/10En進(jìn)行取值.

將表2中的各協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)所劃分的協(xié)調(diào)度等級界限帶入式(7)～(9),可得到各評估指標(biāo)的云模型參數(shù)Ex、En、He,并將3類特征參數(shù)根據(jù)表2重新構(gòu)建城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)等級界限云模型參數(shù)劃分,如表3所示.

表3 城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)等級界限云參數(shù)劃分

最后,將表3的云模型參數(shù)輸入MATLAB中模擬后生成新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)I1～I(xiàn)17的等級界限劃分云圖. 由于篇幅有限,僅給出I1的標(biāo)準(zhǔn)云圖,如圖3所示.

圖3 公交乘客滿意度I1評價云圖

3)新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價等級確定

本文的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價等級是通過matlab軟件計算可拓云的云隸屬度y后構(gòu)建其隸屬度矩陣Y,通過隸屬度矩陣與權(quán)重向量K相乘得到綜合評價向量B后通過加權(quán)平均方法得到的綜合評估分?jǐn)?shù)r確定.

(10)

式中,ykl代表新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)Fk與協(xié)調(diào)度評價等級l之間的隸屬度,其中k=1,2,3…,m,m為協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)數(shù);l=1,2,3,4,5,對應(yīng)5種協(xié)調(diào)度評價等級.

B=K·Y

(11)

綜合評價向量B由元素bl組成,運用加權(quán)平均方法可得協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)的綜合評估分?jǐn)?shù)γ：

(12)

式中,hl為新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價等級l的賦分值,本文對Ⅰ～Ⅴ級協(xié)調(diào)度等級分別賦分為1～5分,各協(xié)調(diào)度等級的分值為整數(shù).

基于式(12)得到的綜合評估分?jǐn)?shù)γ,可得到協(xié)調(diào)度等級的評判依據(jù),γ的數(shù)值越接近哪個分?jǐn)?shù),就將其評判為對應(yīng)的協(xié)調(diào)度等級.但由于受E′n的隨機性影響,每次的計算結(jié)果可能會不同,因此可通過多次計算取平均值的方式減小隨機性帶來的誤差,多次計算后可得

(13)

(14)

式中,Exr為多次計算后的最終評估分?jǐn)?shù);Enr為標(biāo)準(zhǔn)差;t為計算總次數(shù);rd(x)為第d次計算得到的綜合評估分?jǐn)?shù).

多次計算后的最終評估分?jǐn)?shù)可代表新型城市發(fā)展的協(xié)調(diào)度評價等級,而標(biāo)準(zhǔn)差則代表了評估結(jié)果的離散性,標(biāo)準(zhǔn)差越大,離散性越高,因此本文將置信度μ定義為

μ=Exr/Enr

(15)

由式(15)計算得出的置信度μ可知,μ的值越小,可信度越高,評估結(jié)果越可靠.一般來說,μ<0.05時,定義為最終評估結(jié)果可靠.

3 實例應(yīng)用與發(fā)展對策分析

3.1 臺州市概況

臺州市是浙江沿海區(qū)域性中心城市和現(xiàn)代化港口城市,市內(nèi)山地占比68.6%,地形走勢為西高東低,各區(qū)縣間被群山相隔,是典型的組團(tuán)型城市,因此更為重視市內(nèi)各區(qū)間的交通聯(lián)系. 截至2022年底,臺州市全市建成區(qū)路網(wǎng)密度已達(dá)到7.34 km/km2、臺州市公路總里程已達(dá)13 297.872 km,各區(qū)縣公路建設(shè)情況較好. 為支持新型城市發(fā)展,浙江省和臺州市先后印發(fā)了《浙江省新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動計劃(2020—2022年)》和《臺州市推進(jìn)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動方案(2020—2022年)》.

在數(shù)字經(jīng)濟方面,2022年,臺州數(shù)字經(jīng)濟核心產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資增幅達(dá)42.4%,高于全部固定資產(chǎn)投資增速35.9個百分點;在公共交通方面,臺州市的機動化公交分擔(dān)率已達(dá)到29.2%,全方式公交分擔(dān)率達(dá)到12.2%,城鄉(xiāng)道路客運車輛公交化達(dá)到100%,并以城市公共交通滿意度的97.4%居全省第1.

3.2 協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)實際參數(shù)及評分確定

本文以臺州市城市發(fā)展的協(xié)調(diào)度等級評價結(jié)果為例,對本文的協(xié)調(diào)度評價方法進(jìn)行案例應(yīng)用與分析. 本文數(shù)據(jù)源自臺州市相關(guān)部門,通過對臺州市城市發(fā)展現(xiàn)狀參數(shù)的收集,可得到各指標(biāo)的相關(guān)內(nèi)容,通過咨詢5名行業(yè)內(nèi)專家并參考《城市道路交通管理評價指標(biāo)體系》(2019版)和相關(guān)規(guī)范對定性指標(biāo)進(jìn)行評分,可得到20個協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)的實測值與評分值,如表4所示.

表4 城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持新型城市發(fā)展的協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)實測值與評分值

3.3 指標(biāo)權(quán)重確定

將6個Ⅰ級指標(biāo)按照對新型城市發(fā)展的重要程度進(jìn)行排序,可表示為：H1=H5>H6>H4>H2=H3,運用AHP可確定各協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)的指標(biāo)權(quán)重,如表5所示.

表5 協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)權(quán)重表

3.4 協(xié)調(diào)度等級確定

在確定本文新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)的權(quán)重后,輸入MATLAB軟件實現(xiàn)各個指標(biāo)的云隸屬度y計算,并通過模擬獲得各協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)的隸屬度評價云圖,如圖4所示.為了減少由于模型隨機性和模糊性的影響,本文采用進(jìn)行1 000次計算取平均值的方式,最終得到1個20×5的云隸屬度矩陣Y,見式(16)

(16)

在計算得到二級協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)的云隸屬度矩陣Y后,將各協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)的權(quán)重向量k={0.102 7,0.055 5,0.032,0.102 7,0.010 6,0.019 2,0.034 8,0.025 8,0258,0.012 9,0.010 4,0.017 4,0.029 9,0.050 3,0.073 2,0.073 2,0.146 5,0.059,0.059,0.059}與隸屬度矩陣相乘,可得到臺州市城市發(fā)展協(xié)調(diào)度等級的綜合云隸屬度

D=(1.84×10-8,3.01×10-18,0.001,
0.291 1,0.099 1)

(17)

由上述的城市發(fā)展協(xié)調(diào)度等級綜合評估結(jié)果來看,取云隸屬度最高的值作為最終的城市發(fā)展協(xié)調(diào)度等級,可知臺州市城市發(fā)展的綜合協(xié)調(diào)度等級為Ⅳ級良好協(xié)調(diào),說明臺州市城市交通基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展可達(dá)到良好協(xié)調(diào),城市發(fā)展質(zhì)量為中高水平,臺州市應(yīng)該在保持新型城市建設(shè)進(jìn)程的同時針對交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中較為薄弱的點如公共交通便捷性、數(shù)字化水平、智慧設(shè)施建設(shè)等進(jìn)行提升,使交通基礎(chǔ)設(shè)施能更好的支持新型城市的建設(shè).計算得到本次臺州市城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價的置信度μ為0.002 6<0.05,表明本文城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價模型構(gòu)建離散度較低,結(jié)果具有可信度.

3.5 城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展對策分析

基于上述模型對臺州市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展的綜合協(xié)調(diào)度評價,著重對臺州交通基礎(chǔ)設(shè)施中公共交通便捷性、數(shù)字化水平、智慧設(shè)施建設(shè)和交通風(fēng)險4個方面提出發(fā)展對策建議.

3.5.1 在公共交通便捷性

目前臺州市市域鐵路S1線已通車,但并未在臺州市中心城區(qū)布設(shè)站點,常規(guī)公交站點銜接也未完善,導(dǎo)致軌道交通利用率低下. 為此,應(yīng)加強軌道交通站點周邊的公交站點銜接和公交300 m覆蓋率,以此提升公共交通便捷性.

3.5.2 在數(shù)字化水平

臺州市目前存在各部門間數(shù)據(jù)通用和共享程度較低,也缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn). 因此需要推動城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級,使交通基礎(chǔ)設(shè)施與其他設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)互通,并建立聯(lián)合多部門、多領(lǐng)域的信息資源共享平臺,建立全面信息化系統(tǒng).

3.5.3 在智慧設(shè)施建設(shè)

臺州市目前正處于車路協(xié)同、公交優(yōu)先和智慧平臺的建設(shè)階段,開展重點區(qū)域試點,從“車看燈”轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁艨窜嚒?做到精準(zhǔn)治堵,使交通管理更有序.

3.5.4 在交通風(fēng)險方面

臺州市城市交通基礎(chǔ)設(shè)施目前仍存在停車?yán)Ь?尤其是老舊小區(qū)內(nèi)的停車難、停車秩序問題,停車秩序混亂導(dǎo)致車輛通行風(fēng)險增加,因此應(yīng)不斷增加停車資源供給,同時也要勞把停車管理,在配置合理停車資源的同時減少交通風(fēng)險.

4 結(jié)束語

本文以城市交通基礎(chǔ)設(shè)施為角度,提出了基于可拓云模型的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持的新型城市發(fā)展協(xié)調(diào)度評價模型,該方法兼顧了協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)中的模糊性與隨機性,從新型城市建設(shè)的6個方面制定了20類指標(biāo),以臺州市為例,對其城市交通基礎(chǔ)設(shè)施支持新型城市發(fā)展的協(xié)調(diào)度進(jìn)行了分析,最后,針對臺州城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的薄弱方面提出了相應(yīng)建議. 研究結(jié)果可為相關(guān)部門掌握城市發(fā)展進(jìn)程提供一定參考.