太原市城市基础设施现代化发展水平评价——基于熵值和AHP组合赋权的视角

■韩睿思/文

太原市城市基础设施现代化发展水平评价
——基于熵值和AHP组合赋权的视角

■韩睿思/文

太原作为中部区域中心城市，是全国重要的能源原材料、煤化工、装备制造业和文化旅游业基地，其城市发展水平的提升可以带动中部崛起，推动区域整合。太原作为山西省会城市，也是山西经济转型、综合配套改革实验区发展的重要增长极。2013年全市实现地区生产总值2412.87亿元，比上年增长8.1%；人均GDP56547元，同比增长7.6%；公共财政预算收入247.33亿元，同比增长14.7%；全年固定资产投资1670.74亿元，比上年增长26.5%，经济运行态势“稳中有进”，但与中部其他省会城市相比仍有一定差距。太原若要提升核心竞争力和区域影响力，基础设施是重要的考量。本文就太原城市基础设施现代化的发展水平进行评价，以期为太原城市发展提供对策及建议。

表1　太原市辖各分区发展现状表

目前国内对城市基础设施发展评价的研究，大多以全国、区域或者省域为研究尺度，虽然样本容量大，但忽视了城市之间存在明显地域空间、经济发展水平层次分异，可比性不强；或者数据分析截取某年面板数据，缺少纵向时间序列的动态分析；或仅进行基础设施发展水平等级排序，未分析内在深层次原因。本文考虑了以上问题后，选取太原市辖区（即小店、迎泽、杏花岭、尖草坪、万柏林、晋源6区）为研究对象（其基本发展现状见表1），从纵向时间序列角度选取太原2002-2012年相关指标数据分析，再与发展水平相类似的中部省会城市进行横向对比，从动态、静态的角度得出基础设施现代化发展水平现状。

一、城市基础设施现代化水平评价方法的构建

蔡俊豪认为城市现代化的标准可以概括为发达的城市经济、健全完善的基础设施、高尚的城市精神文明和科学化的城市管理。城市现代化不仅包括以先进科学技术为基础的各项“硬件”设施的完善，还包括以城市精神文明和科学管理为内容的“软件”。城市基础设施系统的技术状态、功能负荷直接影响着城市社会经济系统运行的效率和城市居民的生活质量。因此完善便利的基础设施现代化是城市核心竞争力的重要支撑，是实现城市现代化的基础之一。

（一）构建城市基础设施现代化评价指标体系

一般认为，城市基础设施包括技术性基础设施和社会性基础设施，前者分为：道路交通、供水排水、能源供应、邮电通信、园林环卫和防灾6大方面；后者分为文化娱乐、医疗卫生、教育科研等方面。城市经济发展水平决定基础设施现代化投资建设情况，是基础设施发展的动力，因此本文增加了城市经济系统。最终根据客观性、综合性、可代表性和可操作性原则，本文将城市技术性和社会性基础设施整合，构建城市基础设施现代化评价指标体系，包括城市经济、道路交通、给水排水、能源供应、邮电通信、园林环卫以及文化卫生7大系统和24个二级指标，从“硬件”与“软件”相统一的视角全面反映城市基础设施现代化程度。

（二）主客观赋权法组合确定指标权重

层次分析法可以将复杂问题分解为若干层面，形成一个有序递阶层次结构，其中每一层级指标的重要程度即为相应该级的权重，这样虽层次明晰，但属主观赋权。熵值赋权中熵可以度量数据所提供的有效信息量，用熵确定权重时，若评价对象在某项指标上的值相差较大，熵值较小，说明该指标提供的有效信息量较大，权重较大；反之则权重较小；若指标的值为相等时，说明该指标在评价体系中不起作用，熵值法作为客观赋权虽可避免人为因素造成的误差，但熵权是根据各指标传递的信息量大小来确定的权数，并不代表指标权重的实际意义。故本文采用层次分析法（AHP）和熵值法组合赋权，主客观结合，具体包括以下步骤：

第一，层次分析法确定权重θi。

对相关论文的基础设施评价指标体系中各权重值进行参考后，两两比较确定因素的相对重要性，确定判断矩阵，以此法确定各级权重（见附表）。其中因为城市经济系统是基础设施发展的基础和前提条件，所占比重最大；道路交通系统涉及交通运输、社会活动、居民生活等方面，所占比重次之；其后依次为给水排水、园林环卫、文化卫生、能源供应和邮电通信。

第二，熵值赋权法确定权重ωi。

①数据归一化处理。在指标体系基础上从《中国城市建设统计年鉴》《中国城市统计年鉴》中选取太原市辖区2002-2012年的原始数据，设有m个年份，n个评价对象，形成原始数据矩阵X=(xij)m×n，对该矩阵采用归一化公式：

②定义熵。其中第i个指标的熵定义为：

（三）计算城市基础设施现代化发展指数

采用标准指数加权综合模型方法计算城市基础设施发展指数。

第一，为了消除原变量量纲给数据分析带来的影响, 对原始数据进行标准化处理，模型公式为：

Qi=Xi/Yi（i=1,2,3,…,n）

其中，Xi是某二级指标的现状值；Yi是某二级指标的标准值（即2002-2012年六个城市各二级指标的平均值）。

其中，Z为城市基础设施现代化发展综合指数或某系统层的指数；Qi为下一级指标的标准化数值；Wi是一级和二级指标的权重(0

表2　城市基础设施现代化指标体系、权重及标准值表

二、太原城市基础设施现代化水平评价及结果分析

（一）时间序列太原市基础设施现代化水平分析

根据上述指标体系和综合评价模型，计算2002-2012年太原城市基础设施现代化水平的综合发展指数及各系统层发展指数(见表3) 。

目前无损检测的方法主要有射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤和渗透探伤[1]．其中超声波探伤是主要的探伤手段之一[2]，其检测的准确与否直接关系到设备的安全问题．

太原市城市基础设施发展总体水平呈现逐年提升趋势，综合发展指数从2002年0.5293提高到2012年的1.0686，提高了50.5%，并且在2011年超过了中部六省会城市的年均发展水平（0.9930）。说明随着社会经济及各项事业的发展，太原城市基础设施建设正在逐渐完善。各系统层中，除道路交通、给水排水、环境卫生存在波动外，其余系统基本保持提升态势。

（二）与其他中部省会城市横向对比分析

从数据可比性出发，选取同为中部地区6个省会城市进行横向对比分析，可以看出：

一是太原基础设施现代化水平属低水平，11年平均综合发展指数（0.7648）位列末位（见图1）。6个城市的基础设施现代化发展水平除小幅波动外基本呈不断提高趋势（见图2），城市间发展差距逐渐拉大，合肥、武汉、长沙发展水平处于第一梯队，太原、南昌、郑州处于第二梯队。并且各城市间不同系统层存在一定差异。太原在城市经济、给水排水、邮电通信方面呈现劣势；长沙平均综合发展指数（1.2007）处于领先，由于其在道路交通、能源供应、文化卫生方面表现良好所致；合肥、武汉紧随其后。

二是太原城市经济发展处于最低水平（0.2395），6个城市经济发展水平数值差异较大（见图4-a）。太原人均地区生产总值、人均固定资产投资、人均财政收入均为低值。投资是城市经济增长的主要动力，也可以反映城市基础设施建设水平，太原固定资产投资横向比较之后稍显不足。其中得分最高的合肥（0.4907）城市经济发展水平是太原的2.05倍，增长势头最为强劲。长江中游城市群武汉、长沙、南昌、合肥经济体量和规模总体上优于郑州、太原。

表3　2002-2012年太原城市基础设施各系统现代化发展及综合指数表

图1　中部6个省会城市基础设施现代化发展年均综合指数对比图

图2　2002-2012年中部6个省会城市基础设施现代化发展综合指数对比图

三是太原道路交通系统处于欠发达水平（0.1947），仅优于郑州（见图4-b）。太原2002 -2012年间人均道路面积均值为8.10平方米/人，而道路交通发达的长沙（0.2904）其值可达到12.72平方米/人；太原每万人拥有的公共交通车辆平均值为6.90辆，远低于长沙的12.36辆；太原路网密度为10.47公里/平方公里，同样低于长沙。

四是太原给水排水系统发展水平（0.0819）明显低于其他城市（见图4-c）。太原2002-2012年间人均生活用水量均值仅为130.3升/人，远低平均值239.57升/人和得分最高的武汉（314升/人）；太原排水管道密度为3.8公里/平方公里，低于平均水平（7.51公里/平方公里）和武汉（11.7公里/平方公里）（见图3）。这与水的时空分布、南北方居民用水习惯差异有一定关系，太原属于缺水性城市，目前在给水排水建设方面有待提高。太原市区范围内投入运行的污水处理厂有7座，存在部分污水处理厂污水配套管网老化，建设标准低，运营效率低的问题；另外一些街巷排水管网管径小、雨污合流、管网堵塞老化、清淤维护难度大；雨水泵站抽排能力有限，排水管网亟待升级。

图3　太原、武汉给水排水系统二级指标对比图

图4　中部六个省会城市分系统年平均发展指数图

六是太原市在园林环卫系统（0.0904）居于中等水平，排名第四（见图4-e）。太原作为干旱缺水的北方城市，能在园林环卫方面处于中等水平实属不易，这与太原近年来重视造林绿化工程推进、城乡清洁工程建设有关。太原人均公共绿地面积，由2002年5.35平方米增至2012年10.35平方米，位列中部6个省会城市第三，并于2010年5月获得了“国家园林城市”称号；2011年11月25日太原市人民政府发布《太原市城乡清洁工程管理办法》，对太原地区城乡清洁工作进行全面的管理；2013年推进造林绿化工程，造林绿化与生态修复并举，规划建设23个城郊森林公园。不过太原与其他发达城市在园林绿化方面仍存在差距，在新建公园、相关设施的同时，应注意对已有设施、场所的维护与清洁。

七是太原的邮电通信事业出现持续增长，但相比其他5个城市，太原信息通讯水平（0.0337）(见图4-f)处于落后地位，不过此系统各城市发展水平相近，差异不大。当今时代信息技术发展与城市化的互动重塑了城市空间，也推动了社会网络的发展，智慧城市建设成为推进我国新型城市化的新路径。目前太原作为全国完成数字城市建设的地级市之一，正在积极推进“智慧城市”信息基础设施建设，时空信息云平台建设取得阶段性进展，但如何通过大数据和信息共享平台来全面优化数字智能型的城市管理和运营仍有待于进一步完善。

八是太原文化卫生事业（0.0810）相比其他五个城市而言处于上等水平，位列第二，且呈现持续增长（见图3-g）。其中除每百人拥有的图书藏量未超过六个城市平均值外，其余均超过。说明近年来，人们对医疗卫生、文化教育的关注度越来越大。目前太原市部分医院正在组织扩建，以弥补医疗卫生资源不足，在一定程度上缓解了“看病难、住院难、手术难”的问题。太原2008年开展“百校兴学”建设项目，截至2012年新改扩建完工项目学校53所，通过这样扩大优质教育资源，提升改造薄弱学校，推动教育资源平衡可持续发展。

三、建议及对策

太原在城市治理过程中，应以人为本，优化政府管理手段，发挥信息技术在城市治理中的作用，提升管理效益和各利益主体参与公共事务的机会。本文就太原基础设施发展较为薄弱的城市经济、道路交通、给排水及邮电通讯四个系统提出相应的对策建议。

城市经济方面。太原城市经济增长较为缓滞，很大程度上由于自身产业结构高度化缺乏。太原应以太原都市圈核心城市为契机，发挥区域中心城市的经济枢纽和辐射作用。同时依托山西作为国家资源型经济转型实验区的背景，转变经济增长方式、调整产业结构，加快煤炭加工转化进程、延伸煤炭产业链，促进产业优化升级，建立创新型特色产业集群，带动区域城市经济发展。

道路交通发展方面。随着城市土地空间利用受限，城市私家车保有量的迅速增加，城市交通压力日趋增大，太原未来应倡导绿色交通，建立适合太原的绿色交通系统，提倡紧凑高效的生活居住模式。2013年以来太原实施大规模道路改造工程，包括市区多条主次干道拓宽改造、快速化环路建设、立体交通改造以及道路“微循环”改造，解决了次干道支路网配比低、道路交通饱和等问题；开通公用自行车租赁系统，通过公共交通多元化一定程度上缓解机动化的快速增长；2012年太原轨道交通获批通过，目前正在规划建设当中。除此之外太原应继续完善“步行-自行车-轨道交通”的绿色交通系统结构，完善公交巴士与车站之间的无障碍化设计，以便就地上下车；在道路交通管理运营方面，采用一体化的票务系统；及时修复被损毁的路段，减少因此造成的滞留拥堵问题；建立停车导航系统，可以在公共服务网站实时显示停车信息，通过多元化手段并举，实现城市绿色交通。

给排水方面。城市的给排水系统关系到社会与生态的可持续发展，是城市的生命线。给排水系统是一项长期性事业，太原应着眼于长远利益，不断完善城市分质供水和排水管网建设，提高生活污水的收集率、升级污水处理工艺，加大资金投入，尽快对已建成的不达标污水处理厂改造提升，同时定期检修地下排水管网，排除安全隐患，合理规划、改造升级城市地下管网系统。依据《太原市城市排水专项规划》，太原将于2015年底新建并运行晋阳污水处理厂。作为全国规模最大全地下花园式污水处理厂，将对城市污水处理系统有所缓解。

邮电通讯方面。在大数据、云计算时代背景下，城市基础设施现代化发展正逐步趋向于数字智能化，太原应继续积极推进智慧城市和城市信息化建设，在现有硬件基础设施和数字化基础上，依托云计算、物联网、社交网络平台如微博、微信、BBS等媒介，发展像智能电网、智能交通、智能城管、智慧社区等人性化智能化的基础设施，建立网络化的管理信息平台进行海量数据分析处理，实现城市智能化感知、识别分析、定位、跟踪、实时监管的城市智慧化管理和运行。还可以利用个人信息客户终端、线上线下（O2O）模式等手段采集挖掘有效信息，将智慧化服务推广到电子商务、企业管理运营和社会生产中。

附表 层次分析法、熵值法确定的指标体系权重表

案例

（作者单位：华东师范大学）