基于组合权重及模糊评价的生态工业园指标体系研究

焦崇哲，包景岭，温娟，冯真真，孙蕊，唐丽丽

（1.河北工业大学经济管理学院，天津300401；2.天津市环境保护局，天津300191；3.天津市环境保护科学研究院，天津300191）

基于组合权重及模糊评价的生态工业园指标体系研究

焦崇哲1，包景岭2，温娟3，冯真真3，孙蕊3，唐丽丽3

（1.河北工业大学经济管理学院，天津300401；2.天津市环境保护局，天津300191；3.天津市环境保护科学研究院，天津300191）

介绍了指标体系构建过程，分析了生态工业园的内涵，包括经济发展、环境治理、优化结构、资源利用、生态宜居和高效管理，以此构建了生态工业园指标体系，包括6个准则层，17个次准则层和40项指标；结合层次分析法和组合权重法确定了指标权重，通过研究资料及相关文献，确定了评价指标体系的标准；运用模糊评价法对天津港保税区进行了实例评价，评价结果表明，园区发展处于良好水平。

生态工业园；指标体系；组合权重；模糊评价

我国生态工业园经历了十几年的发展，生态工业园指标评价体系作为评价园区的重要方式之一，其指标体系的内容和评价方法也在不断丰富。国内学者对生态工业园指标体系研究大多是依据循环经济、可持续发展等理论，并从经济、环境和社会等层面来设立具体的指标，评价法包含了主成分分析法、模糊评价法和DEA 法等[1-3]。

生态工业园的指标体系是不断更新的，无法正确衡量园区当前建设情况的指标应予以剔除，同时指标的标准值也要适应当前建设的新要求。对于指标体系的评价难点在于如何更好地确定每一项指标的权重，以及将定性指标和定量指标有效结合起来完成指标体系的综合评价。为此，文章为我国生态工业园指标体系的构建和评价方法提供了参考。

1 生态工业园评价指标体系构建

1.1 构建过程

综合评价指标体系构造是一个“具体—抽象—具体”的逻辑思维过程，是人们对评价客体特征的认识并逐步深化与完善的系统化过程。一般来说，指标的构建过程可分为4个环节：对评价客体领域的理论准备、指标初选、指标筛选、指标检验与优化[4]。理论准备要求指标体系的设计者应该对评价客体的相关理论有一定深度和广度的了解。指标的初选可以利用现有的指标构造指标体系，也可以用分析法来构造指标，常用的指标构造方法有综合法、分析法、交叉法、属性分组法等。初选后的指标具有大量的重叠信息，需要对指标进行筛选，筛选的方法有定性和定量的方法，定性方法通常结合专家咨询法对指标进行剔除，定量的方法有极大不相关法、条件广义方差极小法、聚类分析法等。指标检验包括了单项指标检验和指标体系检验。生态工业园评价指标体系构造过程如图1所示。

1.2 构建路径

构建指标体系前，需要对生态工业园的内涵进行充分的分析。我国生态工业示范园区标准中解释的：生态工业指综合运用技术、经济和管理等措施，将生产过程中剩余的能量和产生的物料，传递给其他生产过程使用，形成企业内或企业间的能量和物料传输与高效利用的协作链网，从而在总体上提高整个生产过程的资源和能源利用效率、降低废物和污染物产生量的工业生产组织方式和发展模式[5]；Ernest Lower教授将生态工业园定义为：一个由制造业和服务业组成的企业生物群落，通过包括水、能源、原材料等基本物质在内的环境和资源方面的协作和管理，来实现环境和经济协调发展，并最终使园区内的企业群落寻找到一种群体效益远远大于个体效益之和的生态工业模式[6]；美国可持续发展委员会的定义为：一个有计划的物质和能量交换的工业系统，寻求能源和原材料的消耗最小化、废物产生最低化，并力图建立一个可持续发展的经济、生态和社会[7]。

图1 生态工业园评价指标构造过程

同时，生态国内工业园指标体系的构建要符合以下原则：（1）系统性原则；（2）定性与定量相结合的原则；（3）全面性与精简性原则；（4）一般性与特殊性原则；（5）可操作性原则。

2 指标体系的确定

通过对生态工业园的内涵分析，确定了由经济发展、环境治理、资源循环化、园区产业结构、园区管理和生态宜居所组成的6个方面，结合指标体系构造过程，构建了6个准则层、17个次准则层，共计40项指标的生态工业园指标体系。

生态工业园指标体系见表1。

3 权重的确定

3.1 层次分析法

层次分析法是美国运筹学家匹茨堡大学教授T·L·Saaty于20世纪70年代初，提出的一种层次权重决策分析方法。层次分析法确定权重的步骤大致有5步。

（1）建立层次结构模型。将目标层、准则层、次准则层、指标层分为最高层、中间层和最底层，绘制层次结构模型。

青年学生逐渐形成了更加独立的思维和对时事政治的敏感度，对于坚定而明确的理想信念要进一步加强。小样本调研显示，在入党动机方面，说不清的占16.8%，周围人入党自己不入不太好占4.47%；小样本调研同时显示，在对党的了解程度方面，完全不了解的占5.22%。我们认为，没有远大理想信念指导的人生，倘若加上青年学生盲目地"独立"思考，创新创业容易使青年学生误入歧途或走很多弯路，会更多关注个人利益而忽视对国家、社会利益的关注。

（2）构造判断矩阵。邀请专家依据经验独立地对各项指标的相对重要程度进行打分。

（3）根据判断矩阵计算权重。权重的计算方法是求出判断矩阵最大特征值对应的特征向量，然后将其特征向量归一化。

（4）层次单排序并对其一次性检验。由判断矩阵计算同一层次的各因素相对于上一层中某一因素的重要性权重，进行层次单排序，并对层次单排序做一致性检。一致性指标为随机一致性指标：RI=当时，满足一致性检验。

表1 生态工业园评价指标体系

（5）层次总排序并作组合一致性检验。计算各因素对系统目标的合成权重，进行层次总排序，并对层次总排序作组合一致性检验，最终得到各个专家确定的学科指标的相对权重。

3.2 组合权重法

根据层次分析法多名专家的不同打分，会产生多种不同的结果，为了权衡这几种不同的结果，采用组合权重的方法对多种不同的结果进行均衡[8]。组合权重的思想就是在不同的权重之间寻找一致或者妥协，即寻找到最满意的权重，使得该权重与其他的权重之间的偏差最小。组合权重步骤如下。

（1）首先，经过L名专家对指标进行打分赋权，得出 L 组不同的指标权重向量：wk=（wk1，wk2…wkm）

式中：k=1，2，…，L；m代表待评价对象的属性数量，由此，构造出了一个权重向量集W=（w1，w2，…，wL）。

（2）然后，记L组指标权重向量的任意线性组合为：

式中：αk为权重组合系数，且αk＞0；w作为一种可能的权重向量，它的集合为：

（3）根据组合权重的思想，寻找一致或妥协的权重，就是在集合W中寻找到一个可能的w*，到w1，w2，...，wL的距离之和最小，则有式：

（4）最后，根据上式求出（α1，α2，…，αL），并对其进行归一化处理：

所求得的αk*代入得出组合后的权重向量为：

（5）邀请7名专家对指标进行打分，根据层次分析法得出7种不同的权重，然后对这7种不同的权重结果进行组合，最终求出 α=（0.153，0.136，0.1，0.118，0.157，0.165，0.179）T，代入得出指标体系的权重。各层次的指标权重如图2所示。

图2 生态工业园评价指标权重

4 综合评价

4.1 评价方法

模糊评价法是用来处理事物间不明晰或不确定关系的一种方法，根据待评价事物的各个指标隶属度分布情况，对评价的事物进行分析评价，同时，模糊评价法能够解决指标体系中某些指标难以量化或难以确定数值的问题。模糊评价法的步骤如下。

（1）构建待评价事物的指标集，设 X=（x1，x2，x3，…，xm）为待评价事物的m个评价指标。

（2）对待评价事物构造评语集，设 V=（v1，v2，v3，…，vn）描述评价事物的n个等级。文章设立了5个等级，分别为“良好”、“一般”、“及格”、“差”、“极差”。

（3）确定指标的隶属度，隶属度是用来描述指标集在评语集的逼近程度，隶属度的确定有定性和定量的方法，同时指标分为两种情况，一种是正向指标，即指标数值越大表示对评价客体的水平越高，这类指标的隶属度采用升半梯行分布函数来确定，另外一种是负向指标，即指标数值越小对评价客体水平越高，这类指标的隶属度采用降半梯形分布函数来确定。

（4）构造模糊关系矩阵R：

式中：rij表示第i个指标在第j等级评语上的隶属度。

（5）确定权重向量，设 W=（w1，w2，…，wm）为下一层指标对上层的权重。

（6）进行模糊合成，采用算子M（·，⊕）将权重W和关系矩阵R合成为B，则B=W·R。

4.2 原始数据收集与标准

以2015年天津港保税区为例，数据主要来源于统计公报以及相关部门提供的原始数据。定量指标的标准值来源于《国家生态工业园示范园区标准》、国内地方标准以及国外先进生态工业园区的标准，定性指标参考专家的建议来设计标准值。评价标准分为了5个等级，分别为“很好”、“一般”、“及格”“差”、“极差”。具体数据和评价标准见表2。

表2 2015年天津港保税区评价指标标准等级及现状值

4.3 综合评价结果与分析

根据模糊评价法，对天津港保税区2015年的指标进行计算，最终得出准则层指标隶属度矩阵和目标层隶属度矩阵见表3、表4。

表3 准则层指标隶属度矩阵

表4 目标层隶属度矩阵

从准则层的结果来看，经济发展有48.2%属于良好水平，有24.8%属于极差水平，究其原因，发现园区虽然经济增长水平较好，但在科技水平投入方面不足，表明了园区的经济潜力不足；从环境治理层来看，有54.2%属于良好水平，44.2%属于极差水平，说明园区在治理污染过程中，某些指标完成较好，另一些则完成较差，比如园区污水集中处理完成较好，而园区空气质量优良则较差；从产业结构来看，有73%属于极差，20.5%属于及格，说明园区的产业结构介于“极差”和“及格”水平之间，表明园区产业结构优化和企业生态链互补方面还待加强；根据资源循环的隶属度来看，有59%属于良好水平，21.1%属于一般水平，说明园区在资源回收利用方面水平较好，但仍有很大的提升空间；根据生态宜居的隶属度可以得出，41%属于良好，35.8%属于一般，20.7%属于及格，说明园区的生态宜居建设水平整体处于及格以上，同时表明宜居环境还有提升的空间；从管理层的隶属度可以判断，70.7%属于良好，12.5%属于及格，说明园区管理部门大部分处于及格以上，但有10.1%属于极差水平，究其原因，发现园区“规模以上企业ISO14001认证率”指标完成较差。从目标层的隶属度并结合最大隶属原则来看，园区整体处于良好水平，但某些指标完成还不到位，需要进一步的提高。

5 结论

在充分梳理国内外文献的基础上，确定了生态工业园的6个方面的内涵，依据指标构造过程，构建了生态工业园指标体系。为了克服单一方法确定指标权重的缺点，以组合权重法优化了指标权重。通过查阅文献、国内外以及地方标准制定了定量指标的标准值，结合专家建议确定了定性指标的标准值，依据模糊评价法对定量指标和定性指标构建了隶属度矩阵，并进行模糊合成，评价结果表明指标体系和评价方法具有可借鉴性。

[1] 刘宁，吴小庆，王志凤，等.基于主成分分析法的产业共生系统生态效率评价研究[J].长江流域资源与环境，2008，17(6):831-838.

[2] 陈共荣，戴漾泓.基于模糊数学方法的生态工业园区绩效评价研究[J].湖南科技大学学报(社会科学版)，2016，19(4):82-89.

[3] 刘巍，田金平，李星，等.基于DEA的中国综合类生态工业园生态效率评价方法研究[J].中国人口·资源与环境，2012(s1):93-97.

[4] 苏为华.多指标综合评价理论与方法问题研究[D].厦门：厦门大学，2000.

[5]HJ 274—2015.国家生态示范园区标准[S].北京:中国环境科学出版社，2015.

[6] Lowe E A.Creating by-productresource exchanges:Strategiesfor eco-industrial parks[J].Journal of Cleaner Production，1997，5(1):51-65.

[7] 谢华生，包景岭，温娟.生态工业园的理论与实践[M].中国环境科学出版社，2011.

[8] 林元庆，陈加良.方法群评价中权重集化问题的研究[J].中国管理科学，2002，10(s1):20-22.

Research on index system of eco-industrial parks based on combination weight and fuzzy evaluation

JIAO Chongzhe1,BAO Jingling2,WEN Juan3,FENG Zhenzhen3,SUN Rui3,TANG Lili3
（1.School of Economics and Management,Hebei University of Technology,Tianjin 300401,China;2.Tianjin Environmental Protection Bureau,Tianjin 300191,China;3.Tianjin Academy of Environmental Sciences,Tianjin 300191,China）

This paper introduced the process of constructing indexes system，and analyzed the connotations of the EIPs，which include economic operation，environmental improvement，industrial structure optimization，resource utilization,livable environment and park management.The index system of eco-industrial park includes 6 criteria layers，17 subcriteria layers and 40 index；Using the AHP method and the combination weighting method to determine the index weight and define the standard of evaluation indexes system；The index system was applied in Tianjin Port Free Trade Zone based on fuzzy evaluation approach and the evaluation result showed that the development level of the park is in a good condition.

eco-industrial parks；index system；combination weight；fuzzy evaluation approach

F062.2；X196

A

1674-0912（2017）10-0009-06

焦崇哲（1990－），男，河北邯郸人，硕士，专业方向：环境规划与管理。

2017－10－01）