基于AHP-熵权法的港口规划中岸线价值评价研究

王学诗，杨海龙，张立国

（1.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300220；2.天津大学管理与经济学部，天津 300072）

引言

岸线资源是港城融合发展的重要载体，对岸线资源利用综合价值进行评价是港口城市进行城市规划、港口规划的重要条件。随着经济的发展，一些港口城市的功能定位和发展方向发生了很大的转变，这些改变要求今后对于岸线的使用必需有新的认识，对岸线资源价值的合理利用需要建立在对岸线资源综合价值进行客观分析的基础。基于以上背景，本文建立数学模型对岸线资源的综合价值进行定量与定性的分析和多指标的评价，为岸线规划提供决策依据。

1 岸线资源

岸线资源是指岸线两侧一定范围内的水域和陆域相结合的国土空间资源，岸线资源具有稀缺性和不可再生的双重秉性，兼顾自然属性、经济属性和社会属性于一身，是港城区域经济和社会可持续发展的重要载体[1-2]。

2 岸线资源利用的功能分类

根据港口岸线资源的不同利用方式，岸线资源主要分为生产功能岸线、生活功能岸线、生态功能岸线和其他功能岸线。岸线的生产功能指以经济活动为目的，通过利用岸线资源修建各种用途的码头、船厂等以满足生产需要的功能。岸线的生活功能指利用岸线资源进行居住、旅游、消费、娱乐、出行等活动，满足生活品质提升需求的功能。岸线的生态功能指自然或半自然的岸线，具有涵养水源、调节气温、改善气候、美化环境、保护生物多样性等功能[3]。

根据岸线的自然条件和社会的综合技术水平对岸线进行多种方式的利用，以满足生产、生活需要，各种利用方式根据其功能特点可以分为四种功能利用分类，岸线资源功能利用分类如表1 所示。

表1 岸线资源功能利用分类

四种不同功能的岸线随着经济、社会和自然环境的发展变化，四种功能关系动态地发生转换。在前工业时代和工业时代，人们对于岸线功能的利用主要集中在对岸线资源的占有和创造经济价值。进入后工业时代后，人们逐渐认识到岸线资源在提高人们生活质量、改善生活环境方面的重要作用，生产岸线的增加比例逐渐降低，甚至逐渐出现将原有老旧、废弃的生产岸线转变为生活岸线或生态岸线。由于军事、海事等其他功能的岸线具有特殊特性，因此人们在对岸线的各种功能利用方面的研究，主要集中在生产、生活和生态三个方面。

3 岸线资源综合价值

岸线资源的不同功能赋予了岸线不同形式的价值，岸线资源的综合价值包括经济价值、生态价值和社会价值三个方面，即综合考量三个方面的价值之和。岸线资源的总价值（TV）=经济价值（ENV）+生态价值（ELV）+社会价值（SV）。

同一地区不同时期岸线资源的三个价值显现是随着经济发展、自然环境变化、国家政策法规、人们的需求变化而动态演变的。某一特定区域内的岸线在人类未进行有规模的生产时，该地区的岸线最初主要是以自然状态的岸线为主，此时岸线的综合价值以生态价值为主，社会价值和经济价值为辅。随着经济和社会的不断发展，一定区域内的经济社会活动逐渐增加并形成城市，经济进一步活跃后，建立了综合性功能的港口，岸线资源的经济价值日益凸显。岸线资源的生产功能日益扩大后以及人类活动愈加频繁，原有岸线的生态功能遭到不同程度的破坏，同时随着人们经济水平的不断提高，人们对于生活环境质量的要求不断提升，生产性岸线又逐渐向生活岸线和生态岸线演变。

同一时期不同地区岸线资源的三个价值显现受岸线自然条件、区域经济社会发展程度和不同区域人们需求的差异性所影响。不同区域内的社会和经济发展水平及程度不同，一些地区建港条件好，港口建立的早，规模逐渐发展壮大，成为国际枢纽港和国际大都市，岸线价值随之发生转变。一些地区由于受自然条件的限制，在岸线资源充沛和整个社会经济发展程度不高时该地区并未开发岸线的生产性功能，而随着整个社会经济的高度发展以及岸线不断紧缺后，人们开始突破建港技术瓶颈，也影响了该地区岸线功能转变。另外一些地区，由于其独特的自然条件和地理位置等条件良好，虽然该地区岸线作为生产性岸线已经充分利用，甚至对经济发挥了重要功能，当整体社会和经济发展到一定程度后，对于将原有生产性岸线资源转变为旅游沙滩、滨水酒店、邮轮等生活岸线或生态岸线的需求也不断显现了。

4 港口岸线资源利用综合价值评价模型

4.1 评价指标体系设计

影响岸线资源利用价值的因素包括经济、社会和生态等多方面因素，种类多样，数量庞大，而且对于不同港区不同时期条件下各因素的影响程度也不尽相同。所以不能简单地将所有的因素纳入评价指标体系，也不能凭借主观意识、盲目的选取，而应当遵循一定的设计原则，这样才能提炼出科学、客观、合理的岸线资源利用价值评价指标体系。因此，在选取岸线资源利用价值评价指标时应遵循以下基本原则[4-5]：

1）合理性和易获取原则

岸线资源利用价值与经济、社会和生态有关，所以必须全面考虑，从实际出发，选出的评价指标必须能够科学、合理地反应岸线资源利用价值的高低。但是并不是所有科学合理的指标都可以作为岸线资源利用价值的评价指标，还应当遵守易获取原则，尽可能保证每一个被选取的评价指标都可以通过资料收集、数据统计等方式获取到相关数据。

2）全面性原则

随着社会经济的发展，在不同的统计文献中对于同一港口城市不同时期的统计目录和数据信息是有所变化的，为达到价值评价的目的，需保证选取的每一个指标都能够全面涵盖并体现不同时期港口城市岸线资源利用的综合价值，在全面性原则的指导下，科学合理地选取港口城市岸线资源利用综合价值评价指标。

3）定性和定量相结合原则

影响岸线资源利用综合价值的因素包括一些体现社会价值的指标，这些指标是定性的而非定量的，只能进行定性的描述，为全面科学地衡量岸线资源利用综合价值，还需要基于定性与定量相结合的原则选取评价指标。

基于以上设计原则，本文采用频率统计、文献研究等方法对评价指标进行选取，通过对国内外关于港口城市岸线资源利用评价及指标选取等相关文献进行研究，统计并分析被选取次数较多且能够客观体现岸线价值的指标，从而为建立岸线资源利用综合价值评价体系提供参考。经过比选，最终从经济、社会和生态三个方面考虑，共选取了17 个指标[6]，具体指标如表2 所示。

表2 岸线资源利用综合价值评价指标

4.2 多指标评价和数学模型

在多指标评价方法中，主观赋权法因受到人为因素的影响，往往会夸大或降低某些指标的作用，致使其不能完全反映事物间的真实关系。客观赋权法虽然可以克服人为因素的影响,但是其权重属于信息量权重,容易忽略评价者的主观信息。因而在实际应用中，人们往往采用主客观结合赋权法，既考虑了主观上人们对各项指标的重视程度，又考虑了指标原始数据之间的相互关系及它们对总体评价的影响[7]。通过对多指标评价方法的理论和实践研究，选取适合的因素和指标用于对岸线资源利用综合价值进行评价。

主客观结合赋权法中最常见的是AHP-熵权法，其中，AHP（层次分析法）是一种主观赋权法，是由美国运筹学家T.L.Saaty 于20 世纪70 年代提出的一种系统化、层次化的赋权方法[6]。它按照因素的构造关系将其划分为不同层次，通过两两对比的方法确定其重要性程度，在此基础上将定性与定量分析相结合，建立每一层次因素的判断矩阵，得出该层次下各因素的权重，最后计算各个层次对目标的权重。具体计算步骤如下[8]：

1）确定影响因素集，建立层次结构模型

一级指标因素x={x1,x2,x3,…}，二级指标因素集为x1={x11,x12,x13,…}，以此类推；

2）对同一层次的不同因素，分别进行两两比较构造判断矩阵。

判断矩阵一般由专家按照1～9 级标度法确定，得到均为正交矩阵的判断矩阵：

3）计算权重

相对权向量：

第i项指标的权重系数：

4）计算判断矩阵的最大特征根λmax

5）对判断矩阵进行一致性检验

其中：CI是一致性指标；RI是矩阵的平均随机一致性指标。

表3 平均随机一致性指标

熵权法是一种客观赋权法，它主要基于客观信息，通过分析各指标间的联系程度及指标所提供的信息量来客观的决定指标的权重，是一种根据各项指标观测值所提供的信息量的大小来确定指标权数的方法。具体计算步骤如下[7,9]：

1）构建原始指标数据矩阵

2）数据标准化处理

由于各指标的量纲、数量级及指标的正负取向均有差异，需对初始数据做标准化处理：

3）计算第i项指标的熵值Ei

4）计算第i项指标的熵权ωi

5）确定综合权重

式中：α为AHP 法占组合权重的比例；为AHP 法计算的各项权重；为熵权法占组合权重的比例；为熵权法计算的各项权重。

综上，通过采用主客观结合赋权法、定性与定量相结合的方式，即可确定各评价指标的综合权重，并建立一套多指标数学评价模型，最终达到对港口城市岸线资源综合价值进行评价的目的。

5 结语

基于AHP-熵权法对港口城市岸线资源综合价值进行评价，既能考虑主观上人们对各项指标的重视程度，又能考虑指标原始数据之间的相互关系以及它们对总体评价的影响，在城市规划、港口规划等领域具有一定的推广和应用价值。