智能城市系統(tǒng)恢復(fù)力評價體系及區(qū)域差異研究

摘要:近年來恢復(fù)力研究在領(lǐng)域的拓展和定義的延伸等方面取得了較大的進步。“智能城市”(Intelligent City)，是近年來社會發(fā)展和生產(chǎn)力創(chuàng)新領(lǐng)域的一個熱點概念。恢復(fù)力作為智能城市系統(tǒng)的一個有價值的屬性成為當前研究的重要內(nèi)容。本文以智能城市和恢復(fù)力為切入點，構(gòu)建了其評價指標體系，并極具該體系利用因子分析發(fā)對個省(市)進行分析，總結(jié)總體及局域的格局特征。

關(guān)鍵詞:智能城市 恢復(fù)力 評價體系 區(qū)域差異

中圖分類號:C934，F(xiàn)290文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(b)-0033-03

彼得·德魯克1969年首次預(yù)言，未來的社會將是一個知識型社會[1]，而智能城市是知識社會的構(gòu)成單元。隨著新經(jīng)濟時代的到來、知識管理理論的出現(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能城市的觀念和技術(shù)不斷產(chǎn)生和發(fā)展，目前已經(jīng)具備了一定的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)條件。2009年，第一屆世界智能城市產(chǎn)業(yè)年會在沙特阿拉伯的麥加召開。IBM提出“智慧地球”理念，思科、愛立信等公司提出未來智能化城市藍圖，智能城市的研究和應(yīng)用進入了快速發(fā)展階段。智能城市被廣泛認為是面向未來的城市發(fā)展趨勢，荷蘭阿姆斯特丹，英國曼徹斯特和日本市川等許多城市進行了有益探索，在社會經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境保護方面取得了可觀的成效。在經(jīng)濟全球化的今天，我國堅持可持續(xù)發(fā)展、建設(shè)和諧社會的過程中，加快智能城市理論體系和核心技術(shù)的自主創(chuàng)新是我國社會經(jīng)濟發(fā)展的必由之路。

1 恢復(fù)力及智能城市恢復(fù)力

恢復(fù)力可以理解為系統(tǒng)對抗內(nèi)外壓力和變遷而保持生產(chǎn)力和功能的能力;或者是系統(tǒng)受到干擾后能夠自我組織重建的能力。恢復(fù)力的屬性可分為3方面:(1)系統(tǒng)能承受的并仍存在于原穩(wěn)態(tài)(即保持結(jié)構(gòu)和功能不變)的變化量;(2)系統(tǒng)自組織的能力(與系統(tǒng)無組織或受外部因素驅(qū)動的組織相對應(yīng));3)系統(tǒng)構(gòu)建學(xué)習(xí)與適應(yīng)能力的程度(適應(yīng)能力是恢復(fù)力的重要因素，反映了系統(tǒng)面對干擾時的學(xué)習(xí)能力)[2]。

1973年Holling創(chuàng)造性地將恢復(fù)力引入到生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究中，并將其定義為系統(tǒng)吸收干擾并繼續(xù)維持其功能、結(jié)構(gòu)、 反饋等不發(fā)生質(zhì)變的能力[3]。隨后這一理論在不斷的研究中逐漸滲透到社會系統(tǒng)領(lǐng)域。Carpenter和Walker等認為恢復(fù)力是干擾的大小[4]，即在社會-生態(tài)系統(tǒng)進入到一個由其它過程集合控制的穩(wěn)態(tài)之前系統(tǒng)可以承受干擾的大小。隨著社會-生態(tài)系統(tǒng)理論的引入，恢復(fù)力的定義也日臻完善。

城市安全包含的內(nèi)容十分廣泛，有城市生態(tài)環(huán)境安全、食品安全、經(jīng)濟安全、社會安全等多方面的內(nèi)容。本文通過對涉及城市安全的生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟、社會、文化、人身健康和資源供給等各方面數(shù)據(jù)的研究，提出了城市安全評價的指標體系，并給出了參照指標體系進行評價的方法。

智能城市是一個復(fù)雜系統(tǒng)，在城市發(fā)展過程中，其抵抗外界干擾進行自我修復(fù)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能力尤為重要。而恢復(fù)力理論也已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展研究的新視角，該理論關(guān)注變化中的持續(xù)性——確切地說是依托于Gunders on和Holling所論述的適應(yīng)性循環(huán)理論[5]。盡管每個系統(tǒng)具體屬性的不同會造成恢復(fù)力概念的差異，但它們概念的構(gòu)建都是基于適應(yīng)性循環(huán)理論[5]，所以適應(yīng)性循環(huán)與擾沌一同成為研究和測定恢復(fù)力的重要理論。智能城市是一個“社會-經(jīng)濟-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)”[6，7]，受自身和外界干擾與驅(qū)動的影響[8]，具有不可預(yù)期、自組織、非線性、多穩(wěn)態(tài)、閾值效應(yīng)、歷史依賴和多種可能結(jié)果等特征[9，10]，因此必須在多尺度的復(fù)合研究中去理解和研究智能城市系統(tǒng)的恢復(fù)力。

2 智能城市恢復(fù)力指標體系

從系統(tǒng)論角度看，基于恢復(fù)力的城市安全評價是一個多層次的多指標的系統(tǒng)。要分析系統(tǒng)的恢復(fù)力，要對各子系統(tǒng)從發(fā)展規(guī)模、結(jié)構(gòu)、效益等方面構(gòu)建一個科學(xué)的評價指標體系。一方面要達到科學(xué)性與實用性相統(tǒng)一，指標的選取應(yīng)建立在充分認識、系統(tǒng)研究的科學(xué)基礎(chǔ)上。有關(guān)經(jīng)濟發(fā)展、人口規(guī)模與結(jié)構(gòu)、資源的開發(fā)與利用、環(huán)境質(zhì)量等構(gòu)成要素應(yīng)在指標體系中得到反映，要考慮數(shù)據(jù)取得的難易程度和可靠性，盡可能選擇那些具有代表性的重點指標。另一方面需兼顧系統(tǒng)性與層次性相統(tǒng)一，指標體系既要客觀地反映系統(tǒng)發(fā)展的狀態(tài)，又要避免指標之間的重疊性。

如表1所示。

有關(guān)城市安全與穩(wěn)定的指標構(gòu)建，在理論上和實踐中尚沒有達成社會各界共同認知的體系范疇。西方發(fā)達資本主義國家大多基于社會風(fēng)險控制目的，建立了經(jīng)濟層面的指標。美國學(xué)者在20世紀60年代提出了涉及經(jīng)濟、政治、宗教、社會、資源、家庭、性以及傳統(tǒng)文化等諸方面影響社會穩(wěn)定的指標。我國學(xué)者在20世紀80年代即啟動國情社會風(fēng)險研究，提出的指標有四類40余項。90年代末又有學(xué)者提出中國社會風(fēng)險監(jiān)測指標體系包括18個警源指標、10個警兆指標和12個警情指標[11]。通過對上述指標的研究整理，在智能城市背景下，我們將智能城市風(fēng)險分為六個方面，分別為食品供給、城市環(huán)境、日常安全、經(jīng)濟發(fā)展、社會福利保障、技術(shù)發(fā)展六個方面，并從這六個方面進行智能城市系統(tǒng)恢復(fù)力研究。

城市食品保障，用來反映城市現(xiàn)在和將來的食品供給保障程度，使用X1人均糧食產(chǎn)量，X2人均肉、家禽、水產(chǎn)品、牛奶、供給量來衡量該指標。

城市環(huán)境是城市賴以生存、發(fā)展的環(huán)境，是人類從事社會經(jīng)濟活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，是城市形成和持續(xù)發(fā)展的支持系統(tǒng)，城市生態(tài)環(huán)境安全是城市安全的基礎(chǔ)條件。我們使用X3萬元產(chǎn)值能源消耗指標，X4生活垃圾無害化處理率，X5工業(yè)廢水排放達標率，X6工業(yè)廢氣排放治理指數(shù)來衡量該指標。

日常安全屬于城市生產(chǎn)安全，日常安全指標可衡量和評價城市生產(chǎn)安全水平。盡管存在著其他生產(chǎn)安全指標，但通常情況日常安全監(jiān)管好，則其在其他生產(chǎn)安全方面相應(yīng)也較好。我們使用X7人口/火災(zāi)發(fā)生率，X8人均交通事故損失折款，來衡量該指標。

城市經(jīng)濟發(fā)展指標，反映城市經(jīng)濟在受到各種外來威脅時保持正常運行和發(fā)展的能力。我們使用X9人均生產(chǎn)總值，X10居住價格指數(shù)，X11居民消費物價指數(shù)，X12居民人均可支配收入來衡量該指標。

社會保障指標主要反映基本生活保障能力、城市的生活安定性以及社會是否和諧。我們使用X13衛(wèi)生、社會保障、社會福利業(yè)固定資產(chǎn)投資，X14人均工傷保險基金，X15人均養(yǎng)老保險基金，X16人均養(yǎng)老保險基金，X17人均醫(yī)療保險基金來衡量該指標。

技術(shù)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新是提高生產(chǎn)力和推動社會發(fā)展的主要力量，它已成為衡量一個國家科技水平高低和經(jīng)濟實力強弱的重要標志，是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的不竭動力[12]。我們采用X18科學(xué)研究技術(shù)服務(wù)固定資產(chǎn)投資，X19教育固定資產(chǎn)投資，X20信息傳輸、計算機網(wǎng)絡(luò)、投資，X21教育文化消費價格指數(shù)來衡量該指標。

3 智能城市恢復(fù)力評價的實證研究

我們從《中國統(tǒng)計年鑒2008》，《中國城市統(tǒng)計年鑒2008》，以及各省市2008年統(tǒng)計年鑒中篩選綜合了21項指標數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進行分析。

因子分析是通過分析指標體系的結(jié)構(gòu)關(guān)系，將多個指標轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標，這些綜合指標是原指標的線性組合，能反映原指標絕大部分的信息，使信息的損失最小，因而對原指標的綜合解釋能力強。該分析方法可以在相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上，將相關(guān)性較高的指標，合并為相互獨立的公因子，從而達到數(shù)據(jù)縮減降維，并保留原來數(shù)據(jù)信息的目的，尤其適用于大量指標的評價。定量分析系統(tǒng)恢復(fù)力，需要對不同量綱指標的初始數(shù)據(jù)進行標準化處理，把指標數(shù)值轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的含義。

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我們利用SPSS16.0軟件進行分析，首先對原始指標變量進行標準差標準化處理，經(jīng)KMO和Bartlett檢驗，KMO值為0.692，達到可以進行因子分析的顯著性要求。因子分析假設(shè)變量是因子的線性組合，第一成分有最大的方差，后續(xù)的成分其可解釋的方差逐個遞減，按照特征根大于1的原則并以分析變量的協(xié)方差矩陣作為提取公因子的依據(jù)，計算出的主成分特征根及其貢獻率(表2)。因子特征值大于1.00的共有6個公因子，其方差貢獻率分別為40.7%、14%、12.2%、8.7%、6.8%、4.3%，其方差累計貢獻率已達86.72%，即反映了原有信息的86.72%(表2)這5個公因子可作為評價我國31個省(市區(qū))的智能城市恢復(fù)力評價的綜合變量。

進一步進行因子旋轉(zhuǎn)。選用方差最大化正交旋轉(zhuǎn)，使每個因子上的具有最高載荷的變量數(shù)最小以簡化對因子的解釋，得到表3。

由因子載荷矩陣可以看出，公因子F1主要反映的是技術(shù)發(fā)展指標，在X18科學(xué)研究技術(shù)服務(wù)固定資產(chǎn)投資，X19教育固定資產(chǎn)投資，X20信息傳輸、計算機網(wǎng)絡(luò)、投資，X21教育文化消費價格指數(shù)上有較大載荷。公因子F3主要反映的是社會保障能力，在X13衛(wèi)生、社會保障、社會福利業(yè)固定資產(chǎn)投資，X14人均工傷保險基金，X15人均養(yǎng)老保險基金，X16人均養(yǎng)老保險基金，X17人均醫(yī)療保險基金有較大載荷。公因子F2主要反映的是經(jīng)濟發(fā)展指標，在X9人均生產(chǎn)總值，X10居住價格指數(shù)，X11居民消費物價指數(shù)，X12居民人均可支配收入上有較大載荷。公因子F5主要反映的是城市環(huán)境指標，在X3萬元產(chǎn)值能源消耗指標，X4生活垃圾無害化處理率，X5工業(yè)廢水排放達標率，X6工業(yè)廢氣排放治理指數(shù)上有較大載荷。公因子F4主要反映的是生產(chǎn)安全指標，在X7人口/火災(zāi)發(fā)生率，X8人均交通事故損失折款上有較大載荷。公因子F6主要反映的是食品保障指標，在1人均糧食產(chǎn)量，X2人均肉、家禽、水產(chǎn)品、牛奶、供給量上有較大載荷。

對指標數(shù)據(jù)進行因子分析，因子經(jīng)正交旋轉(zhuǎn)后再用回歸法計算出各因子得分，根據(jù)各因子的方差貢獻率占6個因子的累計貢獻率的比重為權(quán)重進行加權(quán)，累加各因子得分計算出綜合得分(公式1)。

(1)

其中為得分;為指標數(shù)值;為權(quán)重

4 結(jié)果與分析

根據(jù)樣本公因子的得分及排序情況可知:從因子分析的結(jié)果來看，基于智能城市的恢復(fù)力廣東地區(qū)位列第一。可見作沿海開放地區(qū)，經(jīng)過長期的努力，打造了良好的智能城市環(huán)境，并且城市發(fā)展狀態(tài)良好，具有較強的抗逆性。另外從宏觀上來看，沿海地區(qū)在智能城市恢復(fù)力上明顯高于中西部地區(qū)，這與長期的經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展環(huán)境有著緊密的關(guān)系。另外從各公因子得分的排序來看，公因子F1主要反映的是技術(shù)發(fā)展指標，在影響智能城市系統(tǒng)穩(wěn)定性相關(guān)的各項技術(shù)的投資上東部地區(qū)明顯好于中西不地區(qū)，并且相應(yīng)的經(jīng)濟狀況公因子F2的排名也明顯靠前，城市環(huán)境指標也相應(yīng)較好。公因子F3主要反映的是社會保障能力，由于使用的人均指標，因此東西部差異不顯著。而對于主要反映的是食品保障指標，沿海地區(qū)尤其北京天津受人口和地域的限制，得分較低，而重慶山東等地則情況較好。

智能城市恢復(fù)力具有明顯的局域特征，對6個公因子分析的結(jié)果表明，不同類別的局域存在不同的特征。北京作為我國政治、經(jīng)濟、文化中心，集中了大量的經(jīng)濟技術(shù)資源，該地區(qū)多項評價指標與其他地區(qū)相比占有極其明顯的優(yōu)勢。長三角和珠三角地區(qū)同樣由于經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展充分，從智能城市角度考慮到恢復(fù)力能力同樣具有較高優(yōu)勢，相比我國的西南、西北地區(qū)與之差距巨大。

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