基于改進TOPSIS方法的情景規(guī)劃應用研究*——以秦皇島海洋文化產(chǎn)業(yè)為例

◆賈麗潔

作者：賈麗潔，燕山大學校長辦公室助理研究員，研究方向為管理信息系統(tǒng)（066004）。

為進一步做好和發(fā)揮燕山大學服務地方經(jīng)濟的功能，積極提升秦皇島城市發(fā)展，對此，燕山大學專門組織學生針對秦皇島海洋文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃進行了調(diào)研和分析，從而在做好促進秦皇島未來海洋文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，積極提升學生運用專業(yè)知識實踐的能力。對此，本文對改進TOPSIS方法的情景規(guī)劃在秦皇島海洋文化產(chǎn)業(yè)中的應用進行了實證研究。

1 情景規(guī)劃應用的理論基礎(chǔ)

情境分析法 該方法是在20世紀的70年代興起的一門預測技術(shù)，其主要是結(jié)合認為的決策因素對未來可能產(chǎn)生的影響進行分析，從而對未來進行描述和預測。而所謂的情景則為事物未來可能發(fā)展的趨勢的描述，對這種描述既包括定性，也包括定量的預測。情景分析最早被應用在軍事領(lǐng)域，之后隨著其發(fā)展，開始被應用在各個不同領(lǐng)域。

改進的TOPSIS方法 該方法是對有限個方案中的多目標決策分析所采用的一種常用的方法。同時隨著對其研究的深入，通過改進也可應用在多指標體系當中。

2 情景方案構(gòu)建步驟

評價對象與影響因素的選擇 規(guī)劃環(huán)境影響評價具有特定的評價對象和目的，因此，通過對對象和影響因素的選擇，為下一步情景方案提供方向。而影響情景方案的構(gòu)造因素有很多，在通常情況下是通過專家打分的方式歸納出具體的影響因子。

核心影響因子計算 所謂的核心因子是指影響其發(fā)展的關(guān)鍵影響因素。而核心因子的篩選對后續(xù)的情景方案的制訂起著決定性的作用。因此，如何做好對核心因子的判別是關(guān)鍵。本文對核心因子篩選的思路是對各個影響因素的重要性和不確定性進行打分，并通過層次分析法對兩個特定值的權(quán)重進行計算，再在該基礎(chǔ)上運用改進后的TOPSIS對其重要性和不確定性進行排序，從而得出所有影響因素的核心因子。

1）TOPSIS計算步驟。

①假設該問題的分析包括n個不同的評價單元，同時涵蓋p個不同的評價指標，從而構(gòu)造出決策矩陣：

②對上述中的X都統(tǒng)一采取歸化處理，由此可得到其歸化決策矩陣：

采用方根法對其進行歸化。

③加權(quán)矩陣構(gòu)建。通過歸化后的決策矩陣來乘以各個評價指標自身的權(quán)重，從而得到最后的加權(quán)矩陣。其中W表示權(quán)重向量，由此可得到下面的表達式：

④虛擬最劣解構(gòu)建。通過上述對不同權(quán)重的計算，可以得出各個指標的最優(yōu)值和最劣值的向量，并通過上述的最優(yōu)值和最劣值構(gòu)造去虛擬的最劣解。

其中：

由此可得到其最優(yōu)解：

⑤計算不同評價單元與虛擬最劣解和最優(yōu)值之間的距離：

⑥各個不同評價單元和最優(yōu)值的接近度：

⑦排序。所謂的排序，是針對上述相對接近度，對其進行一定的排序，從而篩選出其最優(yōu)的解答。

2）基于層次分析的權(quán)重確定。

①通過邀請相關(guān)的專家對構(gòu)造的評價單元打分，并構(gòu)造出判斷矩陣：

由此通過上述判斷矩陣，可得出其最大特征值和權(quán)重指標的值。

②一致性檢驗。為確定構(gòu)建的指標的合理性，必須通過一致性檢驗，從而確定其中的指標構(gòu)建正確性。由此可得到以下公式：

由此通過上述分析，可得到該構(gòu)建模型中的核心因子。

3）情景方案的制訂。通過上述步驟后，可根據(jù)其不同核心因子與相對接近度來確定不同的方案，如圖1所示。

因此，通過上述分析，在采用情景分析法對方案進行構(gòu)建的時候，其所有的方案按照設計的理論都應該在該范圍以內(nèi)。但是，如果ΔC1C2C3的三邊呈現(xiàn)出比例的變化，則方案在其構(gòu)成的三角形內(nèi)部。而為更好地對其情景方案進行構(gòu)建，本文做以下假設：

圖1 三維核心因子接近度

①假設是依據(jù)其中的某個核心因子構(gòu)建了一套完整的方案，其序號為零，其他的方案在這個方案的基礎(chǔ)上變化，由此得到該核心因子就是該方案構(gòu)建的核心；

②結(jié)合斜率變化的特征，假設方案是根據(jù)其中的核心因子2發(fā)生的，核心因子1的坐標值減少，2則增加，因此，兩者的比值為C1/C2。

由此通過上述方式可得出不同的情境構(gòu)造方案。

3 基于改進TOPSIS方法的實證分析

秦皇島概述 秦皇島地處河北，是著名的海濱城市，有著豐富的海濱城市資源。同時，隨著秦皇島近幾年的經(jīng)濟發(fā)展，在各方面都取得矚目的成績，如文化產(chǎn)業(yè)、旅游產(chǎn)業(yè)等得到快速發(fā)展。但是，如何在發(fā)展中做好對產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和研究，成為做好城市發(fā)展的重要步驟。而結(jié)合對秦皇島海洋文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展研究，其海洋文化產(chǎn)業(yè)可以分為海洋歷史、海洋藝術(shù)等八個不同的產(chǎn)業(yè)，具體的分布如表1所示。

影響因素構(gòu)造 對秦皇島海洋文化的影響因素通過專家打分，包括城市形象、文化特色、產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)、交通運輸便利度、城市建設。在該研究中涉及秦皇島大大小小八個產(chǎn)業(yè)，上百家不同的企業(yè)和項目，因此必然會涉及整體的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)度；而作為文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必然會結(jié)合當?shù)氐奈幕瑥亩l(fā)展特色文化產(chǎn)業(yè)；交通作為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的基本因素，對其發(fā)展起著至關(guān)重要的作用；所謂的城市形象作為對人們心中的影響，對吸引人才和消費群體具有重要作用；城市建設包括基礎(chǔ)設備的投入、網(wǎng)絡和后勤等是否滿足城市發(fā)展的需要。

對核心因子的篩選 采用專家打分法對上述因素的不確定性和重要度進行打分，具體得分結(jié)果如表2所示。

表2

通過上述評分，可得到其矩陣：

通過對上述矩陣進行歸化處理，可以得到歸化后的決策矩陣：

表1

同時運用層次分析法求得其重要度和不確定性的判斷矩陣為：

?

由此可得出w1=0.25，w2=0.75。同時通過一致性檢驗，CR=0。

由此通過虛擬最劣解可得到：

由此可得出各個影響因素的計算結(jié)果，如表3所示。

表3 結(jié)算結(jié)果

通過上述構(gòu)建，有文化特色＞產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)＞城市建設＞城市形象＞交通便利度。由此可以確定影響秦皇島海洋文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要的核心因子是文化特色、產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)、城市建設。

三維坐標的構(gòu)建 通過上述分析，由產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)、文化特色和城市建設共同組成一個三角形，同時其三維坐標表示如圖2所示。

情景分析方案構(gòu)建 通過上述構(gòu)建，可以得知，當考慮一個核心因子的時候，其方案落在點C2上；而當考慮其中的兩個核心因子的時候，其方案會落在斜邊OC2上；當考慮三個不同的核心因子的時候，則其方案會落在△C1C2C3內(nèi)。

4 結(jié)語

通過組織學生對秦皇島海洋文化產(chǎn)業(yè)進行調(diào)查，最后采用TOPSIS方法和層次分析法得出影響秦皇島海洋文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心因子，并結(jié)合情景分析法對其最優(yōu)方案的選擇進行分析，從而為秦皇島海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可借鑒的參考材料。但是由于在教學實踐調(diào)查中缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)的支撐，因此，接下來教學實踐的關(guān)鍵步驟是對其中的數(shù)據(jù)進行確認，由此進一步對該方案進行分析，為學生提供知識應用的實證。

[1]宗蓓華.戰(zhàn)略預測中的情景分析法[J].預測,1994(2):50-53.

[2]于紅霞,錢榮.解讀未來發(fā)展不確定性的情景分析方法[J].未來與發(fā)展,2006(2):12-15.