基于粒子濾波算法的智慧社區信息化服務績效評價

熊炳忠

摘要：由于現行績效評價的層次分析法易受主觀因素影響與模糊綜合評價法隸屬函數選取具有主觀隨意性的不足，提出基于粒子濾波算法的績效評價方法。根據智慧社區建設績效評價指標體系，利用浙北地區若干試點智慧社區的信息化服務統計調查數據，對比分析基于粒子濾波方法與模糊層次綜合評價法對智慧社區信息化服務績效評價的結果，表明基于粒子濾波算法的績效評價是有效的且具有更優的客觀準確性。

關鍵詞：智慧社區；信息化服務；粒子濾波；績效評價

中圖分類號：F224.9 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）06-0167-03

作為城市細胞的社區，是居民生存和發展的載體。隨著我國社會、經濟、科技等各個方面的快速發展，社區居民對便捷、高效以及智能的社區服務需求與日俱增，以智慧系統為核心，移動終端、微信平臺為抓手，依托先進的信息化技術為居民提供方便、快捷且精準服務的智慧社區理念應運而生，這是信息化時代背景下社會管理模式發展創新的必然要求。關于智慧社區的概念，中華人民共和國住房與城鄉建設部于2014年5月編制的《智慧社區建設指南（試行）》中闡釋為：綜合運用云計算、移動互聯網以及物聯網等現代信息技術，整合區域內相關各方資源，依托信息環境基礎設施，支撐于信息服務平臺，為社區居民提供溫馨、安全、便捷、高效的現代化、智慧化的社區生活環境。當前，各地紛紛進行智慧社區的試點建設工作，為即將到來的大規模智慧社區建設工作做好充分準備。

對于智慧社區建設中首當其沖的當然是信息化建設水平，社區的信息化已經被提高到戰略的高度。利用量化的科學評測體系，對新時期的各類型居民社區在各個方面建設績效進行科學有效的評估評價，為引導、規劃、建設好居民社區等課題，已經引起國內有關部門、專家學者的高度重視。王素俠、朱芳霞等綜合層次分析法與模糊綜合評價方法對新型城鎮化社區治理績效進行測度。武建軍等利用模糊層次分析法對現代社區的信息化水平進行評價探究。鄒凱等采用多層次灰色評價評價方法對社區信息化績效進行綜合評價研究。對社區安全管理模式選擇上張立華等采用模糊綜合評價進行研究分析。眾所周知，綜合定性與定量分析的層次分析法在解決約束因素較少問題的評價誤差較小，可靠度較高，但對于社區治理建設中的社區信息服務這樣的約束因素眾多、層次規模較大的績效評價問題，其判斷矩陣一般都難以滿足一致性要求。由于較少使用定量數據，而更多關注定性成，層次分析方法下的分析結果難以令人信服。模糊綜合評價方法又是另一種人們經常使用的績效評價方法，該方法根據模糊數學中的隸屬度原理，轉化定性評價問題為定量評價，其具有系繞性強，結果清晰，能較好解決模糊的、難以量化的問題，但是由于人們對事物認識具有局限性，當前，對隸屬函數的確定還沒有行之有效的系統方法，使得模糊綜合評價方法常常具有隨意性。模糊綜合評價方法還存在不能解決評價指標之間的相關性所造成評價信息重復利用問題的不足。針對層次分析方法與模糊綜合評價法在社區治理、智慧社區信息化服務績效評價中存在的不足，本文提出基于粒子濾波算法的智慧社區信息服務績效評價方法。該評價方法依據粒子濾波算法原理，選取各個待評估智慧社區的指標最優值作為高斯抽樣變量，進行迭代，求取各個評估指標下的智慧社區評估得分值，使得績效評價結果更加具有科學性、公平性與準確性。通過對比分析多種方法下的智慧社區信息化服務績效評價結果，發現基于粒子濾波算法的績效評價方法的有效性，同時也為將該方法應用于解決其他類似的績效評價問題提供借鑒與參考。

1粒子濾波算法原理

2粒子濾波方法績效評價方案

績效評價問題屬于非線性系統的多個約束條件、多個目標的決策問題。基于粒子濾波算法的序列重要性再抽樣獲得系統的狀態后驗概率的基本思想，選取各項指標中的最優值為正態抽樣變量，進行粒子、權重的迭代，求解出某個指標下某社區的績效評估值來實現粒子濾波算法的績效評價。

2.1確定評價指標的權重

如何確定評價指標的權重，已有文獻的做法主要是基于判斷矩陣。該方法根據各指標的重要性程度構造它們的可以相互比較的矩陣，這個矩陣稱為判斷矩陣，然后根據這個矩陣計算出其最大特征值的特征向量，作為各指標的相應權重，這里要注意的是判斷矩陣是否符合一致性要求，一般設置一致性的臨界值為0.1，若大于0.1，就要重新調整矩陣各參數，直至使得矩陣達到一致性的要求。

2.2粒子濾波算法績效評價過程

3實際案例評價分析

3.1智慧社區信息化績效評價指標的選取

以《智慧社區建設指南（試行）》中所列出的關于智慧社區的評價指標體系為主要依據，借鑒《社區信息服務滿意度評價》中所列出的指標體系內容，參照已有文獻中有關信息服務列出的指標，結合國內當前互聯網+智慧社區的建設實際狀況得到智慧社區信息化服務的績效評價指標體系，選取6個作為評價的一級指標，23個作為評價的二級指標，詳細內容見表1.

（注：一級指標、二級指標里的第一個數據為由判斷矩陣計算得到的權重，二級指標里第二個數據為該指標下的最優值，第三個數據是該指標下6個社區的標準差）

3.2數據收集與處理

選取浙北地區6個試點建設的智慧社區，向每個社區的居民隨機發放120份調查社區信息化服務的狀況要求他們按照評價體系中的二級指標逐項打分，分值范圍為0至100分，調查問卷收回數量依次為，101份、112份、115份、99份、108份與113份。按照每項評價指標算出各社區各項指標的平均分，匯總6個社區的各項指標平均分中的最大值與得到每一項指標數據的標準差等數據見表1.根據該片區域智慧社區信息化服務總體建設水平，按照德爾菲方法，將表1中的一級、二級評價指標分層提交給本領域內的專家，進行指標間的重要性程度判定，按照1—9分比例標度給出判斷矩陣見表2.根據判斷矩陣，經計算得到判斷矩陣的最大特征值為6.14，其對應正則化特征向量w=（0.317，0.269，0.121，0.156，0.088，0.0495），依據層次分析法理論可知，向量塒為一級評價指標的相對重要的排序數，即權重經計算得到隨機一致性比例CR=CI/RI=0.027<0.1，說明其對應的判斷矩陣具有滿意的一致性。

3.3基于粒子濾波算法的智慧社區信息化服務評價

根據表1中各項二級評價指標中的最優值和標準差，運行粒子濾波算法得到每個社區在每一項二級評價指標下的得分，然后根據層次分析法將各項得分與各二級指標的權重相乘相加獲得每一社區的各個一級指標得分，再與各個一級指標對應權重相乘后相加獲得第一個至第六個智慧社區信息化服務的綜合評價得分值分別為：82.39，81.28，84.93，80.63，79.48，77.16，由此得到第3個智慧社區的信息化服務測度分值最高。

3.4智慧社區信息化服務的層次分析法的綜合模糊評價

模糊綜合評價是利用模糊數學中的隸屬度原理，將受多種因素制約的事物對象的定性分析轉為量化值后的一個總體評價。該方法系統性好，結果較為清晰，一般能較好解決模糊的、難以量化的問題，適合解決針對非確定性問題。在評價智慧社區信息化服務中，操作步驟如下：第一步，確定權重。文中權重的選擇方法與粒子濾波方法評價相同，利用層次分析法求得；第二步，計算二級評價指標的調整平均得分。利用各個試點智慧社區的調查問卷數據，找到每個二級指標下的最高評分Max_ij（i表示第i個社區，j表示第j個二級指標），算出每個二級指標下的平均得分Aveq（i表示第i個社區，j表示第j個二級指標），算出每個二級指標的調整后的評價得分AAve_ij=100×Ave_ij/Max_ij；第三步，計算綜合得分，將每個二級評價指標的權重與調整后評價得分相乘后相加得到每個一級評價指標的綜合得分，再依次與相應的一級評價指標權重相乘后便可算得每個社區的最終綜合評價得分87.46，86.21，91.13，85.73，84.98，82.39。由此可見，第3個智慧社區的信息化服務測度分值最高。

3.5兩種績效評價方法的對比分析

粒子濾波評價方法除定性量化指標權重外以原始數據為基準直接進行抽樣迭代給出評價，不需要專家對量化數據變換，能減少主觀意見對評價的影響，相比較層次分析法具有較高的客觀性。從模糊綜合評價方法來看，其隸屬函數選取上會受到評價指標的最優值所干擾，粒子濾波評價方法不使用隸屬函數，能克服模糊綜合評價可能存在波動性的不足。在粒子濾波評價中，粒子迭代所選的高斯分布的標準差是綜合了所有待評價社區的觀測數據，故由該方法給出的評價結果會更加公平與合理。

4結束語

社區信息化已經成為智慧社區、智慧城市乃至全社會信息化的基礎，積極推進社區的信息化服務建設，能提高社區的各種基礎設施的集約化與智能化水平，促進各種政務信息的共享，降低行政管理成本，促進社區管理的現代化，提高社區治理效率。本文通過實地調研試點建設的智慧社區，結合智慧社區的評價指標體系制定其信息化服務的評價指標，基于粒子濾波方法來對社區信息化服務給出績效評價分析，并與基于模糊層次分析綜合評價法的評價結果進行對比分析，得到基于粒子濾波評價方法能更加客觀準確表達出各項評價指標下的社區信息化建設的差異值，該方法能為社區管理者、各相關部門提供現代社區信息化建設與治理提供科學、公平、公正的參考建議，具有較高的研究與應用價值。