基于AHP-熵權法的港口規劃中岸線價值評價研究

王學詩，楊海龍，張立國

（1.中交第一航務工程勘察設計院有限公司，天津 300220；2.天津大學管理與經濟學部，天津 300072）

引言

岸線資源是港城融合發展的重要載體，對岸線資源利用綜合價值進行評價是港口城市進行城市規劃、港口規劃的重要條件。隨著經濟的發展，一些港口城市的功能定位和發展方向發生了很大的轉變，這些改變要求今后對于岸線的使用必需有新的認識，對岸線資源價值的合理利用需要建立在對岸線資源綜合價值進行客觀分析的基礎。基于以上背景，本文建立數學模型對岸線資源的綜合價值進行定量與定性的分析和多指標的評價，為岸線規劃提供決策依據。

1 岸線資源

岸線資源是指岸線兩側一定范圍內的水域和陸域相結合的國土空間資源，岸線資源具有稀缺性和不可再生的雙重秉性，兼顧自然屬性、經濟屬性和社會屬性于一身，是港城區域經濟和社會可持續發展的重要載體[1-2]。

2 岸線資源利用的功能分類

根據港口岸線資源的不同利用方式，岸線資源主要分為生產功能岸線、生活功能岸線、生態功能岸線和其他功能岸線。岸線的生產功能指以經濟活動為目的，通過利用岸線資源修建各種用途的碼頭、船廠等以滿足生產需要的功能。岸線的生活功能指利用岸線資源進行居住、旅游、消費、娛樂、出行等活動，滿足生活品質提升需求的功能。岸線的生態功能指自然或半自然的岸線，具有涵養水源、調節氣溫、改善氣候、美化環境、保護生物多樣性等功能[3]。

根據岸線的自然條件和社會的綜合技術水平對岸線進行多種方式的利用，以滿足生產、生活需要，各種利用方式根據其功能特點可以分為四種功能利用分類，岸線資源功能利用分類如表1 所示。

表1 岸線資源功能利用分類

四種不同功能的岸線隨著經濟、社會和自然環境的發展變化，四種功能關系動態地發生轉換。在前工業時代和工業時代，人們對于岸線功能的利用主要集中在對岸線資源的占有和創造經濟價值。進入后工業時代后，人們逐漸認識到岸線資源在提高人們生活質量、改善生活環境方面的重要作用，生產岸線的增加比例逐漸降低，甚至逐漸出現將原有老舊、廢棄的生產岸線轉變為生活岸線或生態岸線。由于軍事、海事等其他功能的岸線具有特殊特性，因此人們在對岸線的各種功能利用方面的研究，主要集中在生產、生活和生態三個方面。

3 岸線資源綜合價值

岸線資源的不同功能賦予了岸線不同形式的價值，岸線資源的綜合價值包括經濟價值、生態價值和社會價值三個方面，即綜合考量三個方面的價值之和。岸線資源的總價值（TV）=經濟價值（ENV）+生態價值（ELV）+社會價值（SV）。

同一地區不同時期岸線資源的三個價值顯現是隨著經濟發展、自然環境變化、國家政策法規、人們的需求變化而動態演變的。某一特定區域內的岸線在人類未進行有規模的生產時，該地區的岸線最初主要是以自然狀態的岸線為主，此時岸線的綜合價值以生態價值為主，社會價值和經濟價值為輔。隨著經濟和社會的不斷發展，一定區域內的經濟社會活動逐漸增加并形成城市，經濟進一步活躍后，建立了綜合性功能的港口，岸線資源的經濟價值日益凸顯。岸線資源的生產功能日益擴大后以及人類活動愈加頻繁，原有岸線的生態功能遭到不同程度的破壞，同時隨著人們經濟水平的不斷提高，人們對于生活環境質量的要求不斷提升，生產性岸線又逐漸向生活岸線和生態岸線演變。

同一時期不同地區岸線資源的三個價值顯現受岸線自然條件、區域經濟社會發展程度和不同區域人們需求的差異性所影響。不同區域內的社會和經濟發展水平及程度不同，一些地區建港條件好，港口建立的早，規模逐漸發展壯大，成為國際樞紐港和國際大都市，岸線價值隨之發生轉變。一些地區由于受自然條件的限制，在岸線資源充沛和整個社會經濟發展程度不高時該地區并未開發岸線的生產性功能，而隨著整個社會經濟的高度發展以及岸線不斷緊缺后，人們開始突破建港技術瓶頸，也影響了該地區岸線功能轉變。另外一些地區，由于其獨特的自然條件和地理位置等條件良好，雖然該地區岸線作為生產性岸線已經充分利用，甚至對經濟發揮了重要功能，當整體社會和經濟發展到一定程度后，對于將原有生產性岸線資源轉變為旅游沙灘、濱水酒店、郵輪等生活岸線或生態岸線的需求也不斷顯現了。

4 港口岸線資源利用綜合價值評價模型

4.1 評價指標體系設計

影響岸線資源利用價值的因素包括經濟、社會和生態等多方面因素，種類多樣，數量龐大，而且對于不同港區不同時期條件下各因素的影響程度也不盡相同。所以不能簡單地將所有的因素納入評價指標體系，也不能憑借主觀意識、盲目的選取，而應當遵循一定的設計原則，這樣才能提煉出科學、客觀、合理的岸線資源利用價值評價指標體系。因此，在選取岸線資源利用價值評價指標時應遵循以下基本原則[4-5]：

1）合理性和易獲取原則

岸線資源利用價值與經濟、社會和生態有關，所以必須全面考慮，從實際出發，選出的評價指標必須能夠科學、合理地反應岸線資源利用價值的高低。但是并不是所有科學合理的指標都可以作為岸線資源利用價值的評價指標，還應當遵守易獲取原則，盡可能保證每一個被選取的評價指標都可以通過資料收集、數據統計等方式獲取到相關數據。

2）全面性原則

隨著社會經濟的發展，在不同的統計文獻中對于同一港口城市不同時期的統計目錄和數據信息是有所變化的，為達到價值評價的目的，需保證選取的每一個指標都能夠全面涵蓋并體現不同時期港口城市岸線資源利用的綜合價值，在全面性原則的指導下，科學合理地選取港口城市岸線資源利用綜合價值評價指標。

3）定性和定量相結合原則

影響岸線資源利用綜合價值的因素包括一些體現社會價值的指標，這些指標是定性的而非定量的，只能進行定性的描述，為全面科學地衡量岸線資源利用綜合價值，還需要基于定性與定量相結合的原則選取評價指標。

基于以上設計原則，本文采用頻率統計、文獻研究等方法對評價指標進行選取，通過對國內外關于港口城市岸線資源利用評價及指標選取等相關文獻進行研究，統計并分析被選取次數較多且能夠客觀體現岸線價值的指標，從而為建立岸線資源利用綜合價值評價體系提供參考。經過比選，最終從經濟、社會和生態三個方面考慮，共選取了17 個指標[6]，具體指標如表2 所示。

表2 岸線資源利用綜合價值評價指標

4.2 多指標評價和數學模型

在多指標評價方法中，主觀賦權法因受到人為因素的影響，往往會夸大或降低某些指標的作用，致使其不能完全反映事物間的真實關系。客觀賦權法雖然可以克服人為因素的影響,但是其權重屬于信息量權重,容易忽略評價者的主觀信息。因而在實際應用中，人們往往采用主客觀結合賦權法，既考慮了主觀上人們對各項指標的重視程度，又考慮了指標原始數據之間的相互關系及它們對總體評價的影響[7]。通過對多指標評價方法的理論和實踐研究，選取適合的因素和指標用于對岸線資源利用綜合價值進行評價。

主客觀結合賦權法中最常見的是AHP-熵權法，其中，AHP（層次分析法）是一種主觀賦權法，是由美國運籌學家T.L.Saaty 于20 世紀70 年代提出的一種系統化、層次化的賦權方法[6]。它按照因素的構造關系將其劃分為不同層次，通過兩兩對比的方法確定其重要性程度，在此基礎上將定性與定量分析相結合，建立每一層次因素的判斷矩陣，得出該層次下各因素的權重，最后計算各個層次對目標的權重。具體計算步驟如下[8]：

1）確定影響因素集，建立層次結構模型

一級指標因素x={x1,x2,x3,…}，二級指標因素集為x1={x11,x12,x13,…}，以此類推；

2）對同一層次的不同因素，分別進行兩兩比較構造判斷矩陣。

判斷矩陣一般由專家按照1～9 級標度法確定，得到均為正交矩陣的判斷矩陣：

3）計算權重

相對權向量：

第i項指標的權重系數：

4）計算判斷矩陣的最大特征根λmax

5）對判斷矩陣進行一致性檢驗

其中：CI是一致性指標；RI是矩陣的平均隨機一致性指標。

表3 平均隨機一致性指標

熵權法是一種客觀賦權法，它主要基于客觀信息，通過分析各指標間的聯系程度及指標所提供的信息量來客觀的決定指標的權重，是一種根據各項指標觀測值所提供的信息量的大小來確定指標權數的方法。具體計算步驟如下[7,9]：

1）構建原始指標數據矩陣

2）數據標準化處理

由于各指標的量綱、數量級及指標的正負取向均有差異，需對初始數據做標準化處理：

3）計算第i項指標的熵值Ei

4）計算第i項指標的熵權ωi

5）確定綜合權重

式中：α為AHP 法占組合權重的比例；為AHP 法計算的各項權重；為熵權法占組合權重的比例；為熵權法計算的各項權重。

綜上，通過采用主客觀結合賦權法、定性與定量相結合的方式，即可確定各評價指標的綜合權重，并建立一套多指標數學評價模型，最終達到對港口城市岸線資源綜合價值進行評價的目的。

5 結語

基于AHP-熵權法對港口城市岸線資源綜合價值進行評價，既能考慮主觀上人們對各項指標的重視程度，又能考慮指標原始數據之間的相互關系以及它們對總體評價的影響，在城市規劃、港口規劃等領域具有一定的推廣和應用價值。