基于云模型的“智慧时代”城市发展质量综合测度研究

王梦贤 秦小小

摘要：随着智慧时代的发展，城市化的进程逐步加快，人口从农村涌向城市，给城市的发展带来了新的机遇和挑战。目前已有的城市发展评估模型尚未对智慧时代给城市化进程带来的影响进行评估，已有的评估体系已经不能适应新的时代。本文基于云模型，改进了已有综合测度模型，实现了定性和定量之间的转换，并将其应用于对城市发展质量的综合测度，实验表明新的测度模型能有效衡量城市发展质量。

关键词：云模型;综合测度模型;智慧时代

一、引言

评价指标体系构建是进行发展质量综合测度以及科学合理提供提升策略的必要前提。评价指标体系是指由表征评价对象各方面特性及其相互联系的多个指标，所构成的具有内在结构的有机整体。对城市的发展质量评估方面，国内外学者从考核评价体系[1-2] 、城市治理方法[3]和技术体系研究[4]等方面进行了研究。

本文构建了基于云模型的模糊综合测度模型，选取了以北京为代表的四座城市，从物质文明、精神文明、生态文明三个角度对其进行综合评价。

二、构建评价指标体系

（一）测度指标的概念性框架

基于我国城市发展质量测度的研究现状，参考智慧城市和新型城镇化的学科前沿热点，本文构建了测度指标的概念性框架。主要从物质文明、精神文明和生态文明的角度出发，构建评价指标体系。

（二）数据预处理

对数据集进行统计建模，考察数据分析结果对模型假设的敏感性，从而避免抽样偏差;选择合适的数据粒度，本文选择以年为单位;对数据的完整性进行检验，确定数据是否都正确;对缺失数据利用R 软件进行插值;利用因子分析方法对数据进行降维，从而获得影响城市发展质量特征的公共因子。

（三）将数据转换为云模型

将变量标准化，将变量映射到均值为0，标准差为1的空间。对变量U，ui为观测值， 为其样本均值，s为其样本方差，有如下公式：

（1）

将标准化后yi转换为云模型，可实现定性和定量之间的转换，从而有效评估城市发展质量。利用期望Ex代表定性概念在空间的点，熵En反映定性概念的不确定性，超熵En度量熵的不确定性。其运算规则如下[5]：

不妨设论域U中有两朵云和，其计算结果如下：

加法：;

减法：

乘法：

除法：

云的代数运算具有以下性质：

交换律：A+B=B+A，AB=BA;（2）

结合律：（A+B）+C=A+（B+C），（AB）C=A（BC）。（3）

三、实证分析

通过对已有文献中评价指标体系进行筛选，选择了如下统计指标主要包括如下：

以北京、上海、天津和重庆为研究对象，数据来自国家统计局（https：//data.stats.gov.cn/）。选取2000年至2020年的年度数据。

缺失数据的情况由R软件可视化呈现。

可利用R对数据集进行多重插补，将残缺数据补齐，其主成分分析的崖底碎石图如下：

选择三个主成分，分别代表物质文明、精神文明和生态文明。第i个主成分为

（4）

将其标准化后，计算其相应主成分的云模型，构建模糊综合评价模型对其进行综合评价。

将所得的云模型集结可得：

从所计算结果可看出，经过标准化后，云的期望在0附近波动，对差异不大的城市，标准化后对其进行综合评价较难。引入云模型后，可利用熵和超熵进行综合评价，从而对城市发展质量进行评价。综合评价后，北京的综合测度要高于其他城市。

四、结论

本文从生态文明、物质文明和精神文明出发，构建了城市综合评价指标体系，同时将云模型引入城市发展质量的综合评价模型，构建了基于云模型的综合评价体系，并以此为基础对以北京为代表的四个城市进行综合评价。

相比以往的模糊综合评价模型，云模型能更好地在定量和定性概念之间转换，熵和超熵能更有效地刻画不确定性，从而为决策提供更多地信息。

参考文献：

[1] 陈铭， 王乾晨， 张晓海，等. “智慧城市”评价指标体系研究——以“智慧南京”建设为例[J]. 城市发展研究， 2011， 000（005）：84-89.

[2] 王振源， 段永嘉. 基于层次分析法的智慧城市建設评价体系研究[J]. 科技管理研究， 2014， v.34;No.315（17）：165-170.

[3] 辜胜阻， 杨建武， 刘江日. 当前我国智慧城市建设中的问题与对策[J]. 中国软科学， 2013（1）：6-12.

[4] 王静远， 李超， 熊璋，等. 以数据为中心的智慧城市研究综述[J]. 计算机研究与发展， 2014（02）：239-259.

[5] 王坚强， 刘淘. 基于综合云的不确定语言多准则群决策方法[J]. 控制与决策， 2012， 27（8）：1185-1190.

作者简介：

王梦贤（1982-）讲师，主要从事决策理论与方法研究

项目：益阳市哲学社会科学项目，编号2019YS011，人工智能时代下益阳智慧城市建设中存在的问题与对策研究;2019YS049 城市文化视角下公共艺术的在地性研究-以益阳市为例