基于CBR的智慧城市背景下城市治理路径决策支持研究

文/重庆大学管理科学与房地产学院 杨田禾

0 引言

城镇化导致社会经济快速增长是城市发展的客观趋势，但快速城镇化也造成交通拥堵、环境污染和能源紧缺等问题[1]。传统一刀切、粗放式和单一主体的城市治理方式不再适用，急需向现代化和精细化转型。智慧城市作为解决高速城镇化引起的城市问题和提升城市综合治理能力的重要手段受到广泛关注。

全球许多城市开展智慧城市治理行动，并取得成果，该实践可提供宝贵的经验供学习和借鉴。但每个城市的经济发展水平、城市产业和历史文化背景等存在巨大差异，无法完全照搬，需紧密结合城市自身特征。因此，本文将经验学习的思想和方法融入到智慧城市背景下城市治理的路径决策中[2]，设计了一种基于案例推理（case-based reaaoning，简称CBR）的方法，研究智慧城市背景下城市治理的路径决策问题，支持城市选择适合自身的最优路径。

1 CBR模型构建

1.1 定义

CBR是采用已有经验解决问题的方式，通过修改类似问题的处理方案解决目标问题，适用于处理非结构化问题。完整的CBR推理过程至少包含5个基本流程：案例表示、案例检索、案例重用、案例修改和案例保留[3]。研究在智慧城市与城市治理的内在联系和相互影响逻辑基础上，构建了基于CBR的智慧城市背景下城市治理路径决策支持模型（见图1）。

图1 基于CBR的智慧城市背景下城市治理路径决策模型

1.2 案例表示

CBR的案例表示主要分为2个部分。

1）关键属性 用作案例相似度匹配计算指标，研究采用PSR模型梳理了15个智慧城市治理路径决策影响因素（见表1）。

表1 基于PSR模型的智慧城市治理路径决策影响因素

2）案例输出信息 以结构化的形式表示推理结果，基于国家标准GB/T 36333—2018《智慧城市顶层设计指南》，结合智慧城市和城市治理的内在联系，建立结构化的案例输出信息表示方式。CBR决策模型案例表示结构如图2所示。

图2 基于CBR的智慧城市背景下城市治理案例表示结构

1.3 检索算法确定

相似度计算结果影响案例推理结果的精确度和可靠性，需计算案例的属性相似度和全局相似度。

1.3.1 属性相似度计算

研究案例的属性主要包括数值型和模糊型属性：①数值型属性一般是连续的数值，即定量表述案例属性；②模糊型属性通常难以用明确的术语或确定的数值表示，其相似度的计算较复杂，需寻找隶属函数，建立属性间的数量关系。研究案例属性“相关政策颁布程度”采用由低到高5个等级进行表征，故可采用三角函数描述数值关系[4]。

1.3.2 全局相似度计算

用GS（Ci,Cj）表示目标案例Ci与历史案例Cj的相似度，即全局相似度。采用最近邻检索算法中最常用的曼哈顿距离计算公式。

2 实证研究

2.1 案例收集与数据获取

研究根据中国信息化研究与促进网发布的“2018-2019中国新型智慧城市建设与发展综合影响力评估结果通报”的城市名单，选取排名靠前的38个城市作为样本城市，案例属性数据来源于2019年各城市统计年鉴、2019年各城市公布的统计公报、各政府网站与研究机构等。案例输出信息来自政府官网、权威报告等，选取重庆和西宁作为目标案例，以演示并初步验证所构建模型的有效性（见表2）。

表2 目标案例的案例关键属性

2.2 案例检索

为合理设置属性权重，首先，邀请9位领域专家进行打分，通过层次分析法计算得到主观权重；其次，根据38个案例的属性值，通过熵值法计算得到客观权重；最后，通过加权计算得到组合权重w=(0.0356, 0.0503,0.0759, 0.0370, 0.0391, 0.0528, 0.0679, 0.0422,0.0618, 0.0962, 0.0764, 0.0690, 0.0899, 0.1122,0.0939)T。利用组合权重进行相似度计算，由计算结果可得，与重庆最相似的3个城市是天津、宁波、青岛，与西宁最相似的3个城市是海口、银川、兰州。

2.3 案例重用与修改

但目标案例和检索结果的案例并非完全相似。若对检索案例的解决方案不加以修改直接重用，某些策略在目标案例中可能并不适用。为确保检索案例具有参考性，需对检索案例进行分析和修改，进而成为对决策有支持作用的参考案例[5]。以重庆为例，展示案例重用与修改。

重庆作为我国四大直辖市之一,是国家中心城市、西南地区综合交通枢纽和现代制造业基地，同时，也是国家重点建设智慧城市的目标城市。2013年起，重庆在建设智慧城市上不断取得成功实践经验，在智慧城市治理方面，涵盖了智慧交通、智慧医疗、智慧城管等多个领域。根据推理结果，与重庆最相似的3个城市是天津、宁波、青岛。

天津、青岛、宁波和重庆均为新一线城市，城市整体发展实力处于我国前列，智慧城市发展水平也相对领先，在智慧城市概念进入我国后均开始部署建设行动，并一直保持良好发展势头，智慧城市治理均拥有扎实基础。

3个参考城市在智慧城市治理路径的共同之处包括：①基于国家的宏观政策和战略规划，制定本市的智慧城市建设规划，在智慧城市建设中融入城市治理的概念，形成城市治理现代化、精细化的布局；②由专门机构统筹智慧城市建设路径，负责设计专项方案和完善保障机制等工作，并设立城市信息平台即城市大脑，对数据进行整体分析、管理、应用，支撑城市治理精细化；③以产业升级促进区域经济系统同发展，注重数据产业和创新产业的发展，关注本地优势产业的转型升级，形成特色发展模式，助力经济发展智慧化的同时反哺智慧城市治理更强大的驱动力；④智慧城市和城市治理两者高度联系和融合，坚持以人为本，精准治理方式，以城市治理视角开展智慧城市建设，有机融合并互为依托；⑤不断完善人才和技术体系以提供保障，充分利用当地教育科研资源扩展人才储备；⑥注重创新，持续改进，贯彻创新驱动战略；⑦政府主导的政企合作，充分发挥资本力量节省政府成本，同时为企业发展保驾护航，创新投资运营模式，多渠道开展宣传，公民参与度相对较高；⑧持续完善信息基础设施，已建成国内相对先进的基础设施，为城市治理转型打下坚实基础。

重庆在遵循以上参考案例共性时，需结合自身特征设计路径，如重庆和3个案例城市均为港口城市，运输物流产业发达，可借鉴案例城市的转型路径，3个参考城市均十分注重创新发展，重庆在设计路径时应注重人才和知识体系的构建，充分发挥当地丰富的教育资源优势，培养相关人才、注重实效绩效。

以上经验知识均为重庆设计智慧城市治理路径提供参考，但该措施的选取与否和调整幅度需由决策者根据目标问题的实际情况和具体需求而定，如经济效益、时间成本和成效等。

3 结语

研究借鉴广大学者对CBR方法的研究经验，将其引入智慧城市治理路径决策支持研究，构建基于CBR的路径决策支持模型，并通过对已有成功案例进行收集与结构化的编译和处理，运用本模型进行演示与实例验证。

初步应用结果可得，研究构建的CBR决策支持模型为城市管理者提供科学有效的决策流程和方法，对智慧城市背景下城市治理路径决策提供支持，有效将决策中无边界的策划问题转变为有边界的选择问题。通过CBR方法对历史经验的捕捉和重用，不仅能发挥历史案例的价值，而且能为决策者提供借鉴，避免主观经验主义。