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基于层次分析模型的城市精明增长研究

作者：温涛 李昂

来源：《工业技术创新》2017年第03期

摘 要：基于层次分析法（AHP），对格尔木和布法罗的城市精明增长指标进行研究。对城市增长、自然资源保护、环境质量、交通运输质量建立评估模型，确定各模型的指标及其权重。合成上述指标，建立精明增长模型，基于格尔木和布法罗的发展状况进行测试和修正，得到合理模型，从而对城市未来发展趋势加以预测和分析。修正后，布法罗总体结果由“良好”提升到“优秀”，格尔木总体结果由“正常”提升到“良好”。布法罗的低人口增长率使得预测结果与前期计划完全相符；格尔木的高人口增长率导致城市增长指标略有降低。精明增长计划可达到有效调控城市人口的目的，但人口的急剧变化也可能导致精明增长计划出现偏差。 关键词：精明增长；层次分析法；人口增长率

中图分类号：X24 文献标识码：A 文章编号：2095-8412 （2017） 03-161-05 工业技术创新 URL： http： //www.china-iti.com DOI： 10.14103/j.issn.2095-8412.2017.03.046 引言

精明增长理论始于20世纪90年代，是规划城市，遏制城市持续扩张、减少城市中心周边农田损失的方法论。它的重点是帮助城市成为经济更加繁荣、社会更加公平和环境更加可持续发展的人类生存之地。

层次分析模型（AHP）是一种基于数学的、用于组织和分析复杂决策的结构化技术。由Thomas L. Saaty于20世纪70年代开发，自此被广泛研究和完善。

本文选定位于不同国家的两座人口中等水平城市——中国的格尔木和美国的布法罗作为研究比较目标，它们都有独特的区位发展优势和潜力。应用AHP模型，进行分析；然后探究相应的标准，将与城市发展相关的关键指标进行量化；最后阐述其是否符合精明增长理论。 1 模型建立 1.1 城市增长模型

构建一套评估城市增长的指标：一级指标有城市的经济机遇（EO）、土地利用（UL）以及集中化程度（C）。其中，经济机遇包括人口增长（PG）和就业发展（ED）；土地利用包括土地使用比例（PLU）和土地比例变化（CLP）；集中化程度包括住宅区（AD）和住宅面积与道路面积的比例（RAD），如图1所示。

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然后，通过层次分析模型（AHP）确定每个备选方案对整个系统的综合权重。通过对比，分别建立1个3×3，3个2×2的倒数矩阵，如图2所示。

矩阵中的标度是专家充分考虑各种条件的影响后决定的，具有一定主观性。对此，标度意义采用如表1所示的标准。

在YAAHP软件的帮助下，得出了每个指标的权重，结果如表2所示。 1.2 自然资源保护、环境质量、交通运输质量模型

类似于章节1.1的思路，建立自然资源保护、环境质量、交通运输质量方面的模型。这里只列出一级指标和二级指标及权重，分别如表3、表4和表5所示。

CR一致比率应小于0.01，才能认为该AHP和权重具有一致性。在上述权重的赋值过程中，由YAAHP得出实验的CR均远小于0.01，最大CR值为0.007 6。表明了决策方法显示出完全可以接受的一致性，即权重合理。 1.3 城市精明增长模型

最后，建立一个评估城市精明增长的模型。再次使用AHP方法，判断矩阵中的值是在前四个模型中所得到的，而不是表1中的值。输入YAAHP，并得到每个指标的权重，用于最终目标——精明增长的评估，并根据权重对指标进行排序，如图3所示。 2 模型评估与调整 2.1 城市概况

格尔木是中国青海省的一个县级市。现人口约为205 700人，城市名称来自蒙古语，意为“河流”。城市位于柴达木盆地和格尔木河冲积平原处，平均海拔2 780 m，大陆高原气候。近几年来，格尔木大力发展旅游资源，努力实现产业结构的稳定升级，以“中国盐湖城”的城市名牌为目标。

布法罗是美国纽约州西部的一个城市，截至2014年，布法罗是纽约州第二大人口城市，拥有258 703名居民。由于交通便利，布法罗人口在19世纪和20世纪显著增长。20世纪，钢铁和汽车工业发达。在20世纪后半叶经济衰退之后，布法罗已经转型为金融服务、技术、生物医学工程和教育等行业。从布法罗综合成长计划来看，它已经开始实施“Green Code”计划，旨在以不同的方式实现精明增长目标。 2.2 初步评估

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依据模糊综合评估，当α、φ1、φ2、φ3、φ4的值大于一定值时，可以认为当前城市符合精明增长计划。另外，在计算全球知名城市的城市增长、自然资源保护、环境质量、交通运输质量指标后，将这些指标总和的85%确定为临界值，依据这些临界值为标准，并结合α、φ1、φ2、φ3、φ4的结果，投出图4。

由统计结果，结合图4，四个指标表明布法罗均保持“良好”的水平，而格尔木分别获得“正常、正常、良好、较差”。因此，布法罗总体获得了“良好”的结果，而格尔木为“正常”。 2.3 计划调整与再评估

根据布法罗和格尔木的实际情况调整政策，并在这些政策的基础上重新评估赋值，得到表7所示的数据。

按照章节2.2的思路进行投图，如图5所示。表明布法罗在新政策实施后四项指标中的三项均为“优秀”，一项为“良好”；而格尔木三项指标为“良好”，一项为“优秀”。两座城市的指标均有所改良，政策取得显著效果。布法罗整体提高到“优秀”水平，格尔木则获得了“良好”。 3 模型预测

为了测试模型的可靠性，假定到2050年人口增加50%，平均人口增长率从2017年起保持不变，计算所得年平均人口增长率为1.21%。布法罗市和格尔木市2016年人口增长率分别为-2.1%和7.3%，对不同的指标的权重会有很大影响。为了减小误差，重新定义了模型1中的矩阵（图6），前两个矩阵是布法罗，后为格尔木。 经过计算，得到表8所示的数据。

在给定的条件下，布法罗的结果与之前制定的计划完全相符，如图7所示，表明精明增长计划可以使人口发生调整。格尔木2050年的变化大体符合本文设计的精明增长计划，但1指标反而降低。结合两城市的人口增长率，揭示了城市人口的急剧变化可能会导致精明增长计划的偏差。 4 结论

本文建立了多个层次分析模型（AHP）来评估城市的精明增长，并定义了一个量度α来量化指标。该模型在布法罗和格尔木发展的评估和决策中能起到一定作用，在评估城市发展状态和预测政策成效上具有重要的用途和意义。 参考文献

[1] Karen A. Danielsen， Robert E. Lang， William Fulton. Retracting suburbia： Smart growth and the future of housing[J]. Housing Policy Debate， 1999， 10（3）： 513-540.