基于TOPSIS與灰色關(guān)聯(lián)分析的區(qū)域建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)

張 淼， 覃亞偉， 劉佳靜

(華中科技大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430074)

政府，被普遍認(rèn)為在推動(dòng)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面扮演著重要角色[1,2]。近年來，受國(guó)內(nèi)宏觀經(jīng)濟(jì)下行和房地產(chǎn)市場(chǎng)波動(dòng)影響，我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展亦進(jìn)入“新常態(tài)”，總產(chǎn)值增速逐年下降[3]，如何促進(jìn)和實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展成為各級(jí)政府的一大難題?？紤]建筑業(yè)發(fā)展水平地域差異，對(duì)我國(guó)不同區(qū)域的建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，明確本地區(qū)建筑業(yè)發(fā)展“短板”，有利于地方政府因地制宜，對(duì)癥下藥，促進(jìn)本地區(qū)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

該領(lǐng)域的研究主要集中于兩個(gè)層面：一是評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建；二是評(píng)價(jià)模型的改進(jìn)與優(yōu)化。其中，劉愛芳等[4]從建筑業(yè)發(fā)展環(huán)境、規(guī)模、效益、資源與能源利用等層面構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用熵值法確定各指標(biāo)相對(duì)權(quán)重；王旭[5]基于投影分析法和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型，對(duì)我國(guó)不同地域建筑業(yè)效率和競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行排序評(píng)級(jí)；楊芳[6]基于系統(tǒng)論和主成份分析法建立評(píng)價(jià)模型，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)；張磊[7]從建筑業(yè)規(guī)模、效益、潛力和資源消耗4個(gè)層面構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，基于投影尋蹤原理，探究2000—2008年我國(guó)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r；光輝[8]利用聚類分析和主成份分析法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行篩選，應(yīng)用物元可拓模型探究我國(guó)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r；周旭[9]基于主成分分析法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論建立區(qū)域建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)模型，并收集東北3省1區(qū)的數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練和檢驗(yàn)。

這些研究大多以我國(guó)建筑業(yè)整體為對(duì)象，針對(duì)不同區(qū)域建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平差異的研究較少。同時(shí)，近些年我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出一些新變化和新趨勢(shì)，如國(guó)內(nèi)建筑業(yè)企業(yè)正加快進(jìn)軍海外市場(chǎng)、建筑工業(yè)化趨勢(shì)日趨明顯等，有必要對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行修正和完善。本文首先考慮經(jīng)濟(jì)“新常態(tài)”下我國(guó)建筑行業(yè)新變化和新特征，建立區(qū)域建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，然后，綜合利用TOPSIS和灰色關(guān)聯(lián)分析法，建立一種新的評(píng)價(jià)模型，用以衡量和評(píng)價(jià)我國(guó)不同地區(qū)的建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。

1 可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

反映一個(gè)地區(qū)建筑業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的指標(biāo)很多，本文在參考相關(guān)文獻(xiàn)[4～9]和進(jìn)行專家咨詢的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)建筑行業(yè)新變化和新特征，構(gòu)建了區(qū)域建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

整個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系共包含3個(gè)一級(jí)指標(biāo)、20個(gè)二級(jí)指標(biāo)。其中，發(fā)展水平主要反映一個(gè)地區(qū)建筑業(yè)的產(chǎn)業(yè)地位、規(guī)模、效益、盈利水平、技術(shù)裝備水平等；發(fā)展效率主要反映一個(gè)地區(qū)建筑業(yè)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)業(yè)附加值等；發(fā)展?jié)摿χ饕从骋粋€(gè)地區(qū)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展所需的動(dòng)力和支撐是否充足，包括本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與潛力、建筑企業(yè)盈利能力、財(cái)務(wù)狀況及省外業(yè)務(wù)拓展能力等?？紤]到不同地區(qū)建筑業(yè)企業(yè)專注和擅長(zhǎng)的細(xì)分領(lǐng)域不同，不同細(xì)分領(lǐng)域(如鐵路和橋梁)單位產(chǎn)值的能耗必然不同，因而未考慮單位產(chǎn)值的資源和能耗指標(biāo)。

表1 區(qū)域建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)模型

TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)和灰色關(guān)聯(lián)分析法均可用于多目標(biāo)決策分析，但兩種方法的決策依據(jù)和基本原理不同[10,11]。TOPSIS法根據(jù)各評(píng)價(jià)單元與“理想單元”數(shù)據(jù)曲線之間的位置關(guān)系(歐氏距離)進(jìn)行決策，灰色關(guān)聯(lián)分析法則依據(jù)各評(píng)價(jià)單元與“理想單元”數(shù)據(jù)曲線之間幾何形態(tài)的相似度進(jìn)行決策。兩種方法具有良好的互補(bǔ)性，本文綜合利用TOPSIS法和灰色關(guān)聯(lián)分析法建立一種新的區(qū)域建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)模型。

設(shè)初始評(píng)價(jià)矩陣為X=xijm×n，其中xij為第i個(gè)評(píng)價(jià)單元在第j個(gè)指標(biāo)下的屬性值；m為評(píng)價(jià)單元數(shù)；n為評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)。

本文評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，除城鎮(zhèn)化率X17為反向指標(biāo)外，其余均為正向指標(biāo)。

(2) 采用熵權(quán)法[4]確定各指標(biāo)權(quán)重(wj)1×n=(w1,w2,...,wn)。

(1)

(3)計(jì)算加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣Y。

Y=yijm×n=wjvijm×n

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

式中：α和β為偏好系數(shù)，反映形狀和位置的偏好程度，滿足α+β=1，α，β∈[0,1]，本文取α=β=0.5[12]。Si即為各評(píng)價(jià)單元的最終得分，反映了各評(píng)價(jià)單元與“理想單元”的“接近”程度。Si值越大，該評(píng)價(jià)單元越優(yōu)。

3 實(shí)證分析

為驗(yàn)證本研究所開發(fā)評(píng)價(jià)模型的適用性，選取部分省份為研究對(duì)象，進(jìn)行橫向和縱向分析，并將模型分析結(jié)果與客觀實(shí)際進(jìn)行比較。

3.1 橫向分析

考慮地域差異和數(shù)據(jù)的可獲得性，選取東部的北京、上海、江蘇、浙江，中部的河南、湖北、湖南，西部的四川作為橫向分析比較對(duì)象，探究2015年8省市建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平差異和主要影響因素。

通過查閱國(guó)家和地方統(tǒng)計(jì)年鑒、建筑業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒等數(shù)據(jù)源，收集8省市2015年相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)，得到橫向分析原始數(shù)據(jù)矩陣(表2)，通過熵權(quán)法獲得各指標(biāo)權(quán)重wj(表3)，通過評(píng)價(jià)模型可得到8省市的綜合得分Si(圖1)，據(jù)此可以衡量2015年8省市建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平的差異。利用MATLAB編程可快速實(shí)現(xiàn)以上過程。

圖1 2015年8省市可持續(xù)發(fā)展水平對(duì)比

表2 橫向分析原始數(shù)據(jù)

表3 橫向分析各指標(biāo)權(quán)重

由表3可以看出，權(quán)重較大的指標(biāo)主要有行業(yè)從業(yè)人數(shù)比重X6、省外完成建筑業(yè)產(chǎn)值占全國(guó)比重X20、建筑業(yè)總產(chǎn)值X1、建筑業(yè)企業(yè)營(yíng)業(yè)收入X4、從業(yè)人員人均勞動(dòng)報(bào)酬X5、資本利潤(rùn)率X12、建筑業(yè)外向度X21等。表明2015年8省市建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平的差異主要體現(xiàn)在建筑業(yè)發(fā)展的規(guī)模、效益和省外業(yè)務(wù)拓展能力方面。

由圖1可知，2015年8省市建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平橫向比較中，江蘇省的綜合得分最高，浙江緊隨其后。分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，這主要是由于江、浙兩省建筑業(yè)總產(chǎn)值、省外完成建筑業(yè)產(chǎn)值占全國(guó)比重、行業(yè)從業(yè)人數(shù)比重、建筑業(yè)企業(yè)營(yíng)業(yè)收入均遙遙領(lǐng)先所致。北京市建筑業(yè)外向度、從業(yè)人員人均勞動(dòng)報(bào)酬、特級(jí)及一級(jí)總承包企業(yè)產(chǎn)值比重均位居8省市前列，綜合得分居第3位。湖北省在資本利潤(rùn)率、勞動(dòng)生產(chǎn)率、技術(shù)裝備率等方面擁有較大優(yōu)勢(shì)，但在建筑業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)集中度和省外業(yè)務(wù)拓展能力等方面與江蘇、浙江、北京等省市仍有一定差距，綜合得分略低于北京。上海、河南、湖南、四川4省市的建筑業(yè)整體可持續(xù)發(fā)展水平則相對(duì)較弱。

3.2 縱向分析

除橫向比較不同省份建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平的差異外，本研究開發(fā)的模型還可用于分析某區(qū)域建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平隨時(shí)間的變化趨勢(shì)及主要影響因素。以湖北省為例，通過收集相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)湖北省2010—2015年建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平進(jìn)行縱向分析，以加深對(duì)其近幾年建筑業(yè)整體可持續(xù)發(fā)展水平和趨勢(shì)的理解。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入評(píng)價(jià)模型，同樣可得到縱向分析各指標(biāo)權(quán)重wj(表4)以及各年份的綜合得分Si(圖2)。

表4 縱向分析各指標(biāo)權(quán)重

圖2 湖北省建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平變化趨勢(shì)

由表4可以發(fā)現(xiàn)，近幾年影響湖北省建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平的因素主要有營(yíng)業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)率X14、省外完成建筑業(yè)產(chǎn)值占全國(guó)比重X20、營(yíng)業(yè)收入增長(zhǎng)率X13、行業(yè)從業(yè)人數(shù)比重X6、GDP 增長(zhǎng)率X15、建筑業(yè)增加值占GDP的比重X2等。

由圖2可以看出，2010年以來，湖北省建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平總體呈“上升”趨勢(shì)。分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，近幾年來，湖北省建筑業(yè)企業(yè)營(yíng)業(yè)收入和利潤(rùn)增速不斷下滑，宏觀經(jīng)濟(jì)不斷下行，這些因素對(duì)湖北省建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展造成不利影響；但與此同時(shí)，湖北省建筑業(yè)從業(yè)人數(shù)、總產(chǎn)值和增加值逐年保持快速增長(zhǎng)，推動(dòng)了湖北省建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展整體水平的提升。

4 結(jié) 論

(1)考慮經(jīng)濟(jì)“新常態(tài)”下建筑行業(yè)新變化和新特征，建立了新的區(qū)域建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

(2)結(jié)合TOPSIS和灰色關(guān)聯(lián)分析法，提出了一種新的評(píng)價(jià)模型，用以衡量我國(guó)不同區(qū)域建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平的差異；選取湖北等8省市對(duì)模型適用性進(jìn)行了檢驗(yàn)，評(píng)價(jià)結(jié)果與客觀實(shí)際基本相符。

(3)本文的研究層面為行業(yè)，下一步可增加對(duì)不同建筑業(yè)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力評(píng)價(jià)的研究。