社会经济可持续发展系统的模糊综合评判研究

李 峰

摘要:实施可持续发现战略是目前世界各国的共识。建立可持续发现评价模型是亟待深入研究的问题。在充分考虑经济增长与资源的有效利用、环境保护、以及社会发展之间的相互制约关系,本文利用模型综合评判法对可持续发展模型进行了研究。

关键字:可持续发展多算子模型模型综合评价

1. 引言

可持续发展(Sustainable Development)是人类对过去单纯追求经济发展的观点进行反思的基础上提出来的一种新的发展观。联合国环境与发展委员会(WCED)对可持续发展作了如下定义:“可持续发展是既满足当代人的需求又不危及后代人满足其需求的发展”。

这个观点可从空间和时间两个方面理解:空间上,它强调经济、社会发展同资源开发利用和环境保护相协调,局部利益和整体利益相结合;时间上,它强调了发展的永续性,强调当前利益和长远利益相结合。

可持续发展系统是由若干相互制约、相互依赖的要素构成的多层次复合巨系统,在这个系统中强调以人为本、以经济发展为中心。力争人地和谐、经济高效、社会公平、代际兼顾,倡导人口、经济、社会、环境、资源相互协调,注重提高包括人口素质、经济效益生态环境质量在内的综合发展水平。

目前,对可持续发展的研究,定性的较多,定量的比较少,对于实践中什么样的发展才是可持续斗争,即对一个发展模式如何进行较为客观的评价其是否是可持续发展,或其可持续发展的程度如何等方面的研究较为缺乏。这样就造成实践中的往往采取片面追求经济增长目标,走先污染后治理的发展模式,严重地影响了发展可持续性。

对于可持续发展这样一个层次复杂,并且存在许多难以精确描述的指标的巨系统,模糊综合评判法( Fuzzy Comprehensive evalution 简称FCE)是一种较为有效的数学方法。本文拟就采用FCE法对可持续发展综合评估模型进行研究。

2. 可持续发展评估指标体系

按可持续发展论的观点,可持续发展系统主要由经济可持续发展子系统、社会发展子系统、资源发展子系统环境发展子系统构成。而可持续发展功能

F = f(fE1,fS,fR,fE2)

其中,fE1:经济可持续发展系统功能;fS:社会可持续发展系统功能;fR:资源可持续发展系统功能;fE2:环境可持续发展系统功能。

即可持续发展功能的实现是经济可持续发展系统功能,社会可持续发展系统功能,资源可持续发展系统功能,环境可持续发展系统功能相互联系和作用的结果。

3. 模糊综合评判数学模型

3.1单层综合评判模型

单层综合评判的方法一般有以下三个步骤:

1.对因素集合X中的诸多因素,用各种可行的方法分别作出对评语集合Y中诸评语的单因素评判,进而得到一个实际上表示X和Y之间模糊关系的模糊矩阵。

2.对因素集X中的诸因素,确定它们在被评判事物中重要的程度,即权重。

3.作模糊变换 B = A⊙R

B即为被评判事物在评语集合X上的综合评判结果。

3.2 多层次综合评判模型

多层次综合评判模型就是对因素间有不同的层次时,将单层次综合评判模型应用在多层次因素上,每一层的评价结果作为上一层评价的输入,逐步迭代直到最上层为止。

以二级模型为例,其评判步骤如下:

(1)将因素集X划分为 n个子集X1,X2,…,Xn,以X表示第i个子因素指标集,它可以有ki个评判指标,即:

Xi = ﹛xi1,xi2, …,xin﹜i = 1,2, …,n

这样,由于每个xi含有ki个评判指标,于是总因素指标集X有∑ki个评判指标。

(2)对每个子因素指标集Xi中的ki个评判指标,先作出单层次综合评判,方法如前,可以得到子因素集Xi 上的单层次综合评判结果Bi(i=1,2, …,n)

Bi = (bi1,bi2, …,bin) = A⊙R

Ai 为Xi的权重分配,Ri为Xi和评语集合Y上的模糊关系矩阵。

(3)对第一步划分中的n个子因素指标集再按单层次综合评判的方法作出综合评价,得到的结果便是多层次综合评判的结果。

对于三层及至更多层次的划分时,其综合评判模型可类推。

3.3 多算子模型

将单层次综合评判模型的复合运算∧(min)和∨(max)推广,便可得到广义模糊运算下的对算子综合评判模型:

A⊙R = B = (b1,b2,…,bm)

其中:bj =(a1∶r1j)*+(a2∶r2j)*+ … *+ (a3∶r3j)

简记为模型 M = (∶,∶)

具体模型有以下几种:

(1)M(∧,∨)型

采用这种算子时,模型矩阵乘法A⊙R中的运算是采用的逻辑乘∧(min)和逻辑加∨(max)。

(2)M(*,∨)型

采用这种算子时,用普通的实数乘法作为矩阵运算中的乘,以逻辑加∨(max)作为运算中的和。

(3)M(∧,⊕)型

采用这种算子时,是用逻辑乘∧(min)作为矩阵运算中的乘,以有界和⊕作为运算中的加。其中⊕表示a⊕b=min(a+b,1)。

(4)M(*,⊕)型

这时,是用普通的实数乘法和有界和⊕作为运算中的乘和加。

采用不同模型时,计算结果往往是有差异的。计算的差异说明了不同的模型在应用上有不同的意义。

模型M(∧,∨)和模型M(*,∨)都属于“主因素突出型”,即采用它们时的运算,结果能突出综合评判诸因素中那个主要的因素。在采用此二种模型时,A不一定是权向量。

模型M(∧,⊕)和模型M(*,⊕)属于“加权平均型”,即采用它们时的运算结果兼顾了各种因素。这时权重A是真正的权向量,应满足各分量和为,即要归一化。

在实际应用中可以将几种模型同时应用,从各种不同的结果中分析问题的实际背景,以得到较好的评判结果。

4. 应用FCE进行可持续发展综合评价的一般程序

(1)建立评判指标体系,给出因素集

评判指标体系的建立应符合客观性原则,可操作性原则和相互独立性原则。为此,要求根据具体的研究地域,建立适合本地区特点的评价指标。各项逐步应具有代表性,逐步不宜过多,应尽量选择相对性逐步,以便于评价和比较。

(2) 定评判等级、标准,给出评语集

指标评判等级机器相应的评判标准的确定,是进行评判和度量的基础,也是将定性评判与定量评判结合起来的纽带。评判等级通常可分为5～7个等级,评判标准的含义则随着评判等级的划分而相应得到确定。

(3)进行单因素评判,得到变换矩阵R

单因素评判就是分别从各个因素来考虑其上一层指标能够被评为各个评判等级的隶属程度R ij,确定R ij的方法一般有两种:一是通过专家对指标标准现实情况打分后,统计出平均得分;二是用本地区某项指标的实际值同本国其他地区(或国际上)现实该指标的先进值、平均值、落后值为基准,分别进行比较,确定出该指标的得分。

(4) 确定评判指标的权数分配

权数ai是单项指标所起作用大小和相对重要程度的度量,通过有目的的分配和调整各各因素的权数,可以反映不同地区或国家对可持续发展情况的具体要求。权数分配的方法一般有经验查表法、统计试验法、灰色对比法和综合评判逆问题计算法等,可根据实际情况具体选择。

(5)综合评判

由前面分析可知可持续发展系统评价指标体系具有多层结构,故应运用多层次综合评判模型来进行综合评价,在选择模糊复合运算的算子时,可根据实际需要,结合几种算子的特点灵活选用。

(6)结果分析

通过以上计算可求出各层评判指标在评语集合中的综合评判结果,即隶属度。由此可分析该系统的可持续发展水平程度,以及各层指标的实现程度,有针对性地提出改进措施。

参考文献:

[1] 宋旭光 可持续发展指标选择的理论与实践[J],统计与信息论坛,2003(6):23-24

[2] 方述诚、汪定伟 模糊数学与模糊优化[M],北京:科学出版社,1997

[3] 刘实碇、刘瑞清 随机规划与模糊规划[M],北京:清华大学出版社,1998