基于熵权和功效系数法的地区节能环保产业综合评价模型

李闪 杨巍 吴雪莲 万迎峰 陈小进 宁希翼

（中钢集团武汉安全环保研究院有限公司，湖北武汉 430081）

0 引言

国内学者分别选取不同的指标对节能环保产业发展进行了评价研究［1-2］，但对于地区节能环保产业发展水平评价，尚没有统一的指标体系，目前国内学者研究建立的评价体系还不够完善，评价指标大多依赖官方公布的可统计数据，且评价指标的选取多侧重于环保产业，难以体现对整个节能环保产业科学全面的评价。为了促进节能环保产业的快速发展，本文旨在研究构建科学合理的评价指标体系，以期对地区节能环保产业发展进行有针对性、深入和全面的综合评价。

1 建立节能环保评价指标体系

遵循评价指标科学性、独立性、针对性、可比较选取原则，根据产业经济学基本原理，结合节能环保行业特点、统计数据基础以及有关文献资料中构建的产业评价模型及评价指标研究分析，本研究选取产业发展规模、产业发展效益、产业技术水平、产业发展潜力4 个维度来综合评价地区节能环保产业发展情况。

节能环保产业比较评价指标体系分为4 个一级指标、11 个二级指标，具体如表1 所示。

表1 节能环保产业纵向比较评价指标体系

1）产业发展规模。产业发展规模以节能环保产业产值和节能环保企业数量2 个指标来衡量。节能环保企业数量目前各省份没有统一的统计数据，暂以官方公布的环保企业数量、节能服务企业数量和资源综合利用企业数量之和来表征。

2）产业发展效益。产业发展效益主要选取产业集聚程度、重点企业平均利润率、上市企业数量3 个指标来衡量。产业集聚程度是衡量该产业规模化水平、以及面向上下游其他产业是否具有议价能力的重要指标，产业集聚程度主要以排名前10 的上市企业节能环保总营收在整个行业占比来表示；平均利润率能够反映该产业的总体经济效益，根据中国节能环保产业发展分析报告，上市企业贡献超63%的产业利润，因此重点企业平均利润率能够反映整个产业的平均利润率水平，以营收前10 名上市企业节能环保平均利润率来衡量。上市企业数量和规模能够反映节能环保产业获利水平，上市企业数量越多，说明节能环保产业盈利能力越高。

3）产业技术水平。产业技术水平指标包括专利成果奖数量、高技术企业数量、国家级研发平台数量等。中国专利奖作为我国专利领域的最高奖项，不仅最能体现专利技术的创新高度，更强调专利的市场转化运用情况，要求专利项目具有较大的经济和社会效益；高新技术企业属于科技型企业，其数量能够反映行业整体技术水平，为了避免各指标的重复性，以高新技术企业数量、环保规范装备制造企业数量和专精特新企业数量之和来表征高技术企业，其中，环保装备制造业规范条件涉及大气治理、污水治理、环境检测仪器和固废处理装备4 个环保装备制造领域，专精特新中小企业是指具备专业化、精细化、特色化、新颖化四大优势，专注于细分市场、创新能力强、市场占有率高、掌握关键核心技术、质量效益优的科技型企业。国家级研发平台数量可以较好衡量各地区技术创新能力。

4）产业发展潜力。选取了出台财政支持政策数量、产业增速和节能环保财政支出比例3 个指标。

2 评价模型构建

为了保证客观评价节能环保产业发展水平，本论文选用熵权法［3］。通过熵权法为整个评价体系各项指标赋权，判断各个指标的离散和差异程度，为地区节能环保产业发展水平的综合评价提供依据。

1）构建初始矩阵。根据评价指标体系，输入节能环保产业有关统计数据或调查获得数据，构建如下初始矩阵：

式中，xij为第i个地区节能环保产业的第j项指标值。

2）对数据进行归一化处理。评价指标体系中，每个指标所代表的实际含义和单位都不一样，为了使得数据具有可比性，需要对各项指标数据进行无量纲化处理，将其转化为没有单位的相对意义上的数值。同时，为了避免求熵值过程中出现无意义的状况，对数据进行非负化处理。

对于i=1，2，…，m；j=1，2，…，n，定义uij如下：

式中，xij为第i 个系统第j 个指标的原始值，对于任意uij都有0≤uij≤1。为了保障对数函数的有效性，本文对数据基于整体平移法和功效系数法进行分析，传统功效系数法采用0.6、0.4 为调整系数，采用yij=uij×0.4+0.6，分析结果比较粗略，且严重影响结果的准确度和灵敏度。为不破坏原始数据的内在规律，最大限度地保留原始数据，本文基于功效系数法原理，经过比较分析，特对功效系数法进行了改进，采用0.99、0.01 为调整系数对uij进行修正，即：

因此，0.01≤yij≤1 经过标准化处理后的矩阵uij作为原始矩阵，进行修正后得出新的评价矩阵，记为Yij=（yij）m，n

3）计算第j 项指标下第i 项占该指标的比重：

4）计算第j 项指标的熵值：

式中，k ＞0，ln 为自然对数，ej≥0，式中的常数k 与m有关，一般令的取值为地区数量，0≤ej≤1。

5）计算第j 项指标的差异系数。第j 项指标的初始指标值xij之间的差异越小，则意味着离散程度越低，熵值就越大。可以根据以下公式确定差异系数：

gj越大，所能提供的信息量越多，那么在综合评价中所能起到的作用也越大，其权重也就越大。6）计算第j 项指标的权重：

7）根据线性加权法计算各指标层综合得分［4］：

3 实证分析

3.1 数据收集及处理

本论文以中部六省为研究对象，其发展水平指标原始数据如表2 所示，利用熵权和功效系数法对二级指标层计算各指标权重，并对中部六省发展水平进行综合评价。本论文统计或调查数据来源于中国环境统计年鉴、中国节能环保产业发展报告、国家知识产权局、国家工信部、国家科技部官网、中国节能协会、中国统计年鉴、各省统计年鉴以及生态环境、科技、财政、发改部门官网等。

表2 中部六省发展水平指标原始数据

3.2 权重计算结果

根据各二级指标原始数据构建初始矩阵xij，利用构建的模型计算各指标的熵值ej、差异系数gj权重Wj、一级指标得分及综合得分，计算结果如表3—表4 所示。

表4 中部六省节能环保产业一级指标及综合得分

3.3 结果分析

3.3.1 综合得分

如表4 所示，中部六省中，产业发展水平综合得分湖南省最高，湖北省第二，河南第三，安徽省得分较低，说明在中部六省，湖南省节能环保产业总体发展较好，湖北省与河南省实力相当，相差较小。安徽省发展较差。

3.3.2 一级指标

1）产业发展规模。河南省得分超过了0.15，湖北省得分为0.137 4，仅次于河南，湖南省得分排名第三，安徽、江西两省得分均较低。

2）产业发展效益。河南省得分较高，湖南省次之，湖北省与安徽省得分靠后。

3）产业技术水平。湖南省得分最高，安徽省次之，湖北省得分落后湖南、安徽两省，稍高于河南省。

4）产业发展潜力。根据发展潜力得分，湖南省产业发展潜力最好，湖北省第二，河南省第三，安徽省得分较低。

4 结语

本文针对节能环保产业特点，构建了节能环保评价指标体系，利用熵权法和功效系数法建立了适合节能环保产业的综合评价模型，本评价模型首次采用合理的系数对数据进行了有效修正。通过对中部六省节能环保产业各项数据指标分析，总结了湖北省节能环保产业在中部六省的位置。实证分析表明：该分析评价模型可行，可为地区节能环保产业的评价提供较好的分析工具。