專利名稱：一種城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)縱橫優(yōu)化組合診斷的技術(shù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于城市產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與管理研究領(lǐng)域，具體的，本發(fā)明涉及一種對城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行“縱向+橫向”組合診斷的技術(shù)方法，該組合診斷技術(shù)方法可為城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供全面、客觀和科學(xué)的決策依據(jù)。
背景技術(shù)：
城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是指城市內(nèi)各產(chǎn)業(yè)之間按照一定的經(jīng)濟技術(shù)聯(lián)系所構(gòu)成的各種比例關(guān)系，既包括各產(chǎn)業(yè)間在生產(chǎn)規(guī)模上的比例關(guān)系，也包括各產(chǎn)業(yè)間以投入產(chǎn)出為基本內(nèi)容的關(guān)聯(lián)關(guān)系，前者反映產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的量的特點，后者反映產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的質(zhì)的特點。城市產(chǎn)業(yè)結(jié) 構(gòu)優(yōu)化是城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標，也是城市產(chǎn)業(yè)規(guī)劃管理研究的核心。城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化包括城市內(nèi)產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)業(yè)之間協(xié)調(diào)能力加強和關(guān)聯(lián)水平提高，它是城市經(jīng)濟發(fā)展的必備條件。由于城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是一個動態(tài)變化和不斷發(fā)展的客觀現(xiàn)象，因此，優(yōu)化的城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是在一定歷史和經(jīng)濟社會條件下、一定經(jīng)濟發(fā)展階段的產(chǎn)物，即某一城市在特定空間、特定時間的相對合理程度。要實現(xiàn)城市經(jīng)濟的持續(xù)、快速發(fā)展，必然要求城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的良性演變，即以適應(yīng)社會需求為基礎(chǔ)，各個產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性效益，并通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與轉(zhuǎn)換，形成新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，由此實現(xiàn)城市產(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的前提和基礎(chǔ)是要對城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀進行科學(xué)地診斷，而科學(xué)地診斷就必然需要一定的技術(shù)方法，診斷技術(shù)方法成為進行城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的關(guān)鍵所在。然而，目前尚缺乏對城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行診斷的技術(shù)方法，尤其是對城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展歷史和現(xiàn)狀進行全面診斷的技術(shù)方法。已有的經(jīng)濟學(xué)理論如配第-克拉克定律、霍夫曼定理、錢納里“標準結(jié)構(gòu)”學(xué)說、赤松要“雁行模式”學(xué)說以及庫茲涅茨假說等從國家、區(qū)域宏觀層面揭示了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一般規(guī)律，盡管其可為城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)，但并沒有為城市如何實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供具體的、可操作性的診斷技術(shù)方法。目前已有的若干針對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的發(fā)明專利主要集中在兩個方面一是解決某些特定產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的優(yōu)化問題，如申請?zhí)枮?9121489. 7的名為一種可以將幾種廢物綜合產(chǎn)業(yè)化鏈式組合梯級利用的方法，公開號為CN1275447的發(fā)明專利，它將造紙產(chǎn)業(yè)中所產(chǎn)生的廢物全部利用，從而實現(xiàn)造紙產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化。又如申請?zhí)枮?00610010545. 6的名為沙棘產(chǎn)業(yè)生態(tài)科技游樂園及其實施方法，公開號為CN101145236的發(fā)明專利，把沙棘園林、沙棘產(chǎn)品深加工和生態(tài)旅游結(jié)合在一起，通過構(gòu)建沙棘生態(tài)科技游樂園實現(xiàn)了沙棘產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化。二是從一個特定的角度解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的某個共性問題，如申請?zhí)枮?00710132104.8的名為一種生態(tài)產(chǎn)業(yè)共生系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定方法，公開號為CN101145220的發(fā)明專利，應(yīng)用非線性離散差分數(shù)學(xué)模型結(jié)合生態(tài)產(chǎn)業(yè)共生系統(tǒng)的實際情況來判定生態(tài)產(chǎn)業(yè)共生系統(tǒng)的穩(wěn)定性，由此指導(dǎo)生態(tài)產(chǎn)業(yè)共生系統(tǒng)的優(yōu)化與調(diào)控。又如申請?zhí)枮?01010107141. 5的名為一種產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的生態(tài)經(jīng)濟評價方法，公開號為CN101777157的發(fā)明專利，從生態(tài)熱力學(xué)角度設(shè)計了 “能值”這一評價指標，由此完成不同產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益和生態(tài)壓力的對比，從而實現(xiàn)對區(qū)域產(chǎn)業(yè)的優(yōu)先發(fā)展順序進行判斷。再如申請?zhí)枮?00910250306. 7的名為一種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，公開號為CN101901466的發(fā)明專利，從節(jié)約資源和減少環(huán)境污染的目的出發(fā)，計算區(qū)域產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)各個子系統(tǒng)的生態(tài)效率(資源效率和環(huán)境效率)，并基于不同區(qū)域所具有的不同的典型環(huán)境問題，通過提高具有較高生態(tài)效率的子產(chǎn)業(yè)的比例，降低具有較低生態(tài)效率子產(chǎn)業(yè)的比例，由此實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。由以上發(fā)明專利可以看出，目前針對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的技術(shù)方法，主要針對某一特定產(chǎn)業(yè)、某一特定問題如穩(wěn)定性、生態(tài)壓力、生態(tài)效率等而展開，特別集中于資源環(huán)境的視角。而由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)尤其是城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、動態(tài)性和綜合性，已有技術(shù)方法在應(yīng)用中具有明顯的局限性。這種局限突出表現(xiàn)在兩個方面，首先是不夠全面，沒有考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化所涉及到的經(jīng)濟和社會因素，同時單一指標法難以科學(xué)診斷城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)這一復(fù)雜系統(tǒng)；其次是缺乏對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展歷史的診斷。這些不足制約了對城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的進一步研究，不利于城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的科學(xué)決策。因此，構(gòu)建一套能全面、綜合地對城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行診斷的技術(shù)方法體系具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，本發(fā)明提供了一種城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)縱橫優(yōu)化組合診斷技術(shù)方法，該方法可更好地揭示城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化程度以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在的不足，進而提出城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方向，由此為城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供科學(xué)、理性的決策支持。本發(fā)明的特點在于，首先把城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化診斷分為兩類，即基于時間序列數(shù)據(jù)的城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化縱向診斷和基于橫截面數(shù)據(jù)的城市內(nèi)各行政區(qū)之間產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化橫向診斷，采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(Data Envelopment Analysis, DEA)模型進行城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的縱向診斷，采用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)模型進行城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的橫向診斷，進而對縱向診斷和橫向診斷的結(jié)果進行加權(quán)求和而得到城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的組合診斷指數(shù)(Combination Diagnostic Index, 0)1)。通過同一城市不同時期產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的縱向診斷，判識城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的發(fā)展階段及發(fā)展態(tài)勢，為城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級提供科學(xué)指導(dǎo)；通過同一時期城市內(nèi)各行政區(qū)之間產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的橫向診斷，探討各行政區(qū)之間產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢及差異，為各行政區(qū)之間產(chǎn)業(yè)分工協(xié)作提供政策支撐；通過組合診斷對縱向診斷結(jié)果和橫向診斷結(jié)果進行綜合集成，并根據(jù)組合診斷指數(shù)CDI的大小判定城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的程度，由此實現(xiàn)對城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行全面、科學(xué)、定量計算與定性分析綜合集成地診斷。本發(fā)明的技術(shù)方法包括以下步驟I、對城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行縱向診斷，應(yīng)用DEA模型和時間序列數(shù)據(jù)計算得到城市不同時期產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運行的相對效率、規(guī)模收益值、投入冗余值和產(chǎn)出不足值?？v向診斷的具體步驟為(I)綜合考慮城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展的勞動力、資金、土地資源、水資源和能源投入以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟產(chǎn)出，構(gòu)建城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化縱向診斷的投入產(chǎn)出指標體系，包括10個投入指標和4個產(chǎn)出指標，詳見表I。表I城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化縱向診斷的指標體系
權(quán)利要求
1.一種城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)縱橫優(yōu)化組合診斷的技術(shù)方法，其特征在于包括以下步驟 (1)應(yīng)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析DEA模型和近η年來的城市產(chǎn)業(yè)時間序列數(shù)據(jù)進行縱向診斷； (2)應(yīng)用主成分分析PCA模型和近η年來的最近一年的城市各個行政區(qū)的產(chǎn)業(yè)橫截面數(shù)據(jù)進行橫向診斷； (3)把縱向診斷結(jié)果和橫向診斷結(jié)果加權(quán)求和以進行組合診斷，計算得到城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的組合診斷指數(shù)CDI，根據(jù)CDI的大小情況判定城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)縱橫優(yōu)化組合診斷的技術(shù)方法，其特征在于步驟(I)中，縱向診斷的方法如下 (1)構(gòu)建DEA模型的標準投入產(chǎn)出指標體系，包括10個投入指標和4個產(chǎn)出指標。投 入指標包括第一產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)、第二產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)、第三產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)、第一產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資、第二產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資、第三產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資、農(nóng)作物播種面積、建成區(qū)面積、水資源消費總量和能源消費總量；產(chǎn)出指標包括第一產(chǎn)業(yè)增加值、第二產(chǎn)業(yè)增加值、第三產(chǎn)業(yè)增加值和城市財政收入。
(2)近η年來的城市產(chǎn)業(yè)的投入、產(chǎn)出指標數(shù)據(jù)作為應(yīng)用DEA模型進行縱向診斷的計算樣本，其中，每一年為DEA模型計算的一個樣本，共計η個計算樣本，應(yīng)用DEA模型計算每一年城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運行的相對效率Θ、規(guī)模收益值K、投入冗余值S_和產(chǎn)出不足值S+。
(3)根據(jù)DEA計算結(jié)果進行縱向診斷的標準為 ①若某一年的Θ= I且S_ = O、S+ = 0，則該年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運行為DEA有效； ②若某一年的Θ= I而S_古O或者S+古0，則該年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運行為弱DEA有效； ③若某一年的Θ< 1，則該年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運行為非DEA有效； ④若某一年的K= 1，則該年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運行為規(guī)模收益不變； ⑤若某一年的K< 1，則該年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運行為規(guī)模收益遞增； ⑥若某一年的K> 1，則該年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運行為規(guī)模收益遞減。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)縱橫優(yōu)化組合診斷的技術(shù)方法，其特征在于步驟(2)中，橫向診斷的方法如下 (1)構(gòu)建PCA模型的標準指標體系，包括16個指標非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指數(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級指數(shù)、產(chǎn)業(yè)專業(yè)化指數(shù)、非農(nóng)產(chǎn)業(yè)勞動生產(chǎn)率、工業(yè)增加值率、企業(yè)主營業(yè)務(wù)利潤率、土地集約利用指數(shù)、能源生產(chǎn)效率指數(shù)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化指數(shù)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展指數(shù)、科技進步效應(yīng)指數(shù)、科研經(jīng)費投入指數(shù)、勞動力專業(yè)化指數(shù)、外商投資吸引指數(shù)、國際化企業(yè)發(fā)育指數(shù)、貿(mào)易專業(yè)化指數(shù)。
(2)根據(jù)城市每個行政區(qū)的16個指標數(shù)據(jù)，運用相關(guān)軟件(如SPSS)的PCA分析模塊進行計算，選取m(m< 16)個方差貢獻較大主成分，選取標準是m個主成分的累積貢獻率要大于85% ;計算每個城市行政區(qū)在m個主成分上的得分，進而以m個主成分的方差貢獻率為權(quán)重，對主成分得分進行線性加權(quán)求和而得到每個城市行政區(qū)的主成分綜合得分F。
(3)根據(jù)PCA計算結(jié)果，對近η年來的最近一年的城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行橫向診斷，標準為城市行政區(qū)的主成分綜合得分F值越大，則該行政區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度越高，反之越低。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)縱橫優(yōu)化組合診斷的技術(shù)方法，其特征在于步驟(3)中，組合診斷的方法如下(1)計算近η年城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運行相對效率的算術(shù)平均值g； (2)對城市各個行政區(qū)主成分綜合得分F進行非負化處理得到F'，公式為 F' = F+f 式中，f為各個城市行政區(qū)主成分得分中的最小值的絕對值。對F'進行極差標準化處理得到Fs'，公式為 J7' = F ~FmmS F max - T7 min 式中，p min為P中的最小值，F(xiàn), max為F,中的最大值。再計算Fs'的算術(shù)平均值 即為城市各個行政區(qū)主成分綜合得分的平均值，代表了城市的綜合主成分得分水平。
(3)對城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運行相對效率的算術(shù)平均值^和城市各個行政區(qū)主成分綜合得分的平均值f進行加權(quán)求和，得到組合診斷指數(shù)CDI，公式為CD/= 0.5 x^ +0.5 X CDI位于O I之間，是縱向診斷結(jié)果和橫向診斷結(jié)果的綜合集成，全面反映了城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的狀態(tài)。
(4)根據(jù)CDI，對城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行組合診斷，標準為 ①若CDI^ O. 9，則城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度為優(yōu)秀； ②若O.7 <⑶I < O. 9，則城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度為良好； ③若O.6 <⑶I < O. 7，則城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度為合格； ④若CDI< O. 6，則城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度為不合格。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)縱橫優(yōu)化組合診斷的技術(shù)方法，其主要步驟包括1、應(yīng)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析DEA模型和近n年來的城市產(chǎn)業(yè)時間序列數(shù)據(jù)進行縱向診斷；2、應(yīng)用主成分分析PCA模型和近n年來的最近一年的城市各個行政區(qū)的產(chǎn)業(yè)橫截面數(shù)據(jù)進行橫向診斷；3、把縱向診斷結(jié)果和橫向診斷結(jié)果加權(quán)求和以進行組合診斷，計算得到城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的組合診斷指數(shù)CDI，根據(jù)CDI的大小情況判定城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化程度。該組合診斷技術(shù)方法具有系統(tǒng)性、全面性和可操作性，可為城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供全面、客觀和科學(xué)的優(yōu)化決策與調(diào)控依據(jù)。
文檔編號G06Q50/26GK102831563SQ201210322399
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者方創(chuàng)琳, 張曉瑞, 邱靈 申請人:中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所