城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資效益優(yōu)化模型與評價方法研究
隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展,城市人口的不斷增加,城市用水資源的污染、內(nèi)澇的增加、道路交通的擁堵等已成為影響城市經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境發(fā)展的重大阻力。
為了更好地對城市公共基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行投資建設(shè),就有必要對城市公共基礎(chǔ)設(shè)施科學(xué)合理地進(jìn)行評價和投資布局,以減少重復(fù)建設(shè)、資金浪費(fèi)等現(xiàn)象的發(fā)生。
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城市公共基礎(chǔ)設(shè)施是城市經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的支撐體系和物質(zhì)載體,提高它的利用效益已成為城市經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
01
新書介紹?
書名:《城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資效益優(yōu)化模型與評價方法研究》
作者:黃慧霞
基本信息
出版社丨九州出版社
ISBN號丨978-7-5225-0043-0
裝幀設(shè)計丨本書已由樹上微出版精心制作而成!
?本著作的出版獲得了廣東省普通高校“創(chuàng)新強(qiáng)校工程”優(yōu)秀青年創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃項目(人文社科)的資助(項目名稱:基于可持續(xù)發(fā)展的廣東省城市基礎(chǔ)設(shè)施管理綜合效益評價研究,項目號:2018WQNCX186),為該項目的研究成果。
?本著作獲得了佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院高水平理工科大學(xué)建設(shè)專項資金、廣東省社會科學(xué)研究基地“創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級研究中心”的資助。
作者簡介
黃慧霞,2017年1月畢業(yè)于天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部工商管理專業(yè),2017年3月就職于佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院。
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03
研究內(nèi)容及方法
3.1 研究內(nèi)容
在城市公共基礎(chǔ)設(shè)施國內(nèi)外研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,本書結(jié)合城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資決策理論和方法構(gòu)建了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資系統(tǒng)效益評價模型,對城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資決策進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
本書利用模糊數(shù)學(xué)和最優(yōu)化方法,從多個方面來研究城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資效益結(jié)構(gòu)評價問題,構(gòu)建了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資效益結(jié)構(gòu)的理論框架。
本書共九章,各章的主要研究內(nèi)容如下:
第一章為緒論。本章介紹了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資效益結(jié)構(gòu)的研究背景、研究目的及意義,主要研究思路、研究方法,以及本書的創(chuàng)新點。
第二章為研究綜述。目前國內(nèi)外已有較多學(xué)者研究與城市公共基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的內(nèi)容,分別從城市公共基礎(chǔ)設(shè)施對城市經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會三大效益單獨(dú)研究較為常見,因此在本書的研究綜述部分以此三類分別學(xué)習(xí)了前人的研究成果;
此外,本部分還針對本書用到的研究方法進(jìn)行了文獻(xiàn)綜述,分別對群體多屬性決策模型、投資組合模型、DEA博弈交叉效率模型以及損失厭惡理論展開了討論。
第三章為中國城市公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資現(xiàn)狀。本章通過總結(jié)分析1978年至2017年之間的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的客觀數(shù)據(jù)以探討中國城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資現(xiàn)狀。從總體、分行業(yè)、分區(qū)域分別探討了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資情況,以及中國城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)有存量情況,并通過數(shù)據(jù)對比,總結(jié)了中國城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)存在的問題。
第四章為城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資優(yōu)化基礎(chǔ)理論研究。本部分首先對城市公共基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了詳細(xì)的定義,并對其進(jìn)行了分類;然后介紹了與城市公共基礎(chǔ)設(shè)施特征等相關(guān)的理論與方法,主要包括:公共物品理論、公共選擇理論、行為決策理論、系統(tǒng)論、博弈論、資源最優(yōu)配置理論、外部效用;
最后對本書涉及的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施效益評價方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹,主要包括:模糊集相關(guān)理論、前景理論、群體多屬性理論、DEA博弈交叉效率模型。
第五章為基于群體多屬性決策的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資分配研究。首先,本章同樣將城市公共基礎(chǔ)設(shè)施分為能源供應(yīng)設(shè)施、給排水及污水處理設(shè)施、交通運(yùn)輸設(shè)施、郵電通信設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)施、防災(zāi)安全設(shè)施六大設(shè)施系統(tǒng)。
針對這六大設(shè)施系統(tǒng),構(gòu)建了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資效益優(yōu)化模型;然后利用選擇的評判屬性,建立了多屬性群體專家的評價矩陣,并且設(shè)計了群體成員聚集的算法,得到了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的綜合評估結(jié)果。
同時,為了判斷群體決策的一致性,對其進(jìn)行了靈敏度分析;最后,提出了綜合效益最優(yōu)情況下的多屬性決策城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資效益評價模型,應(yīng)用于實際決策問題。
新書實拍
第六章為基于粒子群算法的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施模糊投資優(yōu)化研究。在這一章中,為了讓城市公共基礎(chǔ)設(shè)施評價更加貼近實際情況,探討了模糊環(huán)境下的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資的情況。
從城市公共基礎(chǔ)設(shè)施綜合效益出發(fā),構(gòu)建了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境的效益權(quán)重,結(jié)合三角模糊數(shù)給出了以北京、天津、上海、重慶四大直轄市為研究對象的投資組合模型,同時設(shè)計了相應(yīng)粒子群的算法,并對其進(jìn)行了實證研究。
第七章為基于DEA博弈的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資效益評價研究。本部分首先構(gòu)建了一套更為合理的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施綜合效益的指標(biāo)評價系統(tǒng),其中輸入指標(biāo)主要包括:城市市政公用設(shè)施建設(shè)固定資產(chǎn)完成投資額,水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)投資額,交通基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)投資額,能源基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)投資額和環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)投資額;
輸出指標(biāo)主要包括:城市維護(hù)建設(shè)資金中收入,供水總量,供氣總量,道路面積,就業(yè)人數(shù),每百人圖書館藏書和建成區(qū)綠化覆蓋面積。
然后采用帶有博弈理論的DEA交叉效率模型對中國30個省會城市進(jìn)行了實證研究,對中國30個省會城市的DEA博弈交叉效率值的區(qū)域差異進(jìn)行了分析。實證研究結(jié)果表明,為了解決東部地區(qū)人口密度大,環(huán)境污染嚴(yán)重的問題,政府對于城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資的重點仍然需放在東部發(fā)達(dá)地區(qū)。
第八章為考慮損失厭惡的公共基礎(chǔ)設(shè)施承包商評價與選擇。本章節(jié)不同于面幾個章節(jié),以公共基礎(chǔ)設(shè)施項目承包商為研究對象,通過對項目承包商的效益評價以選擇最優(yōu)承包商承擔(dān)城市公共基礎(chǔ)設(shè)施項目。
在本部分的研究過程中首先探討了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施項目承包的融資模式,并針對本書研究內(nèi)容的特點構(gòu)建了利益分配原則和承包商選擇評價指標(biāo)體系。
在此基礎(chǔ)上,根據(jù)第七章的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的DEA博弈交叉效率模型,引入了前景效用理論中的損失厭惡心理,構(gòu)建了基于損失厭惡的DEA博弈交叉效益模型,最后將其運(yùn)用到了高速公路承包商的評價問題上,以驗證模型的實用性。
第九章為本書的結(jié)論和政策建議。對本書的主要內(nèi)容進(jìn)行了簡要的總結(jié),同時對本書研究中的不足和有待進(jìn)一步研究的問題以及未來新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展前景提出了展望。本書的結(jié)構(gòu)框架圖,如圖所示。
▲研究結(jié)構(gòu)框架圖
3.2 研究方法
本書主要采用模糊集理論、群體多屬性決策等來處理城市公共基礎(chǔ)設(shè)施評價問題中的不確定性問題,然后利用最優(yōu)化理論、投資組合理論、博弈論等方法來建立城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的投資效益優(yōu)化模型。
最后利用信息熵、群體聚類算法、粒子群算法等方法對所構(gòu)建的模型進(jìn)行求解。本書以結(jié)構(gòu)框架圖為基礎(chǔ)對城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資系統(tǒng)效益結(jié)構(gòu)問題展開討論,使用的研究方法主要包括:
(1)利用群體多屬性決策來評價在多個屬性情況下的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施六大系統(tǒng),充分考慮決策者的個人偏好以及知識和經(jīng)驗對決策的影響,進(jìn)而提出了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資效益優(yōu)化模型。對于群體多屬性權(quán)重的構(gòu)建,本書采用了群體成員的聚集算法進(jìn)行分析,然后利用信息熵得到了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施六大系統(tǒng)的效益評估權(quán)重,最后對模型進(jìn)行了求解。
(2)利用三角模糊數(shù)刻畫了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)境效益的不確定性因素,研究了模糊環(huán)境下的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資組合優(yōu)化模型,最后利用粒子群算法對該模型進(jìn)行了求解。
(3)利用博弈論思想刻畫了城市之間可能存在的競爭關(guān)系,加入了投資資金權(quán)重變量,構(gòu)建了數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的博弈交叉效率模型,進(jìn)而設(shè)計了相應(yīng)的迭代算法求解博弈交叉效率值和資金分配權(quán)重。本書還構(gòu)建了多元線性回歸方程驗證了結(jié)果的有效性。
(4)利用損失厭惡心理研究了決策者在面臨損失和收益時對決策的影響,構(gòu)建了考慮損失厭惡的博弈交叉效率模型。最后構(gòu)建了綜合評估模型,設(shè)計了相應(yīng)的算法并對其進(jìn)行求解。
04
創(chuàng)新點
本研究所討論的是不確定情況下的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資系統(tǒng)效益評價問題。
由于在現(xiàn)實生活中,投資決策者的行為往往是受心理因素的影響,同時投資決策者需要根據(jù)客觀情況來調(diào)整以實現(xiàn)最終目的。盡管關(guān)于城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的投資系統(tǒng)評價問題已經(jīng)取得了一定的成就,但是主要停留在客觀或者主觀的情況下。
而同時考慮客觀和主觀因素的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的投資系統(tǒng)效益評價問題仍然處于探索階段,為了構(gòu)建城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資系統(tǒng)效益結(jié)構(gòu)的理論框架,本書采用了多種方法進(jìn)行研究。
主要創(chuàng)新點包括以下幾點:
(1)提出了群體多屬性決策的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資效益模型,并設(shè)計了群體成員的聚集算法。為了確保群體決策的一致性,增加考慮了群體多屬性決策中屬性權(quán)重的微小變化對評價結(jié)果的影響。為進(jìn)一步提高城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的綜合效益以及進(jìn)行科學(xué)合理的資金分配提供了一個新的解決思路。
(2)研究了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境的效益權(quán)重,并且針對效益權(quán)重的模糊性,引用了三角模糊數(shù),進(jìn)而提出了模糊環(huán)境下的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施多期投資組合模型,并利用粒子群算法來對模型進(jìn)行求解。
(3)建立了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)境效益的協(xié)同作用框架,提出了城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資綜合效益的指標(biāo)系統(tǒng)。為了解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)僅考慮自身的最大化效率問題以及DEA交叉效率解不唯一問題,利用城市間的非合作關(guān)系,引入博弈理論,同時增加了資金分配權(quán)重的輸入變量,構(gòu)建了DEA博弈交叉效率模型,并通過算法進(jìn)行了求解。最后,應(yīng)用中國30個省會城市對模型進(jìn)行了分析及驗證。
(4)利用投資決策者的損失厭惡的行為心理,提出了基于損失厭惡的DEA博弈交叉效率模型,并設(shè)計了相應(yīng)的算法對模型進(jìn)行了求解。針對目前將行為心理應(yīng)用到DEA博弈交叉效率評價的問題,這方面的研究還不夠深入。
本書利用前景理論來進(jìn)行研究,主要是將前景理論中的經(jīng)典理論(損失厭惡理論)應(yīng)用到DEA博弈交叉效率評價問題中。修正了DEA博弈交叉效率模型,增加了投資決策者在面臨損失和收益時對決策的影響,為城市公共基礎(chǔ)設(shè)施投資優(yōu)化模型和評價方法提供了一個新的研究視角。
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