基于改进TOPSIS方法的情景规划应用研究

摘 要 针对城市建设中利用情境分析法对发展方案选择存在的不确定性，通过层次分析的方法对影响文化产业发展的影响因素的权重进行计算，再将改进后的TOPSIS方法和情境分析法结合引入对环境的测评当中，并最终确定影响发展的核心因子，最后以秦皇岛海洋文化产业作为实例进行分析，以此为秦皇岛海洋文化产业的发展方案提供决策信息依据，并为城市规划专业教育教学提供实践应用例证。

关键词 情境分析；TOPSIS；海洋文化产业

中图分类号：G124 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）22-0070-04

为进一步做好和发挥燕山大学服务地方经济的功能，积极提升秦皇岛城市发展，对此，燕山大学专门组织学生针对秦皇岛海洋文化产业的发展规划进行了调研和分析，从而在做好促进秦皇岛未来海洋文化产业发展的同时，积极提升学生运用专业知识实践的能力。对此，本文对改进TOPSIS方法的情景规划在秦皇岛海洋文化产业中的应用进行了实证研究。

1 情景规划应用的理论基础

情境分析法 该方法是在20世纪的70年代兴起的一门预测技术，其主要是结合认为的决策因素对未来可能产生的影响进行分析，从而对未来进行描述和预测。而所谓的情景则为事物未来可能发展的趋势的描述，对这种描述既包括定性，也包括定量的预测。情景分析最早被应用在军事领域，之后随着其发展，开始被应用在各个不同领域。

改进的TOPSIS方法 该方法是对有限个方案中的多目标决策分析所采用的一种常用的方法。同时随着对其研究的深入，通过改进也可应用在多指标体系当中。

2 情景方案构建步骤

评价对象与影响因素的选择 规划环境影响评价具有特定的评价对象和目的，因此，通过对对象和影响因素的选择，为下一步情景方案提供方向。而影响情景方案的构造因素有很多，在通常情况下是通过专家打分的方式归纳出具体的影响因子。

核心影响因子计算 所谓的核心因子是指影响其发展的关键影响因素。而核心因子的筛选对后续的情景方案的制订起着决定性的作用。因此，如何做好对核心因子的判别是关键。本文对核心因子筛选的思路是对各个影响因素的重要性和不确定性进行打分，并通过层次分析法对两个特定值的权重进行计算，再在该基础上运用改进后的TOPSIS对其重要性和不确定性进行排序，从而得出所有影响因素的核心因子。

1）TOPSIS计算步骤。

①假设该问题的分析包括n个不同的评价单元，同时涵盖p个不同的评价指标，从而构造出决策矩阵：

（1）

②对上述中的X都统一采取归化处理，由此可得到其归化决策矩阵：

（2）

采用方根法对其进行归化。

③加权矩阵构建。通过归化后的决策矩阵来乘以各个评价指标自身的权重，从而得到最后的加权矩阵。其中W表示权重向量，由此可得到下面的表达式：

= （3）

④虚拟最劣解构建。通过上述对不同权重的计算，可以得出各个指标的最优值和最劣值的向量，并通过上述的最优值和最劣值构造去虚拟的最劣解。

其中：

其中，j=1，2，...，p。

由此可得到其最优解：

R*=2R-―R+

⑤计算不同评价单元与虚拟最劣解和最优值之间的距离：

⑥各个不同评价单元和最优值的接近度：

⑦排序。所谓的排序，是针对上述相对接近度，对其进行一定的排序，从而筛选出其最优的解答。

2）基于层次分析的权重确定。

①通过邀请相关的专家对构造的评价单元打分，并构造出判断矩阵：

由此通过上述判断矩阵，可得出其最大特征值和权重指标的值。

②一致性检验。为确定构建的指标的合理性，必须通过一致性检验，从而确定其中的指标构建正确性。由此可得到以下公式：

由此通过上述分析，可得到该构建模型中的核心因子。

3）情景方案的制订。通过上述步骤后，可根据其不同核心因子与相对接近度来确定不同的方案，如图1所示。

因此，通过上述分析，在采用情景分析法对方案进行构建的时候，其所有的方案按照设计的理论都应该在该范围以内。但是，如果ΔC1C2C3的三边呈现出比例的变化，则方案在其构成的三角形内部。而为更好地对其情景方案进行构建，本以下假设：

①假设是依据其中的某个核心因子构建了一套完整的方案，其序号为零，其他的方案在这个方案的基础上变化，由此得到该核心因子就是该方案构建的核心；

②结合斜率变化的特征，假设方案是根据其中的核心因子2发生的，核心因子1的坐标值减少，2则增加，因此，两者的比值为C1/C2。

由此通过上述方式可得出不同的情境构造方案。

3 基于改进TOPSIS方法的实证分析

秦皇岛概述 秦皇岛地处河北，是著名的海滨城市，有着丰富的海滨城市资源。同时，随着秦皇岛近几年的经济发展，在各方面都取得瞩目的成绩，如文化产业、旅游产业等得到快速发展。但是，如何在发展中做好对产业的规划和研究，成为做好城市发展的重要步骤。而结合对秦皇岛海洋文化产业的发展研究，其海洋文化产业可以分为海洋历史、海洋艺术等八个不同的产业，具体的分布如表1所示。

影响因素构造 对秦皇岛海洋文化的影响因素通过专家打分，包括城市形象、文化特色、产业链结构、交通运输便利度、城市建设。在该研究中涉及秦皇岛大大小小八个产业，上百家不同的企业和项目，因此必然会涉及整体的产业结构和产业之间的关联度；而作为文化产业的发展，必然会结合当地的文化，从而发展特色文化产业；交通作为当地经济发展的基本因素，对其发展起着至关重要的作用；所谓的城市形象作为对人们心中的影响，对吸引人才和消费群体具有重要作用；城市建设包括基础设备的投入、网络和后勤等是否满足城市发展的需要。

对核心因子的筛选 采用专家打分法对上述因素的不确定性和重要度进行打分，具体得分结果如表2所示。

通过上述评分，可得到其矩阵：

通过对上述矩阵进行归化处理，可以得到归化后的决策矩阵：

同时运用层次分析法求得其重要度和不确定性的判断矩阵为：

由此可得出w1=0.25，w2=0.75。同时通过一致性检验，λmax=2，CR=0。

由此通过虚拟最劣解可得到：

R+=（0.12，0.36）

R-=（0.025，0.0675）

R*=（-0.07，-0.225）

由此可得出各个影响因素的计算结果，如表3所示。

通过上述构建，有文化特色>产业链结构>城市建设>城市形象>交通便利度。由此可以确定影响秦皇岛海洋文化产业发展的主要的核心因子是文化特色、产业链结构、城市建设。

三维坐标的构建 通过上述分析，由产业链结构、文化特色和城市建设共同组成一个三角形，同时其三维坐标表示如图2所示。

情景分析方案构建 通过上述构建，可以得知，当考虑一个核心因子的时候，其方案落在点C2上；而当考虑其中的两个核心因子的时候，其方案会落在斜边OC2上；当考虑三个不同的核心因子的时候，则其方案会落在C1C2C3内。

4 结语

通过组织学生对秦皇岛海洋文化产业进行调查，最后采用TOPSIS方法和层次分析法得出影响秦皇岛海洋文化产业发展的核心因子，并结合情景分析法对其最优方案的选择进行分析，从而为秦皇岛海洋产业发展提供可借鉴的参考材料。但是由于在教学实践调查中缺乏相关数据的支撑，因此，接下来教学实践的关键步骤是对其中的数据进行确认，由此进一步对该方案进行分析，为学生提供知识应用的实证。■

参考文献

[1]宗蓓华.战略预测中的情景分析法[J].预测，1994（2）：

50-53.

[2]于红霞，钱荣.解读未来发展不确定性的情景分析方法[J].未来与发展，2006（2）：12-15.