基于组合赋权法与可拓物元的海绵城市 PPP项目运作方式选择研究

赵 辉，屈微璐，邱玮婷，王 玥

(青岛理工大学管理工程学院，山东青岛 266520)

摘要 ：海绵城市建设作为推进我国新型城镇化建设的战略性举措，其与PPP模式的结合已引发社会各界的关注，海绵城市PPP项目运作方式的选择研究成为焦点问题，基于此，构建最优组合赋权法与可拓物元结合的海绵城市PPP项目运作方式选择模型。首先，确定海绵城市PPP项目运作方式选择指标体系;然后,引入G1主观赋权法与信息熵客观赋权法求解各指标最优权重，并运用可拓物元理论计算各PPP项目运作方式的关联度，以确定与项目最契合的运作方式;最后，通过实例验证该选择模型的适用性与科学性，能为海绵城市的建设发展提供一定帮助。

关键词 ：海绵城市；PPP项目运作方式；G1法；信息熵法；可拓物元

为保持城镇化的健康发展，应对极端气候变化等不可抗力原因对我国城市造成的冲击，协调城镇化与环境资源的可持续发展，“海绵城市”的理念应运而生。住建部统计数据表明，建设投资单位面积的海绵城市的成本可达1.5亿元左右，面对如此巨大的资金压力，我国于2015年发布了《关于开展海绵城市建设专项规划与PPP模式投融资战略合作的若干意见》，将PPP模式引入海绵城市的建设中，以加快推进海绵城市建设。不同于其他PPP项目，海绵城市类型众多，规模较大，涉及到多个复杂的建设系统，相互交叉影响，各子系统的边界条件、责任主体又表现出较大的差异性，责权归属、风险分担以及收益分配等错综复杂^[1-3]，合理的PPP运作模式在很大程度上决定了海绵城市的建设发展情况^[4-6]。因此，海绵城市PPP项目运作方式的选择研究对于我国海绵城市的可持续发展以及资金问题的解决具有重大意义。

这种分野在杜特尔特政权内部也现实存在。2017年3月，在中国海洋科考船过航“宾汉隆起”一事上，菲律宾防长表达了与总统杜特尔特不同的观点；[41]4月菲律宾代外长马纳洛也在采访中表达了与杜特尔特“疏美”立场相异的观点。[42]上述分歧既可能是菲国内亲美势力的反弹与施压，也可能源自于杜特尔特政权迫于国内政治压力的让步。

海绵城市这一概念源自于在学术界经常使用“海绵”这一词语来表示城市的某种吸附功能，即城市对于雨水的容纳能力，学术术语为“低影响开发雨水系统构建”(Low impact development of rainwater system construction)。国外对于“海绵城市”建设的研究相对较为成熟：海绵城市的内涵解读、原理分析以及实例应用等^[7—9]，并形成了一定的体系，如美国的低影响开发(LID)体系、英国的可持续排水系统(SUDS)以及澳大利亚的水敏感城市设计(WSUD)等^[10]。国内自2011年提出“海绵城市”理念以来，对海绵城市的研究仍大多集中于概念、PPP模式应用于海绵城市的发展前景、PPP模式应用于海绵城市项目的评估问题、海绵城市PPP项目风险管控、政策解读以及实证分析等方面^{[1,4—6,11—14]}，而关于PPP项目运作方式的选择问题，则集中在城市基础设施PPP项目、交通基础设施PPP项目和城市轨道PPP项目等^[15—18]。由此而见，海绵城市PPP项目运作方式选择的研究较为匮乏，由于我国海绵城市的特性，不可直接引荐国外成熟体系，抑或直接套用其他基础设施PPP项目运作方式的选择方案。本文依据PPP项目各运作方式的特点与海绵城市的独特性质，将G1—信息熵组合赋权法与可拓物元评价结合起来，试图为海绵城市PPP项目运作方式的选择提供科学有效的方法，推进我国海绵城市的发展进程。

1 PPP运作方式分类

由于对PPP模式内涵认识的不一以及运作过程中各职能部门的不同组合方式，各地区以及学者对PPP运作方式作出了不同的分类。本文在财政部以及发改委对PPP运作方式分类的基础上，结合我国PPP项目应用现状以及海绵城市的复杂特性，将PPP运作方式分为以下三大类，如表1所示。

运用UCINEt软件中network/centrality/closeness模块计算网络的接近中心度。从表4可以看出，2010-2016年河南省旅游经济网络的接近中心度的平均值不断提高，从2010年的59.04上升为2016年的70.47，上升幅度为19.35%，而标准差始终保持在12.59左右，说明河南省各城市节点间的旅游经济联系更加便利，旅游经济距离捷径化，产生了多点依赖，边缘城市的作用得到发挥，中心城市地位有所削弱。

表 1 PPP运作方式分类

表1(续)

外包类：即政府部门与私人部门针对某个项目签订协议，私人部门将承包该项目全过程(设计、建造、经营以及维护等)的某一阶段或者全部过程；特许经营类：即政府部门与私人部门针对某个项目签订特许经营协议，政府部门将该项目一定时期内的经营权交由私人部门，并由私人部门承担该项目的融资建设过程，在规定期限内私人部门可以通过项目的运营收回成本以及获得收益，特许经营期满后将该项目归还政府；私有化类：私人部门承担了项目的全部投资，后期通过向使用者收费获得收益，政府部门在该项目中起到一个监督管理的作用，并且私人部门永久拥有该项目的所有权。对这三类PPP运作方式的主要特征总结如下^[16,19],如表2所示。

解 考虑点C，如图5所示，水平方向，因为所以点C有向左2个单位/秒的速度；竖直方向，因为点C有向上2个单位/秒的速度，即点C的运动方向为北偏西45°，速度为个单位/秒.

表 2 PPP运作方式的主要特征

2海绵城市 PPP项目运作方式选择指标体系的构建

PPP运作方式多种多样，每种运作方式所涉及的利益主体、运营年限、风险及收益分配以及所有权归属等都有所不同，因此每种运作方式都表现出其独特的适应性，对于不同的项目类型，应用PPP模式的运作方式也将呈现出一定的差异性，不可一概而论。在对海绵城市应用PPP模式而进行运作方式选择时则需要充分考虑到海绵城市复杂的特性，根据设计目标的不同，可将其分为以下几个子系统，而每个子系统针对不同的运作方式在投资主体、运作流程、责权关系以及相关利益主体等多方面均呈现出不同的特性^[2,20],如图1所示。

图 1海绵城市建设项目与 PPP运作方式关系

建议：再忙也要吃早餐，不吃早餐会导致胆处于舒张状态，不易收缩，更容易造成胆汁淤积，进而形成胆囊结石。做到低胆固醇饮食，高胆固醇的饮食也是诱发胆结石的主要原因，如海鲜、动物内脏等。饮食宜清淡一些。

表 3海绵城市 PPP项目运作方式选择指标体系

表3(续)

3海绵城市 PPP项目运作方式选择模型的构建

(4)计算指标相对于目标层的权重。根据以下公式得到G1赋权法下第j 项指标对于目标层的权重值：

图 2海绵城市 PPP项目运作方式选择衡量模型

3.1 G1法与信息熵相结合的组合赋权法

将主观权重确定方法中的G1法与客观权重确定方法中的信息熵法相结合，然后引入拉格朗日极值原理求得综合权重，避免了使用单一方法产生的主客观偏差，保障了海绵城市PPP项目运作方式选择衡量过程中指标权重的科学性与合理性。

3.1.1 G1法主观权重

G1法主要是指先根据专家意见对衡量指标进行重要性排序，然后对相邻的衡量指标逐一进行比较判断，然后在这个基础上定量赋值的一种指标偏好型法。它可以充分反映专家的主观意见，且其重要性排序不会因为指标的改变而变化。主要步骤如下：

调查数据显示，山东省公办园教师月工资收入3500元以下者占86.29%，民办园占98.07%，公办园为教师全部办理“五险一金”的占21.32%，民办园仅为12.08%。可见，学前教师的工资普遍较低，办理“五险一金”的比例也很低，微薄的工资收入和缺位的社会保障待遇直接影响学前教师的职业吸引力，造成学前教师的大量流失，使本就匮乏的师资力量雪上加霜。

(1)确定各指标的序关系：专家以各衡量指标对目标层的重要性程度，对指标进行排序。假设存在n 个衡量指标构成指标集C ={c ₁,c ₂,…,c _n }，若指标c _l (l ∈1,2,…,n )相对于指标c _k (k ∈1,2,…,n )而言，重要程度更高，则记为c _l >c _k ,以此类推，得到所有衡量指标的重要性排序。

(2)确定相邻指标之间重要程度的比值。由专家对相邻指标x _j 与x _j+1 的重要性程度做出科学合理的比较，得出r _j =c _j /c _j+1 (j =1,2,…,n -1)，r _j 取值如下表4所示。

表 4r _j 赋值参考

(3)计算指标相对于准则层的权重。根据以下公式得到G1赋权法下第j 项指标对于准则层的权重值：

由表3可知，在对海绵城市PPP项目运作方式进行选择时，涉及到了多方主体的利益，并且牵扯到多个子系统的协调配合，使用单一方法很难对其不同的运作方式做出准确衡量。本文首先以海绵城市特征与PPP项目特征相结合构建了如上指标体系，然后引入G1主观赋权法与信息熵客观赋权法共同求解海绵城市PPP项目运作方式选择指标权重，最后运用可拓物元求解各运作方式与海绵城市PPP项目的关联度，得到最优解，以此构建了海绵城市PPP项目运作方式选择模型，如下图2所示。

对进行归一化处理得到：

其中，表示第d 项准则层的权重值，求解过程类似于指标层权重求解。

3.1.2 信息熵法客观权重

香农(Shannon)^[21]于1948年在物理学热熵理论的原理上结合信息论提出了信息熵的概念，用于描述信号之间的平均不确定性，既假设一个系统Y可能出现几种不同的状态y ₁,y ₂,…,y _n ，状态y _i (i =1,2,…,n )出现的概率为p _i ，则该系统的信息熵为：

信息熵是对信息无序度的衡量，运用信息熵确定权重时主要是通过所有可供选择的方案在对每个属性指标的熵的大小进行确定，信息熵越大，信息无序度越高，该指标对衡量结果的贡献度越小。主要步骤如下：

由上图可以看出，海绵城市建设项目是由多个子系统融合而成的复杂系统，涉及到了建筑、设计、管理以及市政等多个专业，所涵盖的项目类型多种多样，因此在构建海绵城市建设PPP项目运作方式进行选择时，既要充分考虑PPP运作方式的多样性，也要考虑到海绵城市项目的特殊性。不仅需要考虑海绵城市作为公共基础设施的共有影响因素，还要结合海绵城市的地域性以及项目的适应性，筛选出具有一定的适用性的影响指标。基于以上原则，本文通过咨询相关部门与专家学者，梳理现有文献^[2-3,15-16]，参考公共基础设施PPP项目运作方式选择的指标体系，结合海绵城市PPP项目的现实特征，构建了海绵城市PPP项目运作方式选择指标体系，如表3所示。

相关部门要结合实际工作要求通过多渠道开展动物防疫检疫工作宣传，拟定规范化检疫标准，选取相应的检疫方式。通过有效的宣传能够明确防疫检疫工作标准，分析行业发展基本要求，对基层农户养殖活动进行有效引导。相关部门要定期对各类流行病进行调查，收集获取相关数据，整定疫情报告。相关部门需要对各类非法出售病死畜禽以及违禁药物的人员进行惩处。还需要强化动物防疫网络设立，相关技术人员要深入基层对广大养殖户的防疫检疫技术进行引导。

(1)构建原始数据矩阵。假设存在m 个可供选择的方案项目，n 个衡量指标，则原始数据矩阵表示A =(x _ij )_m×n 为:

其中，x _ij (i =1,2,…,m ;j =1,2,…,n )表示j 个指标下方案i 的评价值。A _ij 即表示为方案i 中对指标j 观测值。

(2)计算方案i 在第j 个指标下的特征比重：

(3)计算指标j 的熵值：其中k =1/lnm 。

可拓物元评价主要注重于评价方案的可行性与优化性，以可拓学理论为基础，将评价方案作为物元，通过物元的可拓性进行定性分析确定出评价标准，然后引入关联函数进行定量计算，得到各评价方案对于评价标准的隶属度，将定性分析与定量分析有机结合起来，充分考虑到评价指标的相容性，能够得到更为科学合理的衡量结果。其主要步骤如下：

3.1.3 G1法与信息熵相结合的组合权重

G1法与信息熵相结合的组合权重法，融入了G1主观赋权法中专家专业性的意见，又运用信息熵客观赋权法避免了主观上的误差，使得最终得到的指标权重更加科学合理。该方法的关键是需要确定G1权重与信息熵权重在综合权重w _j 中所占的比重：

其中v ₁,v ₂代表主客观权重的待定系数。待定系数的求解可以转化为以下优化问题：

根据拉格朗日极值条件求解得到:

应明确现代教育技术的课程体系 虽然现代教育技术是一门综合性强、发展迅速的课程，涉及理论与实践这两大领域，但它是在教育技术（教育学的二级学科）学科上发展而来的，应具有教育技术的学科特点。在明确课程特点的同时，还应明确课程的研究对象，这样课程体系才完整。

3.2 可拓物元

(4)计算指标j 的权重：

将上述 A、B、C三个厂家的化成箔各取 2组，每组 3张样片。按照左、中、右顺序将试样用三枚夹子夹住，确认有效测试面积（30*150mm或10*50mm）足够浸入测试液中（上切口以上不少于5mm浸入）。

(1)确定物元。物元是用来描述事物的基本元素，由事物、特征以及量值三要素构成，一般采用有序的三元组R =(N ,c ,v )来表示，其中N 为事物的名称，c 表示事物特征，v 为事物N 关于特征c 的量值。假设有m 种待衡量PPP运作项目方式方案，n 个衡量指标，则引入n 维物元：

其中N _i (i =1,2,…,m )为衡量对象，c _j (j =1，2，…，n )为衡量指标，v _ij 为指标的量值。

(2)建立经典域矩阵。根据衡量指标对方式选择的响应程度划分为若干等级，在物元理论模型的基础上得到研究对象的经典物域：

其中，N _oi (i =1,2,…,m )为第i 种PPP项目运作方式，x _oij =(a _oij ,b _oij )为N _oi 关于各指标的经典域，表示第i 种运作方式关于评价指标c _j 所确定的量值范围。

(3)建立节域矩阵。在经典物元的基础上，融入了可转化为经典物元的所有事物，即各衡量指标所对应的全部取值范围。

(5)确立关联函数并计算关联度。引入关联函数用来表示待衡量方案的各项指标对于各评价等级的隶属程度：

(4)确定待判物元矩阵。将海绵城市PPP项目运作方式选择衡量指标体系中的各指标及其具体数值融入到物元矩阵中：

其中， 为各评价指标的具体量值。

通过对学生的合作能力进行培养，有助于学生掌握更多的社会与学习技能，促使学生学会对问题进行探究的方法，使得彼此之间的信任感得以强化。同时，学生也能够敢于将自己的观点表达出来，充分认识到开展合作学习的重要价值。如果在学习方面出现一定的分歧，同学之间会采用更加友好的态度去解决存在的问题。在此过程中，教师要充分发挥其在合作学习中的引导作用，促使学生能够充分感受到学习所带来的快乐，进而提升其学习能力，使得学生的语文素养不断得到提升，同时学生之间的关系也会更加友好。

其中，N _p 表示所有的运作方式，x _pj =(a _pj ,b _pj )为节域。

2）将大学学科体系下放，建立对应的课程体系。为解决如今大学课程与初高中教育断档的问题，应针对不同年级情况，建立不同侧重点的课程体系，低年级课程学习主要以兴趣驱动，中年级课程学习以专业和能力驱动，高年级课程学习则以职业要求来驱动。

其中，k 为方案i 与衡量指标j 的关联度，ρ (x _j ,为点 与区间 的距，ρ (x _j ，为点x _j 与区间x _pj 的距，|x _oij |为区间x _oij 的模。

假设第j 个衡量指标c _j 的权重为w _j ，则目标项目N 与PPP运作方式i 的综合关联度为：

K _i (N )的值越大，则该方式与目标项目的契合度越高。

4实证研究

我国海绵城市建设试点城市之一——浙江省嘉兴市，包括旧城改造示范区域(含城中片合流制区域)、南湖重点保护示范区域、已建新城改造示范区域和未建新城建设示范区域等四类区域，涉及住宅小区改造、公共建筑改造、公园绿地改造、市政道路改造、河道水系疏通、排水管网普查和修复等10大类工程。嘉兴市选取了长水塘、长盐塘附近区域的3.7平方公里构建文化生态长廊PPP项目，涵盖市政广场与绿地、建筑小区与城市道路、城市水系周边绿化廊道等。

如果说中国落后的原因莫过于人才匮缺，那么在蔡元培看来，教育乃“养成人格之事业”[2]卷2，371；发展教育就是发展国家的“自强的能力”，养成民族的“健全人格”，培养公民“独立不惧之精神”。而发展教育必有赖于教师，教师是各学堂之“根本”。蔡元培曾经说过：“小学教员在社会上的位置最重要，其责任比大总统还大些。”[2]卷4，331他意识到，要在中国这样一个经济落后的人口大国里普及初等教育，师资队伍建设始终是一个巨大的工程，应当把师范教育摆在优先发展的地位。“培植教员之唯一问题，在兴办师范学校”[2]卷，40，“师范教育，为普及教育的基本，最为重要”[2]卷18，509。

结合嘉兴市的城市特征，将从以下6种PPP运作方式中选择用以构建嘉兴市文化生态长廊PPP项目：DBO、TOT、BOOT、DBFO、BOO以及股权转让。

4.1 基于G1—信息熵组合赋权法为指标体系赋权

根据3.1组合赋权的公式计算可得各指标主观权重、客观权重以及综合权重如表5所示。

表 5海绵城市 PPP项目运作方式选择衡量指标权重

4.2 可拓物元评价

(1)确定经典域以及节域：6种PPP项目运作方式关于各指标的经典域和节域通过专家打分的形式给出，采用十分制的形式，分数越高，则专家对该运作方式的认可度越高，打分结果如表6所示。

疾病的快速查询是疾病知识库与输入框内的内容的快速匹配，需要将疾病知识库载入Android SQLlite数据库，引用List⁃View类包含解决与ScrollView的嵌套冲突，使用OnTouchEvent()事件响应，实现疾病与知识库疾病编码相匹配，关键代码如下：

表 6各指标的经典域和节域

(2)确定待衡量物元矩阵：采用十分制的专家打分方法，即各指标的具体量值x _j ∈[0，10]，当x _j ∈[0，2]时表示该指标对运作方式选择的影响程度较低，当x _j ∈[2，4]时表示该指标对运作方式选择的影响程度低，以此类推，x _j ∈[4，6]，x _j ∈[6，8]，x _j ∈[8，10]时分别表示该指标对运作方式选择的影响程度一般、高以及较高。基于此，构建物元矩阵：

(3)计算各衡量指标与6种PPP项目运作方式之间的关联函数值k _i (x _j )，如表7所示。

表 7嘉兴市海绵城市 PPP项目运作方式 选择衡量指标关联函数值

(4)计算嘉兴市PPP项目与各运作方式的关联度K _i (N )：

K ₁(DBO )=-0.418，K ₂(TOT )=-0.473，K ₃(BOOT )=-0.346，K ₄(DBFO )=-0.091，

K ₅(BOO )=-0.137，K ₆(股权转让)=-0.502；

在被问道：“您感受到的社会层面对您的职业是否认同？”时，几乎都感受到不被社会认同，甚至不被亲戚认同。也有的列举单位从业20余年老职工，刚去单位时不和任何家人说自己的工作单位，只有自己和妻子知道，过了很多年，随着社会观念的变化，他们才感觉到认同度开始增加。大多数被访者也表示，目前社会对殡葬行业工作者的认同度确实提高很多，期待社会大众加强对他们专业的进一步认同和理解。

通过计算我们可以得出，在6种PPP项目运作方式中DBFO与嘉兴海绵城市建设中的PPP项目关联度最高，则建议选用该运作方式。实际情况中，嘉兴市在海绵城市建设中的PPP项目部分采用了DBFO运作方式与政府付费机制，该结果符合真实情况，为海绵城市PPP项目运作方式选择提供了科学合理的方法支撑。

5结论

本文将组合赋权法与可拓物元应用于海绵城市PPP项目运作方式的选择着重解决了以下3个问题：

(1)结合海绵城市的特征与PPP项目运作方式特点构建海绵城市PPP项目运作方式选择指标体系，避免了成熟PPP项目的固有经验对指标体系的干扰。

(2)采用G1主观赋权与信息熵客观赋权的组合赋权法求解海绵城市PPP项目运作方式选择指标的权重，削弱了主观偏差带来的误差，并引入可拓物元理论构建运作方式选择模型，保障了该模型的科学性与合理性。

(3)运用实证验证了该模型的有效性，该模型的合理运用将有效缓解其他PPP项目成功运作方式与海绵城市PPP项目不融入的状况，为海绵城市PPP项目的合理运作奠定基础。基于此，该选择方法的合理运用，将会在很大程度上加速海绵城市与PPP模式相融合的建设进程，进一步促进海绵城市的可持续发展。

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Study on the Selection of PPP Operation Mode in Sponge City Based on Combined Weights Method and Extension Matter Element Model

Zhao Hui, Qu Weilu, Qiu Weiting, Wang Yue

(School of Management&Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266520, China)

Abstract :The construction of sponge city acts as a strategic move to promote China’s new urbanization construction, and its combination with the PPP model has aroused attentionof all walks of life.Among them, the study on the selection of PPP project operation mode in sponge city has become a focus issue. Based on this, a model for the selection of PPP operation mode in sponge city is built combining the optimal combination weighting method and the extension matter elements.Firstly, the selection index system of the operation mode of the sponge city PPP project is determined by combining the characteristics of the sponge city and the PPP project operation mode, and then the G1 subjective weighting method and the information entropy objective weighting method are introduced to solve the optimal weight of each index. Moreover, thetheory of extension matter elements is used to calculate the relevance degree of each PPP project’s operation mode, so as to determine the most suitable operation mode for the project. Finally, using an example verifies the applicability and scientificityof the selection model,which can provide some help for the construction and development of a sponge city.

Key words :sponge city; PPP operation mode;G1; information entropy; the extension matter element

收稿日期 ：2018-06-10,修回日期：2018-07-14

基金项目 ：国家自然科学基金面上项目“参与方个体视角下大型工程项目融资风险动态评价体系研究”(71471094)

doi： 10.3969/j.issn.1000-7695.2019.06.029

中图分类号 ：C939

文献标志码： A

文章编号 ：1000-7695(2019)06-0200-07

作者简介 ：赵辉(1978—)，男，山东临沂人，副教授，博士(后)，研究生导师，主要研究方向为工程造价、工程管理以及项目可行性分析；屈微璐(1994—)，通信作者，女，山东菏泽人，硕士，主要研究方向为项目可行性分析；邱玮婷(1994—)，女，福建莆田人，硕士，主要研究方向为工程管理;王玥(1995—)，女，四川成都人，硕士，主要研究方向为工程造价。

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