浅谈数字鸿沟的测量方法_数字鸿沟论文

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      数字鸿沟已经成为人类社会普遍关注的问题,国内外研究者对数字鸿沟问题开展了大量的定性与定量研究。准确地测度数字鸿沟对于客观衡量差距、提出有效的数字鸿沟解决对策具有重要意义。数字鸿沟测度包括构建测度指标、选择测度方法以及数字鸿沟实测等环节,合理选择测度方法对测算数字鸿沟至关重要。本文主要对国内外常用的数字鸿沟测度方法进行分类梳理,以帮助研究者选择恰当的方法,并为改进测度方法提供一定的参考。

      1 数字鸿沟测度方法的类型

      测度方法与测度指标紧密相关,按照测算时所选用指标数量,数字鸿沟测度方法分为单指标测度方法和多指标测度方法两大类。一般来说,当采用单独指标衡量数字鸿沟时,选用单指标测度方法,当然,单指标计算方法并不是指测度模型中只有一个指标,而是指一次只对一个指标进行计算,通过该指标值的大小显示数字鸿沟;而当采用多指标或指标体系衡量数字鸿沟时,则会选用多指标测度方法。相比而言,多指标测度方法更为复杂,本文将着重分析多指标测度方法。

      2 数字鸿沟的单指标测度方法介绍

      2.1 单指标测度方法的类型

      单指标计算方法可以选取测度指标体系中的任一指标进行计算,如互联网普及率、计算机普及率等,运用不同的方法计算该指标,总体上较为简单。主要的测度方法有绝对差距法、相对差距法、时间差距法、基尼系数法、差额比率法和平均差别法。

      绝对差距法和相对差距法是美国电信和信息管理局(NTIA)提出的数字鸿沟测度方法,是最早产生并应用的测度方法[1]。它们的基本原理都是对比考察对象的指标值数值大小,以此来展现数字鸿沟。绝对差距法是对指标数值进行直接比较,相对差距法则计算考察对象占目标对象指标数值的百分比(大于100%,表示超出目标对象指标数值),以此来表征数字鸿沟。它们主要用于进行横向对比同一时期的两个不同考察对象之间的指标测度数值,或比较纵向的同一考察对象在不同时期的同一指标测度数值。

      尔后,斯洛文尼亚经济学教授帕沃·西切尔另辟蹊径,基于时间序列数据分析,比较两个不同考察对象的某一指标达到特定水平时的时间差距,反映他们之间的数字鸿沟,称为时间差距法[2]。借鉴经济学中的评估收入分配状况的基尼系数,意大利法比奥拉·里卡帝尼和莫罗·法里奥提出了数字鸿沟基尼系数法,美国商务部报告中测算计算机与互联网普及率时使用了基尼系数法[3]。差额比率法通过考察指标测度值在相继两年的差距,并计算出差距比率值来表示数字鸿沟大小。祝建华提出以社会各阶层之间网民比例的平均差别来度量数字鸿沟,称为平均差别法,较为适于测度地区数字鸿沟[4]。

      2.2 单指标测度方法的评价

      上述单指标测度方法中,绝对差距法与相对差距法计算过程相对比较简单,而且计算结果含义直观明了,便于理解,应用较为广泛。绝对差距法和相对差距法都是对指标的静态测度,而时间差距法从时间角度出发,能够清楚地描述不同对象在达到某一水平时提前或落后多长时间,是一种动态的度量。但是时间差距法只适用于比较两个不同的考察对象,不能测度单个对象内部的数字鸿沟现状与发展趋势,例如,我们可以用时间差距法比较我国东部和西部数字鸿沟大小,却无法计算西部地区自身的数字分化程度。基尼系数法既可以测度多个不同对象间的数字鸿沟,也可以测度某一对象内部的数字鸿沟;既可以进行静态分析,也可以动态分析不同年度的变化情况。但是基尼系数法其计算结果不直观,含义不够明确,较难理解。差额比率法是把两个相邻年度的数值作比值,也可以看做是一种动态的度量方法。同时,差额比率法既可以用来测度两个对象之间的数字鸿沟,也可以测度多组对象间的数字鸿沟。平均差别法可以用来测度一个对象内部的数字鸿沟,但对于两个不同对象间的数字鸿沟测度却无能为力。

      单指标测度方法每次选取单一指标进行计算,计算简单,结果直观,易于理解,但无法展现数字鸿沟全貌,只能从某一局部(例如互联网情况、电话使用情况等)表征数字鸿沟。此外,不同单指标测度方法计算鸿沟的角度不同,相同的指标和统计数据在使用上述不同的测度方法时,可能会得出不同的结论。例如,《中国数字鸿沟报告2006》分别使用了绝对差距法、相对差距法、时间差距法和基尼系数法测度了我国东中西部互联网普及率的差距,结论也不尽相同甚至截然相反。陈建龙等也采用了五种测度方法计算我国地区互联网普及率差距,结果显示得出的结论各不相同,因此他们建议对我国的数字鸿沟进行测度时不宜采用基尼系数法,差额比率法更加科学合理[5]。可见,在选择单指标测度方法计算数字鸿沟时,必须根据研究目标有针对性地选择恰当的方法。

      3 数字鸿沟多指标测度方法的特征及应用实践

      为了更全面衡量数字鸿沟,研究者们提出并应用了多项指标共同测度不同对象间数字鸿沟的方法,称为多指标测度方法。

      3.1 多指标测度方法的特征及类型

      由于构建了多项指标用以测度,应用多指标测度方法时首先要确定各项指标的权重。其次,因为各项指标的数量单位和数量级不同,在数据采集归总后,计算鸿沟之前,还需要对数据进行标准化处理。因此,在拟定了测度指标体系基础上,多指标测度方法的实施有其特有的步骤,主要包括确定指标权重、数据标准化、计算差距值(即数字鸿沟)。

      在具体计算差距值时,沿着不同的测算思路产生了两种不同的计算方法。其一是用整套指标体系对测度对象分别进行评分,再对不同对象的评分进行二次计算,二次计算的结果用以显示“鸿沟”的大小,称为综合评分比较法。其二是先按照指标体系的每一个指标分别计算测度对象在此指标上的差距,然后再将各指标的差距值合成为一个总的差距值,即数字鸿沟指数,该方法称为数字鸿沟指数法。

      总的来说,多指标测度方法比单指标测度方法的过程更为复杂,且同一步骤上往往有多种实施方案,因此笔者将分步骤具体分析其应用实践。

      3.2 多指标测度方法的应用实践

      3.2.1 权重的确定方法

      对于由多项指标构成的综合测度模型,权重的确定是一项最基本同时也是最重要的工作,确定权重的主要原则是各指标对测度的重要程度,权重的确定将直接影响到最终的测评结果。目前权重的确定方法主要有算术平均法、主观赋值法、德尔菲法、层次分析法、主成分分析法和因子分析法。

      (I)算术平均法。算术平均法将所有指标赋予相同的权值(即算术平均值),是比较简单易行的方法。国际电信联盟(ITU)在《世界电信发展报告2003》中,采用算术平均法赋权值,对数字接入指数(DAI)进行了测算[6]。张彬在测算15个省市ICT接入和应用水平综合指数时,为了使数据处理简单化,令各项二级指标的权重值相等[7]。

      (2)主观赋值法。主观赋值法就是人为地判断各指标的重要程度,赋予各指标不同的权重,如我国信息产业部国家信息化指数就采用了主观赋值的方法确定各指标不同的权重。主观赋值法看似简单,实则在应用时对研究者和赋值者的经验及能力要求颇高。

      (3)德尔菲法。德尔菲法是邀请多位专家分别填写权重调查表,各专家之间彼此隔离,不得相互讨论,回收之后对专家的意见作出汇总整理,然后把汇总结果返还给各专家,请他们陈述理由然后再给出各指标的权重,这样进行多轮调查后,得出最终的权重。德尔菲法通过多次赋值、汇总、调整的过程尽量消减主观性。孙立芳等构建的个人数字能力指数测度指标体系中,各指标权重的确定采用了德尔菲法[8]。

      (4)层次分析法。层次分析法把复杂的问题分解为目标层、准则层和方案层(亦即指标层)等层次,目标层是指问题的预定目标,准则层是指影响目标实现的准则,方案层是指促使目标实现的方案。具体方法是:向专家、学者、权威人士反复咨询,将两两指标对比哪个更重要以及重要多少,并按重要程度赋值。然后对专家填写的判断矩阵使用一定的数学方法进行层次排序。

      张彬等采用层次分析法确定了区域数字鸿沟测度指标体系各层指标的权重[9];高小卫对我国区域数字鸿沟测度指标体系的研究中,也利用层次分析法确定了指标层的权重[10]。

      (5)主成分分析法。主成分分析法研究的是怎样通过少数的几个主分量来解释多个变量之间的内部结构。也就是说,要从原始变量中导出少数的几个主分量,使这些主分量尽量多地保留原始变量的信息,并且彼此之间没有相关性,以每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总特征值之和的比例作为权重。主成分分析法常常被用来寻找判断某种事物或者现象的综合指标,从而可以更加深刻地揭示事物或现象的内在规律。

      胡鞍钢和周绍杰采用了主成分分析法对影响国际互联网普及的不同因素作了实证分析[11];陈爱娟等借鉴国家信息化水平测度指标构建了数字鸿沟测度指标体系,并运用主成分分析法测度了陕西省各市之间的数字鸿沟[12];王涛峰采用了主成分分析法对陕西省2004年的数字鸿沟进行了研究[13]。

      (6)因子分析法。因子分析法在一定程度上可以看做是主成分分析法的推广和扩展,它是把关系错综复杂的变量综合为数量较少的几个因子,以因子的方差贡献率为权值,计算出每一个测度对象的得分值。

      刘骏和薛伟贤构建了一套城乡数字鸿沟测度指标体系,选取了我国31个省区作为样本,利用因子分析法进行了实证研究[14];张俊和王江泉结合福建省省情构建了城乡数字鸿沟测度体系,并采用因子分析法对福建省2000-2010年的城乡数字鸿沟进行了实证研究[15];魏振香等人运用因子分析法提取了数字鸿沟的三个因子:信息资源因子、经济发展与人才结构因子、教育水平因子,以此对我国沿海地区十个省、自治区和直辖市之间的数字鸿沟进行了测度,得出了排名结果[16]。

      上述几种权重确定方法中,算术平均法是最简单的赋值方法,由于对所有指标赋予相同的权重,无法区分不同指标的贡献大小,容易掩盖实质上的差异。德尔菲法和层次分析法中专家的看法和打分会影响最后的权重结果,具有一定的主观性。而主成分分析法和因子分析法不涉及人为主观赋权问题,而且还能用较少的相互独立因子反映出原始变量的信息,相对而言比较客观和合理。

      3.2.2 数据的标准化方法

      由于测度指标体系中各指标的计量单位和数量级各不相同,所以在数据采集后,首先要对数据进行无量纲与无量级的标准化处理,使其具有可比性。数据的标准化方法主要有均值化法、Z分数法、最大差距法、对数法和基准年法。

      

      张彬测度了我国31个省、市、自治区的数字鸿沟情况,在对数据进行标准化处理时,采用了均值化法[17]。

      (2)Z分数法。Z分数法是从平均值是μ,标准差是δ的总体中抽出一个一个变量X,Z分数表示此变量大于或小于平均值及各标准差。计算公式是:Z=(X-μ)/δ。因为Z分数分子与分母单位相同,因此Z分数没有单位,可以用来比较从不同单位总体中所抽出来的变量值。

      张飞燕以我国31个省区和东中西部为样本进行了区域数字鸿沟实证研究。选择了Z分数法对数据进行标准化处理,使数据具备了可比性[18]。

      

      Jin等用信息产业部和国家统计局的统计数据测算了2000年我国各地区之间的数字鸿沟,其数据标准化的方法采用了最大差距法[9]。国家统计局国际统计信息中心在对我国31个省、自治区、直辖市的信息化发展水平进行测算和评价的研究中,对测评方法进行了改进,把具体指标分成了两种类型,采用了不同的标准化处理方式。其中,对于数据变化范围较小的指标采用了最大差距法进行无量纲处理[20]。

      (4)对数法。作为对最大差距法的补充与完善,对其中的参数分别取对数值进行计算,就形成对数法。对数法的计算公式是

。国家统计局国际统计信息中心在对我国信息化发展水平进行测算和评价的研究中,对于数据变化范围很大(最大值和最小值的比值大于100时)的指标,或者数据分布很不均匀而且多数聚集在平均值以下的指标,采用的是对数法对数据进行了无量纲处理。

      (5)基准年法。基准年法是首先将某地区某一年的各项指标值确定为基准年的基数,然后用被测地区某一年的各项同类指标值除以基准年各项指标值,即把各指标转换成了无量纲的指数值[21],日本经济学家小松畸清介提出的信息化指数模型中较早地应用了该方法。苏君华和孙建军利用信息化评价指标对我国各省信息化建设进行了测度,以2002年全国数据作为基数,计算了各信息化要素的标准化指数值[22]。

      以上几种标准化方法原理各不相同,使用不同的方法可能会得到不同的测评结果,可根据实际情况选择。一般情况下,在同一次测评中,人们大多会选择同一种标准化的方法,以保证测评结果的一致性。

      3.3 计算差距值的方法

      3.3.1 综合评分比较法

      综合评分比较法使用整套指标体系,根据各指标的权重,计算出每个测度对象的综合评分,然后对不同对象的综合评分进行二次计算,得到“差距”值,即算出数字鸿沟大小。

      计算综合评分最常采用加权求和的方法。如孙立芳和李月以大学生为样本,构建了大学新生个人数字能力指数测度指标体系,测算时采用了各级指标逐级加权求和的方法计算了大学新生个人数字能力指数,从微观角度测度了城乡数字鸿沟[8]。也有一部分测度模型使用的是加权算术平均的方法得出评分的。如苏君华和孙建军建立的信息化评价模型,对某地信息化各要素指数值的计算就是求出了某要素下各项指标指数的算术平均值(可以看作各权重相等的加权算数平均值)[22]。胡晓鹏对我国区域信息化发展水平进行了比较,对于四个一级指标和终极指标也采用了此法进行测算[23]。

      得出每个评价对象综合评分后,就能对它们进行对比分析,得出数字鸿沟值,即数字鸿沟指数就是计算每个评价对象综合评分的差距值。最常用的方法是绝对差距法,也就是直接将不同测度对象的评分相减,差值就是数字鸿沟的大小。陈爱娟等的陕西城市间数字鸿沟的测度[12]、刘骏和薛伟贤的城乡数字鸿沟测度[14]、张俊和王江泉的福建城乡数字鸿沟测度[15]等都是采用了绝对差距法。也有研究者采用了时间差距法计算差距值,如李潇分别应用了绝对差距法和时间差距法,利用其构建的区域信息化水平测度模型对我国区域数字鸿沟进行了测度[24]。另外,离散系数法也可被用来测度差距值的大小,如Jin等以各地区间信息化发展程度指标数值的标准差与均值之商(即离散系数或称变异系数)作为数字鸿沟的具体度量,测算了2000年我国各地区之间的数字鸿沟[19]。

      3.3.2 数字鸿沟指数法

      数字鸿沟指数法是先通过一定的方式计算不同测度对象在指标体系的各个考察指标方面分别存在的差距,并根据各项指标的权重,将各指标的差距合成一个数字鸿沟指数值。各个单独指标方面的差距计算可以采用单指标计算方法,如绝对差距法、相对差距法等;在“合成”数字鸿沟指数时,较常采用加权求和的方式。

      

      通过数字鸿沟指数法计算出的差距数值,还能进一步作为一个类别被包含进“更全面”的指数,算出总指数。这是数字鸿沟指数法相比综合评分法的一个重要特点。例如我国的《中国数字鸿沟报告》,每年都在城乡数字鸿沟、地区数字鸿沟、性别数字鸿沟等指数计算的基础上,对这些指数用算术平均法赋予权值,采用加权求和法算出我国数字鸿沟总指数。从第一次的报告《中国数字鸿沟报告2005》到最近一次的《中国数字鸿沟报告2013》显示,2002-2012年,中国数字鸿沟指数整体上缩小了43%[26],中国数字鸿沟总指数继续呈下降趋势,2012年中国数字鸿沟总指数为0.38(见图1),表明我国仍然存在明显的数字鸿沟。

      

      3.4 多指标测度方法的综合评价

      综合评分比较法和数字鸿沟指数法都是对应于多指标数字鸿沟测度模型的测算方法,其计算过程内核是一致的,都需要拟定指标体系,确定各项指标的权重,再用某种方式计算考察对象间的“差距”。它们在计算过程中的共同之处体现在指标体系权重的确定,数据的标准化处理等方面。上文中所分析的权重确定方法、数据标准化处理方法对它们都是适用的。综合评分比较法和数字鸿沟指数法的区别在于计算差距值时采用不同的算法:综合评分比较法是先依据整个指标体系计算出测度对象的绝对评分,再对得分进行相对比较;而数字鸿沟指数法是先对测度对象在每一个指标上分别作比较,计算出相对评分,再将各个指标的相对得分合成为一个指数。在实践中,正因为多指标测度方法得出的数字鸿沟结果更具客观性,因此还可以进一步用于分析社会信息化发展、城市化进程等[27],使数字鸿沟指数发挥了更多的社会效应。

      多指标测度方法是在单指标测度方法的基础上发展起来的,通过科学合理地制定测度指标体系,综合作用共同测度数字鸿沟,能尽量避免单指标测度方法的局部性及片面性,更能全面地展现数字鸿沟,对于人们科学认识数字鸿沟,制定全方位的数字鸿沟弥合措施更具优势。但无疑,不论指标体系的构建、指标权重的确定,还是测度方法的选择、测算的实施,多指标测度方法均体现出了更高的复杂性,在实际应用中,应考虑周全,谨慎实施。

      4 结语

      自从人们开始关注并定量化测度数字鸿沟以来,从不同的思路产生了多种测度方法,它们的基本原理都是一致的,即认为“鸿沟”意味着差别,测度数字鸿沟就是从那些能表征数字化设施及其应用的指标入手,计算差别,量化差距。当然,对于数字鸿沟测度的认识是一个由浅入深、由片面到全面的过程。最初阶段的测度往往只使用单个指标来衡量,采用简便的单指标测度方法。随着人们对数字鸿沟认识的逐渐深入,测度方式逐渐得到改进和完善,构建一套综合的指标体系来全面测度数字鸿沟更为合理。因此,多指标测度方法得到了广泛的应用。因而,本文从采用的指标多寡角度入手,将众多的数字鸿沟测度方法分为单指标测度方法和多指标测度方法,便于实践者和研究人员清楚地掌握这些方法,并基于此开展更多的相关研究。

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