变异系数加权法论文（共4篇）
变异系数加权法论文 篇1
摘要：文章对高校学生评价中惯用的加权平均方法进行了反思, 结合实际情况, 运用变异系数加权法, 突出了个各评价指标的相对变化幅度, 在此基础上给出了新的加权方法, 它兼顾了每个指标原本的重要性也缩小了每一次实际情况的不同产生的差异情况两个方面, 结合算例我们也能看出改进后的加权平均对学生更公平合理一些。
关键词：变异系数加权法,评价方法,加权平均法
现在高校评价学生成绩时, 虽然学生可能选择的科目不同, 但是都是百分制, 所以一般都是采用加权平均的方法计算出学生的加权平均成绩, 权重一般都是老师直接给定的。例如, 在某次考试中, 权重都相同的两个科目A和科目B, 科目A稍难其平均成绩是70分, 科目B稍易, 其平均成绩是90分, 甲同学选修了A科目而乙同学选修了B科目, 如果甲和乙都考了85分, 显然, 虽然都是85分, 甲同学85分的“含金量”肯定高于乙同学的85分的“含金量”, 在这种情况下, 如果以一般的权重一样的加权平均的方法评价甲乙同学, 那么显然是有失公平的。所以根据具体的考试情况的差异, 适当的调整一下权重, 可以更公平的更合理的去评价学生, 文中提出的变异系数加权法就是考虑到了每次考试时每个科目的相对变化幅度, 适当提升了“含金量”高一点的科目的权重, 然后再结合原来科目的权重计算出新的权重, 这种新加权平均方法可以更公平合理的评价学生。
1 新的权重的计算方法
1.1 第一步:变异系数加权法的实现
用xij (i=1, 2, …, n;j=1, …2, m) 表示第i个人的第j科目的成绩。
xj (j=1, 2, …, m) 表示第j科目的成则均值为
所对应的变异系数为:
于是对于科目xj (j=1, 2, m) 根据评价对象的成绩数据, 相应的权就是:
这种加权的方法是为了突出各指标相对的变化幅度, 如果从评价的目的来看就是区别被评价对象, vi的值大表示xi在不同的对象身上变化大, 区别能力强, 所以应给以重视。
1.2 第二步:新权的确定方法
设原来规定的权wj (j=A, B, ……) 则各指标新的权重。
其新的加权平均成绩为各科目取得的成绩与新的权重相乘即:。 (分母中表示对应的当xij不为零时的和) 。
2 算例
以某大学2006级研究生评优评先中前十五名同学的成绩为例, 研究生学位课所有所选科目共六门, 各科目所对应的权重分别为2, 3, 3, 4, 3, 3。 (其原始成绩及原来的加权平均成绩见表2) 。
表1为新权重的计算过程
按新的权重计算后的加权平均成绩见表2。
注1:由表2知:学生1和2的总成绩一样, 其中同样有一个原来权重是3的科目都得到99分的成绩, 科目3的平均分只有81.9, 而科目6的平均分是94.6667, 显然, 其“含金量”不同, 我们需要根据实际情况适当提升科目3的权重, 这样会比以前的评价更显公平, 同理, 对其他同学也是一样。
注2:而且以上仅是前十五名同学的成绩, 如果把全体同学的成绩都考虑进去, 则它的变化幅度就会更大, 这样变异系数加权法在确定新的权重时就显得更为重要。
注3:计算过程不复杂, 可以运用计算器的统计功能计算, 文中计算过程精确到小数点后七位数字, 结果保留四位有效数字。
3 结语
本文讨论的是现在高校评价学生工作中的问题, 它经过了抽象和简化, 具有普适性。从形式上看, 这个方法非常简单, 但很值得我们认真的思考, 思考我们惯用的加权平均的评价方法, 不难发现其中的不合理不公平之处, 需要根据实际情况确定一种适度的测度思想, 本文就是为了实现这种测度思想而做的一种尝试, 客观的讲, 每一个科目的权数既要反映其本身的重要性, 也要根据其每一次的具体成绩而定, 为此, 我们构造了这种新的加权方法, 有理论基础。从前面的计算结果我们也能看出, 新的加权方法更注重实际, 更合理、公平。
参考文献
[1]胡永宏, 贺思辉.综合评价方法[M].北京.科学出版社.2000.42～44.
变异系数加权法论文 篇2
1 特征参数的混合方差优化加权系数法
本系统实验取16阶倒谱系数作为研究对象, 做了以下几组实验: (1) 同一说话人在不同时期说同样的话时的倒谱系数变化; (2) 同一说话人说不同话时的倒谱系数变化; (3) 不同说话人说同样话时的倒谱系数变化; (4) 不同说话人在说不同话时的倒谱系数变化。如图1所示是各组实验的各阶倒谱系数的变化图。
图1中, (a) 、 (b) 、 (c) 为说话人甲“说话”一词在不同时候的倒谱各阶系数分布; (d) 图为说话人甲“美丽”一词的倒谱各阶系数分布; (e) 、 (f) 分别为说话人乙“说话”、“录音”一词的倒谱各阶系数分布。
从大量实验中可以看出: (1) 同一说话人在说不同的话时, 各阶倒谱系数的变化幅度是不同的。变化幅度越小, 则认为该阶倒谱系数的顽健性越好;反之则认为顽健性越差。因为各阶倒谱系数顽健性的差异, 所以为了提高整体语音特征参数的顽健性, 就必须加大顽健性好的阶数的权值, 同时相应地降低顽健性差的阶数的权值。经过这样的处理, 就可以使同一说话人在特征空间差别变小, 即使得类内距离减小。 (2) 同样, 不同人在说同一句话时, 各阶倒谱系数的变化幅度也是不同的。变化幅度越大越利于突出特征, 提高说话人辨别的精度;反之则弱化特征, 降低识别精度。为了使不同说话人在特征空间的差别变大, 即使得类间距离增大, 需要依照变化幅度的不同对倒谱各阶系数进行加权。变化幅度大的, 就加大该阶倒谱系数的权值, 否则降低权值。
类内和类间对各阶倒谱系数所加的权值是不同的, 有些倒谱阶系数对减少类内 (类间) 距离的贡献大些, 但是对扩大类间 (类内) 的距离贡献却很小。因此综合考虑二者的影响, 对两种加权值做乘法, 将积作为对应阶倒谱系数的最后权值。具体类内及类间权值的确定按下面的方法进行。
2 类内权值的确定
特征矢量各维的方差为:
式 (1) 中M为特征矢量的个数, 则整体平均方差为:
式 (2) 中Wik=0表示忽略特征的第k维参数, 故有Wik>0的约束。这里可以将约束表示为:
式 (3) 中c为正常数, 可以设c为1。则优化Wik的问题变为在上式约束下的使F最小的问题。用拉格朗日乘子法解此线性规划问题, 由上述的目标函数式和约束得到无约束的目标函数:
解此无约束优化问题, 可得最佳的权系数为:
式 (5) 中,
Wik为每一特征矢量对应阶数k所加的权重, 它与第i帧中第k维特征参数的方差成反比, 与Gi (帧特征参数均方差) 成正比。很显然, 方差越大, 则权重越小, 反之越大。
3 类间权值的确定
为了增大类间距离, 这里对特征参数的各阶进行加权, 其方法如下:
设xi是第i阶特征参数, 对它进行变换yi=wixi, 其中:
式 (7) 中, N是说话人总数, m是特征向量的个数, T为特征参数的阶数。σni是第n个说话人的第i阶特征参数的标准差。L2mni表示第m个说话人和第n个说话人的第i阶特征参数分布之间重叠的一种度量, 这种方法近似为正态分布。L2mn i由下式给出:
其中µni是第n个说话人第I阶特征参数的均值, εi是一个正常数, 它是根据第I阶特征参数的分布而选取的。图2表示了Lmn i的情况。
4 实验
实验共录制了50个说话人的话音, 25男25女。话音在普通实验室环境下录制, 麦克风的音量在半刻度以上。按照日常说话习惯录音, 没有特殊要求, 内容不限。每个人录制两段话, 前一段话10s用于训练模型, 另外10s用于测试语音。采用频率为22050Hz, 量化位数为16位。
实验结果如表1。
5 结语
实验证明, 采用语音特征参数的混合方差优化加权系数法, 较好地补偿了不同时期说话人自身特征的变化而带来的语音特征参数的时变性, 可提高了语音特征参数的顽健性和系统的识别精度。
摘要：针对语音特征参数受说话人说话内容的不同、年龄、病变等因素的影响而带来的说话人识别精度的降低, 本文提出了特征参数的混合方差优化加权系数法, 经大量实验和研究证明, 该方法能够提高语音特征参数的顽健性, 提高了说话人识别的精度。
关键词：语音特征参数,混合方差,加权系数法
参考文献
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[2]易克初, 田斌, 付强.语音信号处理[M].北京:国防工业出版社, 2001.
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变异系数加权法论文 篇3
关键词：变异系数法,GIS空间分析,底板突水,风险评估
我国许多煤田水文地质条件十分复杂,煤层开采过程中受到多种水体的威胁,随着开采水平不断延伸,开采深度及强度不断加大,受承压水威胁日益严重,突水类型变得更加复杂。国内学者采用了许多方法对底板突水进行了预测和评价,如神经网络、层次分析法[1]、模糊理论分析法[2]、专家评分法等[3,4],但分析结果都没法在空间上体现。变异系数法是直接利用各项指标所包含的信息,通过计算得到指标权重的一种客观赋权方法,这种方法能较好地挖掘原始数据中的信息; 而空间分析则能够从空间关系中获取派生的信息和新的知识,且能够在图层中体现空间数据。因此,笔者直接采用变异系数法[5,6]和GIS空间分析[7,8]对底板突水进行预测,首先通过对矿井原始数据进行整理,得到矿井底板突水的主要影响因素,建立底板突水风险评估指标体系; 然后采用变异系数法对所选取的样本数据进行分析,得到矿井各底板突水影响因素的权重和底板突水风险指数评估模型; 最后,建立GIS底板突水影响因素专题图层和各因素叠加图层,达到对底板突水危险性预测的目的。
1 基于变异系数法和GIS空间分析的底板突水评估模型
1. 1 变异系数法
变异系数又称“标准差率”,是衡量资料中各观测值变异程度的一个统计量。在评价指标体系中,指标取值差异越大的指标,也就是越难以实现的指标,这样的指标更能反映被评价单位的差距。这种方法比层次分析法等更加具有客观性,能减少人为因素的影响。
在比较中,为了消除各项评价指标量纲不同的影响,需要用各项指标的变异系数来衡量各项指标取值的差异程度,变异系数计算公式如下:
各项指标的权重wi为:
式中: vi为第i项指标的变异系数; σi为第i项指标的标准差; i为第i项指标的平均值。
在计算出各个指标的权重值之后,把需要进行计算的样本数据进行归一化处理,使所有指标量纲一致,即:
这样风险指数评估模型即为:
1. 2 GIS空间分析
空间分析是为了解决地理空间问题而进行的数据分析与数据挖掘,是从GIS目标之间的空间关系中获取派生的信息和新的知识,是从一个或多个空间数据图层中获取信息的过程。空间分析通过地理计算和空间表达挖掘潜在的空间信息,其本质包括探测空间数据中的模式; 研究数据间的关系并建立空间数据模型; 使得空间数据更为直观表达出其潜在含义; 改进地理空间事件的预测和控制能力。GIS中可以实现空间分析的基本功能,包括空间查询与量算,叠加分析、缓冲区分析、网络分析等。
1) 空间插值分析。空间插值常用于将离散点的测量数据转化为连续的数据曲面,以便与其他空间现象的分布模式进行比较。空间插值分为空间内插和外推两种,空间内插算法是一种通过已知点的数据推算同一区域其他未知点数据的计算方法,空间外推算法则是通过已知区域的数据推算其他区域数据的方法。空间插值的理论假设是空间位置上越靠近的点,越可能具有相似的特征值; 而距离越远的点,其特征值相似的可能性越小。
2) 栅格图层叠加分析。栅格数据结构空间信息隐含属性信息明显的特点,可以看作最典型的数据层面,通过数学关系建立不同数据层面之间的联系,通过方程将不同数据层面进行叠加运算,以揭示某种空间现象或空间过程。
3) 自然裂点分类方法。在获得表面坡度分布频数的基础上,以分布统计曲线的自然裂点作为临界的分级方法。此方法能够使组内差距最小,组间差距最大。
利用GIS平台,把收集的各空间点指标数据导入GIS数据库,利用空间内插值法及其掩膜分析( 把研究区边界作为掩膜边界) 建立各指标栅格形式的专题图层,基于GIS的栅格图层叠加分析功能,把各个专题图层按照一定的权重进行叠加处理,得到矿井煤层底板突水预测结果。
风险评估步骤: 对矿井的实测数据进行收集、整理及量化; 建立评价指标体系,基于GIS建立各指标体系的专题图层; 合理选取分析样本,利用变异系数法获取底板突水风险评估数学模型; 把各专题图层按照底板突水风险评估数学模型进行叠加处理,得到突水风险指数图层; 基于突水风险指数图层,利用自然裂点分类法把图层分为3 个子区间,得到各子区间的数据范围,以获得各风险等级风险值的范围。
2 底板突水风险的评估
山东某矿井田范围南北长约14 km,东西宽约11 km。井田内地层自上而下分为: 第四系,上新近系,二叠系上统上石盒子组、下统下石盒子组和山西组,石炭系上统太原组、中统本溪组,以及奥陶系中统。矿井地层总体为北东倾斜的单斜构造。断裂构造总体发育为北东向、近南北向,也有北西向,大部分为正断层,其中有些断层断距差大于100 m。经查明的断层共35 条,断层将整个煤田分成了几个相连的断块,并将会影响煤矿总体开拓布局,是矿井采区划分的天然界线。这些断层对煤层开采造成了不利影响,并使开采条件复杂化。井田范围内3 煤层为主要开采煤层。煤层倾角约11°,开采上、下限标高为- 782 ~ - 795 m。三灰上距3 煤层44. 57 ~71. 74 m,平均59. 21 m; 三灰厚3. 5 ~ 6. 8 m,平均为5. 81 m,富水性较强。深部开采时受底板水威胁,属承压水上开采条件。
2. 1 底板突水评价指标及其量化
由于研究区属于承压水上开采,且断层对于煤层的安全开采影响较大,富水性则决定了突水量大小和持续性,因此选择煤层底板含水层水压、地质构造复杂度、底板含水层富水性,以及隔水层厚度,作为该矿3 煤层底板突水评价的主要影响因素[9]。
1) 底板含水层水压和隔水层厚度。含水层水压是底板突水的前提条件,在煤层底板地质条件相似的条件下,承压水水压越高,越容易突水。底板隔水层是阻抗突水的因素,其取决于底板的岩性、厚度组合特征及地质构造发育程度等。底板含水层水压和隔水层厚度值可以直接采用测量值,两个因素直接可以用突水系数T来表示,其计算公式如下:
式中: p为承压水水压,MPa; M为底板隔水层厚度,m。
2) 地质构造复杂度。断层可以缩短煤层至含水层之间的距离,甚至对接,断层使得岩层破坏,降低了岩层稳定性。采用相似维计盒维数法[10,11],把研究区分为15 个分区,对每个分区求取断层分维值。求出的分维值赋予给各分区中心点,进行插值分析,得到地质构造复杂度专题图层。
相似维DS的计盒维数测量方法就是采用边长为r的网络覆盖断层的痕迹,记录含有断层的网格数N ( r) ,不断缩小网格测尺度ri,得到相应的N( ri) 。令 ε = 1 /r,则得到的点集( lg ε,lg N( r) ) ,基于这些点可以得到一条曲线,其直线部分的斜率即为断层的相似维。
3) 含水层富水性。煤层底板含水层富水性是突水的物质基础,其富水程度和补给条件决定了底板突水的水量大小和突水点能否持久涌水。以钻孔单位涌水量q的大小来对含水层富水性进行量化,可以建立含水层富水性专题图层。
2. 2 风险值数学评估模型建立
为了减少数据分析的偏差及建立风险值数学评估模型,在3 煤层选取9 个有效点,基于上述的量化方法,得到9 个有效点的样本组数据,如表1 所示。
基于变异系数法原理,根据式( 1) 和式( 2) 对表1中的数据进行分析计算,得到突水系数、构造分维值、含水层富水性的权重值分别为0. 547、0. 165、0. 288。
由于数据单位不一致,需要去掉数据量纲的影响,即根据式( 3) 对不同的数据进行归一化处理。
根据式( 4) ,得出底板突水风险指数评估模型为:
2. 3 GIS空间分析
在确定了突水系数、构造分维值、含水层富水性这3 个突水评价指标,并进行量化后,利用GIS的空间分析功能的插值分析,可以得到这3 个指标的GIS专题图层,见图1 ~ 3。
基于GIS平台,根据底板突水风险指数评估模型,把图1 ~ 3 的数据归一化后进行叠加,得到底板突水风险指数图层,如图4 所示。
基于叠加的底板突水风险指数图层,利用自然裂点分类方法确定底板突水风险指数p的分区阈值,把矿井3 煤层按照突水风险指数p的阈值分为3 个子区: 当风险指数小于0. 25 时,该分区为安全区; 当风险指数大于等于0. 25 小于等于0. 45 时,该分区为过渡区; 当风险指数大于0. 45 时,该分区为危险区。突水风险等级如图5 所示。
2. 4 结果分析
通过对井田3 煤层的底板突水风险的评估,从图4 中可以找到煤层各点底板突水风险指数。由图3、图4 的对比,不难发现除了研究区右上角小部分区域风险情况有点差异外,其他地方几乎一致,这说明了该评估方法的结果与突水系数法的评估结果差异不大,证明了将基于变异系数法和空间分析的底板突水预测模型应用在底板突水风险评估中是可行的。就差异部分而言,在此处的断层分维值和含水层富水性强度都比较大,导致了图4 中右上角有个区域的突水风险指数比图3 中高。这说明了传统的突水系数法虽然能够对底板突水进行大体上的预测,但在复杂水文地质条件下,只考虑隔水层厚度和底板承压水水压还是有所欠缺的。而本文的方法考虑了更多方面的因素,评价结果比传统的突水系数法更为合理。
3 结论
1) 通过对矿井水文地质调查,确立了矿井底板突水主要影响因素,并对其进行量化,为后面的数据分析以及空间分析提供基础。
2) 基于变异系数法,对矿井数据组进行分析,得到底板突水风险突水指数评估模型。
3) 基于GIS空间分析功能,建立了底板突水专题图层,叠加并按照自然裂点分类后得突水风险等级图层。
4) 以井田3 煤层为研究对象,对其进行分析,结果表明: 当风险指数小于0. 25 时,该分区为安全区;当风险指数大于等于0. 25 小于等于0. 45 时,该分区为过渡区; 当风险指数大于0. 45 时,该分区为危险区。
参考文献
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变异系数加权法论文 篇4
1 文献综述
国外针对科技竞争力评价进行了诸多研究,代表性成果有:瑞士洛桑国际管理发展学院(International Institute For Management Development,IMD)从研发财力资源、研发人力资源、技术管理状况、科学环境状况、知识产权保护状况5个方面选取26个具体指标建立评价指标体系,对各国科技竞争力进行综合评价[2]。世界经济论坛(World Economic Forum,WEF)将参评的国家和地区按照指标“百万人口实用专利美国授权数”进行了分类,然后应用不同的加权方式并选择不同分指数进行综合,以获得更加合理的评价结果,其中包括科技竞争力评价[3]。
我国政府部门及相关学者也对科技竞争力评价进行了大量研究,科技部发展计划司先后于2003年、2005年、2007年和2008年四次制定和修改了国家及各地区科技进步监测体系,形成了一套科技竞争力评价指标体系。鞠芳辉建立了一套由一级指标科技投入、科技产出、科技潜力、科技与社会经济协调发展程度构成的城市科技竞争力评价指标体系[4]。朱俊成等提出了一套由科技投入、科技产出、科技与经济社会协调发展和科技外向性等为一级指标的城市科技竞争力评价指标体系[5]。卢方元等从科技投入、科技产出、科技与经济发展的协调程度和科技潜力4个方面对河南省18个地市的科技竞争力进行分析[6]。倪芝青等在参考科技部科技进步监测体系和《中国科技发展研究报告》的基础上,建立了一套由科技投入水平、科技产出水平、科技与经济和社会协调发展程度、科技潜力为一级指标的评价体系[1]。
本文在借鉴已有研究的基础上,充分融入科技服务、科技环境等软性条件,构建了一套适合城市科技竞争力评价的指标体系。已有研究在指标权重确定方面,多是通过向有关专家咨询、汇总得到的,带有很强的主观性。本文采用层次分析法(AHP)和变异系数法主客观相结合的方法确定各指标权重,以期减小指标确定过程中的主观性。
2 模型、指标与方法
2.1 四维评价模型
城市科技竞争力的强弱不仅反映在科技投入和科技产出的多少,而且体现在科技服务、科技环境的优化,也就是说,在科技竞争力表现为现实能力的过程中,“软因素”也起着至关重要的作用,因为它往往在很大程度上决定前者的发展。其中,科技投入是科技竞争力的基础,主要表现在人力投入和财力投入两个方面,科技产出是科技竞争力的核心,主要体现在知识产权和高新技术,科技服务是科技竞争力的推力,主要包含技术市场和孵化器机构,科技环境是科技竞争力的支撑,主要依赖于基础设施、研发机构和教育资源。
2.1.1 科技投入
科技投入是一个城市进行科技创新的物质条件和基础,它反映了一个城市的科技研究与发展水平。科技投入是根据人力投入、财力投入来反映城市科技竞争力差异的一个指标。本文选取万人口专业技术人员数、万人口R&D人员数、万人从事科技活动人员数3个人力投入指标和人均科技活动经费、科技活动经费占城市GDP的比重、地方财政科技拨款总额占地方财政支出比重3个财力投入指标来衡量城市科技投入的差异。
2.1.2 科技产出
科技产出是反应城市科技竞争力的核心指标,城市科技产出的差异需要从知识产权和高新技术两个角度衡量,不仅要考虑知识产权、高新技术的绝对值,更要考虑知识产权、高新技术的结构。本文选取万人发明专利授权量、百万人国家级科技奖励数2个知识产权指标和高新技术产业总产值、高新技术产业增加值、高新技术产业增加值占城市GDP的比重、新产品销售收入占所有产品销售收入的比重4个高新技术指标来衡量城市科技产出的不同。
2.1.3 科技服务
科技服务旨在推进科技的应用、推广,生产力促进中心、创业服务中心、行业协会、中小企业服务中心、专业公司(中心)、专业协会、农技服务站等即属此类。科技服务反映城市科技的应用和推广差异。本文选取技术市场成交合同额、技术市场成交额占城市GDP比重2个技术市场指标和市级以上科技企业孵化器数量、孵化器机构在孵企业数、孵化器企业技工贸总收入3个孵化器指标来衡量城市科技服务的不同。
2.1.4 科技环境
科技环境实质上是科技活动的支撑系统,其好坏直接决定了区域科技竞争力的高低。良好的科技环境有助于区域内聚集大量的科技型人才,从而加快知识创造和科技创新,提升区域科技竞争力。本文选取万人拥有公共图书馆藏书量、万人拥有互联网用户数、万人拥有固定电话和移动电话数3个基础设施指标,国家重点实验室数、国家工程研究中心数、国家级科研院所数、国家认定企业技术中心数4个研发机构指标和高等院校数、公共教育支出占城市GDP的比重、高等学校在校生人数3个教育资源指标来衡量城市科技环境的不同。整个城市科技竞争力评价指标体系如表1所示。
2.2 研究方法
在科技竞争力综合评价中含有大量的主、客观因素,为了评价的科学性与合理性,本文采用层次分析法(AHP)和变异系数法主客观相结合的方法确定各指标权重,最终得到15个副省级城市科技竞争力的评价值。
2.2.1 权重确定
(1)层次分析法
本文根据指标体系,运用AHP分三层次对指标赋予权重。第一层次:根据科技投入、科技产出、科技服务以及科技环境(即一级指标)对科技竞争力影响程度的两两判别矩阵赋予一级指标权重(综合为1);第二层次:对影响一级指标内部的各二级指标按重要性程度的两两判别矩阵赋予二级指标权重(任何一级指标内各二级指标权重之和仍为1);第三层次:类似于第二层次方法,计算二级指标内部的各三级指标权重(同样任何二级指标内各三级指标权重之和仍为1)。由此计算在层次分析法下每一个三级指标对科技发展水平的综合权重(记为mijk):相应一级指标所占权重*相应二级指标所占一级指标权重*该三级指标所占二级指标的权重。
(2)变异系数法
变异系数赋权法就是根据各个指标在所有被评价对象上观测值的变异程度大小,来对其赋权。变异程度大的指标,说明能够较好地区分各城市在该方面的情况,应赋予较大的权重;反之,则赋予较小的权重。
变异系数一般计算步骤有:(1)计算变异系数(2)将变异系数代入计算变—异系数权重ui=vi/∑vi。其中Si为指标的标准差,为指标的均值,vi为变异系数,ui为变异系数权重。在本次评价过程中对于不同的指标,笔者都分别对其三级指标计算了变异系数权重,为了下标的统一,我们把对应指标的权重记为uijk。
(3)综合权重确定
利用上述计算结果,得出主客组合赋权模型最终确定的指标权重(记为λijk)。计算模型如下:
2.2.2 综合得分模型
(1)二级指标的综合得分模型
Xij指第i个一级指标下第j个二级指标的综合得分值。
(2)一级指标的综合得分模型
Yi指第i个一级指标的综合得分值。
(3)科技竞争力综合得分模型:
DST为科技竞争力综合得分;q/ijk-β为无量纲化处理后三级指数的得分值,λijk为对应指标在主客观组合赋权模型下的权重。
3 实证分析
3.1 副省级城市科技竞争力综合评价
通过综合模型计算,分别得到全国15个副省级城市的科技投入、科技产出、科技服务和科技环境四个维度评价结果以及综合竞争力结果,如表2和表3所示,我国15个副省级城市无论是在科技投入、科技产出、科技服务和科技环境四个方面表现,还是综合竞争力都已呈现出非均衡现象。将副省级城市数据导入SPSS17.0软件中,采用分层聚类方法,进一步得到我国副省级城市科技竞争力非均衡发展的四层分化结果:第一层,国内领先层,唯有深圳符合,能拥有国内绝大多数城市无法比拟的科技竞争力,在科技投入、科技产出、科技服务方面成就显著,引领着我国城市科技发展方向,但在科技环境方面排名靠后。第二层,区域中心层,包含南京、广州、杭州、厦门、武汉5个城市,此层城市代表所在区域科技发展水平,科技投入、科技产出、科技服务和科技环境在15个副省级城市中处于中上游水平。第三层,地区支撑层,包括沈阳、大连、济南、西安、青岛5个城市,此层城市拥有丰富的高等教育资源和研发资源,科技环境突出。第四层,地区发展层,包含宁波、成都、长春、哈尔滨4个城市,他们在15个副省级城市中科技发展基础相对较弱,科技竞争力不强,正处于起步快速发展阶段。
3.2 非均衡现象
根据表2中得分情况,分别将15个副省级城市按照综合得分从大到小进行排序,其结果如图2所示。从图中可以看出,剔除南京、广州、杭州、长春和哈尔滨5个城市外,绝大部分城市的科技投入、科技产出、科技服务和科技环境波动方向和幅度不一致,出现了副省级城市四方面非均衡发展现象,即某个城市其中一个方面较强,该城市其他三个方面未必也较强。从统计数据来看,共有10个城市出项了四个方面非同步发展情况,占到了副省级城市的三分之二,导致副省级城市整体上科技发展非均衡现象显现。
深圳的科技投入、科技产出和科技服务均排名第1,遥遥领先于其他副省级城市,但科技环境却排名第13,科技发展严重不均衡,可见作为中国经济特区发展起来的城市,深圳科技底蕴不足。厦门科技投入、科技产出和科技服务三项指标均名列前茅,但科技环境指标仅排名第12,说明厦门缺乏研发资源和高等教育资源。武汉和沈阳在科技服务、科技环境两个方面具有比较明显的优势,从最有利于自己的角度,在科技服务和科技环境方面,都有充分的理由排在更靠前的位置,如果武汉和沈阳进一步注重科技投入和科技产出两方面的工作,其在总体上的比较优势将更加明显,在科技竞争力的构成结构上就更加均衡。大连和济南科技投入和科技服务两项指标排名靠后,表明大连和济南在这两项指标上的弱势。这无形中提示了大连和济南在科技发展中应该注意的问题,应加大科技投入,强化科技中介服务体系建设,促进科技成果就地转化。西安和成都的科技产出明显落后于科技投入,说明这两个城市的科技投入产出效率不高。青岛和宁波这两个城市经济发展很快,特别是外资加工型经济发展十分迅速,而科技竞争力明显滞后于经济发展的态势,还需要进一步提高。
4 结论
从实证结果可以看出,我国副省级城市科技竞争力已经进入四层分化的非均衡发展阶段。从副省级城市非均衡表现形式来看,整体上呈现出科技投入、科技产出、科技服务、科技环境四个方面非均衡发展的局面。
在面对区域发展不平衡问题上,国家已制定了“西部开发”、“东北振兴”、“中部崛起”为主线的三大国家区域平衡战略,而顺势制定科技平衡发展政策,将改善我国副省级城市科技竞争力在区域中的非均衡现状。而制定科技发展政策不能局限某一侧面,应从科技人员和经费投入上强化科技投入,从知识产权和高新技术上提升科技产出,从技术市场和孵化器上增强科技服务,从基础设施、研发机构和教育资源上强化科技环境,最终实现副省级城市四个方面同步均衡发展。
摘要：以城市科技数据为依据,构建了副省级城市科技竞争力评价模型和指标体系,并通过采用AHP-变异系数法进行了实证分析。研究表明:我国副省级城市科技竞争力已进入四层分化的非均衡发展阶段,呈现出科技投入、科技产出、科技服务和科技环境异步非均衡发展的表现形式。
关键词：变异系数法,副省级城市,科技竞争力
参考文献
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