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打造低碳城市探究支持系统
打造低碳城市探究支持系统
低碳城市建设评价对于促进城市低碳发展的作用不言而喻。
研究和实践中需要低碳城市建设评价工作规范化,并有现代化的平台来支持。
针对低碳城市建设评价体系的应用,本文总结了低碳城市建设评价的工作流;基于大数据分析与处理理念、可视化技术和政策工具包,探讨了低碳城市建设评价的支持系统研制。
一、引言
人类跨入21世纪后,为了应对全球气候变化,各国纷纷掀起了低碳城市建设的浪潮。
目前,我国关于城市的低碳建设正处于方兴未艾阶段,理论研究大量涌现,尤其是在构建城市低碳发展评价指标体系方面做了许多工作。
但是在指导具体的城市低碳建设过程中,这些研究起到的作用仍然比较小,迫切需要低碳城市建设评价工作规范化,并有现代化的平台来支持,让决策者、管理者、企业和民众更加明确低碳发展的目标体系、评价标准、行动计划和发展路线图,以此引导城市将低碳发展的理念落实到城市规划、城市建设,以及城市管理的各个环节。
二、低碳城市研究:
三种形式
长期以来,西方发达国家在城市的生态建设、低碳建设方面一直走在世界前列,但是并没有在国家和城市层面上,形成系统性的评价方法与管理手段。
我国比较早地提出以可持续发展战略作为重要的发展战略,并提出以科学发展观为指导,在大范围和较高层次开展低碳社会建设[1]。
在这样的发展背景下,全国各地开始了大量低碳城市、低碳示范区的建设。
然而,直到目前为止仍没有建立起一套具有普适性的城市低碳发展体系,以此更好地指导城市的低碳建设。
随着低碳城市建设的快速发展,低碳城市建设的评价指标体系成为研究热点[2]。
由于对低碳城市建设的不同理解,以及出于不同研究目的的需要,国内外关于低碳城市的评价指标体系丰富多样。
国内的相关研究成果主要以以下三种形式呈现:
一是学者在学术期刊上发表的学术论文。
这类论文主要探讨低碳城市评价指标体系建立的原则、指标选取的依据、指标无量纲化的方法,以及指标权重的设定,并结合某一具体城市进行案例分析。
这些研究以学术探讨为主,缺乏实践检验,因而影响力较为有限;
二是一些学术团体独自或者联合推出的与生态、绿色、低碳和可持续发展相关的城市评价指标体系。
这些研究目标指向范围更广,影响力也相对较大,但是其低碳指向性不强;
三是多城市低碳发展水平综合评价研究。
这类研究通常的做法是构建评价指标体系,设定权重,并对城市低碳发展水平进行排序。
但是,不同规模类别和资源禀赋的城市是否具有可比性值得商榷。
实践表明,构建评价指标体系之前,必须首先明确指标体系构建的目的是用于考核评价还是用于规划建设,抑或兼具两种功能?
是评价发展现状还是评价努力程度,还是二者兼顾?
指标体系只是用于城市之间的相对比较(如排序),还是用于指导具体城市的实践工作?
这些最基本的前提问题必须首先回答。
三、低碳城市评价:
评建结合
本文提出的低碳城市建设评价的基本思想是“评建结合”。
即:
将“评价”与“建设”有机结合,从而达到低碳城市规划建设与低碳城市评价管理的统一。
为此,在充分借鉴国内外相关研究的基础上,提出通过流程(图1),建立低碳城市建设评价体系。
第一步:
明确城市低碳发展的目标――建设低碳城市。
城市低碳发展的目标并不是为了减排而遏制城市的发展,而是要全面引导和改善城市各个领域的发展趋势,使得整个城市的发展能够更加可持续。
通过系统性的、分领域的发展目标的确定,形成城市低碳发展的目标体系,使城市决策和管理部门能够把握城市的低碳发展,从而在城市的各个领域上进行权衡和综合考虑。
在这里,主要包括五大领域:
低碳能源、低碳产业、低碳建筑、低碳交通、低碳消费。
即:
把评价的领域限定在上述五个方面[3]。
第二步:
建立分类指导的个性化评价体系。
我国的各个城市发展路径和结构存在很大差异,如何在研究共性规律的基础上进行适度分类,体现城市发展的个性,也是低碳城市研究的当然内容,因为无个性即无共性。
然而,如何构建一个理想化的低碳城市,分析研究现有城市如何通过低碳建设或“改进”逐渐接近于“理想化”,是摆在全社会面前的现实课题。
对于不同类型的城市低碳发展进行评价和“改进”,涉及到城市经济、社会以及生产生活的方方面面,并不容易实现,必须要在科学理论指导的基础上进行实践,评价与建设相结合,以评价促发展。
本文认为,由于城市的地域特点和资源禀赋不同,所以可以按“资源型城市”和“一般型城市”两大类来进行讨论。
后者按最新的以城市常住人口为统计口径的城市规模划分标准细分为五类,把评价的客体进行分类,不仅有利于城市之间的对比和让公众比较满意地接受评价结果(注:
不同规模类别的城市放在一起是没有可比性的),而且也兼顾了对象城市本身的禀赋,体现了“以人为本”的科学发展观的中心理念。
第三步:
建立一个可以量化的评价指标体系框架。
“评建结合”的低碳城市建设评价体系,要求指标体系不仅要反映城市低碳发展现状,而且还要能够反映城市向低碳转型的努力程度[4]。
前者将构成低碳城市建设评价的核心指标体系,后者将构成低碳城市建设评价的支持指标体系。
具体地说,前者针对以上提到的五大领域展开。
其中,低碳能源是核心,是实现城市低碳发展的根本,直接决定了低碳城市的发展水平;后者主要围绕低碳政策、低碳技术展开。
因为低碳政策、低碳技术分别从机制和技术角度,提供低碳城市发展的社会、法律环境,以及技术解决途径。
换句话说,前者主要侧重于全面反映城市低碳的建设成果,后者主要侧重于评估审查城市低碳管理水平。
两者联系紧密,核心指标衡量的是“结果”,支持指标衡量的是“手段”。
第四步:
确定低碳城市普适性评价标准。
考虑到国内各城市经济发展水平的差异,单纯利用相对标准进行评价可能存在局限,除了现状评价之外,还需要设定绝对值的评价标准,为低碳城市建设确立愿景目标。
此外,针对重要时间节点,如近期、中期、远期,不同城市的低碳与否,需要确立明确的评价标准,这就需要建立普适性的低碳城市评价标准。
具体地说,一是综合考虑全球碳排放约束和核心指标的历史发展规律,形成普适性的低碳城市评价标准;二是结合我国城市分类给出标准,通过城市现状评估与普适性低碳城市评价标准的比较对标,最终可以形成城市重要时间节点的低碳发展路线图。
第五步:
综合各领域、各项指标得分,发现问题并为城市未来发展给出建议。
根据城市的综合得分情况,对照类型差异标准,了解自身低碳发展的现状与差距,总结城市低碳行动与低碳管理的成果,从中发现问题,找出优势和劣势,帮助城市制定今后的具体行动方案,指导城市最佳低碳实践。
同时,可以分析城市在低碳发展中的短板在哪里,从而使城市的规划与管理更加具有针对性,更好地实现低碳城市的发展目标。
以上步骤按照低碳城市建设的机理,把评价有机融入到低碳城市建设之中,使我们看到低碳城市建设的全貌,看到评价在低碳城市建设中的作用。
具体讲,有以下两个特点:
第一,完成对低碳城市的现状和努力程度评估,实现建设动态监控;
第二,发展评估与未来导向相结合,便于形成行动建议。
相比以前单一的低碳城市发展水平评价,“评建结合”的低碳城市评价体系内容更加丰富,对实践的指导意义更大。
四、低碳城市建设评价的支持系统
当前,我国低碳城市评价研究的一个现状是:
评价操作层面上的理论和实践不够丰富,研究的深度不足,可以说仍处在一个初级摸索阶段,尤其是缺乏智能化的低碳城市建设评价平台。
在信息技术飞速发展的时代,如何使低碳城市建设评价工作自动化,如何在对低碳城市建设评价的同时,开展低碳城市建设政策分析,是摆在我们面前的现实技术问题。
具体地说,就是如何从实用性的角度出发,将低碳城市评价体系内化为直观的人机对话系统,并开发政策工具包,最大化地方便城市决策者及相关人员的掌握和运用。
低碳城市建设评价的支持系统根据低碳城市建设评价工作的需求,结合当今决策支持系统的发展[5],系统拟采用三部件结构,并在三部件的基础上增加知识部件。
具体说明如下:
第一,对话与综合部件(人机交互与问题综合系统)。
对话与综合部件既要输入必要的信息(用于控制)和数据(用于计算)以及知识(用于分析),同时要显示运行情况以及最后结果,可以开展针对多个城市的横向对比分析和针对单个城市的纵向对比分析。
由于面对的是具体城市的多个年份数据和多个城市的多个指标数据,实际上也是一个大数据问题,所以将基于大数据分析处理流程展开,即遵循实际数据抽取→数据集成→数据分析→数据解释的大体步骤。
第二,数据部件(数据库系统)。
数据部件包括评价用数据库和数据库管理系统,对应于评价指标体系。
为了对5类(即五大领域类)核心指标和2类(政策类和技术类)支持指标进行评价,需要考虑数据的可获取情况。
需要说明的是,这7大类指标又分为若干评价指标。
这些指标有的是定量指标,有的是定性指标,需要对每一个指标的定义、范围、计算方法和评估标准、评估方法进行界定和确定,即给出评价指标体系的应用指南(由于牵涉的指标较多,本文不在此一一加以介绍)。
数据库包括结构化数据和非结构化数据。
结构化数据主要是统计指标数据,非结构化数据主要包括政策法规等文本资料。
前者用于产生评价结果,后者用于进行政策分析。
就数据表结构而言,结构化数据分别建有指标名、数据,年份、地名四个表;非结构化数据分别建有政策文件名、政策工具、年份、颁布机构四个表。
第三,模型部件(模型库系统)。
模型部件由评价模型库和模型库管理系统组成,对应于评估方法。
由于低碳城市建设评价体系包括建设和管理两大部分,所以模型主要包括建设现状评价模型和努力程度评价模型。
需要说明的是,该系统并不是要建立多么复杂的数学模型,而是主要采用可视化技术来显示和标识。
可视化技术作为解释大量数据最有效的手段而率先被科学与工程计算领域采用,并发展成为当前热门的研究领域。
可视化把数据转换成图形,给予人们深刻与意想不到的洞察力。
由于图形直观形象,因而也常被作为人机交互方式用于各种应用软件。
为此,本文主要基于可视化技术,开发低碳城市建设评价的支持系统。
具体地说,主要采取对标法和图形化表达,一种是单项指标对标,可以看到城市在各个指标的表现和与标准的差距;一种是城市低碳发展综合评价分析,让城市发现问题,找出优势和劣势(用不同颜色鲜明标识)。
第四,知识部件(知识库系统)。
知识部件实际上是搭建了低碳城市建设的政策分析平台,主要包含政策工具包(知识库)、政策分析子系统、效果演示子系统三部分,对既定的政策进行分析和评估,对未定的政策进行设计和优化。
政策工具既可以界定为一种客体(object),也可以界定为一种活动(activity)[6]。
简单说,政策工具就是达成政策目标的手段。
建立政策工具包是本系统的另一大特点。
政策是一个古老的话题,政策分析却是一个全新的领域。
政策分析侧重于对问题的性质进行分析,从而发现新的政策方案和解决途径。
概括讲,该支持系统的研究思路如下:
一是仔细分析评价指标体系中各指标的属性,建立评价指标数据库;
二是从模型库中选择和建立评价模型;
三是开发政策工具包,便于政策研究和政策制定;
四是根据问题导入原始数据(信息、知识),输出评价结果或政策分析结果;
五是结合具体案例,形成评估报告和行动计划要点,给出模拟路线图,研究的技术路线(图2)所示。
特别需要说明的是,城市低碳发展路线图是一个城市低碳发展的战略构想[7]。
它是一个城市为实现低碳发展而制定的战略目标、实施路径(主要指低碳技术的应用)和相应的制度安排,其中的实施路径将通过低碳适用技术需求评估给出。
低碳适用技术需求评估将从重点领域角度,对城市低碳发展的适用技术作出需求分析,这也是该支持系统的核心技术之一。
换个角度讲,重点领域低碳适用技术需求评估旨在为城市低碳发展提供技术支撑。
各城市自身情况千差万别,只有进行技术需求评估,才能识别出城市当前适用的技术和低碳发展的科技支撑方向。
这样既有前面提到的政策有效性分析,又有适用技术需求评估,便可为决策者提供比较完善和切实可行的行动计划方案。
通过建立评价支持系统,实现低碳城市建设与评价过程的直观化、可视化;通过运行该系统,可以得出低碳城市建设的评估报告要点、行动计划要点和发展路线图。
五、结语
低碳城市的建设覆盖了城市发展的方方面面。
评价城市低碳发展既要能够反映城市低碳发展现状,又要能够在考虑城市地域特点和资源禀赋的同时,兼顾城市向低碳转型的努力程度;要能够帮助城市了解其低碳发展的现状与差距,发现问题,找出优势与劣势,进而科学地推动城市低碳转型进程。
本文总结了低碳城市建设评价的工作流程,使低碳城市建设评价工作规范化,为低碳城市建设评价的研究指明了方向。
低碳城市建设评价的支持系统基于大数据的分析处理理念,主要利用可视化技术开发,并增加了政策工具包,这些能够更好地为低碳城市建设工作提供咨询服务。
参考文献:
[1]黄伟光,汪军.中国低碳城市建设报告[M].北京:
科学出版社,2014:
257-257.
[2]朱婧,刘学敏,姚娜.低碳城市评价指标体系研究进展[J].经济研究参考,2013.(14):
18-28.
[3]杜栋,王婷.低碳城市的评价指标体系完善与发展综合评价研究[J].中国环境管理,2011(3):
8-13.
[4]中国社会科学院城市发展与环境研究所,重构中国低碳城市评价指标体系:
方法学研究与应用指南[M].北京:
社会科学文献出版社,2013:
1-2.
[5]陈文伟.决策支持系统教程[M].北京:
清华大学出版社,2004:
46-55.
[6]顾建光.公共政策工具研究的意义、基础与层面[J].公共管理学报,2006,(4):
58-61.
[7]庄贵阳等.中国城市低碳发展蓝图[M].北京:
社会科学文献出版社,2015:
28-30.
(责任编辑:
李静敏)
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