第33卷第4期2005年8月浙江工业大学学报JO U RN A L OF ZHEJI AN G U N IV ERSIT Y O F T ECHN O LO G Y V o l.33No.4A ug.2005收稿日期:2004-10-08作者简介:黄海凤(1954-),女,浙江诸暨人,教授,主要从事环境管理和大气污染控制方面的研究.基于灰色聚类法的生态工业园区评价黄海凤1,张宏华1,蔡文祥2,王春能3(1.浙江工业大学生物与环境工程学院,浙江杭州310032;2.浙江省环境保护局环境工程技术评估中心,浙江杭州310007;3.浙江丽水经济开发区,浙江丽水,323000)摘要:生态工业园是一种新型的可持续发展模式,是生态工业学和循环经济理论在实践中的运用,建立一套生态工业园区的评价指标体系和评价模式对推动生态工业园区的完善和发展具有重大的意义.在对生态工业园区调查研究的基础上,采用专家咨询法建立了生态工业园区的评价指标体系.再根据调查研究和资料分析法确定了评价指标体系的相关标准.并以建立的生态工业园区评价指标体系及其标准为基础,利用灰色聚类方法对生态工业园区进行科学的分析和综合评价.关键词:生态工业园;评价指标体系;灰色聚类法中图分类号:X3 文献标识码:A文章编号:1006-4303(2005)04-0379-04The assessment of the eco -industrial park based onthe grey clustering methodHU ANG Hai-feng 1,ZHANG Ho ng -hua 1,CAI Wen-xiang 2,WANG Chun-neng3(1.College of Biological &Environm ental Engineerin g,Zhejiang Un ivers ity of T echnology,Hangzhou 310032,C hina;2.C enter of Environmental Impact Assess men t in Zh ejian,Han gzhou 310007,Ch ina;3.Zhejiang Lis hui Economic Development Area,Lishui 32300,C hina)Abstract :T he Eco-industrial Par k,an applicatio n of the theo ries of Industrial Eco logy and Circu-lation Eco nom y to industrial practice,is a new m odel of sustainable dev elo pm ent.It is o f g reat importance that a suit of ev aluation index system and evaluation mode be set up to promo te the perfection and development o f it.Based on the investigation of such parks,the assessment indica-to r sy stem of the Eco-industrial Park is established in the paper thr oug h seeking co unsel of ex-perts.Accor ding to the established assessment indicato r sy stem and relevant standards,the Eco-industrial Park is analyzed and evaluated scientifically by the grey clustering m ethod .Key words :eco-industrial par k;assessm ent indicator systems;g rey clustering method 随着工业生态学的发展,生态工业园区建设已成为解决结构性污染和区域性污染,调整产业结构和工业布局,实现可持续发展的新型发展模式[1].但如何科学地评价生态工业园区建设的水平,目前尚处在探索中.生态工业园区的评价不仅涉及到经济目标和管理目标的实现,还需考虑环境和生态的可持续发展等诸多因素.本文构建了生态工业园区的评价指标体系,并利用灰色聚类方法对生态工业园区进行了分析和评价.1 评价指标体系的构建1.1 评价指标的确定生态工业园区的评价是一项复杂的系统工程[2].寻求一组具有典型代表意义、能全面反映生态工业园区各个方面要求的特征指标是关键[3].在选择评价指标时,要严格遵循循环经济的“3R”原则(减量、再利用和循环)[4],并特别注意选择那些具有重要控制意义、受到管理措施直接或间接影响的指标和具有时空动态特征,能综合反映建设现状和发展趋势的指标[5].在查阅国内外大量文献资料,并结合生态工业园区实际和特征的基础上,我们认为主要应从经济指标、环境指标、管理指标和生态指标四个方面构成一级指标,每个系统由若干个要素构成二级指标来加以评价,并通过专家咨询法来筛选确定生态工业园区的指标.专家咨询法即德尔斐法,即通过征求专家意见的方法得到所需指标的分值,用各指标所得分值的算术平均值来表示专家的意见,各指标按重要、较重要、一般重要和不重要分别给予9,7,5,3的分值.通过专家对各指标所打分值,得出筛选前、后的生态工业园区的评价指标体系见表1.1.2 评价标准的确立指标筛选后,要确定生态工业园区的评价标准.为了使后续工作更简化,我们把生态工业园区评价标准分为良好、一般和差三个等级.本文中指标的数据来源主要有浙江省环保局、浙江省统计年鉴及政府部门等调研数据.评价指标分级标准的确立有以下二类不同的途径. 1.2.1 通过国家或省政府的相关统计资料分析确定万元综合能耗、单位面积工业产值、万元工业产值废水量、万元工业产值废气量、万元工业产值固体废弃物、废水综合回用率、固体废弃物综合利用率、六类污染物、污染治理占工业产值比重以及绿化覆盖率等指标,以2002年指标数据作为现状(一般的指标等级),与1997年指标数据(较差的指标等级)作为对比,同时预计随着生产技术水平的提高,未来指标评价标准的数据将逐步上升或下降,所以以现状的3%递减或递增作为良好的指标等级.1.2.2 采用百分计分方式量化确定生产工艺与技术设备,生产工艺采用最佳化的清洁生产工艺,处理设备高效、节能、低耗、短流程,自动化、智能化程度高.完全达到以上提出要求的,用100%来表示为良好;基本达到以上要求的,用70%表示为一般;部分达到以上要求的,用50%表示为差.产品环境友好性要求,本文根据已开发的生态工业园区和实际情况,符合可持续发展要求的,用90%表示为良好;基本符合的,用70%表示为一般;部分符合的,用50%表示为差.表1 生态工业园区评价指标体系一级指标二级指标筛选前筛选后经济指标万元综合能耗万元综合能耗单位面积工业产值单位面积工业产值产值增长率销售收入增长率环境指标万元工业产值废水量万元工业产值废水量万元工业产值废气量万元工业产值废气量万元工业产值固体废弃物万元工业产值固体废弃物除尘达标率设备及生产工艺的先进性原材料可再生性产品的环境友好性要求原材料回收利用率废水综合回用率产品使用对环境影响固体废弃物综合利用率单位产品的能耗设备及生产工艺的先进性产品综合回用率固体废弃物综合利用率管理指标清洁生产企业所占比例清洁生产企业所占比例“三同时”合格率单位G DP烟尘排放量环境评价制度执行率单位G DP二氧化硫排放量单位GD P烟尘排放量单位G DPCO D排放量单位GD P二氧化硫排放量单位G DP氨氮排放量单位GD PCO D排放量单位GDP固体废弃物排放量单位GD P氨氮排放量单位G DP粉尘排放量单位GDP固体废弃物排放量污染治理占工业产值比重单位GD P粉尘排放量污染治理占工业产值比重生态指标绿化覆盖率绿化覆盖率土地利用率光能利用率人均用水量 本文以生态工业园区内实行清洁生产企业所占全部企业的50%表示为良好,30%表示为一般, 10%表示为差.根据上述评价指标分级标准可确定生态工业园区评价标准,并以浙江某工业园区为例进行分析,结果如表2所示.・380・浙江工业大学学报第33卷表2 生态工业园区评价标准评价指标等级良好一般差实例每万元综合能耗/t0.490.550.850.5 103m2面积工业产值/亿元0.020.020.010.019每万元工业产值废气量/t1112.451512.79每万元工业产值废气量/m3,×1040.330.370.70.35每万元工业产值固体废弃物/kg 1.24 1.42 1.6设备及生产工艺的先进性/%100806075产品的环境友好性要求/%90806070废水综合回用率/%80705065固体废弃物综合利用率/%9083.669.698清洁生产企业所占比例/%50301020每亿元GD P烟尘排放量/t21.6923.7242.3723.64每亿元G DP二氧化硫排放量/ t 68.5175.3680.5687.7每亿元GD P COD排放量/t32.983676.4190.68每亿元GD P氨氮排放量/t7.738.6812.6875.12每亿元GDP固体废弃物排放量/t 4.8 5.212 3.17每亿元GD P粉尘排放量/t37.8141.388023.64污染治理占工业产值比例/% 2.22 2.04101.490.66绿化覆盖率/%403010352 生态工业园的灰色聚类评价2.1 灰色聚类方法简介就一般而言,聚类分析是采用数学定量手段确定聚类对象间的亲疏关系并进行分型化的一种多元分析方法.灰色聚类是在聚类分析方法中引进灰色理论的白化函数生成而形成的,是将聚类对象对不同聚类指标所拥有的白化数,按几个灰类进行归纳,提出的以灰数的白化函数生成为基础的聚类方法.2.2 生态工业园区评价灰色聚类模型构建2.2.1 数据的标准化处理(1)灰类的标准化处理原数据多且不具有可比性,为了使原数据具有均一性,可比性,需要对灰类进行标准化处理.灰类的标准化处理是建立白化函数的必要条件.为便于原始白化数与灰类之间的比较分析,仍用C0i进行灰类的无量纲化:r ij=S ijC0i i∈(1,2,…,h)式中:r ij为第i个指标第j个灰类值S ij的标准化处理;S ij为灰类值.(2)指标白化值的标准化处理进行指标白化值的标准化处理,这样可达到无量纲化的目的,又可使数据具有均一性,可比性.d ki=C kiC0i k∈(1,2,…,m),i∈(1,2,…,n)式中:d ki为第k个样本第i个指标的标准化值;C ki为第k个样本第i个指标的实测值;C0i为第i个指标的参考标准.为了使原数据具有均一性,可比性,所以对原数据进行数据无量纲化,并对三个灰类进行无量纲化.以一般等级的工业园区为参考标准,处理结果如表3所示.表3 实例数据无量纲化处理结果评价指标数据d ki等级良好一般差每万元综合能耗/t0.910.901 1.55 103m2面积工业产值/亿元0.95 1.110.5每万元工业产值废水量/t 1.030.881 1.2每万元工业产值废气量/m3,×1040.950.891 1.89每万元工业产值固体废弃物/k g 1.140.881 1.43设备及生产工艺的先进性/%0.934 1.2510.75产品环境友好性要求/%0.875 1.1310.75废水综合回用率/%0.928 1.4110.71固体废弃物综合利用率/% 1.17 1.0810.83清洁生产企业所占比例/%0.666 1.6610.33每亿元G DP烟尘排放量/t0.9960.911 1.79每亿元GDP二氧化硫排放量/t 1.1630.911 1.07每亿元G DP CO D排放量/t 2.5180.921 2.12每亿元G DP氨氮排放量/t0.590.891 1.46每亿元GDP固体废弃物排放量/t0.610.921 5.38每亿元G DP粉尘排放量/t0.570.911 2.45污染治理占工业产值比例/%0.32 1.0910.02绿化覆盖率/% 1.17 1.3310.33 2.2.2 白化函数白化函数是灰类聚类的基础,是计算聚类系数的基本依据,它可反映聚类指标对灰类的亲疏关系.第i个指标的灰类1,灰类j(j=2,…,h-1)和灰类hf i1≤x m)m<x<x h)≥x h)・381・第4期黄海凤,等:基于灰色聚类法的生态工业园区评价f ij (x )=0 (x ≤x 0,x ≥x h )x -x 0x h -x 0 (x 0<x <x m )x h -xx h -x m (x m <x <x h )1 (x =x m )f ih (x )=1 (x ≥x m )x -x 0x m -x 0 (x 0<x <x m )0 (x ≤x 0)根据前述式,可分别得到实例中的18个指标的各个灰类的白化函数.2.2.3 聚类权聚类权是各指标对某一灰类的权重.第i 个指标j 个灰类的权重w ij 按下式计算:w ij =r ij∑ni =1r ij 根据表2计算各指标分别对实例的三个评价标准等级灰类权重w ij ,计算结果如表4所示.表4 聚类权计算结果等级良好一般差每万元综合能耗/t 0.2590.2910.5103m 2面积工业产值/亿元0.4230.3850.192每万元工业产值废水量/t 0.2860.3240.39每万元工业产值废气量/m 3,×1040.2360.2640.5每万元工业产值固体废弃物/kg 0.2270.3020.431设备及生产工艺的先进性/%0.4170.3330.25产品环境友好性要求/%0.391 1.84 1.38废水综合回用率/%0.40.350.25固体废弃物综合利用率/%0.370.3440.286清洁生产企业所占比例/%0.5560.3330.111每亿元GD P 烟尘排放量/t 0.2470.270.483每亿元GD P 二氧化硫排放量/t 0.3050.3360.359每亿元GD P CO D 排放量/t 0.2270.2480.34每亿元GD P 氨氮排放量/t 0.2660.2980.436每亿元G DP 固体废弃物排放量/t0.1260.1370.737每亿元GD P 粉尘排放量/t 0.2090.2290.562污染治理占工业产值比例/%0.5160.4740.09绿化覆盖率/%0.50.3750.1252.2.4 聚类系数聚类系数用以反映聚类样本对灰类的亲疏程度,可由灰数白化函数的生成而得到.第k 个样本关于第j 个灰类的聚类系数E ij =∑ni =1fij(d ki )w ij ,k ∈(1,2,…,m ).求得实例的具体数据如表5所示.表5 f ij d (ki )处理数据f ij d (ki )聚类系数f ij d (k i )聚类系数f ij d (k i )聚类系数f 11(d 11)0.2f 71(d 17)1f 13,1(d 23)0f 21(d 12)1f 81(d 18)1f 14,1(d 24)1f 31(d 13)0f 91(d 19)0f 15,1(d 25)1f 41(d 14)0.263f 10,1(d 20)1f 16,1(d 26)1f 51(d 15)0f 11,1(d 21)0f 17,1(d 27)1f 61(d 16)1f 12,1(d 22)f 18,1(d 28)0.49 把聚类权看作矩阵A ,f ij d (ki )看作矩阵B ,所以可得矩阵系数E =BA ,应用Ex cel 的矩阵运算方法求得实例对三个灰类的聚类系数,其计算结果如表6所示.表6 实例聚类系数灰类及聚类系数良好一般差实例3.6634.6904.300 从表6计算聚类系数结果可以看出,实例的灰类一般等级的聚类系数是4.690,在所属行向量中是最大值,表明实例的生态工业园建设水平仅为一般水平.2.3 生态工业园区的评价聚类方法是将生态工业园区对各个灰类的聚类系数组成聚类行向量,在行向量中聚类系数最大者所对应的灰类即为该生态工业园区所属类别,然后将生态工业园区同属的灰类进行归纳,便是灰色聚类的结果.根据聚类系数的大小评价生态工业园区优劣的等级,在行向量中聚类系数最大值所在的灰类即为生态工业园区所属类别(本论文中类别分为良好、一般、差三个等级).用灰色聚类的方法对生态工业园区的建设水平进行综合评判,具有较好的客观性和科学性.3 结束语生态工业园是一种新型的可持续发展模式,是生态工业学和循环经济理论在实践中的运用[6].建立一套完整的、可操作的生态工业园区评价指标体系是生态工业园区建设水平和效益检验科学化、规范化和数量化的标志.采用灰色聚类方法对生态工业园区的建设水平进行评价,能全面、客观、综合、科学的反映生态工业园区的建设水平和发展趋势.生态工业园区评价指标体系的建立和评价模式的应用必将对生态工业园区的完善和发展产生巨大的推动作用.(下转402页)因此为了节省服务端的系统资源,在每个学生提交问题时进行用户登录、提交问题、退出登录状态,当多个用户同时请求提交问题时则排队提交,这样既可节省服务端的系统资源,又能允许大量用户提交问题,达到很好的远程分散教学课堂的答疑效果.(3)开通E-mail信箱,课堂上没有答疑完的问题可以让学生以邮件方式提问,在下一次答疑课中予以回答.3 应用实例本系统已经在某大学的远程教育学院的远程教学中试用成功,并准备正式使用.由于本系统的使用效果比较理想,学员反映该直播课堂的教学效果与一般意义上的课堂的教学效果相差无几,而且又能满足远程教学随时随地的教学的要求,我们正在考虑在其它的远程教学系统中推广使用.并且随着我们的合作单位——浙江省广播电视联合公司的省外数字广播业务的进一步扩展,该系统也将逐步在全国推广应用.4 结束语本系统主要是利用现有的有线电视网络资源,在学生提问时偶尔也会用到电话资源或宽带网资源,因此不仅用户使用的成本非常低廉,而且系统总的投资也非常少,系统的建设周期非常短,见效非常快,使用效果与一般的课堂教学效果相差不大.同时大大节约了校方的教学资源和学员的教学投入,方便了学员学习,利用本系统使一个一般意义上教学课堂变成了社会大环境下的大课堂,每个社会成员只要条件具备,都可同时参与到这个大课堂中,可使有限的教学资源发挥出最大限度的效益,促进教育产业的发展.本系统的应用能充分利用广电系统的闲置资源,拓宽广电系统的数字业务渠道,为我国的宽带IP城域网业务的发展提供一个成功的应用实例.因此系统具有很好的发展前景.参考文献:[1] 谭仕勇,戴琼海.M PE G-4标准中的视频编码[J].广播与电视技术,2001,52(6):62-64.[2] 李惠敏,吴德本.现代电信交换技术[J].广播与电视技术,2001,94(13):23-27.[3] 马正方,石国武,刘青.一种新型的数字广播方式[J].电视技术,2000,222(12):38-39.[4] 张普含,孙玉芳.一种基于移动代理的网络管理系统及性能分析[J].软件学报,2002,113(11):2090-2098.(责任编辑:陈石平)(上接第382页)参考文献:[1] Lamber t A J D.Eco-in dustrial par ks:stimu latin g s ustainab ledevelopment in mixed indus tr ial park s[J].T echnovation, 2002,22(8):471-484.[2] 耿 勇.工业生态学和生态工业园[M].北京:化学工业出版社,2002.[3] 吴 伟,陈功玉,陈明义,等.生态工业系统的综合评价[J].科学学与科学技术管理,2002,(1):72-74.[4] 元炯亮.生态工业园区评价指标体系[J].环境保护,2003,(3):38-40.[5] 杨 咏.生态工业园区述评[J].经济地理,2000,20(4):31-35.[6] Low e E A.Creating by-product res ource exch anges:strate-gies for eco-indus tr ial parks[J].J ou rnal of Cleaner Produ c-tion,1997,5:57-65.(责任编辑:陈石平)。
