第 1 章 绪论
1.1 研究背景及意义
城市是一部结构复杂、部件繁多、性能精密的庞大机器， 又是一个血肉相连、密不可分、互相依存、互相制约、不断变化的有机整体。城市运行管理为现代城市运转提供动力、为城市持续发展提供保障、为建设和谐社会提供支撑。城市运行管理贯穿于城市发展的全过程，是城市发展的永恒主题。为了保证城市正常、稳定、协调的运转， 城市监督管理部门就应该对城市生活各个系统运行状况进行监测并准确地掌握运行状态数据，一旦发现问题能够得到及时的反馈， 快速地定位并对发生的事件进行快速且智能化的处理。这就要求我区要进一步加强和完善全面感知、快速传达、积极响应的“全响应”社会服务管理模式，全面提升社会服务管理能力和水平。特别，随着城市化进程的逐步加快，城市规模与内涵的不断扩大，城市管理问题日益突出，对于城市管理“全响应”的要求越来越高城市的和谐稳定直接维系着城市是否协调、全面、可持续的发展。如今现代城市的管理要以科学技术作为支撑，才能解决城市管理复杂性的问题，才能对城市的整体运行状态和各项指标有总体的态势把握，从而对城市进行总体态势上的分析，为城市的综合管理和决策提供依据，进而城市依据对各类数据的收集、分类、识别、分析等，最终为城市确定一个指标指数来反映当前城市的运行健康状态。鉴于北京市成功举办了奥运会的先例，探索性的建立城市运行监测系统，其不但最大限度的保障了奥运会的顺利进行，也为北京及其他城市对城市的运行管理提供了新的指示和方向。因为，本文本着以城市各类信息和数据为依托，在大量城市数据中梳理能够反映城市整体运行状态的指标，以此来衡量城市的运行状态，同时也为建立城市运行与发展的新的体制机制和新的模式提供理论及实践支撑。
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1.2 国内外研究现状
在城市建立之初，城市中得矛盾主要来自于如何对一个城市进行长远的规划，此时城市的问题就是城市的规模建设和城市可持续发展的需要的矛盾。城市发展过程中，城市的规模和人口的数量无疑成为了衡量一个城市发展的重要标志之一。但随着城市的逐步发展，城市的各种问题也日益维持着人们的生活健康和城市的良好形象，例如环境污染、交通拥堵、垃圾处理等一系列问题越来越引起人们的关注。各种城市病也成为决策者首要解决的问题之一。一个城市稳健的运行无疑是衡量一个城市是否能够长远可持续发展的重要指标，同时也是城市稳定发展的基石。因此，科学的解决城市问题，成为一个新的研究课题和方向，做好了城市管理的工作，为城市的运行和转型提供科学依据和理论上的支撑。西方国家经过工业革命和长期的城市发展后，对城市管理和维护有着丰富的经验，城市运行和管理成为西方国家面临城市问题的重要课题。但面临着城市问题的复杂性和艰难性，必须采用科学的手段，有效的方法来对城市问题进行分析、管理和解决。因此本文通过 GIS 技术等方法提出一套新的研究方法，为当前的城市问题提供了一种新的研究方法和理论，即对城市的各类数据进行收集和整理，存入到数据库中，在各类数据中分别对数据按照一定的指标进行聚类、分离、抽吸、计算等，通过一些列的处理方法最终得出城市的运行的指标指数，依此指标来综合反映当前城市的运行状态和稳健程度。目前来讲从国内外文献到现成的应用，城市运行指数问题到目前很少有人研究，即使研究也仅仅是针对单一问题。2012 年我国深圳市交通部门做了一项与城市管理运行指数相关研究：道路交通运行指数，利用五个不同等级来描述某个特定片区或路段的交通运行情况。市民通过访问当地交通指数网站，能够方便的查询和了解到全市热点片区及道路关口等不同范围的交通指数。
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第 2 章 城市管理案件数据的信息挖掘
2.1 案件数据简介及总体数量分析
本课题所使用的实验数据是西城区城管监督员巡查时上报的案件（带有相应的属性信息和位置信息），具体是 2008 全年、2009 全年和 2011 三年的案件数据。这里只有 2008 年的数据带有属性信息和坐标信息，其他两年的数据只有相应的属性信息。具体属性信息包括案件号、案件类型（大类、小类）、案件发生的街道名称、ID 号、所属社区、案件发生的具体地址、案件上报时间、处理时间、结束时间等（如表 2-1 所示）。就近三年上报案件的数据变化趋势来看，近三年的上报案件数据量呈现逐年上涨的趋势。这说明在 2008 年奥运会之后，政府对城市的管理力度明显下降，使得城市案件上报数据量上升。
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2.2 案件的发生时间规律统计分析
本文所涉及的数据就是 2008、2009 和 2011 这三年整个西城区上报的城市案件数据，2008 年的数据有一定的特殊性暂不作为分析对象，下面就不同时间（以年为基本单位做统计分析）上报案件的情况做具体的分析。在部件类案件的总体数量来看，四个季度各个街道上报部件数量成下降趋势，由此说明监督员及时的将案件上报到服务系统，并由服务系统按照案件的权属关系下发到相应的管理部门，管理部门及时的对案件行进处理，处理后把结果反馈给服务系统，依次反复形成了良性的循环系统，从而降低了案件的上报数量；通过与其它其他街道相比较，什刹海街道（红色区域）上报的部件案件数量最多。什刹海是繁荣的商业酒吧一条街，这里商铺多、人多，相应的公共设施也比较密集，这就使得上报的案件数量较其他的街道多，同时也说明了人口密集地带是城市管理的薄弱环节，需要重点的加强管理；通过对案件的第三级指标分析可知，占总数比例最大的是交通类部件案件。交通部件是服务于城市交通而存在的，交通类案件较多说明城市交通存在安全隐患，这就要求有关部门需要及时的采取措施，保证城市交通安全顺畅的运转。各个街道上报的同等级指标类案件数额差值较大，最大值与最小值相差八倍多。
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第 3 章 城市运行重心指数模型的研究.........21
3.1 指数模型设计......21
3.2 案件权重模型确定.........24
3.3 基于指数计算模型的系统开发......48
3.3.1 系统概述.....48
3.3.2 数据库设计..........49
3.3.3 系统主要功能设计与实现.....50
3.4 本章小结..........54
第 4 章 对城市运行状况的预警分析.......55
4.1 对指数结果的分等定级.....55
4.2 城市运行指数的分析.......6
4.3 预警程度的确定....71
4.4 本章小结..........73
第 5 章 总结与展望........74
5.1 论文总结..........74
5.2 研究展望..........74
第 4 章 对城市运行状况的预警分析
4.1 对指数结果的分等定级
经过大量的相关文献的查阅和对本文城市运行指数结果的分析，适合城市运行指数分等定级的方法有主成分分析法和聚类分析法两种。主成分分析法是一种数学变换的方法, 它把给定的一组相关变量通过线性变换转成另一组不相关的变量，这些新的变量按照方差依次递减的顺序排列。在数学变换中保持变量的总方差不变，使第一变量具有最大的方差，称为第一主成分，第二变量的方差次大，并且和第一变量不相关，称为第二主成分。依次类推，n 个变量就有 n 个主成分。此方法的目的是希望用较少的变量去解释原来资料中的大部分变量，将我们手中许多相关性很高的变量转化成彼此相互独立或不相关的变量。通常是选出比原始变量个数少，能解释大部分资料中变量的几个新变量，即所谓主成分，并用以解释资料的综合性指标。由此可见，主成分分析实际上是一种降维的思维方法也是一种处理高维数据等分析方法。
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总结
近年来随着城市的快速崛起，也暴漏出了许多城市问题，这些问题的解决需要现代技术的帮助，本文中利用了数据挖掘技术、数据建模技术、基于 ArcGis的二次开发技术和统计学中的相关技术对城市运行的规律做了深入的研究，加速了城市管理向现代化、信息化的方向发展。本文以西城区城市全响应建设项目为依托，通过对西城区城市运行监测平台提供给本研究的城市管理案件数据的分析和研究，建成了评定城市运行态势的城市运行指数模型，用以指导城市管理，解决实际问题。本文所做的主要工作有：对城市案件数据的总体数量、发生的时间地点以及其衍生性进行了全面的分析总结。通过对案件数据的分析可以发现城市管理的薄弱环节，也能反衬出城市建设中某些方面存在的弊端，并以此指导城市管理的工作方向，有着针对的解决实际问题。针对不同等级的案件对城市运行影响度的不同，计算出各级案件的权重系数。采用的方法是统计学中的层次分析法，此方法更加客观的计算出不同案件的权重系数，使城市运行指数结果更具说服力。提出并建成了城市运行指数模型。该模型主要是用来实时的计算城市运行指数，通过此指数来评价城市运行的态势。其中，城市运行指数模型方面所体现出的研究特色有 2 个，一是统计的时间是任意的，可以是一年，也可是几个小时；二是可以快速计算，计算时间在 10 分钟以内。并且通过多年数据统计出来的平均值则可以认为是历史值，具有参考意义；目前的值与历史的值相比较则可以体现出现在的城市运行状态。帮助管理者更快的发现城市运行中存在的问题，从而提高城市管理效率。
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参考文献（略）
