用数学眼光看世博会对当地经济影响

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1、 1 / 25 用数学的眼光看世博会对当地经济的影响 用数学的眼光看世博会对当地经济的影响 摘要 世博会对社会的影响非常广泛，涉及到经济、文化和人民生活的诸多方面。本文主 要研究上海世博会在未来对当地收入的影响并给出我们的预测。 我们将世博会对经济方面的影响定性地分成六块讨论，分别是：场馆建设投资，交 通设施投资、对外宣传投资，场馆维护费用，人员工资费用和旅游收入。一次世博会 对当地收入是产生积极的还是消极的影响很大程度上决定于主办方在这六部分的投资 和收益。为了更加定量的分析，我们建立层次分析模型。以上六部分构成了模型的准 则层，而我们的方案层则包括上海世博会的投资方案，日本爱知世博会的投资

2、方案和 德国汉诺威世博会的投资方案。通过将上海世博会与历史上比较成功的世博会（日本 爱知世博会）和比较失败的一次（德国汉诺威世博会）同时进行对比，我们可以很好 的确定每一种准则的权重；而通过各地的统计局网站，我们找到开幕后三个月时间三 届世博会在以上六部分的投资和收益，并基于此确定六个 3*3 的转移矩阵。最终的权 重比值被用来比较上海世博会在历史上的大致地位并为我们预测上海世博会在整个持 续过程中可能带来的总收入提供了条件。在接下来的模型拓展中，我们考虑了一些其 他因素，如货币贬值，科技发展和媒体影响力等因素，并对我我们的基础模型进行了 修饰。 我们给出的结论是：上海世博会从开幕到结束的过程

3、中会为当地收入带来大概是 116 亿人民币的盈利。 关键字：层次分析，一致性，经济影响 2 / 25 目录目录 用数学的眼光看世博会对当地经济的影响 1 1 问题重述 3 1.1 世博历史 3 1.2 历届世博的影响 3 2 基础模型 4 2.1 影响因子的确定 4 2.2 模型假设 5 2.3 层次分析 5 2.4 结果分析 . 13 3 模型拓展. 14 4 模型优缺点 . 14 41 优点 14 42 缺点 15 43 应对措施 . 15 5 结论 . 15 6引用 . 16 3 / 25 1 问题重述 1.1 世博历史 1 问题重述 1.1 世博历史 世界博览会是一项由主办国政府组织或

4、政府委托有关部门举办的有较大影响和悠久 历史的国际性博览活动。它已经历了百余年的历史，最初以美术品和传统工艺品的展 示主为，后来逐渐变为荟萃科学技术与产业技术的展览会，成为培育产业人才和一般 市民的启蒙教育不可多得的场所。世界展览会的会场不单是展示技术和商品，而且伴 以异彩纷呈的表演，富有魅力的壮观景色，设置成日常生活中无法体验的，充满节日 气氛的空间，成为一般市民娱乐和消费的理想场所。 1900 年巴黎举办“世纪回眸”世博会，介绍地铁、展示十九世纪的科技成就，并展 出了大型发电机和无线电收发报机；1904 年美国圣路易斯世博会展出飞机和无线电； 1933 年美国芝加哥市第二次举办世博会，并在

5、世博会历史上首次确定主题：“一个世 纪的进步”。世博会上较为瞩目的展品是航空研究的成就奥古斯特皮卡德教 授的吊篮气球升到了 48 万英尺的高空；19391940 年美国纽约世博会上，磁带录 音机、电视机、电视摄影机、尼龙、塑料制品等崭露头角；1962 年美国西雅图专业性 世博会上，首次展出了航天器，表明人类已经能够借助高科技的威力脱离母体 地球，进入宇宙；1970 年大阪万国博览会和 1985 年筑波科技世博会，向观众展示了二 战以后日本在各方面的发展和成就；1986 年在温哥华专业世博会上，展出了新开发的 通讯产品；1993 年韩国大田专业世博会上，全面展示了韩国经济的起飞；2000 年汉诺

6、 威世博会通过展出，表现人类利用科技力量挑战未来，与大自然和谐相处，揭示出人 类、自然、科技协调发展的新关系。 由此可见，世博会历史悠久，并对人类历史的进步，科学技术的普及和传播起到巨 大的推动作用。 1.2 历届世博的影响1.2 历届世博的影响 世博不仅对科学领域有很大的推动作用，而且鉴于其巨大的投资和影响力，其对社 会其他方面也有或多或少的影响。举例来说：对环境的影响也更大。世博会期间平均 每天将有 40 万人次的游客数量高峰期将达到 80 万100 万人次按每人每天平均产 生 05 公斤生活垃圾计算世博会会址及其附近平均每天将产生 200 吨废弃物高峰 期达到 400 吨500 吨。此外

7、，世博会期间包括交通系统展区内日常能耗等在内的能源 消耗也将产生大量的环境污染这些都将对上海的城市环境产生极大的冲击。考虑到世 博会期间平均每天 40 万人高峰期 80 万100 万的人连绵不断地涌入以世博会会址为 中心的黄浦区、卢湾区以及浦东新区滨江带将使这里的人密度增长到极值并将持 续半年之久过于稠密的人势必对附近居民的出行、生活带来不便，引起本地居民的 不满。除此之外，人膨胀也带来一些不确定因素包括犯罪、病毒传染等。同时世 博会引起上海房价、地价和物价的上涨。在“世博效应”的催化下目前不少房地产 4 / 25 商已经借世博会之名大幅度提高楼房售价其他商品价格也可能不同程度上涨这将 导致房

8、屋空置率的上升以及市民购买力的下降. 2 基础模型 2.1 影响因子的确定 2 基础模型 2.1 影响因子的确定 在此，我们准备通过合理的假设建设数学模型，以合理预测上海世博会对社会经济 的影响并在此基础上提出我们对发展“后世博会时代”的建议。我们把世博会对社会 的影响简单分析并用如下树状图表示： 由于世博的影响太大太广，全部研究耗时耗力。这里我们侧重的选择世博对社会经 济方面的影响，即我们将具体讨论世博的举办对上海市的地方收入的影响，并以此来 评价本届世博会的影响力。 首先，我们根据常识来简单的分析下世博会是如何对举办地地方收入产生影响的： 本地投资：本地投资：世博会的举办是需要当地政府和企

9、业在经济上给予极大的支持，具体包括对 世博场馆建设投资场馆建设投资，交通设施投资交通设施投资和对外宣传投资对外宣传投资方面的投资； 场馆维护费用：世博会的另一笔大开支在于对场馆及其附属建筑群的维护费用。如果 设计不当，也会在未来给当地经济带来沉重； 人员工资费用人员工资费用：世博会应该雇佣多少工作人员？如何来规定员工的工资？如何权衡工组 人员和志愿者的比例？毕竟志愿者不能负责重大工作，但工作人员太多又会加剧负担， 所以这一点也会影响到当地的收入； 旅游收入：世博会将主办城市推到世界媒体的面前，主办城市一时间成为旅游的热门 城市，旅游收入能够给当地经济带来巨大的经济推动力； 社会影响 社会经济影

10、响 社会生活影响 社会文化影响 地 方 收 入 土 地 价 格 人 均 收 入 5 / 25 2.2 模型假设2.2 模型假设 这里我们使用层次分析模型，总体结构如图所示： 我们的研究对象放在上海世博会前后当地地方收入的变化，故目标层为“主办地 地方收入”。在接下来的准则层中，我们按照上一部分对影响因子的分析，共定下六 个影响准则，分别是“场馆建设投资”“ 交通设施投资”“ 对外宣传投资”“ 场馆 维护费用”“ 人员工资投入”“ 旅游收入盈利”。我们将案例方案层的研究对象放 在三届世博会上，包括中国上海世博会，日本爱知世博会和德国汉诺威世博会。通过 分析实际数据来确定不同方案对不同方法的权重，

11、以此用层次分析的基本方法给出评 价标准。 2.3 层次分析 2.3.1 数据收集 2.3 层次分析 2.3.1 数据收集 这里我们根据将整理好的一些数据列举如下： 主办地地方收入 旅游 收入 盈利 人员 工资 投入 场馆 维护 费用 对外 宣传 投资 公共 设施 投资 场馆 建设 投资 德国汉诺威世博会 中国上海世博会 日本爱知世博会 6 / 25 资金项目 中国上海世博会 日本爱知世博会 德国汉诺威世博会 资金项目 中国上海世博会 日本爱知世博会 德国汉诺威世博会 场馆建设 场馆建设 -10.60 -11.60 -66.2 公共设施 公共设施 -260.0 -96.43 -45.45 对外宣

12、传 对外宣传 -2.30 -0.73 -0.99 场馆维护 场馆维护 -0.99 -5.95 -6.0 人员工资 人员工资 -1.85 -0.61 -9.25 旅游收入 旅游收入 +16.84 +26.80 +5.54 注：1：资金数目的单位为“亿美元”。2： 正号表示盈利，负号表示投资。3：所有 数据均是从世博开幕始三个月之内的数据。4： 美元与人民币的汇率这里按照 1:8 处 理;美元与日元汇率这里按照 1:84 处理；美元与德国马克汇率这里按照 1：1.54 处理。 5：除上海世博会外，另外两个届世博会的数据均为整个展出时间的总数，我们在基础 模型里对数据进行简单的处理，考虑到世博会持续

13、时间一般为 6 个月，我们对整体数 据除以 2，以近似三个月时间的数据。 我们为每个准则进行权重分配，这里对于投资大，能够持续影响的因素起权重会比较 高，而对短期投资，对未来发展影响不大的因素分配较低的权重。具体见下表： 准则层 对外宣传场馆维护 旅游收入公共设施人员工资 场馆建设 准则层 对外宣传场馆维护 旅游收入公共设施人员工资 场馆建设 权重 权重 1 1 2 4 1 0.5 2.3.2 矩阵生成 2.3.2 矩阵生成 在此准则层对目标层的转移矩阵可以写为 ? ? ? ? ? ? 1 1 1 1 1 2 4 1 0.5 4 1 0.5 1 0.5 1 0.25 0.250.2 5 3 0

14、.5 1 1/31/3 1 1 1/3 3 2 2 2 3 1 1 3 1 ? ? ? ? ? ? 根据搜集到的数据，但我们把三次世博会看成三种方案是，我们可以得到方案层对准 则层的六个转移矩阵 7 / 25 中国上海世博会 日本爱知世博会 德国汉诺威世博会 转移矩阵 中国上海世博会 日本爱知世博会 德国汉诺威世博会 转移矩阵 场馆建设 场馆建设 1 1 1 1 7 7 ? ? ?/?/? 公共设施 1 1/4 1/5 公共设施 1 1/4 1/5 ?/?/? ?/? ? 对外宣传 对外宣传 1 1 1/4 1/4 1/2 1/2 ?/?/? ? ?/? 场馆维护 1 7 9 场馆维护 1 7

15、 9 ? ?/? ?/? 人员工资 人员工资 1 1 1/3 1/3 5 5 ?/? ? ?/?/? 旅游收入 1 3 1/3 旅游收入 1 3 1/3 ?/? ?/?/? ? 2.3.3 一致性检验 2.3.3 一致性检验 准则层的矩阵如下表所示： A A ? ? ? ? ? ? ? 1 1 1 4 1 1/2 ? 1 1 2 4 1 1/2 ? 1 1/2 1 5 3 1/2 ? 1/4 1/4 1/51 1/31/3 ? 1 1 1/33 1 1 ? 2 2 2 3 3 1 下面我们对其一致性进行检验： 我们假设这个矩阵式一致的，则有b? b? b?，但是我们发现 b? b? ? ? 不

16、为 b?，所以他不满足一致性，不为一致矩阵。 我们将矩阵 B 的各行取平均后，再标准化，即为 w。 所以 w=（0.167 0.372 0.430 0.093 0.26 0.51 ） T而 8 / 25 ? 1 n ? ? ?Bw? w? ? ? B*w= （1.8560 2.2860 2.2830 0.5704 1.3913 3.5070） T ? 0.090.1CR=0.1*1.12=0.12 所以它的不一致性是认为可以被接受的。 下面我们来看方案层的矩阵： 第一个矩阵描述的是三种世博方案在“对外宣传对外宣传”方面的投入比： ? ? ? ? ? 1 1/4 1/2 ? 4 1 1/3 ? 2 3 1 下面我们对其进行一致性检验： 我们假设这个矩阵式一致的，则有c? c