112 專技高考高等考試 都市計畫技師 計畫分析方法 考古題詳解

112 年・專技高考・高等考試・都市計畫技師
試題代碼 計畫分析方法

第 一 題25 分

請說明如何利用經濟基礎分析法(Economic Base Analysis)來預測一地區的產業活動,以及使用此方法的限制或缺點為何?(15 分)

並說明區位商數法如何用來區分基礎產業與非基礎產業。(10 分)

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核心觀念

經濟基礎分析法(Economic Base Analysis)以「地方經濟可分為基礎部門與非基礎部門」為前提,據此估算外地需求帶來的經濟活動,以及基礎部門透過地方消費所帶動的整體就業或產業規模。

  • 基礎產業:產品或服務主要銷往外地,或其收入主要來自外地,將資金帶入本地的產業。
  • 非基礎產業:主要服務本地居民與企業,其活動依賴本地所得與消費,例如多數零售、餐飲及個人服務業。

基礎活動是地方經濟的「外部需求來源」;非基礎活動則因基礎活動帶來的所得與人口需求而擴張。分析時常用基礎就業乘數表示兩者關係:

k=EEB=EB+ENBEB=1+ENBEBk=\frac{E}{E_B} =\frac{E_B+E_{NB}}{E_B} =1+\frac{E_{NB}}{E_B}

其中,EE 為地區總就業,EBE_B 為基礎就業,ENBE_{NB} 為非基礎就業。若預估基礎就業增加 ΔEB\Delta E_B,則總就業變動估計為:

ΔE=kΔEB\Delta E=k\Delta E_B

解題方法:經濟基礎分析如何預測產業活動

解題應按「估計基礎活動、推估乘數、預測基礎變化、換算總活動」的順序說明。

  1. 界定分析範圍與產業分類 確定地區邊界、基準年、產業分類及衡量指標。常用就業人數,也可使用薪資、所得或產值;應避免不同地區的產業分類與統計口徑不一致。

  2. 估計基礎與非基礎活動 將各產業活動區分為服務外地需求的基礎部分,以及服務本地需求的非基礎部分。可透過企業調查、產品銷售地區資料或區位商數法估計。加總後得到基礎就業與非基礎就業。

  3. 計算基礎乘數 以總就業除以基礎就業,得到每一個基礎工作所支撐的總工作數:

k=EEBk=\frac{E}{E_B}

例如,若基礎就業為 1,0001{,}000 人、總就業為 2,5002{,}500 人,則 k=2.5k=2.5。此乘數表示每增加一個基礎工作,模型估計總就業增加 2.52.5 人,其中包含基礎與非基礎就業。

  1. 預測基礎產業活動變化 依據產業投資、出口訂單、企業擴廠或外部市場需求,估計未來基礎就業的增減量 ΔEB\Delta E_B。如預估基礎就業增加 200200 人,且乘數維持 2.52.5,則:
ΔE=2.5×200=500 人\Delta E=2.5\times 200=500\text{ 人}

模型估計總就業增加 500500 人;其中基礎就業增加 200200 人,非基礎就業約增加 300300 人。

  1. 轉換為其他產業活動或需求預測 若要推估人口、住宅、商業服務需求或公共設施需求,可將就業預測與就業人口比、家戶規模、消費支出等假設結合。此步驟所需係數須另行設定,不能僅由基礎乘數直接得出。

區位商數法:區分基礎與非基礎產業

區位商數法(Location Quotient, LQ)比較某地區某產業的相對集中程度與較大參考區域的相對集中程度。以就業人數為例,產業 ii 的區位商數為:

LQi=Ei,r/ErEi,n/EnLQ_i= \frac{E_{i,r}/E_r}{E_{i,n}/E_n}

其中,Ei,rE_{i,r}、ErE_r 分別是地方產業 ii 就業與地方總就業;Ei,nE_{i,n}、EnE_n 分別是參考區域產業 ii 就業與參考區域總就業。

  • LQi>1LQ_i>1:地方該產業的就業占比高於參考區域,表示產業相對集中,超出參考區域平均水準的部分,可估作基礎就業。
  • LQi=1LQ_i=1:地方產業占比與參考區域相同,按此簡化假設,全部就業視為滿足地方平均需求。
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第 二 題25 分

迴歸分析法是一個分析自變數與因變數之間關係的普遍方法,多元線性迴歸式可表示為:

Y=α+∑i=1kβiXi+εY=\alpha+\sum_{i=1}^{k}\beta_iX_i+\varepsilon

(一)隨機誤差項應符合哪些特性?(8 分)

(二)若檢定假設 H0:β^i=0H_0:\hat{\beta}_i=0,則什麼條件下可以拒絕此假設?(6 分)

(三)分析過程中的判定係數 R2R^2,代表什麼意思?(5 分)

(四)何謂共線性(collinearity)?如何處理此問題?(6 分)

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核心觀念

本題考查多元線性迴歸的基本假設、迴歸係數的顯著性檢定、判定係數 R2R^2 的解釋,以及自變數間共線性的辨識與處理。模型為

Y=α+∑i=1kβiXi+εY=\alpha+\sum_{i=1}^{k}\beta_iX_i+\varepsilon

其中 α\alpha 為截距,βi\beta_i 為母體迴歸係數,ε\varepsilon 為隨機誤差項。

(一)隨機誤差項應符合哪些特性?(8 分)

**解題方法與作答要點:**依迴歸模型的基本假設,說明誤差項的期望、變異數、相互關係及分配特性。

  1. **條件期望為零:**給定自變數後,誤差項平均為零,即
E(ε∣X1,…,Xk)=0。E(\varepsilon\mid X_1,\ldots,X_k)=0。

這表示模型沒有系統性高估或低估因變數。

  1. **同質變異數:**誤差項的變異數不隨自變數水準改變,即
Var⁡(ε∣X1,…,Xk)=σ2。\operatorname{Var}(\varepsilon\mid X_1,\ldots,X_k)=\sigma^2。

若變異數隨觀測值改變,稱為異質變異。

  1. **誤差項彼此不相關:**不同觀測值的誤差項不應呈現系統性關聯,即
Cov⁡(εj,εℓ∣X)=0(j≠ℓ)。\operatorname{Cov}(\varepsilon_j,\varepsilon_\ell\mid X)=0 \quad (j\ne \ell)。

對時間序列資料而言,這項假設常用來檢查是否存在自我相關。

  1. **常態分配:**在進行小樣本的 tt 檢定與 FF 檢定時,常假設
ε∣X∼N(0,σ2)。\varepsilon\mid X\sim N(0,\sigma^2)。

常態性主要支援精確的有限樣本推論;在大樣本下,推論也可依賴漸近性質。

此外,模型也通常假設自變數不存在完全線性依存,且模型形式設定適當。這些屬於整體迴歸模型的條件,不宜與誤差項本身的分配與相關特性混為一談。

(二)若檢定假設 H0:β^i=0H_0:\hat{\beta}_i=0,則什麼條件下可以拒絕此假設?(6 分)

**解題方法:**檢定某一個迴歸係數是否為零,採用單一係數的 tt 檢定。實務上虛無假設應寫為母體係數 H0:βi=0H_0:\beta_i=0;以 β^i\hat{\beta}_i 作為檢定統計量所依據的估計值。

檢定統計量為

t=β^i−0SE(β^i),t=\frac{\hat{\beta}_i-0}{SE(\hat{\beta}_i)},

其中 SE(β^i)SE(\hat{\beta}_i) 是估計係數的標準誤。在誤差項常態等經典假設成立下,此統計量於虛無假設為真時服從自由度為 n−k−1n-k-1 的 tt 分配;nn 為樣本數,kk 為自變數個數。

設定顯著水準 α\alpha 後,若為雙尾檢定,當

∣t∣>tα/2, n−k−1|t|>t_{\alpha/2,\,n-k-1}

即拒絕 H0H_0。等價地,若 pp 值小於顯著水準 α\alpha,也拒絕 H0H_0。若事先設定單尾檢定,則依替代假設方向比較相應的臨界值。

拒絕虛無假設表示在指定顯著水準下,有統計證據認為該自變數的迴歸係數不為零;不等同於證明因果關係,也不代表效果在實務上必然重要。

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第 三 題25 分

已知一個計畫方案在各年 tt 的效益(BtB_t)、成本(CtC_t)以及折現率(rtr_t)資料如下:

t012345Ct1000100100Bt03030404040rt03%4%4%5%5%\begin{array}{c|cccccc} t & 0 & 1 & 2 & 3 & 4 & 5\\ \hline C_t & 100 & 0 & 10 & 0 & 10 & 0\\ B_t & 0 & 30 & 30 & 40 & 40 & 40\\ r_t & 0 & 3\% & 4\% & 4\% & 5\% & 5\% \end{array}

請以下列方法進行評估(提示:列出計算式即可,不必求出結果的數值)。

(一)淨現值(net present value)法。(8 分)

(二)益本比(benefit-cost ratio)法。(8 分)

(三)內部報酬率(internal rate of return)法。(9 分)

🖼️ 本題原卷含圖表。基於試題來源之版權考量,本站不轉載原卷影像; 題目文字已完整轉錄,圖表請自行參閱考選部公告之試題原檔。

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核心觀念

本題考查將各期效益與成本折算為現值,並分別套用淨現值、益本比及內部報酬率。題目提供的是各年度折現率 rtr_t,所以第 tt 年的折現因子為各年度折現率逐年連乘:

D0=1,Dt=∏j=1t(1+rj)D_0=1,\qquad D_t=\prod_{j=1}^{t}(1+r_j)

因此,第 tt 年的現值為該年金額除以 DtD_t。

解題方法

由題目資料,各期折現因子為:

D1=1.03D2=1.03(1.04)D3=1.03(1.04)2D4=1.03(1.04)2(1.05)D5=1.03(1.04)2(1.05)2\begin{aligned} D_1&=1.03\\ D_2&=1.03(1.04)\\ D_3&=1.03(1.04)^2\\ D_4&=1.03(1.04)^2(1.05)\\ D_5&=1.03(1.04)^2(1.05)^2 \end{aligned}

(一)淨現值法

淨現值為效益現值總和減去成本現值總和:

NPV=[301.03+301.03(1.04)+401.03(1.04)2+401.03(1.04)2(1.05)+401.03(1.04)2(1.05)2]−[100+101.03(1.04)+101.03(1.04)2(1.05)]\begin{aligned} NPV ={}&\left[ \frac{30}{1.03} +\frac{30}{1.03(1.04)} +\frac{40}{1.03(1.04)^2} +\frac{40}{1.03(1.04)^2(1.05)} +\frac{40}{1.03(1.04)^2(1.05)^2} \right]\\ &-\left[ 100 +\frac{10}{1.03(1.04)} +\frac{10}{1.03(1.04)^2(1.05)} \right] \end{aligned}

判斷原則:NPV>0NPV>0 表示方案在給定折現率下效益現值大於成本現值;NPV<0NPV<0 則不宜採行。

(二)益本比法

益本比為效益現值總和除以成本現值總和:

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第 四 題25 分

兩城市間擬開闢一條道路,路線的選擇有兩個方案,擬採用分析階層程序法來進行方案評選,若其中對於準則權重設定的 3 個項目的成對比較矩陣為:

[a11a12a13a21a22a23a31a32a33]=[112221412141]\begin{bmatrix} a_{11} & a_{12} & a_{13}\\ a_{21} & a_{22} & a_{23}\\ a_{31} & a_{32} & a_{33} \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 & \frac{1}{2} & 2\\ 2 & 1 & 4\\ \frac{1}{2} & \frac{1}{4} & 1 \end{bmatrix}

其中 aij=WiWja_{ij}=\frac{W_i}{W_j}。(WiW_i 代表 ii 項目的權重值)

(一)請計算此三項目權重值(W1,W2,W3W_1,W_2,W_3)。(15 分)

(二)實際調查的結果,若有的受訪者的回答不太一致,如何判斷此樣本是否可以接受?(10 分)

🖼️ 本題原卷含圖表。基於試題來源之版權考量,本站不轉載原卷影像; 題目文字已完整轉錄,圖表請自行參閱考選部公告之試題原檔。

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核心觀念

本題考查分析階層程序法(AHP)的成對比較矩陣與一致性檢定。題目已給定 aij=Wi/Wja_{ij}=W_i/W_j,因此矩陣中的比值可直接推出各項目的相對權重。

實際問卷若有受訪者的成對比較不一致,通常以一致性指標 CICI 與一致性比率 CRCR 檢查。常用公式為:

CI=λmax⁡−nn−1,CR=CIRICI=\frac{\lambda_{\max}-n}{n-1}, \qquad CR=\frac{CI}{RI}

其中 nn 為矩陣階數,λmax⁡\lambda_{\max} 為最大特徵值,RIRI 為隨機指標。常用判準為 CR≤0.10CR\leq 0.10 可接受;若 CR>0.10CR>0.10,表示比較結果的一致性不足,應檢視該份回答。

(一)計算三項目權重

由 aij=Wi/Wja_{ij}=W_i/W_j 讀取矩陣比值:

W1W2=12,W1W3=2,W2W3=4\frac{W_1}{W_2}=\frac12,\qquad \frac{W_1}{W_3}=2,\qquad \frac{W_2}{W_3}=4

令 W1=1W_1=1,則由前兩式得 W2=2W_2=2、W3=12W_3=\frac12。所以相對權重為:

W1:W2:W3=1:2:12W_1:W_2:W_3=1:2:\frac12

若將權重標準化,使三者合計為 11,總和為 1+2+12=721+2+\frac12=\frac72,因此:

W1=27,W2=47,W3=17W_1=\frac{2}{7},\qquad W_2=\frac{4}{7},\qquad W_3=\frac{1}{7}

矩陣也可用列幾何平均法驗算:三列的幾何平均數依序為 1、2、121、2、\frac12,標準化後同樣得到上述權重。

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