“中三角”經濟圈“區域經濟—交通運輸”復合系統分析

王愛和,漆 昕,鐘茂生

(華東交通大學交通運輸與經濟研究所,江西南昌330013)

武漢、長沙、南昌經濟圈,簡稱為“中三角”經濟圈,是指以武漢、長沙、南昌3個已經形成的中心城市為核心,以浙贛線、長江中游交通走廊為主軸,囊括大武漢城市群、泛長株潭城市群、大南昌城市群在內的所有城市及沿長江沿浙贛鐵路線的所有城市,所形成的經濟圈。構建以武漢、長沙、南昌3個中心城市作為支撐的“中三角”經濟圈,對于帶動整個長江中游的經濟發展十分有利,對促進中部經濟、長江帶經濟乃至全國經濟的發展具有重要的戰略意義。

由于區域經濟與交通運輸之間有很強的關聯性,為了構建“中三角”區域經濟圈,必須分析和評價經濟圈內區域經濟與交通運輸的協調性,計算“中三角”經濟圈經濟與交通的關聯度,并從綜合運輸的角度,制定未來一定時期的交通發展戰略,以及在交通設施規劃、建設和管理中應采取的措施,以滿足地區經濟發展需要,實現生產力布局與交通運輸布局的合理結合,加快地方經濟的發展。

關于交通運輸與區域經濟發展與協調性的評價模型問題,許多專家學者做了大量的研究工作:湯兵勇等人基于專家評分法提出了協調發展指數模型[1];汪傳旭將協調發展指數模型應用到交通運輸與經濟的協調發展評價上,也將灰色系統協調模型用于判斷交通運輸與經濟之間的協調關系,計算協調發展系數[2];武旭等人建立了一套反映經濟系統和交通運輸系統的指標體系,并分別作為輸入和輸出,用DEA(數據包絡分析)研究了鐵路運輸以及整個交通運輸業與社會經濟的協調發展評價問題以及交通運輸與經濟的協調發展評價[3-4];在系統協調性評價上,杜志平等人構建了基于DEA的評價流程[5];曾珍香構建了基于系統論的可持續發展的系統協調性指數[6]。

本文基于以上成果,改進地使用“交通運輸—區域經濟”復合系統的效率評價模型[7],利用DEA交叉分析方法,來分析“中三角”經濟圈交通運輸與經濟的關系。下面詳細介紹復合系統效率評價模型、評價指標體系和“中三角”經濟圈“交通運輸—區域經濟”復合系統分析過程與結論。

1 模型選擇及指標體系建立

1.1 模型選擇與描述

通常,為進行準確和有效的評價,綜合評價模型應該能:(1)計算被評價對象的綜合評價值;(2)能對被評價對象進行準確排序;(3)能對被評價對象進行正確分類;(4)能對被評價對象的現狀給出改進建議。統計分析方法,如主成分分析、因子分析等,只能給出綜合評價價值從而進行排序,聚類分析、判別分析只能滿足第三個要求,層次分析在分析過程中很關鍵的一步是要構造判斷矩陣,常常要用德爾菲法等定性方法,而近年來興起的神經網絡分析在網絡學習和訓練中要基于已有的研究成果,因而其使用也受到一定限制。應用于協調程度和可持續發展的評價方法,主要集中在專家評價法、技術經濟評價法、多目標決策法以及層次分析法等。這些方法主要是對方案進行靜態評價,能夠進行時序性評價的較少?？紤]到上述評價方法的缺陷以及對進行系統效率評價的要求,本文選用數據包絡分析法(DEA)為評價模型。

常用的DEA模型的分式規劃形式為

對該規劃進行Charnes-Cooper線性變換和對偶變換后的形式為

式中:Xj=(x1j,x2j,…,xkj),j=1,2,…,n,xij為第j個DMU(Decision Making Unit)的第 i(i=1,2,…,k)種投入量;Yj=(y1j,y2j,…,ylj),j=1,2,…,n,yij為第j個 DMU的第 i(i=1,2,…,k)種產出量;(X0,Y0)為被評價對象;λj(j=1,2,…,n)為第 n個DMU的某種組合權重;為松弛變量向量。

若某個DMU的DEA模型的目標函數值為1,則稱之為DEA有效,否則稱之為非有效。然而,C2R模型只適合于用“點時刻”的輸入、輸出數據分析各個DMU在特定“點時刻”的狀態。對于實際中常用的時間序列,隨時間變化,生產前沿也會發生變化,因此,直接將時間序列數據用于C2R模型,會產生錯誤結論。據此,謝艾國等提出了時間序列DEA模型[8]。

設共有n個DMU,它們在第t(t=1,2,…,T)時段的輸入指標為矩陣X(t),輸出指標為矩陣Y(t),即

式中:x(t)ij為第j個DMU在第t時段內的第i種輸入;y(t)kj為第j個DMU在第t時段內的第k種輸出。要對各個DMU進行效率評價,先用模型(2)計算DMUk在各個時段的相對效率值,即

式中:e=(1,1,…,1)m,S為松弛變量,它代表各個DMU的效率與最優效率前沿面之間的距離,根據S的大小可進行動態綜合效率排序。η0為S的和,稱為動態綜合效率評價指數,η0為0表示該DMU在動態生產前沿面上。η0越大,DMU的動態綜合效率越小;η0越小,DMU的動態綜合效率越大。

1.2 指標體系建立

DEA輸入輸出項選擇的要求:第一,對所有決策單元,可以得到每個輸入和輸出值,而這些數值須為正數;第二,這些項目(輸入、輸出和DMU)的選擇必須反映分析者對與決策單元的相對有效性評估相關的元素的興趣;第三,從效率比的原則上考慮,輸入的數值應該越小越好,而輸出的數值應該越大越好。同時考慮到樣本量的大小,指標不宜過多。

基于上述原因,本文建立的指標體系中的投入指標為:反映“交通運輸—區域經濟”復合系統資金輸入的指標—固定資產投資,反映復合系統人力投入的指標—從業人數;輸出指標為:反映區域經濟產出規模的指標—國民生產總值(GDP),反映區域交通運輸成果的指標—貨運周轉量和客運周轉量。

2 “中三角”經濟圈“區域經濟-交通運輸”復合系統分析

2.1 數據準備

本文指標數據來自于各省、地市歷年統計公報及年鑒。由于DEA評價的是相對效率,其結論與樣本選擇有關,為得到較為客觀的結論,本文選擇近五年來(2004—2008)的數據。包括南昌、武漢、長沙歷年固定資產投資、從業人數、GDP、貨運周轉量、客運周轉量數據,詳見表1。

表1 “中三角”相對效率評價輸入輸出數據

續表1

2.2 “中三角”交通運輸與經濟相對效率計算

本文改進地使用“交通運輸—區域經濟”復合系統的效率評價模型,利用DEA交叉分析方法,來分析“中三角”交通運輸與經濟的關系。經Matlab7.1編程實現評價模型,輸入上述數據得出相對效率交叉評價矩陣,如表2所示。(注:各城市平均交叉評價值根據各城市之間交叉評價值得出,與中三角總值無關)

表2 “中三角”相對效率交叉評價矩陣

續表2

2.3 “中三角”交通運輸經濟協調性分析

從表1的數據可以看出:

(1)南昌固定資產投資和從業人口增長最快,其次為長沙、武漢;

(2)長沙GDP增長最快,其次為南昌、武漢;

(3)貨運周轉量武漢增長最快,其次為南昌、長沙;

(4)客運周轉量武漢增長最快,其次為長沙、南昌。

根據計算結果(表2)可見,在2004—2008五年間:

(1)歷年各城市自我評價值最高的為武漢。2008年之前南昌該值領先于長沙,但下降較快,2008年長沙反超南昌?！爸腥恰闭w自我評價水平較高;

(2)南昌近兩年來平均交叉評價值有下降趨勢,長沙雖略有波動,但上升較快,已高于南昌,武漢則維持在一個較高的水平;

(3)南昌相對“中三角”各城市評價值均最底,長沙次之?！爸腥恰敝T城市相對南昌的評價值最高,其次為長沙。

由此看見,“中三角”區域交通運輸與區域經濟發展協調性最好的是武漢,南昌下降的比較厲害,長沙上升較快,近年已趕超南昌;“中三角”區域整體交通運輸與區域經濟發展協調性水平呈上趨勢,但2007年略有波動。

通過數據分析對比可知:

(1)南昌固定資產投資力度比較大、從業人員增長也比較快,整個國民經濟的投入指標增長在3個城市之中是最快的,但是產出指標增長卻并不讓人非常滿意,區域交通運輸與區域經濟發展協調水平也不盡人意。分析其原因,除基礎薄弱,國民經濟的投入指標效率不高之外,交通運輸投入不足,交通運輸網絡架構薄弱造成經濟與交通運輸協調性水平不高也是個重要的原因。尤其是貨運周轉量雖高于長沙,但主要是因為京九鐵路貨運分流功能帶來的過境運輸,其公路、水運、航空貨運周轉量都遠小于武漢、長沙。

(2)長沙近年來國民經濟投入指標增長較快,雖略低于南昌,但由于其效率提升較快,產出指標GDP是3個城市之中增速最快的。經濟與交通運輸協調性水平雖低于基礎較好的武漢,但近年來已經超過南昌。

(3)武漢在3個城市之中雖然國民經濟投入指標增長最慢,但由于其基礎較好,地理位置優越,其經濟與交通運輸協調性水平還是最高的。但是其GDP增長相比其他兩個城市已出現頹勢。

3 結束語

本文從“交通運輸—區域經濟”復合系統的角度出發,運用時間序列DEA分析方法,對“中三角”經濟圈“交通運輸—區域經濟”復合系統運行動態綜合效率進行了分析。結果顯示,在“中三角”3個核心城市中:武漢的經濟與交通運輸協調性水平是最高的;長沙的經濟與交通運輸協調性水平雖低于基礎較好的武漢,但近年來已經超過南昌;南昌的區域交通運輸與區域經濟發展協調水平有待提升。從構建“中三角”經濟圈的全局戰略考慮,“中三角”必須將交通運輸建設與整個區域的社會經濟發展結合起來,以交通運輸網絡建設引導城鎮體系和生產力布局調整,形成規模效益,同時充分發揮各種運輸方式的綜合優勢,構建現代化綜合交通運輸體系。

[1]湯兵勇,張文淵.協調發展指數模型[J].系統工程理論方法應用,1996(5):18-22.

[2]汪傳旭.交通運輸與經濟協調發展的建模與應用研究[D].上海:上海交通大學,1997.

[3]武旭,胡思繼,崔艷萍,等.鐵路運輸與社會經濟協調發展評價問題的研究[J].鐵道學報,2005(6):20-25.

[4]武旭,胡思繼,崔艷萍,等.交通運輸與經濟協調發展評價的研究[J].北京交通大學學報,2005(6):10-14.

[5]杜志平,穆東.系統協調發展程度的DEA評價研究[J].運籌與管理,2005(2):75-81.

[6]曾珍香.可持續發展協調性分析[J].系統工程理論與實踐,2002(3):18-21.

[7]查偉雄,熊桂林,劉會林,等.“交通運輸—區域經濟”復合系統的效率評價[J].系統工程,2007(5):60-65.

[8]謝艾國,羅英,王應明.時序DEA的理論與方法研究[J].系統工程與電子技術,1999(11):1-4.

[9]何靜.只有輸入(輸出)的數據包絡分析及其應用[J].系統工程學報,1995(2):48-55.

[10]Cooper W W,Seiford L M.Data Envelopment Analysis[M].Boston:Kluwe Academic Publishers,2000.