京津冀交通運輸與區域經濟復合系統協同發展分析

劉敬嚴, 陳國勛

(石家莊鐵道大學 經濟管理學院，河北 石家莊 050043)

京津冀城市群經濟發展與交通運輸均是學者們研究關注的重要領域，國內學者從多方面的研究發現，京津冀地區的經濟空間差異的總體趨勢在不斷擴大[1]，城市群之間空間聯系較為松散[2]，城市間競爭互補關系并存[3]，各節點城市交通網絡綜合實力的兩極分化嚴重，交通網絡的聯系不健全[4]，區域物流空間布局呈現空間集聚模式[5]。京津冀城市群要實現區域經濟一體化，必須率先實現交通物流一體化[6]。交通運輸與經濟發展有著密切的關系[7]，區域經濟發展是區域交通運輸發展的動力，決定著區域交通運輸的發展水平。優良的運輸網絡和較低的運輸成本是影響區域經濟發展的重要因素[8]，有利于實現產業聚集，實現對區域經濟增長空間溢出效應。對于城市群交通運輸與區域經濟關系，學者們研究了交通基礎設施與經濟發展的交互關系[9]，交通可達性與經濟發展水平的關系[10]。鐵路運輸與區域經濟系統相關性[11]，交通優勢度與區域經濟空間[12]，交通運輸體系與城鎮空間擴展[13]，但從系統角度對交通運輸與區域經濟協同發展的研究相對較少。

作為聯系地理空間和經濟社會活動的紐帶，交通設施與經濟社會的協調性很大程度上影響城市可持續發展潛力，只有兩者相互促進、相互協調，才能獲得共同發展[14]。從構建京津冀協同發展全局戰略考慮，必須將交通運輸與整個區域經濟發展結合起來，從經濟區域的更高層次、更寬角度構建現代化綜合交通運輸體系，從而形成交通運輸和區域經濟復合系統的良性循環。探討經濟與交通協同發展關系的研究方法有回歸分析、灰色關聯度分析、因果關系分析、數據包絡分析等。一個協同發展的系統應該是有效率的，即各種投入產出組合是最優的。本研究擬選用系統效率最優性評價的數據包絡分析法(DEA)運用模型分析京津冀交通運輸與經濟復合系統協同發展狀況及影響因素，根據分析結果提出促進京津冀交通經濟可持續發展的對策。

一、交通運輸與區域經濟復合系統協同發展涵義

經濟系統是交通運輸系統存在與發展的根源，交通運輸的發展會在不同程度上適應、促進或者制約經濟系統發展。區域大發展客觀上要求交通運輸和經濟協同發展。珠江三角和長江三角區位優勢、生產優勢、競爭優勢和市場優勢一定程度上得益于發達的公路、鐵路、水路及航空運輸網。交通子系統在為經濟子系統提供社會保障、服務等的同時，需要依賴于經濟系統在物質、資金等方面的支持，且快速發展的經濟為交通運輸的發展提供需求動力。

交通運輸系統與經濟系統相互作用復合成循環優化的復雜大系統。根據系統論基本原理，區域大系統的交通、經濟各子系統互相依存、互相依賴的關系，制約和保證著系統整體功能和目標。交通經濟復合系統存在復雜的循環運行，系統之間進行物質、能量與信息的交換。自組織的系統結構在系統不斷交換物質、能量和信息的過程中增強和壯大自身。復合系統演進過程中可能出現混沌、模糊或無序狀態。各系統之間必須協同運作、共同發展，才能實現整體系統的最優。

區域可持續發展需要各子系統能夠協同地向高層次演進，即系統的協同和發展。協同發展是可持續發展首要的、基礎性因素。區域交通經濟系統協同發展，是內外環境條件下，通過調節控制各要素以及要素之間的關聯運動，達到要素之間相互配合、相互協作的發展態勢，引導整個區域交通經濟系統協同發展。區域交通經濟系統的開放性，要素的差異性、發展的不平衡性等是區域交通經濟系統協同發展的約束條件。區域交通經濟系統的協同發展，是區域交通經濟系統內部要素之間競爭與合作的辨證統一。區域可持續發展通過交通、經濟子系統利益協同整合，推動發展模式持續改進，實現系統穩定演進。因此可持續發展是在一定外界條件的保障支持下的內在性能力，是區域交通經濟系統協同發展的核心目標。協同發展與可持續發展存在因果聯系，實現區域可持續發展的前提是保證系統協同發展。

二、交通運輸與區域經濟復合系統協同發展評價

(一)評價指標體系的建立和數據準備

針對京津冀交通運輸和經濟發展的特點，結合前人的研究成果，根據評價指標體系構建的思路和原則，基于指標選取科學性、綜合性、可操作性原則，設計出交通運輸與經濟協同發展評價指標體系。反映區域經濟的指標為國民生產總值(GDP)、社會消費品零售總額和居民消費水平。反映交通運輸的指標為運輸基礎設施投資額、貨運量和客運量。評價單元(DMU)采用縱向比較，選取同一對象的不同年份作為評價單元(DMU)，通過DEA評價考察交通運輸與社會經濟發展系統發展趨向。評價單元(DMU)個數以不少于輸入輸出指標總數的2倍為宜。本文研究數據為2000—2012年統計數據，見表1。

表1 2000—2012年京津冀交通運輸與區域經濟系統輸入輸出指標值

注：資料來源：河北、天津、北京統計年鑒整理而成。

(二)建模與計算

1.擴展DEA模型建立

數據包絡分析法(DEA)是用來評價多個輸入和輸出決策單元相對有效性的一種非參數的經濟估計方法。DEA兩個最基本的模型是C2R模型和C2GS2模型。n個評價單元記為DMUi，i=1,2,…,n，有m個輸入指標I={1,2,…,m)和s個輸出指標R={1,2,…,s}。則評價單元DMUj的輸入指標數據為Xj=(x1j,x2j,…,xmj)T，輸出指標數據為Yj=(y1j,y2j,…,ysj)T。引入非阿基米德無窮小的DEA綜合模型為：

(1)

S-≥0,S+≥0,w=0或1

其中，ε為非阿基米德無窮小。

式(1)中θ表示相對效率；λ為權重；S-和S+表示松弛變量。當w等于0時，為C2R模型；當w等于1時，為C2GS2模型。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。C2R模型意義下的有效性為技術有效性和規模有效性的綜合，C2GS2判斷單純的技術有效性。技術有效說明各子系統間(或系統內部各要素間)的配合比例具有較好的適配性，它反映了系統之間(或系統內部各要素之間)的協同程度，本研究中技術有效為系統間或系統內部各要素間的“協同有效”，衡量協同有效性的指標定義為“協同效度”；“規模有效”為系統之間或系統內部的“發展有效”，用“發展效度”作為衡量發展有效性的指標。“綜合效度”衡量評價單元“協同發展有效性”，“協同效度”與“發展效度”的乘積為系統“協同發展的綜合效度”[15]。

2.系統協同發展的綜合有效程度計算

(1)子系統A對子系統B協同發展的綜合有效程度。若子系統A對子系統B的協同有效程度為he(A/B)，子系統A對子系統B的發展有效程度為fe(A/B)，則A對B的協同發展綜合有效程度zhe(A/B)的表示為:

zhe(A/B)=fe(A/B)×he(A/B)

且

zhe(A/B)≠zhe(B/A)

(2)

發展效度為

(3)

(2)AB兩個系統之間的協同發展綜合有效程度。

he(A,B)= {min[he(A/B),he(B/A)]}/

{max[he(A/B),he(B/A)]}

(4)

fe(A,B)= {min[fe(A/B),fe(B/A)]}/

{max[fe(A/B),fe(B/A)]}

(5)

zhe(A/B)=fe(A/B)×he(A/B)=

(6)

(三)結果分析

由于DEA模型以決策單元的多個投入和產出指標權系數為變量，從最有利于決策單元的角度進行評價，目標函數不受投入產出計量單位的影響，無需考慮量綱統一化，可直接采用數據進行計算，無需對指標進行相關處理。將表1統計數據帶入模型進行運算，得到計算結果如表2所示。

總體來看，京津冀交通運輸與區域經濟復合系統綜合協同發展程度不高(zhe(AB)均值0.762)，并呈現出波動趨勢，其中2008年最低，只有0.484，2012年最高，達到0.899。2000年、2002年和2012年，協同效度he(AB)為1，但發展效度小于1。整體看協同效度高于發展效度。

京津冀交通運輸子系統總體來看，綜合協同發展程度較低(zhe(A)均值0.594)，只有2000年到2002年綜合協同發展程度zhe(A) 為1，說明這三年交通運輸子系統處于協同發展綜合有效。其他年份zhe普遍偏低，小于0.7。整體看協同效度高于發展效度，其中2009年、2010年和2012年，雖非綜合有效，但he(A)等于1，說明系統協同性很好，但發展效度未能達到1，系統處于規模報酬遞減階段。

表2 京津冀交通運輸與區域經濟系統協同發展計算結果

京津冀經濟子系統總體來看，綜合協同發展程度較高(zhe(B)均值0.830)，2000年和2003年綜合協同發展程度zhe(B) 為1，說明這兩年經濟子系統處于協同發展綜合有效。2002年、2005年、2009年和2012年，協同效度he(B)為1，說明系統協同性很好，但發展效度小于1，系統處于規模報酬遞減階段。

協同發展效度表征了交通運輸與社會經濟的協調一致程度，協同發展效度為1，表明二者的發展具有非常高的一致性。協同發展效度小于1，說明不是交通運輸滯后于社會經濟的發展，就是交通運輸超出了經濟的支撐及利用能力。交通運輸和經濟復合系統協同發展效度呈現較大波動，交通運輸系統和經濟系統兩個子系統協同發展效度分別是下降的。交通系統協同發展效度略低于經濟系統協同發展效度。整體來看，交通運輸滯后于經濟發展。區域社會經濟與交通運輸耦合發展，交通運輸會影響經濟發展，也會受制于經濟發展。

三、交通運輸與區域經濟復合系統協同發展影響因素分析

分析交通運輸與區域經濟復合系統協同發展影響因素可從交通運輸與區域經濟系統各自狀況、兩系統間的關系以及外部自然生態環境和人文社會環境出發，如圖1所示。

圖1 交通運輸與區域經濟協同發展影響關系圖

(一)交通運輸與區域經濟復合系統內部因素

京津冀與長三角、珠三角不同，產業分工沒有比較明顯的梯度，地區發展水平不均衡，未形成組團式發展。特大城市北京和天津，同為直轄市，爭奪北方經濟中心，競爭大于合作。京津對資源、資本的強吸附作用，致使河北成為環京津貧困帶。作為中國的政治、文化中心，經濟系統對交通運輸的需求引導和資金支持作用不明顯，一定程度上限制交通運輸發展，也延緩經濟協調發展速度。京津冀綜合交通體系骨架網絡尚未形成，鐵路運力不足、港通道單一，公路、機場、港口、鐵路樞紐未能有效銜接、優勢互補，造成資源浪費嚴重。公共信息服務平臺建設缺失使綜合運輸服務銜接程度不足，客運“一票式”的聯程服務和貨運“一單制”的聯運服務未能實現。交通運輸對經濟系統服務供給不足，未能實現充分的支撐保障作用。

(二)交通運輸與區域經濟復合系統外部環境

京津冀區域面積占全國的2.3%，人口占全國的7.23%。北京和天津是人口超過千萬的兩個特大城市。土地、能源等資源稀缺性一定程度上影響了區域可持續發展。由于行政體制的差異、有效協調機制的缺乏等原因，京津冀發展相對遲緩。與長三角、珠三角的區域協作、對外開放、行政力量干預少、市場驅動、政府引導不同，京津冀一體化有著濃厚政治色彩。京津冀一體化合作取得了一些進展，但京津冀行政區劃觀念過強是不容回避的問題。區域認同感不強，本位主義嚴重，競爭大于合作，制約了區域可持續發展。

四、交通運輸與區域經濟復合系統協同發展對策

(一)加快區域經濟發展，拉動交通運輸需求增長

要將京津冀優勢區位資源轉換為經濟資源[16]。依托各地區優勢，統籌區域功能定位，合理分工協作，促進生產要素優化配置，實現區域優勢互補，加快區域經濟發展方式轉變，提高區域經濟發展質量和效益，使區域經濟發展向高質量、大空間、寬道路發展，拉動交通運輸需求增長。

(二)完善交通基礎設施，加強交通運輸網絡銜接

京津冀需要建立快速、便捷、高效、安全、大容量、低成本的綜合交通網絡。京津冀地區的交通設施建設和布局，應形成不同層面的空間網絡，以網絡化的鐵路、公路、民航航線為依托，合理配置綜合交通運輸樞紐，優化網絡結構，推動各種交通方式協調發展。

(三)構建區域信息平臺，完善交通運輸服務體系

建立京津冀交通運輸信息平臺，整合各種運輸方式信息資源，建立覆蓋整個區域的先進、高效、可靠的區域交通運輸管理軟硬件信息平臺。以EDI、GIS、GPS等信息技術為基礎，加快推進智能型綜合交通運輸建設，優化運輸組織，完善運營管理。推進單證票據的通用化、標準化，建立和完善鐵路、公路、水路、民航等運輸方式的應急協調機制。

(四)平衡交通供給和需求，實現區域可持續發展

交通運輸系統是以滿足社會、經濟發展對交通運輸需求目標為中心，以生態、環境平衡為基礎的多種要素組合的綜合體。區域內的交通基礎設施、運力結構、運輸組織等按照投資效益最佳、效益功能完善，需求統一建設，實現交通運輸體系與區域經濟的協調發展。交通發展的外部環境還迫切要求構建高效、安全、低污染、經濟、方便、舒適的綜合交通運輸，合理調整交通能源結構，發展低碳交通[17]，實現運輸業的可持續發展。

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