基于均方差法與灰色關聯模型的港口城市競爭力評價—中外港口城市比較視角

■ 范曉莉 博士（天津城建大學經濟與管理學院 天津 300384）

引言

港口城市的形成與發展是一個不斷發展和演變的過程，其功能和內涵也隨著主導影響因素的不同而發生改變。因此，港口城市的建設作為一項復雜而系統的工程，應充分考慮到多種因素協同作用對港口城市綜合競爭力的影響，有針對性地選擇有利于港口城市發展的因素進行重點培養和建設。隨著國家發展戰略的制定，提出了將天津逐步發展成為“國際港口城市、北方經濟中心和生態城市”的城市定位，因此，以建設國際港口城市為視角研究港口城市綜合競爭力，借鑒新加坡、香港和上海等發展較快的國際港口城市的先進經驗，探討天津建設國際港口城市重點研究內容，具有重要的現實意義。

關于城市競爭力的研究，學者邁克爾·波特認為城市競爭力是通過城市產業的競爭來達到的，其受到經濟實力、社會結構、價值觀念、文化程度、科技創新、制度政策等多種因素的共同影響。國內大部分學者也分別針對城市競爭力和港口競爭力進行了一系列的研究，主要是運用各種研究方法來進行實證探討。倪鵬飛等（2003）城市競爭力進行了聚類分析以及評價，其認為城市競爭力是指影響城市價值體系的各種因素或力量的綜合。楊青青等（2008）運用熵值法對29個城市的空間結構競爭力進行了綜合評價。姚飛等（2011）運用因子分析的方法對港口城市規模競爭力進行了評價研究，并構建了城市規模競爭力評價模型。同樣，黃春松（2013）也運用因子分析的方法對長三角、珠三角與海西經濟區進行了城市競爭力的綜合比較。韓學鍵等（2013）根據資源型城市的經濟類型及發展模式，運用DEA模的方法對資源型城市的城市競爭力進行了評價。而從現有關于天津港口城市研究的文獻來看，主要集中功能地位和發展思路兩方面。武超（2011）認為天津港是天津市的核心戰略資源，天津建設港口城市應將經濟腹地范圍擴大，除了環渤海地區還應將北方地區納入，以便形成經濟互動。高偉凱（2012）以港口城市天津為例，對其發展趨勢、功能形態和發展條件進行了詳細的分析，重點分析了影響港口城市的因素，從而提出了天津建設北方港口城市的整體發展思路。李敏強和劉子利（2013）對航運企業區位選擇的影響因素進行了系統的分析，以此為依據提出天津建設北方國際航運中心的對策和建議。

基于上述已有的研究可知，學者們運用多種方法對城市競爭力和港口競爭力進行了研究。對于天津港口城市的研究中，部分學者認為天津應在充分發揮港口功能的基礎上加強高端航運服務的功能建設，另一部分學者認為天津應在集疏運體系的建設、經濟腹地范圍的擴大、規模以上臨港工業的發展以及高端航運服務業的培養等方面予以重視。但是值得高度關注的是，天津與發展較為成熟的新加坡、香港、上海等港口城市相比存在哪些差距？天津的港口城市競爭力如何？這些問題的相關研究較少，本文針對這兩個問題進行研究，運用均方差法和灰色關聯模型分析方法對香港、新加坡、上海和天津等四大港口城市進行比較研究，基于建設國際港口城市的視角研究城市競爭力，并為天津的城市定位提供一些參考。

表1 港口城市綜合競爭力評價指標體系

表2 港口城市綜合競爭力指標權重

表3 港口城市競爭力綜合評價結果

表4 港口城市競爭力的一級指標評價結果

評價方法與指標選擇

（一）評價方法簡述

目前評價港口城市的定量研究方法，主要有主成分分析法、灰色關聯分析法、系統動力學方法、模糊評價方法以及DEA模型方法等。上述每種方法都有其優勢和劣勢，其中系統動力學的方法在一定程度上可以解釋港口城市綜合競爭力評價，但不能很好地刻畫港口城市的演變過程；DEA分析法一般只對港口城市某一方面功能的效率進行測算，因計算方法較為復雜，很難應用于測算港口城市的整體發展水平。隨著港口城市研究的不斷深入，越來越多的學者傾向于使用模糊評價法來評價港口城市的發展水平，模糊評價法主要用于評價多因素和多層次的問題，但這種方法在賦值權重的選擇上也存在較大的主觀性，因而在具體操作時爭論較大。因此，為了完整刻畫不同的港口城市競爭力，確定天津港口城市的定位，本文引入灰色關聯分析方法進行綜合評價。

灰色關聯度模型的基本步驟如下：

第一步，指標初始化。首先將評價指標原始觀測數進行無量綱化處理，即進行指標數值初始化運算；

第二步，確定參考序列。選取初始化指標的最優值作為最終進行比較的參考序列，設參考序列為γi，j，比較序列為 yi，j。灰色關聯系數的計算公式如（1）式所示，其中分辨率取ρ=0.5。

第三步，計算灰色關聯序。由于灰色關聯系數的數據較多，信息過于分散且不易于比較，因此通過計算各類灰色關聯系數的平均值來進行比較分析。各類灰色關聯系數的算數平均值和加權平均值表示形式見（2）和（3）式所示。

其中，ri，j即為γi，j與 yi，j的關聯度；ri，j越大，越接近于1，說明j因素對因變量影響越大。

第四步，根據關聯度ri，j的大小對待評的指標進行排序。ri，j越大，越接近于1，說明j因素對因變量影響越大，從而得出各因素之間的關聯程度大小。根據經驗，當ρ=0.5時，兩個因素的關聯度大于0.6時表示其具有顯著的關聯性。

（二）評價指標選擇

為了評價港口城市綜合經濟力，確定詳細的評價指標及其度量的內容至關重要。本文選取香港、新加坡、上海以及天津共四個港口城市作為評價對象進行評價，從腹地經濟狀況、港口能力、集疏運能力、運輸服務能力、航運市場發達程度、航運產業集聚度、航運產業發展程度、地區創新能力水平以及政府政策傾向九大方面構建9個一級港口城市綜合競爭力評價指標和25個二級指標，如表1所示。數據來源于2012年的《香港統計年刊》、《上海統計年鑒》、《天津統計年鑒》和《新加坡統計年鑒》。

（三）評價指標處理

由于評價指標的計量單位彼此之間各不相同，為保證其具有可比性，首先對港口城市綜合競爭力評價指標進行無量綱化處理。目前為止，對指標進行無量綱化處理的方法較多，本文借鑒馬社強（2011）的研究，采用功效系數方法將港口城市綜合競爭力評價指標值轉化為屬于區間[0，1]的指標值，具體見（4）式所示。

其中，a和b為常數，a表示對變換后的指標值進行平移，b表示對變換后的指標值進行相應倍數的增大或縮小；Nj為最滿意值，即目前條件下可以達到的最優值；nj為不允許值，即該指標不應出現的最低值。此外，為了突出指標之間的差異性，設定：a=0.3，b=0.7。

港口城市綜合競爭力評價分析

（一）評價指標權重的確定

為了更為客觀地評價港口城市綜合競爭力，本文首先采用突出局部差異的均方差法對港口城市綜合競爭力的指標進行賦權。該方法的基本原理見式（5）所示：

其中，ωj為評價指標體系中的第j項指標的賦值權重，yij表示第i個評價地區的第j項評價指標的具體樣本值，n表示被評價地區的數量，m表示為指標的數量。這里，n=4，m=29。

通過對指標數據運用局部差異的均方差法可確定港口城市綜合競爭力指標權重，具體結果見表2所示。29個評價指標的權重大小依次為：信息基礎設施水平>城市綜合實力>服務業集聚度>集裝箱吞吐量>物流業發展水平>腹地經濟實力>金融行業規模>貨物吞吐量>碼頭長度>港口運輸服務水平>水路貨運能力>交通基礎設施水平>航空貨運能力>貿易比率>萬噸級泊位數>制造企業集聚度>工業發展水平>地區創新能力>航運交易水平>物流企業集聚度>金融服務水平>政策優惠力度>航空運輸服務水平>服務業發展水平>市場融資能力。其中，地區的信息基礎設施水平、城市綜合實力、服務企業集聚度、以集裝箱吞吐量為代表的港口發展水平、物流業發展水平、腹地經濟實力以及金融行業規模等指標的權重較高。這也說明，港口城市綜合競爭力主要受到上述因素的影響。

（二）港口城市競爭力評價結果分析

下面運用灰色關聯分析方法對天津、新加坡、香港和上海等城市競爭力進行評價。根據式（1）、式（3）和表2提供的指標權重值，使用2011年天津、新加坡、香港和上海的指標值來測算四大港口城市的競爭力，具體結果如表3所示。結果顯示，新加坡和香港城市綜合競爭力評價結果具有顯著性，通過了灰色關聯系數大于0.6的檢驗，綜合評價值分別為0.67409和0.68873。因此，新加坡和香港的港口城市競爭力較強。與之相比，上海和天津發展水平的綜合評價結果分別為0.56705和0.44834，低于0.6的臨界值，不具有顯著性。

根據表4提供的一級指標評價結果顯示：在腹地經濟狀況、集疏運能力、港口能力、運輸服務水平、航運產業集聚度等方面，天津城市競爭力與新加坡還有較大差距，處于較低的水平；在航運市場發達程度方面，香港和上海優勢明顯，而天津的發展水平較低，與之差距較大；在地區創新能力方面，上海位于絕對高的水平，相比之下，天津與香港、新加坡的水平相當，差距并不明顯；在航運產業發展水平方面，天津在綜合評價中位于第三的位置，仍具有一定的發展空間；在政府政策傾向方面，目前天津的政策優惠力度位于首位，高于香港、上海和新加坡，這也說明現階段天津的港口城市建設具有一定的政策支持力度，擁有較為優越的政策條件。

結論及對策建議

為了評價港口城市綜合競爭力，本文首先構建了港口城市綜合競爭力評價指標體系，運用功效系數法對原始數據進行標準化，并采用突出局部差異的均方差法對港口城市競爭力的指標進行賦權。運用灰色關聯分析的方法對天津與香港、新加坡和上海四大港口城市進行綜合評價。結果顯示，相對于香港、上海和新加坡來說，天津在政府政策傾向方面具有明顯優勢，而在航運產業發展水平方面具有制造業發展水平較高的相對優勢，這些因素的快速發展會對天津港口城市的發展具有明顯的促進作用。而集疏運體系結構不合理、腹地經濟狀況不均衡、港口與航空運輸服務水平不高、高端服務業發展水平相對較低導致的產業結構失衡等原因，是導致天津港口城市整體發展水平較低的重要原因，亟待加強。

圍繞本文的研究結論，提出天津建設國際港口城市的對策建議：

第一，加快天津北方港口城市的集疏運體系建設。應做好天津的集疏運體系的規劃建設，形成布局合理、港區航線對接的集疏運網絡系統；加快修建天津直通經濟腹地的鐵路通道建設，完善天津濱海機場集疏運網絡，加大機場基礎設施投資的力度，建設快速便捷的聯接機場與濱海新區核心區和海河中游地區的聯系通道。

第二，打造國際性高水平的綜合性港口。建設現代化集裝箱和大型散貨碼頭群，特別是增加大型集裝箱泊位數、國際30萬噸級的原油碼頭數以及LNG碼頭的數量，還應重點規劃建設具備專業化的煤碼頭、鐵礦石碼頭等工程，此外還應完善郵輪母港和休閑娛樂港等功能的建設；全面提高天津港口的運營效率，開展港區聯動和推行天津電子口岸的建設，加快數字物流系統的開發。

第三，利用“先試先行”推進天津航運金融市場的發展。著眼于高端服務業發展等領域提供融資和服務等優惠和鼓勵政策；提高金融市場的融資自由度，打通境外融資渠道；依托天津濱海新區綜合配套改革試驗區和東疆貿易自由港區的建設，構建天津航運金融服務園區，培育高端航運產業集群。

第四，出臺促進航運制造業和物流服務業的聯動發展。支持大型船舶工業及其配套的生產服務業聯動發展的示范工程和重點項目的開發；整合資源，重構船舶制造企業集團，打造船舶制造業產業基地，進而帶動物流業的發展；制定物流產業發展規劃，重視以船公司為主的第三方物流企業發展，建議在注冊審批、土地使用權的租賃、土地置換以及融資租賃等方面給予一定的稅收優惠和政策扶持。

1.[美]邁克爾·波特著.高登第等譯.競爭論[M].中信出版社，2003

2.倪鵬飛，劉高軍，宋漩濤.中國城市競爭力聚類分析[J].中國工業經濟，2003（7）

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6.韓學鍵，元野，王曉博，李一軍.基于DEA的資源型城市競爭力評價研究[J].中國軟科學，2013 （6）

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