基于SD的建筑產業集聚與競爭力關系研究

張　克，黃清云，許華南

（龍巖學院資源工程學院，福建龍巖364000）

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基于SD的建筑產業集聚與競爭力關系研究

張克，黃清云，許華南

（龍巖學院資源工程學院，福建龍巖364000）

摘要：依據我國建筑行業地區差異較大的特點，構建建筑產業集聚與產業競爭力模型，通過回歸分析及地理加權回歸（geographicallyweighted regression，GWR）模型得到模型參數關系，應用系統動力學方法（system dynamics，SD）對模型進行仿真研究，分析產業集聚與競爭力關系。仿真結果顯示，產業集聚整體能促進產業競爭力的發展，且各地區產業集聚的促進效應各不相同。同時，在經濟較強的地區產業離心力已經產生，建筑產業的轉型需求也逐步展現。

關鍵詞：建筑；產業集聚；競爭力；系統動力學

產業集聚是產業發展的內部需求，而產業競爭力則是產業發展情況的外部體現，建筑行業也不例外。自20世紀90年代以來，國內外學者開始對產業集聚進行研究，主要涉及到概念、特性以及發展狀況，與創新關系、區域經濟的相關性等各個方面。直到近幾十年，學者們才開始將產業集聚與產業競爭力結合起來進行研究，且大多圍繞發展較為完善的制造業，近年來則開始逐步研究服務業等其他行業，但對于建筑行業的研究較少。目前，產業集聚與競爭力關系研究也大都停留在定性分析上，并未深入分析其內部作用。

建筑產業的產品不可移動，具有明顯的“一次性”特征，因而與其他產業特點完全不同，不能套用其他領域的研究成果。2015年，我國建筑業總產值達180 757億元，盡管各個省相對過去的狀況，產品質量明顯提升，結構也更為合理，但是各個省份之間的差距依然較為明顯，建筑產業的集聚現象不容忽視［1］。資源的聚集如何帶動建筑產業的發展，使得產業構造更為優化，是產業發展的現實需求。本文構建建筑產業集聚與產業競爭力模型，采用回歸分析和（geographically weighted regression，GWR）模型對參數進行估計，通過系統動力學方法（system dynamics，SD）對模型進行仿真，研究產業集聚與競爭力的互動關系。

1　系統動力學（SD）模型構建

與其他產業類似，建筑產業的集聚能帶來各類資源的整合，從而對競爭力產生積極的影響。各個省份不僅僅是內部的影響，由于地理原因，鄰近省份也會受到相應影響，人員和技術的集聚過程中會影響到鄰近的省份，促進其建筑產業競爭力的提升。

本文將上述博弈過程進行繪制，僅列入兩個省份作為示例，見圖1。

在一個省內，由于產業集聚的影響，勞動力、相關資源都會聚集在一起，因此能夠促進競爭力的提升，反過來由于競爭力變強，那么也更能加劇資源向此省內匯集，互相影響、互相促進，使得建筑產業穩步發展。這還僅僅是一個省內的情況，并未考慮地理鄰近區域的影響。

圖1　建筑產業集聚與競爭力模型因果關系圖Fig.1 Causal relationship between construction industrial agglomeration and industrial com petitiveness

實際上，建筑產業的發展過程中，不僅受到省內的影響，由于建筑產業的發展實際是實體經濟的發展，在其發展過程中不僅僅受到本身內部的影響，而且還會受到相鄰區域的影響。基于系統動力學原理，將考慮地理因素后的競爭力與產業集聚過程中的動態博弈過程繪制成圖，得到圖2的系統流圖。

產業集聚程度高的省份，其人力資源、技術資源相應較為豐富，因此建筑業發展較為迅速，形成良好的發展環境，從而促使更多的企業進入該省，競爭力得到提升。在該省建筑產業發展的過程中，鄰近省份也會因此得到相關業務，資源也有部分流入鄰近省份，因此在產業集聚較強的省份附近，由于外部資源流入，鄰近省份的產業也會得到相應發展。產業集聚程度較低的省份，其資源較為匱乏，在建筑企業流失的過程中，資源也在流失，留下的企業缺乏競爭環境，缺乏內部交流，又受到其他地域排擠，最終業務削減，資源進一步減少。整個過程并不是不改變的，由于外界因素的影響，例如政策、市場的改變，都會使得原有平衡打破，系統重新組織資源，形成新的平衡，這是一個動態運動的過程。在圖2的系統流圖中表示的僅僅是AB兩省作為示范，實際上省份之間會互相影響，相距越近的省份之間影響較大，反之影響較小。

根據上述分析，并根據因果關系圖中產業競爭力與產業集聚中變量之間互相影響的關系，在系統流圖2中共設置13個變量來表示其內部動態運行規律。在此系統流圖中，動量值，集聚程度、GDP是3個狀態變量，增值為速率變量，其余均為輔助變量。其中，某省動量是指各年建筑產業競爭力動量值。某省建筑產業產值集聚度和某省產業人數集聚度分別是指以產值和人數為基礎計算的集聚度。

在系統流圖2中，各地建筑產業總產值與當地產業集聚相關，且能匯總形成全國建筑產業總產值，各地建筑產業增加值與本省及其他省份的GDP相關，其關聯性受地理因素影響。在系統流圖中得到的產業集聚度和動量均年年增值，可最終得到該省份的產業集聚值以及競爭力指數值。系統流圖內的速率方程一方面通過SPSS回歸分析得到，另一方面引入中國地圖采用地理加權回歸得到。

圖2　建筑產業集聚與競爭力模型的系統流圖Fig.2 System diagram of construction industrial agglom eration and industrial com petitivenessmodel

2　仿真數據準備和參數估計

所用的數據來自中國統計年鑒。采用的樣本包括除香港、澳門和臺灣地區的31個省、自治區、直轄市。

2.1 建筑產業集聚度的測算

采用區位熵系數（location quotient，LQ）來測定產業集聚度，其計算公式如下［2］:

LQ就是區位熵系數，是某省份i建筑產業的某一指標對于更高區域即全國的區域熵，ei為某省份建筑產業的有關指標（通常可用產業的產值、工作人數等指標）；Ei為更高區域即全國建筑產業的有關指標；n為建筑產業的相關指標的所有數量。LQ越大，表明建筑產業的空間集聚程度越高，反之則越低。

2.2 建筑產業競爭力的測算

產業競爭力的發展變化與物體運動很類似，都是運動與狀態之間的關系。根據相對主義理論，可借鑒動量定理來描述產業競爭力。動量定理中有物體的質量m和速度v兩個指標。在建筑產業競爭力的動量表示中，m實際上是體積v和密度ρ的乘積，分別對應競爭主體在建筑產業的市場競爭中的市場占有率和資源利用情況兩個指標；v表示的是競爭主體的內部結構變化速度［3］。

建筑產業競爭力動量表示如下:競爭主體的競爭力指數表示如下:

式中，x為產品的市場占有率，y為投資利潤率，v則表示變化速率。xij和yij下標ij表示的是主體i的j時期指標數值，下標0則表示基期，基期的選擇可以自由設定。vin表示研究期內相對于基期的平均變化速率，計算式如下:

上述競爭主體即31個省份，根據式（3）可得到各個省份各年度的動量和競爭力指數值，從而測算競爭力的大小。引入建筑產業競爭力動量來對行業競爭力量度，最終將動量反應在競爭力指數中用于表示競爭力的大小。

2.3 參數估計

模型估計方法為全域估計，傳統的全域回歸模型將回歸系數β假設為常數，并未考慮到局部異質性情況。在建筑產業競爭力與產業集聚關系的研究中，各個競爭主體本身存在差異，而且這部分差異與地理因素有關［4］。針對這一事實，采用地理加權回歸模型對參數進行估計。

考慮地理因素的地理加權回歸（geographically weighted regression，GWR）模型擴展后如下:其中，系數βk下標k是指與觀測值聯系的m×1階待估參數向量，是與地理位置（ui，vi）相關的k+1元函數。

在GWR模型中，βj一直在變化，對其變化影響最大的因素是地理因素。對于某個區域，某個競爭主體的回歸系數是利用本區域的數據及相鄰區域的數據進行回歸分析得到［5］。

地理上更接近 i的數據值對 βk（ui，vi）的估計有更多影響，也就是說地理上位置越近則互相影響效應越大。因此，可依據加權最小二乘法來計算參數，得到

其中，W表示空間權值矩陣。Wij一般用矩陣表示如下:

空間權值矩陣可以為0或者1，當省份i和省份j在相距為d之內，也就是當省份i和省份j相鄰時，Wij（d）可以取1；當省份i和省份j在相距為d之外，也就是當省份i和省份j不相鄰），Wij（d）可以取0。

模型參數估計均采用回歸方程來估計，但需要針對考慮地理因素與否選擇回歸方程。若考慮地理因素之間的互相影響，則采用GWR來估計，在系統流圖2中有國內生產總值對建筑產業增加值、國內生產總值對產業人數影響的數據關系；若無需考慮地理因素之間的互相影響，即所有因素影響僅僅作用在本區域范圍之內，則可以采用SPSS回歸得到其數據關系。在得到省域內部和省域之間的變量參數估計值后，可以繼續對各省域建筑產業競爭力和建筑產業集聚的博弈過程進行仿真和估計。

3　實證研究

引入中國地圖，采用地理加權回歸模型，可以得到動態博弈系統流圖（圖2）中有省域之間互相影響的變量關系，表1就是根據GWR分析得到各省域GDP對建筑產業增加值的影響的系數表［6］。由于各個省域之間系數并不相同，而篇幅所限，無法針對所有省份進行研究。考慮到選擇的省份地理位置，建筑業水平及計算得到的系數均需要一定的差異才能反映各地的發展情況，最終選取浙江、湖南和青海3個省進行分析。

表1　各省國內生產總值對建筑產業增加值的影響系數表（GWR）Tab.1 Coefficient of provincial GDP’s im pact on the added value of construction industry（GWR）

3.1 模型檢驗

我國區域建筑產業集聚和競爭力關系的動態博弈系統動力學模型的設置合理與否需要進行檢驗，檢驗方法主要有以下3種:

（1）模型的結構適應性檢驗。實證采用VENSIM PLE軟件來建模計算，軟件本身具有方程結構和量綱檢驗功能。軟件計算過程順利，則意味著模型檢驗通過。

（2）模型行為敏感性檢驗。通過回歸分析得到的擬合方程可能有多種形式，在合理范圍內采用線性或非線性的形式變化，或者是改變相關參數來驗證模型適應性，發現模型對合理變動不敏感。

此外，構建系統動力學模型之前通過分析產業集聚形成機理，以及分析模型對某些相關參數的敏感性，可以對產業集聚以及產業競爭力的發展趨勢做仿真分析。通過對模型進行敏感性檢測，發現其行為受GDP以及從業人數、產業產值的總數和增量影響較大。因此，構建模型過程中就可以對相關參數進行調配分析，從而構建合理的模型。

（3）模型的一致性檢驗。一致性檢驗實際上就是考慮模型對現實情況能否真實反映，可以通過歷史數據的檢驗來完成，即從數據起始點開始仿真分析，并將計算得到的歷史數據與仿真得到的數據進行對比分析，研究其一致性。

從2006年起到2015年進行模型檢驗，檢驗時間為10 a，檢驗的變量為省域建筑產業集聚度，可以選取3個省份來進行誤差、關聯度檢驗。以浙江省為例，得到結果如表2。

表2　計算歷史數據與模型仿真數據誤差分析表Tab.2 Error analysis of historical data and model simu lation data（GWR）

由仿真結果可以看出，建筑產業集聚度歷史值與仿真值相對誤差平均絕對值為4.75%，模型中產業競爭力指數等變量的檢驗均可采用上述方法，經檢驗，誤差值都在5%以內，證明模型能夠真實反映歷史情況。

3.2 模型仿真

系統動力學模型仿真時間為15 a，其中10 a用來模擬，5 a為預測。最終得到動量值結果如表3所示。

表3　系統動力學動量值仿真結果Tab.3 M omentum sim ulation result of system dynam ics

根據表4動量值仿真結果來看，分析的3個省份中浙江動量值絕對值最大，湖南次之，青海最小。浙江動量值增長速率較為緩慢，但是仍舊保持絕對優勢，其動量增長絕對值并不小，速率較低是由于總量較大而引起的。湖南動量值增長勢頭迅猛，這也意味著湖南省建筑產業競爭力上升速度較快，不斷縮減與浙江之間的差距，但由于基數較小，仍存在一定差距。青海的動量值基數較小，增長絕對值不大，增長速率也較為緩慢，與浙江和湖南相對比，差距較為明顯。總體來看，浙江的動量值保持原有的優勢，增長趨于穩定，產業集聚帶來的資源和技術鞏固了現有建筑產業的優勢，維持較強的競爭力。湖南動量值增加值較大，增長速率也較快，產業競爭力得到提升，發展態勢較好。青海最為弱勢，其基數低，動量增加緩慢，建筑產業競爭力也較低，發展慢，需要采用多種手段提升建筑產業產值，促進產業競爭力的提升。

根據動量表，可以計算得到所有省份的建筑產業競爭力指數值。表4將浙江、湖南、青海的建筑產業競爭力指數與區位熵LQ一起列入進行分析。

表4　LQ值和競爭力指數仿真結果Tab.4 Simulation result of LQ value and competitiveness index

從區位熵的發展趨勢來看，浙江建筑產業集聚程度數值較高，其數值先上升后下降，但是增幅和減幅均不大；湖南建筑產業集聚程度無論從絕對值還是相對值來看，都有明顯的提升，是這3個省份中發展最快的省份；青海建筑產業集聚度基本保持平穩，總體呈下降趨勢。

從建筑產業競爭力的發展趨勢，浙江建筑產業競爭力水平較高，具有絕對優勢，但是在未來幾年里，競爭力水平開始下降；湖南的建筑產業競爭力指數起點不高，但是一直保持良好的上升勢頭，其發展速度遠超浙江；青海產業競爭力較低，而且與其他省份差距較大，一直呈緩慢下降趨勢。

將上述3個省份的兩個指標的發展趨勢對比分析，LQ顯然和建筑產業競爭力指數正相關。產業集聚程度高的省份，由于技術、人力等資源匯集，產業競爭力也較高，反之，產業集聚水平較低的省份產業競爭力也較低。區位熵系數在數值上與競爭力正相關，而且從前文分析也可以發現二者之間的關聯性，因此可以得到產業集聚是產業競爭力的影響因素之一。但也發現，表中LQ和建筑產業競爭力的正相關關系僅限于省域內部的比較。如予測2020年湖南區位熵系數為1.132，當年浙江為1.28，兩者差距為0.148，計算得到建筑產業競爭力指數的差距為2.63，與區位熵系數的差距并不成正比。由此推測，產業競爭力并不僅僅和區位熵相關，特別是各個省份之間其他因素差異較大，這種正相關關系不能應用到省份之間的互相比較。但是從總體來看，某個省份產業集聚程度的提升，將會不同程度地提升該省建筑產業競爭力。

分析LQ和產業競爭力的發展趨勢如何形成，更深層次的原因要從行業本身來研究。建筑產業技術含量不高，是勞動力密集型產業，而且發展并未像發達國家一樣成熟，其門檻低，當產業發展到一定程度后就會產生環境污染等成本，形成產業離心力。而此時建筑產業形成的資本累積可以促使當地選擇發展資本密集型或技術密集型的相關產業，而建筑產業在當地的地位下降，逐步遷移，向鄰近的省份發展。因此，從數據分析中可以看到，東部地區例如浙江的建筑產業逐步轉移到相鄰省份，城市的經濟轉型的發展態勢已經形成，建筑產業集聚程度在逐步降低，但是優勢依然明顯。中部地區如湖南則抓住經濟發達地區經濟轉型的機遇，穩步發展，近幾年產業集聚程度不斷提升，利用地理優勢和原有基礎，推動當地建筑產業的發展。西部地區由于基礎薄弱，且建筑產業仍處于轉型期，發展較為緩慢，產業集聚程度也較低。

綜上分析，建筑產業的發展與政府、市場以及行業本身息息相關，要將建筑產業穩步發展需要做好以下幾個方面:第一，建筑產業需要政府和市場的共同配合，將建筑強省作為建筑行業的“領頭羊”，引導弱勢省份如何利用產業集聚帶來資源促進產業發展。同時，制定有針對性的政策，使得產業競爭力和產業集聚不斷促進，推動產業經濟發展。第二，由于國內市場有限，為了行業發展需要開拓新市場，整個行業向外轉移，形成擴張趨勢。并調整產品結構，培養相關人才，使得建筑產品更符合外部市場的需求，擴大產業在全球的市場占有率。第三，建筑產業需要發揮自身優勢，改革原有理念，開發新型技術，調整產業結構，逐步向技術和知識密集型轉移。同時，建筑產業的發展不僅僅局限于施工本身水平提升，也需注意產業鏈的延伸，在產業之間，或者是產業鏈的上下游企業間深度合作，使得建筑產品更新更細，謀求更好的產業發展前景。

4　結論

產業集聚帶來資源、技術的流入，促進著產業競爭力的提升，同時由于地理因素的影響，鄰近省份也得到相應的資源，從而使得靠近建筑強省的地域產業競爭力發展較快。本研究證實了產業集聚與產業競爭力是互相促進的關系，也發現其并非是唯一的影響因素。

從仿真結果來看，省域間建筑產業水平差異較大，因此需要根據各地區建筑產業發展差異制定對應策略，根據集聚水平和競爭力的相互促進機理來促進行業發展。在經濟發展較快的東部地區，產業發展到一定程度后產生的成本會超過利潤增值，形成產業離心力，建筑產業集聚優勢雖然明顯，但仍在逐步降低；而我國中西部地區還處于產業發展前期，需要技術、人力資源的匯集進一步拉動產業提升。從長遠來看，為促進建筑業的健康發展，需要改革理念，調整產業結構，大力推動建筑產業逐步向技術和知識密集型轉移。

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［6］張克.建筑產業集聚與競爭力互動關系研究［D］.天津:天津大學，2012.

（責任編輯：肖錫湘）

中圖分類號：F062.9

文獻標志碼：A

文章編號：1672-4348（2016）03-0295-07

doi：10.3969/j.issn.1672-4348.2016.03.016

收稿日期:2016-05-27

第一作者簡介:張克（1988-），女，福建龍巖人，助教，碩士，研究方向:工程管理。

System dynam ics-based analysis of the relationship between construction industry agglomeration and industrial competitiveness

Zhang Ke，Huang Qingyun，Xu Huanan
（College of Resource Engineering，Longyan University，Longyan 364000，China）

Abstract:To construct a construction industry agglomeration and industrial competitivenessmodel with relationto the variationamong the provinces inChina，the regressionanalysis and geographically weighted regression（GWR）were adopted to gain the modal parameter relationship. System dynamics（SD）was used to simulate themodel to analyse the relationship between the industrial agglomeration and the competitiveness.The simulation results indicate that the industrial agglomeration can promote the development of the industrial competitiveness，but the promotion effect of the areas varies with provinces.A centrifugal force of the industry is observed in economically strong areas coupled with a transition demand of the industry.

Keywords:construction；industrial agglomeration；industrial competitiveness；system dynamics