基于熵權法的交通運輸與區域經濟的耦合性測度
——以江蘇省為例

徐 鳳 ，余 霞

（1.南京交通職業技術學院，江蘇 南京 211188；2.南京航空航天大學，江蘇 南京 210016）

一、引言

交通運輸是生產力的源泉[1]，是社會經濟發展的基礎、動脈和紐帶[2]。交通運輸與經濟發展的關系問題多年來備受研究者的關注，這些研究可以大致歸納為三個方面：交通運輸與經濟的適應性研究、交通運輸與經濟的相關性（包括因果關系）研究以及交通運輸與經濟的耦合協調性研究。近年來兩者耦合協調性方面的研究日益增多，對交通運輸與經濟的協調發展研究主要集中在協調發展水平的量化與測度方面。蔣敏（2009）[3]運用DEA方法從有效性、規模收益及技術有效性三個方面對交通運輸和經濟發展的協調性進行動態評價；王永明（2011）[4]運用耦合協調度模型對2000—2007年西安市旅游經濟系統與交通系統耦合協調狀況進行了實證分析，兩系統耦合協調度在逐年提升；畢麗芳等（2013）[5]研究發現云南省的交通系統與旅游經濟系統耦合互動效應顯著，但兩者的協調等級總體處于較低水平；孟德友（2013）[6]分析認為河南交通優勢度與縣域經濟耦合作用強度普遍較高；張天悅（2014）[7]運用歐盟的相關數據，對區域經濟與區際交通的耦合狀態進行了定量測算；譚玉順（2015）[8]建立一種新的協調發展度模型，對我國近年來的交通運輸和經濟、環境的協調發展狀態進行了評價；謝奔一等（2016）[9]運用系統科學理論和剪刀差方法構建交通運輸與經濟系統的動態耦合協調模型。以長江中游航運中心為例，對長江中游航運中心交通運輸與經濟系統耦合協調進行了分析；黃圓圓（2016）[10]利用耦合理論，協同理論，構建耦合協調度模型，結合主觀賦權、客觀賦權等定量和定性的研究方法，研究認為我國20個省市耦合協調發展存在地域不平衡現象，東部的耦合協調發展高于西部；靳文憑（2017）[11]認為湖南省的交通優勢度和經濟發展水平的協調性逐漸提高，區域差異減小。

通過文獻梳理可知，目前針對江蘇省省域交通運輸與經濟的耦合協調性研究尚鮮少有文獻涉及。本文將運用耦合協調度模型，結合熵權法客觀地為指標確定權重，對2006—2015年江蘇省交通運輸和省域經濟發展的耦合性進行測度和實證分析，以期為地方交通運輸和經濟等相關部門提供一定的決策參考。

二、耦合與耦合度

耦合最初屬于物理學的范疇，主要指不同電路元件或電網絡的輸入輸出的相互配合與影響。作為一種動態關聯關系，“耦合”一詞被衍生且廣泛用到很多其他研究領域，用來指兩個或兩個以上的系統之間或某一系統內部各個子系統之間相互作用和影響的整個過程[2]。

耦合度用來度量系統之間或者系統內各因素之間彼此影響的程度[10]，客觀衡量研究對象之間或好或壞的關聯關系。耦合度和協調度是兩個不同的概念，不同的文獻對兩者的界定和描述不盡相同，但本質是一樣的。一般認為，耦合度有良性耦合和惡性耦合之分，而協調度是描述在一定時期內系統之間或者系統內各因素之間能否彼此和諧一致以及和諧發展達到的程度，主要用于描述相互作用中良性耦合的程度。

三、交通運輸與經濟的耦合協調度模型

（一）交通運輸與經濟的耦合作用機理

如果把交通運輸與經濟分別看成一個系統，那么，這兩個系統之間的耦合作用機理可以描述為：一方面，交通運輸為經濟的有效運轉提供運輸服務，實現各類經濟要素、資源或商品的空間轉移和優化配置，能夠通過集聚效應、擴散效應和乘數效應影響和帶動經濟系統內相關產業發展的速度和質量，促進經濟的發展，但是交通運輸的社會成本也會通過負效應抑制經濟的發展；另一方面，經濟的發展需要各類要素、資源或商品的優化配置與地域調撥，從而增加對交通運輸的需求，進一步刺激交通運輸的發展。不論是全局還是區域，交通運輸與經濟兩者交替推拉、循環往復，這就是交通運輸與經濟發展相互耦合作用的過程。因此，耦合用于描述交通運輸與經濟之間存在的高度關聯性[7]，這種耦合一方面包括兩者的相互適應和促進，另一方面包括相互的牽制與阻礙。

（二）耦合協調度模型

若 U=（u1，u2，…，us）表示交通運輸系統的 s 個指標，V=（v1，v2，…，vt）表示經濟系統的 t個指標；和分別表示兩個系統對應指標標準化后的屬性值。那么，交通運輸系統的綜合評價函數可表示為經濟系統的綜合評價函數表示為其中，ai表示交通運輸系統第i個指標的權重，bj表示經濟系統第j個指標的權重。如果用C表示交通運輸系統與經濟系統的耦合度，那么該耦合度的計算公式為：

由上式不難推斷，交通運輸系統與經濟系統的耦合度區間范圍為C∈[0，1]，值越大，表明兩者的耦合性和協調性越好，反之，耦合性較差，兩個系統的發展有待協調。

（三）指標體系的選取與確定

選取指標體系時，要依據科學性、動態性和可獲得性等原則。首先，明確研究目的以及各類指標的內容與意義，所選指標應該能夠科學、正確地反映該類指標的內涵；其次，指標數據信息一般會隨著時期的不同發生變化，應注意數據的動態性；最后，所選取的指標數據要具有可獲得性，數據來源準確可靠。依據上述原則，本文分別選取了以下交通運輸系統指標和區域經濟系統發展指標，如表1所示。

四、江蘇省交通運輸與區域經濟的耦合性分析

（一）江蘇交通運輸與經濟發展概況

江蘇省的綜合經濟實力在我國一直位于前列，近年來江蘇經濟呈現出產業結構持續優化、高新技術產業較快發展、服務業發展水平穩步提升、城鎮化水平進一步提高、區域經濟協調發展等特點。根據《2016年江蘇省國民經濟和社會發展統計公報》，2016年，江蘇省實現地區生產總值76 086.2億元，比2015年增長了7.8%；雖然蘇北、蘇中、蘇南對全省的經濟增長的貢獻率不同，但是全省區域經濟發展的協調性進一步提高。

表1 交通運輸子系統與經濟子系統指標體系

近年來，江蘇省的交通運輸業穩定發展，對交通運輸領域的投資逐年攀升。2015年，全省對交通運輸的投資達到了1 887.38億元。至2016年年末，江蘇省公路里程為15.7萬公里，其中，高速公路鋪設里程為4 657.4公里；鐵路營業里程為2 721.9公里，鐵路正線延展長度為4 676.7公里；民用汽車保有量、個人汽車保有量和個人轎車保有量分別為1 435.5萬輛、1 252.2萬輛和892.1萬輛，均比2015年有所增長。

（二）基于熵權法的耦合性測度

1.指標數據的采集與整理

通過查閱2007—2016年的《江蘇省統計年鑒》，將交通運輸系統與經濟系統的各指標進行搜集和匯總，得到表2和表3。

表2 2006—2015年江蘇省交通運輸系統各指標數值

2.耦合度的計算與分析

（1）指標數據的標準化。分別對交通運輸系統與經濟系統的各指標數據進行規范標準化，數據標準化結果映射在[0，1]區間，數據保留到小數點后四位，得到如下兩個矩陣：

表3 2006—2015年江蘇省經濟系統各指標數值

（2）根據熵權法確定指標的權重。熵權法是一種客觀賦權法，依據各指標的變異程度，首先根據信息熵計算各指標的熵權，然后通過熵權對各指標的權重進行加權修正，從而得出較為客觀的指標權重。根據信息論的基本原理，若系統可能處于m種不同狀態中，每種狀態出現的概率為Pi（i=1，2，…，m）時，則該系統的熵為若系統有m個年份的待評項目，每個項目均有n個指標，則原始評價矩陣為 R=（rij）m*n，這時指標 rj的信息熵為其中那么，指標rj的熵權為由此可知，某指標的熵值越大，說明其變異程度越小，能夠提供的信息量越少，該指標在綜合評價中起的作用越小，其權重也應該越小；反之，權重應該越大。

根據指標數據矩陣和熵權的計算公式，計算出交通運輸與經濟兩個系統各指標的熵權，如表4所示。

表4 交通運輸與經濟各指標的熵權計算結果

（3）耦合性測度結果與分析。將計算出的交通運輸系統和經濟系統各指標的熵權ai、bj及標準化后的矩陣數據分別帶入兩個系統的綜合評價函數計算公式，可以分別得到2006—2015年江蘇省交通運輸系統和經濟系統的綜合評價結果，然后計算出各年份兩系統的耦合度，如表5所示。

表5 2006—2015年江蘇省交通運輸系統與經濟系統的綜合評價與耦合度

由于在對指標進行規范化標準化時，2006年的經濟指標數據均被標準化為0，因此，2006年的經濟系統綜合評價值和耦合度計算結果均為0，這只是數據處理帶來的表象，不能說明問題。因此，下面主要根據2007—2015年的計算結果進行分析江蘇省交通運輸與區域經濟的耦合度與協調性。由表5可知：2007—2015年間，江蘇省交通運輸系統與經濟系統的耦合度雖然存在波動，但是耦合度值均在0.9以上，說明近年來兩者總體的協調性比較好。其中，2007年和2014年兩者的耦合度分別高達0.992 4和0.999 6，說明江蘇省在這兩個年份交通運輸與區域經濟的協調性非常好，交通運輸與省域經濟能夠互相有效促進彼此的發展；繼2014年耦合度達到近年來的峰值之后，2015年兩者的耦合度有明顯下降，究其原因，主要是由于2015年的客運量和貨運周轉量均比上年出現了明顯的縮水，交通運輸系統對經濟發展的貢獻度有所降低，要改善這種局面，需要在不斷完善交通運輸設施的同時注意提高交通運輸設施的利用率，加強交通運輸與經濟的協調發展。

五、結束語

交通運輸的發展與區域經濟的發展密切相關。對于省域經濟來說，如果交通運輸與經濟耦合程度高，那么兩者能夠相互促進協調發展，交通運輸通過引致需求促進區域經濟發展，同時區域經濟水平的提高會進一步刺激交通需求，使得交通運輸業更好發展；反之，如果兩者耦合度較低，滯后的交通運輸可能成為區域經濟發展的瓶頸，不同程度地束縛經濟發展。本文基于交通運輸與區域經濟發展的耦合機理，結合耦合協調度模型，運用熵權法為各指標進行客觀確定權重，統計計算了2007—2015年江蘇省交通運輸與區域經濟發展的耦合度，分析了近年來江蘇省的交通運輸與區域經濟兩者的耦合性，兩者的耦合度值雖然存在波動，但是總體上耦合協調性較好；針對耦合程度不好的年份，可以針對根據具體原因和區域經濟的發展情況采取相應措施、適時調整，以促進交通與經濟的協調發展。

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