區域經濟運行機制模型建立

危明鑄　麥偉杰　袁峰

摘? 要：智慧城市指綜合利用各類信息技術，通過對城市人與物的感知和互通，大幅優化并提升城市運行效率的過程。文章針對廣州市南沙區的區域經濟運行展開結構化、動態化、指數化的定量研究，建立區域經濟運行指標體系模型，并借助該模型提升南沙區政府決策的“智慧度”。首先運用計量經濟學的相關方法構建區域經濟運行指標，然后通過德爾菲法對指標進行權重賦值，并應用AHP層次分析法確定最終的指標權重，最后通過基準對比分析每個指標值及其測度。

關鍵詞：智慧城市;德爾菲法;權重;層次分析法

中圖分類號：TP391.9? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）05-0001-07

Establishment of Regional Economic Operation Mechanism Model

——Nansha District of Guangzhou as Example

WEI Mingzhu，MAI Weijie，YUAN Feng

（Institute of Software Application Technology，Guangzhou & Chinese Academy of Sciences，Guangzhou? 511458，China）

Abstract：Smart city refers to the process of comprehensively using various type of information technologies to greatly optimize and enhance the efficiency of urban operations through the perception and interaction of urban people and objects. Based on the regional economic operation in Nansha District，Guangzhou，this paper develops a structured，dynamic and exponential quantitative study to establish an index system model of regional economic operation，and improves the “wisdom degree” of the decision-making of the Nansha district government with the help of this model. Firstly，the relevant methods of econometrics are used to construct the regional economic operation index，and then the index weight is assigned by Delphi method，and the final index weights are determined by AHP analytic hierarchy process. Finally，the value and measure of each index are analyzed by comparing the datum.

Keywords：smart city;Delphi method;weight;analytic hierarchy process

0? 引? 言

當前，我國正處于全面建成小康社會的關鍵階段時期，城市現代化建設有利于加快全面建成小康社會。隨著經濟的快速發展以及面對環境、資源、人口等因素的制約，研究如何根據地方區域的真實情況，科學把握區域經濟發展趨勢，從居住、營商、人文、創新等方面構建一個良好環境氣氛，保證地區區域經濟向穩定、健康運行，是各個政府部門不懈努力的研究方向。

自從IBM公司在2008年底第一次提出“智慧城市”的概念起，各國政府和部門相繼進入建設階段。智慧城市與數字信息化密切相關，集中體現在“數據化”層次上的建設，因此在研究地方區域經濟運行發展體系建模中，我們必須用數字體現地方區域的“智慧度”。加拿大學者Peter Kitchen等人在2009年應用主成分分析法與GIS空間分析功能，從人口、教育、勞動力等數據中甄選38個指標綜合評估薩斯卡通市區域社會狀況[1];Ryan Jensen通過城市面積、人口密度、收入、房價等有關數據來評估美國印第安納州城市生活水平[2];殷克東等人利用解釋結構模型建立了我國沿海地區經濟發展水平綜合評價指標體系[3];曹建新等人在“鉆石模型”和GEM模型的基礎上設計了一套區域經濟體系模型，之后運用層次分析法（AHP）確定體系中各指標權重，并應用該模型對珠三角區域的經濟發展進行了評價[4];劉秀梅等人結合內蒙古實際情況，從人口、資源、環境以及科技方面提出了區域發展評價體系理論研究策略[5];趙靜等人以創新為主要因素評估區域經濟發展的創新驅動特征[6];薛永杰等人以青島市為例，從經濟發展水平、產業結構、對外貿易、生活水平及社會醫療教育等指標上運用熵值法對數據進行處理，并計算各指標指數值，建立反映區域經濟發展水平模型[7]。

除此之外，學者們把區域經濟和其他城市設施也結合到一起研究。例如，郭朝暉等人將江西省11個地級市的公共交通建設投資和該地區的經濟效益聯系一起，研究不同交通行業投資對當地經濟發展影響[8];欒慶熊、段莉珍等人以云南省為例，分析公路運輸和區域經濟發展耦合機理，并借鑒物理學建立區域經濟建設協調模型[9];金丹即以“一帶一路”建設為北京，研究社會資本支撐推動中國-東盟地區經濟交流和合作的作用[10]。

廣州市南沙區被國務院批準于2015年成立的自由貿易區試驗點之一，本文結合南沙區“真實化”情況，對廣州市南沙的區域經濟運行開展結構化、動態化、指數化的定量研究，有利于政府部門科學把握南沙區宏觀經濟運行狀態，精準實施政策創新與制度供給。特別是在當前圍繞國際化、法治化、便利化營商環境建設的關鍵階段，構建一套與國家戰略相匹配，與深化改革相對接，與南沙區發展實際相關聯的區域經濟運行指標體系，對于南沙區政府部門科學判斷宏觀經濟運行以及提升南沙區的“智慧度”，具有重大的現實意義。

1? 研究目標

廣州中國科學院軟件應用技術研究所通過構建反映南沙區域經濟運行狀況的三級指標體系，利用2015、2016年度的宏觀發展真實數據（政府部門提供），對“南沙區域經濟運行狀況指數”進行建模、權重計算，并進而得出對應的“一級指標指數”“二級指標指數”，根據計算結果并聯系南沙區實際開展政策分析。

2? 相關技術

本文在體系構建中邀請了50位行業專家對體系指標進行權重賦值構成德爾菲法，然后運用統計分析得出專家們對南沙區域發展指標體系的“偏好權重”，最后應用AHP層次分析法確定最終的指標權重，具體所用到關鍵技術如下。

2.1? Delphi

Delphi法是專家調查法中很重要的一種方法，它是根據調查得到的情況，憑借專家的知識和經驗，直接或經過簡單的推算對研究對象進行綜合分析，尋找其特征發展規律，并進行預測的一種方法。Delphi最早創立于美國空軍資助蘭德公司的“德爾菲”項目[11]，而日本是第一次運用Delphi法進行預測技術的國家，進行了多次并取得巨大成功。我國從上世紀70年代引進Delphi法以來，在多個方面證明了它的預測有效性[12]。其專家表示法如式（1）（2）所示：

E={E1，E2，…，En}? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

其中，E代表專家集合，Ei為第i個專家。

A={（a1，r1），（a2，r2），…，（an，rn）}? ? ? ? ? （2）

其中，A為打分集，（ai，ri）為第i個專家給出的原始打分，ai為第i個專家的打分值，ri為對于指標項分數的取值范圍。

Delphi法預測步驟如下：

Step1：明確打分主體和目標。首先要確定評估對象，這樣才能借助人的邏輯思維和經驗對目標進行評價;

Step2：選聘專家。選聘研究領域且經驗豐富的權威專家對目標進行研討;

Step3：設計相關問題調查表，且邀請專家對其進行打分;

Step4：回收調查表，并對調查數據進行處理。

2.2? AHP

AHP（Analytic Hierarchy Process）是美國運籌學家Thomas L.Saaty教授于20世紀70年代初期提出的，對定性問題進行定量分析的一種簡便、靈活而又實用的多準則決策方法。自提出到今，每年全球都有多篇AHP的論文發表，其理論成熟且應用眾多，并于1982年傳入中國，在1987年中國第一屆研討會議上專門進行討論。

AHP將一個復雜的決策問題逐層拆分為以影響因素集為基本單元的層次結構，然后在Delphi法基礎上兩兩比較得到結果，并且根據結果計算該層次元素對上一層次的局部優先權重，最后通過各層元素局部優先權重合成迭代得到各層方案對決策目標的權重。其涉及到理論如下：

（1）一致矩陣的秩。對于n×n正互反矩陣A=（aij）n×n，當且僅當rank（A）=1時，A是一致矩陣。

（2）一致矩陣的主特征值。對于n×n正互反矩陣A=（aij）n×n，當且僅當A的特征值（最大特征值）λmax=n時，A是一致矩陣。

（3）一致矩陣的主特征向量。對于n×n正互反矩陣A=（aij）n×n，令X為A的主特征向量，即AX=λmaxX，X=（x1，x2，…，xn）T，則存在函數w=（w1，w2，…，wn）T，w：RC（n）→[0，1]n，使得：

1）aij=wi/wj;

2）第i個因素（指標）的相對重要性wi（A）=xi;

3）對任意兩個因素Ai和Aj，當且僅當wi（A）=wj（A）時，Ai≥Aj。其中，i，j=1，2，3，…，n。

（4）一致性量度。對于n×n正互反矩陣A=（aij）n×n，令X為A的歸一化主特征向量，即Aw=λmaxw，w=（w1，w2，…，wn）T，=1，CI=（λmax-n）/（n-1）是度量一致性平均偏離度的指標。

AHP層次分析法可歸結為4個步驟：

1）確定層次結構及影響因素;

2）構造判斷矩陣;

3）單排序及一致性檢驗;

4）總排序及一致性檢驗。

AHP層次分析法流程圖如圖1所示。

3? 模型構建

3.1? 區域經濟運行指標設計

如何能夠更全面、更真實、更有預見性地開展指標體系設計，使得評估指數對于區域經濟運行信息的挖掘能力更強大，是本文設計指標的核心原則。對此，本評估體系結合南沙區實際現狀，并依據政府部門獲得的真實數據，圍繞“服務國家戰略”“突出創新驅動”“優化營商環境”等維度設計指標體系，具體如下：

（1）區域經濟運行（X1）。該指標包含三個二級指標，分別從南沙區經濟發展規模、經濟發展質量、民生改善等視角出發，涉及到的指標數據來自南沙區發改局公布的“廣州市南沙區國民經濟與社會發展統計年鑒”，該指標體系突出了經濟增長的可持續性考察，經濟結構不斷改善和居民生活質量的不斷提升等維度。

（2）區域創新能力（X2）。該指標包含兩個二級指標，分別從知識獲取能力和知識轉化能力兩個方面，重點圍繞南沙區高新技術企業數量、獨角獸公司分布、獲得國家、省市級科技項目資助以及專利情況開展指標設計，既考慮了南沙區科技創新的投入問題，又突出了科技成果的轉化與市場發展問題，涉及到的指標數據來自《廣州市南沙區國民經濟與社會發展年鑒》。

（3）區域綠色發展能力（X3）。該指標包含一個二級指標，重點對南沙區綠色環境的培育問題開展數據分析。選取了人均公園綠地面積、GDP單位能耗情況、建成區綠化面積、空氣優良率以及綠色金融服務體系等維度，數據來自《廣州市南沙區國民經濟與社會發展年鑒》。該指標體系突出了南沙區經濟發展過程中對環境保護的實際效果分析。

（4）區域國際化水平（X4）。該指標包含三個二級指標，分別從國際貿易、國際投資、國際金融維度，開展對南沙區經濟發展國際化程度的考察，圍繞外貿航線、集裝箱吞吐量、進出口總額、外商投資和跨境金融產品創新等方面，開展數據分析，數據來源于《廣州市南沙區國民經濟與社會發展年鑒》《廣州南沙經濟技術開發區金融工作局政府信息公開工作年度報告》。該指標體系突出了南沙區經濟發展過程中對外開放的實際效果，特別是當前南沙自貿試驗區、自主創新示范區和國家新區三重政策疊加情況下，國際化是南沙區發展的突破口和巨大的歷史機遇。

（5）區域營商環境優化能力（X5）。該指標包含兩個二級指標，分別從法治化和便利化的角度，對南沙區打造世界級營商環境的能力進行分析。法治化的問題，既是國家戰略，又是自貿試驗區制度創新的關鍵領域，便利化主要是發揮市場決定性作用機制，建設“放得開、管得住”的政府行政管理體制。該指標數據來自于蔡朝林書記、曾進澤局長所作的政府工作報告。

具體的指標體系結構如表1所示。

3.2? 權重計算

對所構建的評估指標體系進行指數測度。由于區域經濟運行的數據主體是“年度”形式的截面數據，在對指標體系進行估計時，根據德爾菲法，首先邀請本研究領域的50位專家學者（由于時間關系，實際回收調查郵件34份）對“一級指標”的權重進行賦值，然后征詢3遍，最后運用統計學與數據分析得出專家們對南沙區域發展指標體系一級指標的“偏好權重”，具體如表2所示。

由表2可知，34位專家對一級指標的偏好權重當中，X4（區域國際化水平）的得分最高，表明各位專家都對南沙區域發展的國際化能力表示關注，其次是X5（優質營商環境培育），對于區域創新能力和區域綠色發展能力的評價較為相近，對于X1（區域經濟規模）指標的打分最低，說明各位專家對南沙區域發展的關注重點，由單一的經濟增長水平向國際化和營商環境維度轉變。

AHP常與Delphi法結合計算指標權重，其關鍵是構造判斷矩陣，在兩兩比較中算出權向量，之后做一致性檢驗。計算權重向量給出了一個通用的代碼如下：

weight_calculation<-function（B）{

A = matrix（B， nrow = sqrt（length（B））， ncol = sqrt（length （B）），

byrow = TRUE）

n<=ncol（A）

mul_col=c（1：n）

for（i in 1：n） mul_col[i]=prod（A[i，]）

weight=mul_col^（1/n）

weight_one=weight/sum（weight）

round（weight_one，2）

}

34位專家的第一次權重打分，為后續的AHP模型確定最終的指標權重，起到了非常關鍵的指導作用。從表2我們可以給出一級指標之間有如下的輕重關系：（X5嚴格偏好于X1，X2與X3有著近似的偏好，X1的偏好程度最低），根據層次分析法對五個指標體系的權重計算，國際上通常采用（1、3、5、7、9）一串數字來代表其“偏好程度”。

建立AHP權重計算矩陣：

其中n=5，也就是說我們可以按照偏好權重的大小，來定義X1～X5彼此相對對方的重要性。例如X4是專家給出的最高偏高，可以定義為數值“7”，X1為數值“1”，X2、X3為數值“3”，X4為數值“7”。進一步可以得到X4相對X3，X2的重要性賦值均為“3”，X5相對X4的重要性為“0.80”，可以得到下面的數值分布矩陣，其中aij=1/aij，這里的i、j分別表示第i個指標（橫）第j維（縱）的值，如表3所示。

接下來根據AHP層次分析法對表4進行歸一化、標準化處理，計算X1～X5的權重，結果如下：

X1=0.05，X2=0.12，X3=0.19，X4=0.37，X5=0.27

至此，體系中的一級指標權重計算已經完成，對于二級指標，結合指標體系情況作如下定義：

（1）二級指標為2維度時，分別給予各個維度50%的權重;

（2）二級指標為3維度時，按照一級指標方法運用AHP對其重新計算得到如表4所示的權重。

3.3? 指數測度與分析

廣州中國科學院軟件應用技術研究所分別以2015、2016年的真實數據（政府部門提供）為指導，對“最終權重（總指數）”“一級指標指數”“二級指標指數”的結論分析，測度方式是：最終權重*三級指標的“數據得分”，由指數得分值反映南沙區經濟運行的狀況。

對三級指標的數據形式進行說明：一是百分比形式。例如增長率，占比之類;二是總量形式。例如億元，企業數量，套數、事項等;三是創新案例的形式。例如政府行政職能轉變，監管方式的改變等;四是二維（0-1）數據，用來衡量法治化改革所采取的政策。

我們將2015年的實際數據作為“基期”標準，采用“對比評分”方式給出三級指標的數據得分（Z），再用對應的權重乘以數據得分，即可以得出加總之后的各級指標指數得分Scorei=wi·zi。

表5為本文建模過程中整理出來的2015、2016年度南沙區域經濟運行狀況實際數據。

表6給出了南沙區域經濟發展的實際運行數據，本文在建模過程中將2014年的數據作為基期，按照每一項指標得分為70來進行設定，根據2015年、2016年的實際數據增長情況，計算2015、2016年度的總指數和分級指數值。根據上面的假定，我們可以得到對應的年度得分，如表6所示。

由表7進一步可以計算出2014～2016年的總指數和分級指數的得分情況，如表7、表8所示。

把上述發展指數得分部署到南沙區企業數據分析平臺進行數據可視化，如圖2、圖3所示。

無論是從表8、表9還是圖2、圖3看，南沙區經濟運行狀況總體上是上升的（總指標），5個一級指標也隨著年度而增長。其中，南沙行政體制改革導致的“營商環境優化指數”增長是最快，非常符合南沙區的實際情況，這與南沙區成為自由貿易試驗區以來政府部門制定的政策有關，也是今后南沙區國際化的標志所在。

另外，“區域創新能力指數”和“區域國際化水平指數”都有所提升，但是增速較慢，說明有關部門在該方面還落實得不到位，而這些正好是政府部門發力的方向。例如：人才引進、高科技產業投入等政策的制定。

4? 結? 論

廣州中國科學院軟件應用技術研究所圍繞廣州市南沙區在智慧城市建設過程中，科學建立一套能夠正確反映南沙區經濟運行的指標體系。文中基于南沙區2015、2016年度的真實數據進行建模，首先邀請50位領域專家對一級指標打分構成Delphi法，然后結合AHP對體系各級指標進行分析計算，得到所對應的權重，而權重值的大小即直觀反映出各指標對南沙區經濟運行的影響。

此外，從三級指標實際數據的值及所對應權重，我們可以計算各指標的指數得分，并由得分進一步研究這些指標如何度量南沙區經濟的運行狀況，最后以2014年為基準得出2015、2016年度的各級指數值。

由結論可知，南沙區經濟運行總指數及各級指數很恰當地反映其經濟的運行狀況，特別是“創新能力”和“國際化水平”這兩個指標更加體現了南沙區目前的實際情況：國際化水平有所上升，但人才緊缺。本文研究成果為政府部門制定宏觀經濟政策指明了方向，為南沙區提升“智慧度”提供科學依據。

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作者簡介：危明鑄（1974-），男，漢族，廣東廣州人，副高級職稱，智慧城市架構師，碩士，研究方向：智慧城市、經濟規劃與管理;通訊作者：麥偉杰（1985-），男，漢族，廣東廣州人，工程師，碩士，研究方向：數據挖掘、智慧城市;袁峰（1977-），男，漢族，北京人，副研究員，博士，研究方向：智慧城市，物聯網。

收稿日期：2020-02-27

基金項目：廣州市科技計劃項目（201907010 015）