基于GM（1，1）模型的欽州市海洋經濟發展預測研究

王大蜜 勞燕玲 何旻航

（北部灣大學，廣西 欽州 535011）

0 引言

欽州市位于廣西南部沿海地區，具有發展海洋經濟得天獨厚的地理優勢，在國家海洋強國戰略背景下，欽州市憑借其“一帶一路”南向通道陸海節點重要城市地位，大力發展海洋經濟和港口物流貿易，使得海洋經濟得到快速發展。2019年，欽州市海洋經濟生產總值為624億元，比上年增長9.6%，占全市GDP的46.01%。海洋經濟在欽州市經濟發展中占據重要組成部分。同時，欽州市海洋經濟在發展中仍面臨不少問題，具體表現為欽州市海洋經濟生產總值遠低于發達地區沿海城市，海洋發展水平在全國處于較低水平，其主要原因在于：海洋產業結構單一、缺乏特色，海洋環境污染加劇，海洋資源利用率不高或未合理利用等。凡事預則立，不預則廢，以預測為依據的決策，才是有長遠見識的決策。因此，構建完善的欽州市海洋經濟發展預測模型并科學合理地預測海洋經濟發展情況，進而正確引導欽州市海洋經濟的高質量發展對于相關政府部門來說十分有必要[1]。

1 文獻綜述

國內學者在對海洋經濟發展預測研究方面。殷克東基于數列灰預測對2001—2006年我國海洋生產總值進行預測分析，認為該模型對于海洋經濟預測適用性較好[2]。喬俊果用指數平滑模型、ARIMA（1，1，1）模型和灰色預測模型三種方法對2007—2010年我國主要海洋產業產值進行預測分析，得出灰色系統擬合誤差最小，預測精度最高的結論[3]。白福臣選用線性回歸、三指數平滑和灰色GM（1，1）三種預測模型，分析多影響因素下的廣東海洋經濟發展變化趨勢[4]。此外，李拓晨等人采用GM（1，1）灰色系統模型對2001—2010年我國主要海洋產業的增加值進行預測[5]。朱念采用灰色模型對廣西海洋經濟增加值進行預測分析[6]。劉文龍運用灰色模型對天津市海洋經濟發展趨勢進行分析[7]。徐雪艷等人選用灰色預測模型對上海市海洋經濟發展情況進行預測，得出預測結果可靠的結論[8]。陳鳳桂對海南省海洋生產總值進行預測，得出灰色預測模型在預測方面比時間序列模型更有效的結論[9]。

由文獻綜述可知，在我國灰色預測模型對于海洋經濟發展的預測有很好的適用性，而目前還沒有相關文獻對欽州市海洋經濟發展進行預測研究，又因為灰色預測模型由于其建模所需信息少，建模精度高等特點；目前被廣泛應用于我國的社會、經濟和科學技術等領域。灰色預測模型有很多，GM（1，1）模型使用最為廣泛。因此，本文基于GM（1，1）模型灰色預測模型，根據2013—2019年欽州市海洋生產總值，對欽州市海洋經濟發展趨勢進行預測研究。

2 模型構建與檢驗

2.1 數據和指標的選擇

為更好地預測欽州市海洋經濟發展的情況和鑒于數據的可得性，本文選取2013—2019年欽州市海洋生產總值為原始數據進行預測和分析。2013—2019年欽州市海洋生產總值如圖1所示，總體上欽州市海洋生產總值呈穩定增長的趨勢。

圖1 2013—2019年欽州市海洋生產總值（百億元）

2.2 級比檢驗

由原始數據序列{3.36 3.44 4.05 4.57 5.23 5.64 6.24}得，所有的λ（k）均落在可容區間[0.8187，1.2214]內，因此該序列通過級比檢驗，滿足建模要求。

2.3 GM（1，1）模型的構建

（1）累加一次原始數列，生成新數列X（1）：

（2）建立X（1）滿足的微分方程，定義微分方程：

其中a為發展灰數，b為內生控制灰數。

解此微分方程得：

最終得到GM（1，1）模型：

2.4 GM（1，1）模型的有效性檢驗

為保證所建模型合理性和準確性，本研究通過如下3種方法分別對模型進行檢驗。模型精度檢驗標準如表1所示。

表1 模型精度檢驗等級表

2.4.1 殘差檢驗

表2 欽州市海洋經濟發展預測模型預測值檢驗

其中，殘差：E（k）=X（0）（k）-X^（0）（k）（k=1，2，...n），相對誤差：。根據計算結果，相對誤差均小于10%，平均相對誤差=0.0165＜0.05，由精度檢驗等級表，可判斷此模型精度為良好（二級）。

2.4.2 關聯度檢驗

計算關聯系數：

式子中，ρ為分辨率，取ρ=0.5。X（0）（k），X^（0）（k）的關聯度：

經計算，該模型的關聯度為0.64706，因為r=0.64706＞0.60，所以模型精度等級勉強合格（四級）。

2.4.3 后驗差檢驗

計算原始數列的均值：

計算原始數列的標準差：

計算殘差的均值：

計算殘差的標準差：

計算方差比：

計算小誤差概率：

由C=0.105385＜0.35，P=1＞0.95，可以判定該模型的預測精度等級較高（一級）。

2.5 欽州市海洋生產總值預測

根據GM（1，1）模型對2020—2024年欽州市海洋生產總值進行預測，預測結果如表3所示。由表3可以看出，2020—2024年欽州市海洋生產總值保持持續增長的趨勢。2020年欽州市海洋生產總值為7.08百億元；2021年，欽州市海洋生產總值為7.93百億元；預計到2024年，欽州市海洋生產總值將達到11.13百億元。

表3 2020—2023年欽州市海洋生產總值預測值（百億元）

同時，基于Matlab對欽州市2013—2024年海洋生產總值進行GM（1，1）模型程序操作，運行結果如圖2所示：可明顯看出真實值與預測值具有相同的變化趨勢，說明使用GM（1，1）預測其擬合效果較好。通過進行精度檢驗：P=1＞0.95；C=0.00976＜0.35，說明預測等級好。

圖2 基于Matlab實現的GM（1，1）預測結果

3 結論和建議

根據灰色模型的預測結果，2022年，欽州市海洋生產總值將達到708.12億元，而《2020年廣西海洋經濟統計公報》公布數據，初步核算，欽州市2020年海洋生產總值為614億元，預測值明顯低于預測值，說明預測值與實際值不是很相符。分析主要原因，其實是受2020年新冠肺炎疫情的沖擊、國內外復雜的形勢和區域內改革開展穩定任務的影響。

根據預測結果和實際結果的比較，為推動欽州市海洋經濟的健康可持續發展，相關政府部門必須采取相應舉措來保證欽州市海洋經濟的穩定增長，結合前面文章指出欽州市目前影響海洋經濟發展的三個主要問題，本文提出以下建議供政府部門參考。

3.1 堅持以港興市，優化海洋產業結構

欽州市的區位優勢決定了欽州市海洋經濟的發展必須以欽州港為依托，因此，欽州市應當實施“以港興市”“憑港興工”的發展戰略，科學優化和調整現有海洋產業結構，利用先進的科學技術對傳統海洋產業進行改造升級，推動傳統海洋產業創新化和集約化發展[10]。在產業結構方面，以欽州港建設為“龍頭”，發展港口工業，并相應帶動二、三產業的發展。堅持以高新科學技術為支撐，發展港口物流、海洋能源和船舶制造業等主導產業，著力臨海化工、造船、海洋生物制藥、海洋牧場等新興產業，推動海洋第二產業快速發展；以港口優勢和獨特的區位優勢為依托，大力發展濱海旅游業、商貿業、海陸交通運輸業和信息業，助推海洋第三產業的發展。通過海洋產業結構的逐步優化和海洋產業布局升級，促進欽州市海洋經濟的協調發展[11]。

3.2 堅持生態立市，保護海洋生態環境

堅持以生態立市，在海洋經濟發展中要秉持“防治兼顧，預防為主”的政策導向，以綠色生態為導向引領欽州市海洋經濟的高質量發展。首先，制定嚴格環境準入機制，全面排查污染源頭，確保近岸海域海水水質、入海河流水質、入海排污口排放等達到年度考核目標要求，從源頭上加強治理，徹底實現截污、拔污、治污。其次，制定并完善相關的海洋環境法律法規，如海域開發、海島管理和海岸帶保護等海洋環境防護和治理相關法律法規的制定。再次，加大政府部門的巡查和監管力度，鼓勵各涉海部門相互配合，積極發揮海洋經濟區域聯動的協同效應，如欽州市要加快促進沿海地區產業的轉型升級，逐步減少污染物排?？偭康?，來積極推進欽州市海洋環境污染防治和保護。最后，欽州市要全面提高海洋資源利用率，科學有序開發現有海洋資源，積極建設資源節約型和環境友好型的海洋經濟發展模式，從而促進欽州市海洋經濟的可持續發展。

3.3 堅持發展強市，拓展海洋經濟新空間

“一帶一路”倡議為欽州市海洋經濟發展提供了巨大機遇，作為北部灣經濟區核心城市，欽州市要抓住面向灣區經濟合作發展的新機遇，積極拓展海洋經濟發展空間。首先，加大對外開放力度，欽州市可憑借其西部陸海新通道樞紐城市的獨特區位優勢，積極拓寬同“一帶一路”國家和合作交流，實現與其在科技、產業和人才方面的互聯互通和互利共贏。其次，積極探尋海洋經濟發展新模式，加快海洋科技成果轉化體系的構建，如要充分調動涉海企業研發積極性，培養一批海洋高層次領軍企業，全力助推欽州市海洋經濟的快速發展。再者，加大海洋科技創新力度，如欽州政府要加大對海洋科技創新的鼓勵，加大海洋科技方面研發經費的投入。最后，積極引進和培養海洋科技高層次人才，完善相應政策扶持和補貼制度，要建立健全人才培養、引進和評價機制，使人才留得住，用得好。