港口、航運服務業與城市經濟耦合協調發展評價

陳前偉, 劉桂云*, 宋夏梁, 付 萌, 何 佩

港口、航運服務業與城市經濟耦合協調發展評價

陳前偉1, 劉桂云1*, 宋夏梁1, 付 萌1, 何 佩2

（1.寧波大學 海運學院, 浙江 寧波 315832; 2.浙江交通職業技術學院, 浙江 杭州 311112）

港產城協調發展對于提升港口競爭力和城市經濟發展水平具有重要意義. 基于耦合協調發展機理, 構建了港口、航運服務業與城市經濟復合系統耦合發展評價指標體系, 采用熵值法賦予指標權重, 運用綜合評價模型與耦合協調評價模型研究了港口、航運服務業與城市經濟三者之間的耦合協調發展水平. 以寧波市為例進行了數據分析, 結果表明, 2011—2019年寧波市這三方面的綜合發展水平均呈現上升趨勢, 系統間兩兩耦合度與三者綜合耦合度均保持高水平, 三者綜合耦合協調等級逐年提升, 趨于更加優質協調發展狀態.

港口; 航運服務業; 城市經濟; 耦合協調度

“以港興城, 以港促業, 以城促港”是全球港口城市經濟發展的成功經驗. 港口是發展航運服務業等相關產業的支點, 是驅動城市經濟增長的引擎, 航運服務業則是實現港口和城市經濟互動的紐帶, 三者發展相輔相成. 國內外學者一直關注港產城融合協調發展研究, 從早期提出港口界面演化理論[1], 逐漸轉向定量分析港口與城市經濟發展關系[2-3], 應用系統動力學[4]、QAP分析[5]、灰色關聯模型[6]與協調發展度模型[7]等方法分析港城互動關系. 基于傳統產業視角的港城協調相關研究成果較多, 主要集中在臨港產業集群[8]和港口與腹地經濟[9]等問題, 而結合航運服務業的港城協調發展研究較少, 學者們主要針對港口航運網絡[10]與區域航運服務業[11]展開研究. 此外, 港產城協調研究中對港城聯動展開評價較多, 港產城多方之間的動態協調發展評價較少, 對港口、航運服務業與城市經濟三者之間采用耦合協調度模型[12]進行數據分析的研究成果更少. 然而, 航運服務業是港口城市服務經濟的主要業態之一, 是港城協調發展的關鍵載體. 研究港口、航運服務業與城市經濟的協調發展機理, 對提升港口競爭力與助推城市經濟增長具有重要意義.

1 耦合協調發展機理和研究方法

1.1 港口、航運服務業與城市經濟耦合協調發展機理

系統耦合是指多個系統或系統內部要素之間的交互作用現象[13], 耦合度反映的是多系統間的相互關聯大小及強弱. 協調是指多個系統或系統內部要素之間和諧共處、良性循環的互動關系. 協調發展是促使系統從無序走向有序, 從低級有序到高級有序乃至更和諧融洽狀態的演化過程, 協調度便是其發展過程中系統或要素間融合、有序的度量.

港口是海陸運輸的中轉節點, 圍繞港口生產活動, 催生相關產業集聚與升級, 帶動城市經濟發展是港產城協調發展的重要內涵. 而航運服務業涵蓋的相關產業較繁雜, 本文研究的航運服務業主要指的是航運輔助服務業, 包括船貨代理、口岸運輸、供應與維修、航運金融、海事法律、航運咨詢以及航運人才與教育等服務. 航運服務業、港口和城市經濟自發展共生以來便存在著明顯的互動關系. 港口開展以集裝箱為代表的海上貿易運輸, 催生并需要航運服務的支持, 驅動了城市經濟發展, 而城市經濟穩步增長為港口與航運服務業營造了良好的外部環境與發展基礎, 航運服務能力的提升意味著港口航運功能更加突出, 這對港口競爭力與城市經濟發展水平的提升至關重要. 三者之間交互關聯深刻, 呈現明顯的耦合特征, 基于此, 可以將港口、航運服務業與城市經濟視為相互作用, 極具耦合特性的復合系統, 如圖1所示.

圖1 港口、航運服務業與城市經濟耦合協調發展機理

在復合系統中, 港口憑借其地理區位優勢開展貿易運輸, 為航運服務業與城市經濟發揮運輸功能, 驅動二者經濟發展; 航運服務業作為產業支撐, 依托港口形成產業集聚, 帶動相關產業發展, 同時提升居民就業率, 反饋于港口與城市經濟; 城市是載體, 為港口發展提供土地、資金等生產要素, 為航運服務業發展提供基礎設施等物質保障以及政策扶持. 當三者處于良性循環、協同發展時, 將推動復合系統走向更加和諧的協調發展關系.

1.2 研究方法

1.2.1綜合評價模型

引入綜合評價模型, 用以測算港口、航運服務業與城市經濟各系統的綜合發展水平. 定義U為第個系統的綜合評價函數, 計算公式為

式中:w為指標的權重;y是指標在年的標準化值. 采用上述加權求和公式可得各系統綜合評價函數值:

式中:1、2、3分別為港口、航運服務業、城市經濟系統的綜合發展水平;、、為各系統內部待評價指標的個數;a、b、c為各指標在對應系統的指標權重;y、y、y為各指標的標準化值.1、2、3的值越高, 表明其對應系統發展水平越高.

1.2.2耦合協調度評價模型

采用耦合協調度評價模型分析港口、航運服務業與城市經濟綜合發展水平以及復合系統協調發展程度. 基于耦合理論, 借鑒物理學中容量耦合系數模型, 建立多個系統相互作用的耦合度模型[14]:

式中:C為綜合耦合度值;為系統個數.

鑒于耦合度取值范圍, 推廣出本研究的港口、航運服務業與城市經濟復合系統的耦合度模型為

式中,為三大系統的綜合耦合度. 三個系統之間兩兩耦合度計算公式為

耦合度模型一定程度上能夠反映復合系統中各系統間的同步屬性. 但僅憑耦合度判別協調發展程度, 會出現諸如1、2數值較低時卻同樣可以獲得較高耦合值的失實情形. 因此, 結合耦合度與協調度, 建立了港口、航運服務業與城市經濟復合系統的耦合協調度模型, 定義耦合協調函數, 其表達式為

式中:為復合系統綜合耦合度,的取值范圍為[0, 1], 其值越接近1, 表明系統之間相互作用越強, 互動關系越明顯;為復合系統綜合協調度,的取值范圍為(0, 1), 其值越大, 表明系統之間相互促進情況越好, 復合系統的協調發展程度越好, 其有序程度和整體均衡發展越好;為綜合協調指數, 反映三者整體發展水平對協調度的貢獻;、、為權重參數, 實際計算中以各子系統發展水平的權重確定.

為更直觀反映港口、航運服務業與城市經濟三者之間的耦合水平及三者協調發展狀況, 參考已有研究及相關文獻[15-16], 對復合系統耦合度與協調度進行等級劃分, 包括從“低水平耦合”到“耦合度最大”5個耦合度等級以及從“極度失調”到“優質協調”10種協調發展類型, 具體劃分標準見表1.

表1 耦合度及協調度等級劃分標準

2 耦合協調發展評價指標體系

2.1 評價指標的選取

基于港口、航運服務業與城市經濟耦合協調發展機理, 本文綜合運用專家調查法與綜合分析法, 以貨物、船舶及船員等對象為服務主體, 分析港口、航運服務業與城市經濟在服務鏈形成過程中承擔的服務類別, 從中選擇既與各系統發展緊密相關又與研究目的高度相符的發展評價指標. 在遵循系統性與全面性原則、科學性與可代表性原則、數據可得性與可操作性原則及動態性指標選取原則的基礎上, 共篩選出31項指標, 構建了港口、航運服務業與城市經濟耦合協調評價指標體系. 在該指標體系中, 港口系統涵蓋萬噸級泊位數等10項指標, 航運服務業系統包括航運企業數、單證合規時間等11項指標, 城市經濟系統包含地區生產總值、第二產業增加值等10項指標, 見表2, 其中單證合規時間為負向指標, 其余均為正向指標.

表2 港口、航運服務業與城市經濟耦合協調評價指標體系

2.2 指標預處理與權重計算

設有項待評價指標, 選取個年份數據進行評價. 則初始數據矩陣:

為消除指標量綱差異對評價結果的影響, 對各指標進行標準化處理, 其中航運服務業系統指標可劃分為正向與負向指標, 標準化處理公式為

本文采用熵值法賦予指標權重. 熵值法是一種根據各項指標觀測值所提供的信息量大小來確定指標權重系數的方法[17], 賦權步驟如下:

若第項指標的差異性系數值越大, 其權重也越大, 越應重視該項指標的作用.

(4)確定指標權重.

3 數據分析

3.1 數據來源

本文以寧波市為例進行評價模型數據分析. 研究時段為2011—2019年, 港口(寧波舟山港寧波港域)數據從《寧波統計年鑒》獲得, 航運服務業數據主要來自《寧波口岸年鑒》等, 城市經濟數據源于《寧波國民經濟與社會發展統計公報》等.

3.2 數據計算

利用式(7)～(12)可得出各指標的熵值法權重, 加權計算得港口系統權重為0.3347, 航運服務業系統權重為0.3111, 城市經濟系統權重為0.3542. 從而計算各指標在其對應系統的權重, 見表2. 從表2可以看出, 港口、航運服務業與城市經濟三個系統各指標權重分配較為均衡, 未出現特大權重指標, 表明所選指標對其系統的重要性差異不大.

3.3 評價結果

利用式(1)、(2), 可計算出2011—2019年寧波市港口、航運服務業與城市經濟各自的綜合評價函數值, 作為各系統綜合發展水平. 由式(6)可以得出三者綜合協調指數, 運用式(4)與(5)可以算出三個系統的綜合耦合度與綜合協調度, 計算結果見表3與圖2. 同理可得系統兩兩耦合度值.

圖2 港口、航運服務業與城市經濟系統綜合發展水平

3.3.1綜合評價指數的時序演變

從表3和圖2可以看出, 2011—2019年寧波市港口、航運服務業與城市經濟系統綜合評價指數值總體上均呈上升趨勢, 表明寧波市三者綜合發展水平提升顯著, 其中提升最大的是城市經濟, 其次為航運服務業. 2011—2019年寧波市港口、航運服務業與城市經濟復合系統綜合協調指數逐年提高, 2019年達到0.8592, 是2011年的6.7倍, 表明寧波市三者聯系日益緊密, 整體性發展不斷增強.

表3 港口、航運服務業與城市經濟系統綜合評價指數及耦合協調度

具體來看, 港口系統從2011年的0.1658到2019年的0.7315, 除2016年外呈現逐年增長態勢, 在三者中提升幅度最小. 2016年出現了一個低值, 從2015年的0.4481減至0.4469, 出現低值的主要原因是寧波市港口部分經濟指標相對2015年呈現下行趨勢, 表現為以煤炭、鐵礦與石油等為代表的貨物吞吐量的下降. 2017年后, 港口系統保持穩步上升發展, 表明貨物吞吐量與集裝箱吞吐量等經濟指標一定程度上能反映港口的綜合發展狀況. 另外, 航運服務業系統綜合發展水平除2018年略有下降, 整體呈現上升的變化趨勢, 從2011年的0.1547增至2019年的0.9009, 提升水平僅次于城市經濟系統, 2018年出現低值與航運交易和船舶交易等指標略降有關. 究其原因, 寧波市航運服務業目前仍然以航運交易、船舶交易、船舶代理與船舶燃供等傳統中低端服務業為主, 該類產業具有一定脆弱性, 其發展水平在一定程度上依市場行情的好壞呈現同步變化. 總體上, 寧波市航運服務業自2011年來發展迅速, 產業門類完備, 產業鏈逐步形成和發展, 但高端航運服務業發展規模有待提升.

3.3.2耦合協調度的時序演變

在兩兩耦合當中(圖3), 港口與航運服務業系統之間的耦合度均值最大, 為0.9972, 其次為港口與城市經濟系統, 為0.9795, 表明寧波市港口與航運服務業發展關系日益緊密, 與城市經濟發展保持良性互動關系. 2011—2019年, 復合系統的綜合耦合度(圖4)均保持在0.90以上, 處于高水平耦合階段. 其中, 2011年綜合耦合度最低, 為0.9325, 2014—2019年耦合度值趨于穩定. 復合系統綜合耦合度在9年間的數值變化率較小, 且并非逐年提高或下降, 而是保持極小波動, 表明港口、航運服務業與城市經濟之間保持緊密耦合的同時, 在不同時期耦合強度存在差別.

圖3 港口、航運服務業與城市經濟系統兩兩耦合度水平

圖4 港口、航運服務業與城市經濟復合系統綜合耦合協調度

協調度能更好地反映三個系統間的協調發揮發展水平. 如圖4所示, 2011—2019年, 寧波市港口、航運服務業與城市經濟復合系統的綜合協調度呈逐年上升趨勢, 2019年達到0.9242, 是2011年的2.6倍多; 綜合協調度均值為0.6430, 處于初級協調發展階段. 9年間, 港口、航運服務業與城市經濟的綜合耦合協調等級依次經歷輕度失調、瀕臨失調、勉強協調、初級協調(2014—2016)、中級協調、良好協調、優質協調7種類型. 2011—2013年與2017—2019年為協調度較快增長階段, 2014—2016年為失調轉向協調的過渡階段, 增長較為緩慢. 另外, 從近年趨勢可知, 寧波市港口、航運服務業與城市經濟復合系統趨于更加優質協調的狀態.

4 結論

港口、航運服務業與城市經濟之間的協調發展是港城經濟聯動的重要內容. 綜合運用熵值權重法、綜合評價模型與耦合協調度模型, 能夠科學地對三者之間的耦合協調發展水平進行量化評價. 根據案例數據分析結果, 寧波市港口、航運服務業與城市經濟綜合發展水平提升明顯, 2011—2019年各系統綜合評價函數值呈上升趨勢; 兩兩耦合度與綜合耦合度均在0.90以上, 處于高水平耦合階段; 三個系統的綜合耦合協調度趨于更加優質的協調水平. 分析結果與寧波市實際情況基本相符, 進一步說明本文評價方法的適用性和有效性.

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Evaluation on the coupling coordination development among port, shipping service industry and urban economy

CHEN Qianwei1, LIU Guiyun1*, Song Xialiang1, FU Meng1, HE Pei2

( 1.Faculty of Maritime and Transportation, Ningbo University, Ningbo 315832, China;2.Zhejiang Institute of Communications, Hangzhou 311112, China )

The coordinated development of ports-industries-cities is of great significance for enhancing the competitiveness of ports and the level of urban economic development for port cities. In order to evaluate the level of coupling and coordinated development among port, shipping service industry and urban economy, a composite criteria system is established based on coupling and coordinated development mechanism, and the entropy method is used to assign the weight of each criterion. The comprehensive evaluation model is introduced to study the development level of each subsystem. Finally, Ningbo is taken as a study case, with the results showing that comprehensive evaluation functional values of port, shipping service industry and urban economy in Ningbo generally present a growing trend during 2011 to 2019. Besides, the comprehensive coupling degree as well as the coupling degree of the two systems have been at a high-level coupling state, and the coupling coordination level of the composite system increases gradually and approaches a better developing state.

port; shipping service industry; urban economy; coupling coordination degree

F552

A

1001-5132（2022）02-0051-06

2021?07?06.

寧波大學學報（理工版）網址: http://journallg.nbu.edu.cn/

浙江省基礎公益研究計劃（LGF19G030003）.

陳前偉（1995－）, 男, 湖北黃石人, 在讀碩士研究生, 主要研究方向: 港口物流管理. E-mail: 863101567@qq.com

劉桂云（1972－）, 女, 遼寧鞍山人, 教授, 主要研究方向: 港口物流管理. E-mail: liuguiyun@nbu.edn.cn

（責任編輯 韓 超）