基于熵權(quán)法的交通運(yùn)輸與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的耦合性測度
——以江蘇省為例

徐 鳳 ，余 霞

（1.南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211188；2.南京航空航天大學(xué)，江蘇 南京 210016）

一、引言

交通運(yùn)輸是生產(chǎn)力的源泉[1]，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)、動(dòng)脈和紐帶[2]。交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系問題多年來備受研究者的關(guān)注，這些研究可以大致歸納為三個(gè)方面：交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)的適應(yīng)性研究、交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)的相關(guān)性（包括因果關(guān)系）研究以及交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)的耦合協(xié)調(diào)性研究。近年來兩者耦合協(xié)調(diào)性方面的研究日益增多，對交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展研究主要集中在協(xié)調(diào)發(fā)展水平的量化與測度方面。蔣敏（2009）[3]運(yùn)用DEA方法從有效性、規(guī)模收益及技術(shù)有效性三個(gè)方面對交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)性進(jìn)行動(dòng)態(tài)評價(jià)；王永明（2011）[4]運(yùn)用耦合協(xié)調(diào)度模型對2000—2007年西安市旅游經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與交通系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)狀況進(jìn)行了實(shí)證分析，兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度在逐年提升；畢麗芳等（2013）[5]研究發(fā)現(xiàn)云南省的交通系統(tǒng)與旅游經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合互動(dòng)效應(yīng)顯著，但兩者的協(xié)調(diào)等級總體處于較低水平；孟德友（2013）[6]分析認(rèn)為河南交通優(yōu)勢度與縣域經(jīng)濟(jì)耦合作用強(qiáng)度普遍較高；張?zhí)鞇偅?014）[7]運(yùn)用歐盟的相關(guān)數(shù)據(jù)，對區(qū)域經(jīng)濟(jì)與區(qū)際交通的耦合狀態(tài)進(jìn)行了定量測算；譚玉順（2015）[8]建立一種新的協(xié)調(diào)發(fā)展度模型，對我國近年來的交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行了評價(jià)；謝奔一等（2016）[9]運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)理論和剪刀差方法構(gòu)建交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)耦合協(xié)調(diào)模型。以長江中游航運(yùn)中心為例，對長江中游航運(yùn)中心交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)進(jìn)行了分析；黃圓圓（2016）[10]利用耦合理論，協(xié)同理論，構(gòu)建耦合協(xié)調(diào)度模型，結(jié)合主觀賦權(quán)、客觀賦權(quán)等定量和定性的研究方法，研究認(rèn)為我國20個(gè)省市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展存在地域不平衡現(xiàn)象，東部的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展高于西部；靳文憑（2017）[11]認(rèn)為湖南省的交通優(yōu)勢度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的協(xié)調(diào)性逐漸提高，區(qū)域差異減小。

通過文獻(xiàn)梳理可知，目前針對江蘇省省域交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)的耦合協(xié)調(diào)性研究尚鮮少有文獻(xiàn)涉及。本文將運(yùn)用耦合協(xié)調(diào)度模型，結(jié)合熵權(quán)法客觀地為指標(biāo)確定權(quán)重，對2006—2015年江蘇省交通運(yùn)輸和省域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合性進(jìn)行測度和實(shí)證分析，以期為地方交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)等相關(guān)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(xué)的范疇，主要指不同電路元件或電網(wǎng)絡(luò)的輸入輸出的相互配合與影響。作為一種動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系，“耦合”一詞被衍生且廣泛用到很多其他研究領(lǐng)域，用來指兩個(gè)或兩個(gè)以上的系統(tǒng)之間或某一系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)之間相互作用和影響的整個(gè)過程[2]。

耦合度用來度量系統(tǒng)之間或者系統(tǒng)內(nèi)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(guān)聯(lián)關(guān)系。耦合度和協(xié)調(diào)度是兩個(gè)不同的概念，不同的文獻(xiàn)對兩者的界定和描述不盡相同，但本質(zhì)是一樣的。一般認(rèn)為，耦合度有良性耦合和惡性耦合之分，而協(xié)調(diào)度是描述在一定時(shí)期內(nèi)系統(tǒng)之間或者系統(tǒng)內(nèi)各因素之間能否彼此和諧一致以及和諧發(fā)展達(dá)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(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)的耦合協(xié)調(diào)度模型

（一）交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)的耦合作用機(jī)理

如果把交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)分別看成一個(gè)系統(tǒng)，那么，這兩個(gè)系統(tǒng)之間的耦合作用機(jī)理可以描述為：一方面，交通運(yùn)輸為經(jīng)濟(jì)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)提供運(yùn)輸服務(wù)，實(shí)現(xiàn)各類經(jīng)濟(jì)要素、資源或商品的空間轉(zhuǎn)移和優(yōu)化配置，能夠通過集聚效應(yīng)、擴(kuò)散效應(yīng)和乘數(shù)效應(yīng)影響和帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度和質(zhì)量，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但是交通運(yùn)輸?shù)纳鐣杀疽矔ㄟ^負(fù)效應(yīng)抑制經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；另一方面，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要各類要素、資源或商品的優(yōu)化配置與地域調(diào)撥，從而增加對交通運(yùn)輸?shù)男枨?，進(jìn)一步刺激交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。不論是全局還是區(qū)域，交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)兩者交替推拉、循環(huán)往復(fù)，這就是交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相互耦合作用的過程。因此，耦合用于描述交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)之間存在的高度關(guān)聯(lián)性[7]，這種耦合一方面包括兩者的相互適應(yīng)和促進(jìn)，另一方面包括相互的牽制與阻礙。

（二）耦合協(xié)調(diào)度模型

若 U=（u1，u2，…，us）表示交通運(yùn)輸系統(tǒng)的 s 個(gè)指標(biāo)，V=（v1，v2，…，vt）表示經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的 t個(gè)指標(biāo)；和分別表示兩個(gè)系統(tǒng)對應(yīng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的屬性值。那么，交通運(yùn)輸系統(tǒng)的綜合評價(jià)函數(shù)可表示為經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的綜合評價(jià)函數(shù)表示為其中，ai表示交通運(yùn)輸系統(tǒng)第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，bj表示經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。如果用C表示交通運(yùn)輸系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合度，那么該耦合度的計(jì)算公式為：

由上式不難推斷，交通運(yùn)輸系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合度區(qū)間范圍為C∈[0，1]，值越大，表明兩者的耦合性和協(xié)調(diào)性越好，反之，耦合性較差，兩個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展有待協(xié)調(diào)。

（三）指標(biāo)體系的選取與確定

選取指標(biāo)體系時(shí)，要依據(jù)科學(xué)性、動(dòng)態(tài)性和可獲得性等原則。首先，明確研究目的以及各類指標(biāo)的內(nèi)容與意義，所選指標(biāo)應(yīng)該能夠科學(xué)、正確地反映該類指標(biāo)的內(nèi)涵；其次，指標(biāo)數(shù)據(jù)信息一般會隨著時(shí)期的不同發(fā)生變化，應(yīng)注意數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)性；最后，所選取的指標(biāo)數(shù)據(jù)要具有可獲得性，數(shù)據(jù)來源準(zhǔn)確可靠。依據(jù)上述原則，本文分別選取了以下交通運(yùn)輸系統(tǒng)指標(biāo)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展指標(biāo)，如表1所示。

四、江蘇省交通運(yùn)輸與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的耦合性分析

（一）江蘇交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況

江蘇省的綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力在我國一直位于前列，近年來江蘇經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)較快發(fā)展、服務(wù)業(yè)發(fā)展水平穩(wěn)步提升、城鎮(zhèn)化水平進(jìn)一步提高、區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展等特點(diǎn)。根據(jù)《2016年江蘇省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，2016年，江蘇省實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)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(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)率不同，但是全省區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)性進(jìn)一步提高。

表1 交通運(yùn)輸子系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)指標(biāo)體系

近年來，江蘇省的交通運(yùn)輸業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，對交通運(yùn)輸領(lǐng)域的投資逐年攀升。2015年，全省對交通運(yùn)輸?shù)耐顿Y達(dá)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(shè)里程為4 657.4公里；鐵路營業(yè)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(gè)人汽車保有量和個(gè)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(quán)法的耦合性測度

1.指標(biāo)數(shù)據(jù)的采集與整理

通過查閱2007—2016年的《江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒》，將交通運(yùn)輸系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的各指標(biāo)進(jìn)行搜集和匯總，得到表2和表3。

表2 2006—2015年江蘇省交通運(yùn)輸系統(tǒng)各指標(biāo)數(shù)值

2.耦合度的計(jì)算與分析

（1）指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。分別對交通運(yùn)輸系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果映射在[0，1]區(qū)間，數(shù)據(jù)保留到小數(shù)點(diǎn)后四位，得到如下兩個(gè)矩陣：

表3 2006—2015年江蘇省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各指標(biāo)數(shù)值

（2）根據(jù)熵權(quán)法確定指標(biāo)的權(quán)重。熵權(quán)法是一種客觀賦權(quán)法，依據(jù)各指標(biāo)的變異程度，首先根據(jù)信息熵計(jì)算各指標(biāo)的熵權(quán)，然后通過熵權(quán)對各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)修正，從而得出較為客觀的指標(biāo)權(quán)重。根據(jù)信息論的基本原理，若系統(tǒng)可能處于m種不同狀態(tài)中，每種狀態(tài)出現(xiàn)的概率為Pi（i=1，2，…，m）時(shí)，則該系統(tǒng)的熵為若系統(tǒng)有m個(gè)年份的待評項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目均有n個(gè)指標(biāo)，則原始評價(jià)矩陣為 R=（rij）m*n，這時(shí)指標(biāo) rj的信息熵為其中那么，指標(biāo)rj的熵權(quán)為由此可知，某指標(biāo)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(biāo)在綜合評價(jià)中起的作用越小，其權(quán)重也應(yīng)該越??；反之，權(quán)重應(yīng)該越大。

根據(jù)指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣和熵權(quán)的計(jì)算公式，計(jì)算出交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)兩個(gè)系統(tǒng)各指標(biāo)的熵權(quán)，如表4所示。

表4 交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)各指標(biāo)的熵權(quán)計(jì)算結(jié)果

（3）耦合性測度結(jié)果與分析。將計(jì)算出的交通運(yùn)輸系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各指標(biāo)的熵權(quán)ai、bj及標(biāo)準(zhǔn)化后的矩陣數(shù)據(jù)分別帶入兩個(gè)系統(tǒng)的綜合評價(jià)函數(shù)計(jì)算公式，可以分別得到2006—2015年江蘇省交通運(yùn)輸系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的綜合評價(jià)結(jié)果，然后計(jì)算出各年份兩系統(tǒng)的耦合度，如表5所示。

表5 2006—2015年江蘇省交通運(yùn)輸系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的綜合評價(jià)與耦合度

由于在對指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，2006年的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)均被標(biāo)準(zhǔn)化為0，因此，2006年的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評價(jià)值和耦合度計(jì)算結(jié)果均為0，這只是數(shù)據(jù)處理帶來的表象，不能說明問題。因此，下面主要根據(jù)2007—2015年的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析江蘇省交通運(yùn)輸與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的耦合度與協(xié)調(diào)性。由表5可知：2007—2015年間，江蘇省交通運(yùn)輸系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合度雖然存在波動(dòng)，但是耦合度值均在0.9以上，說明近年來兩者總體的協(xié)調(diào)性比較好。其中，2007年和2014年兩者的耦合度分別高達(dá)0.992 4和0.999 6，說明江蘇省在這兩個(gè)年份交通運(yùn)輸與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)性非常好，交通運(yùn)輸與省域經(jīng)濟(jì)能夠互相有效促進(jìn)彼此的發(fā)展；繼2014年耦合度達(dá)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(yùn)量和貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量均比上年出現(xiàn)了明顯的縮水，交通運(yùn)輸系統(tǒng)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)度有所降低，要改善這種局面，需要在不斷完善交通運(yùn)輸設(shè)施的同時(shí)注意提高交通運(yùn)輸設(shè)施的利用率，加強(qiáng)交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

五、結(jié)束語

交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān)。對于省域經(jīng)濟(jì)來說，如果交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)耦合程度高，那么兩者能夠相互促進(jìn)協(xié)調(diào)發(fā)展，交通運(yùn)輸通過引致需求促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平的提高會進(jìn)一步刺激交通需求，使得交通運(yùn)輸業(yè)更好發(fā)展；反之，如果兩者耦合度較低，滯后的交通運(yùn)輸可能成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，不同程度地束縛經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文基于交通運(yùn)輸與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合機(jī)理，結(jié)合耦合協(xié)調(diào)度模型，運(yùn)用熵權(quán)法為各指標(biāo)進(jìn)行客觀確定權(quán)重，統(tǒng)計(jì)計(jì)算了2007—2015年江蘇省交通運(yùn)輸與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合度，分析了近年來江蘇省的交通運(yùn)輸與區(qū)域經(jīng)濟(jì)兩者的耦合性，兩者的耦合度值雖然存在波動(dòng)，但是總體上耦合協(xié)調(diào)性較好；針對耦合程度不好的年份，可以針對根據(jù)具體原因和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況采取相應(yīng)措施、適時(shí)調(diào)整，以促進(jìn)交通與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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