基于GSPN的西咸新區(qū)臨空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈建模研究

陳軍

（1.西安航空學院經(jīng)濟管理學院，西安710077；2.西安建筑科技大學管理學院，西安710055）

引言

產(chǎn)業(yè)承接是近三十年以來世界經(jīng)濟歷程中的一個顯著的經(jīng)濟現(xiàn)象。2014年初，西咸新區(qū)成為首個以創(chuàng)新城市發(fā)展方式為主題的國家級新區(qū)，成立之初就已確立主動承接東部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，創(chuàng)建國家級“中西部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)”的戰(zhàn)略定位，從而拉開了全面實施產(chǎn)業(yè)承接的序幕。然而，隨著中西部地區(qū)在產(chǎn)業(yè)承接方面日趨激烈的競爭，比較優(yōu)勢相似，招商政策趨于同質(zhì)化，西咸新區(qū)承接國際先進產(chǎn)業(yè)的吸引力正在逐漸削弱，2016年全年入?yún)^(qū)企業(yè)數(shù)量同2014年、2015年相比，呈明顯下降趨勢。眾所周知，科學的產(chǎn)業(yè)承接戰(zhàn)略、合理的產(chǎn)業(yè)承接方向以及創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)承接模式是產(chǎn)業(yè)承接成功的保證。因此，為保障西咸新區(qū)持續(xù)高效的產(chǎn)業(yè)承接能力，對現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)承接模式進行科學探索和創(chuàng)新就具有非常重要的現(xiàn)實意義。

目前關(guān)于第四次全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移過程中產(chǎn)業(yè)承接模式的研究文獻不多，且都停留在定性的經(jīng)驗分析上，缺乏定量研究。袁小平等指出，產(chǎn)業(yè)承接地區(qū)應在承接理念由梯度承接向順勢承接更迭的基礎上進行對策選擇[1]；韋倩青等在分析廣西現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎的劣勢之上，提出了廣西承接東部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移應建立產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移工業(yè)園區(qū)的具體策略[2]；馬仁鋒等探討了金融危機對產(chǎn)業(yè)承接能力的影響，提出有效產(chǎn)業(yè)承接過程需要當?shù)仄髽I(yè)和資本的廣泛參與[3]；劉瀟針對產(chǎn)業(yè)承接地區(qū)就業(yè)問題，提出構(gòu)建就業(yè)促進產(chǎn)業(yè)承接的模式[4]；任桐巖等指出，為防止地區(qū)之間的惡性競爭，不同欠發(fā)達地區(qū)應探索建立相互協(xié)調(diào)、互利合作的產(chǎn)業(yè)承接模式[5]；賀燦等對衡陽市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與特征進行分析，總結(jié)出區(qū)域綜合開發(fā)加差異化發(fā)展的空間對接承接模式[6]；李華軍等基于地方稅收的視角，提出承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移要緊密結(jié)合當?shù)禺a(chǎn)業(yè)規(guī)劃和空間布局，走科技含量高、經(jīng)濟效益好的資源節(jié)約型新型工業(yè)化道路[7]。

上述定性研究從不同角度提出了目前我國中西部地區(qū)在產(chǎn)業(yè)承接中所普遍存在的問題及對策，但定性研究有一定的局限性；建模是研究產(chǎn)業(yè)承接模式這類復雜動態(tài)系統(tǒng)的有效方法，但至今我們尚未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)承接模式建模的文獻。為此，本文應用廣義隨機Petri網(wǎng)（GSPN）理論和方法對產(chǎn)業(yè)承接模式進行建模仿真和定量分析，著眼于西咸新區(qū)產(chǎn)業(yè)承接的地方性和現(xiàn)實性要求，量化分析承接過程中各環(huán)節(jié)運行效率和整體功能，應用創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略對現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)承接模式重新進行優(yōu)化設計，進而為西咸新區(qū)推進“一帶一路”及自貿(mào)區(qū)建設、創(chuàng)新城市發(fā)展方式提供數(shù)據(jù)支撐和理論支持。

一、面向產(chǎn)業(yè)承接模式的GSPN建模

GSPN是研究離散并行系統(tǒng)的一種重要的數(shù)學分析工具，包含三種最基本的元素：庫所（Place）、變遷（Transition）、流關(guān)系（Flow relation），其中變遷根據(jù)發(fā)生時間的長短可分為瞬時變遷和時延變遷[8～9]。對于產(chǎn)業(yè)承接模式這類復雜動態(tài)系統(tǒng)，應用GSPN進行建模仿真時，庫所表示產(chǎn)業(yè)承接過程中的各個環(huán)節(jié)，也表示了各環(huán)節(jié)的先后順序，變遷表示環(huán)節(jié)的產(chǎn)生條件及延遲時間，而用托肯（Token）表示庫所的狀態(tài)。

GSPN是一個五元組PN=（P，T，F(xiàn)，m，λ），其中：P表示庫所，T表示變遷，F(xiàn)表示流關(guān)系；m：P→N為GSPN的標識；m（Pj）表示m標識下庫所Pj的容量值，m1為系統(tǒng)初始標識。

與時間變遷集相關(guān)聯(lián)的平均變遷實施速率集合λ={λ1，λ2，…，λn}，服從負指數(shù)分布[10]。

已經(jīng)證明，一個GSPN與時間連續(xù)的馬爾可夫（Markov）鏈同構(gòu)，且當所構(gòu)造的Markov鏈平穩(wěn)分布時，利用GSPN的可達集，可求出產(chǎn)業(yè)承接過程各標識的穩(wěn)定狀態(tài)率[11]。令各個標識的穩(wěn)定狀態(tài)概率為P=（P[m]1，P[m]2，...，P[m]n），Q為Markov過程的轉(zhuǎn)移速率矩陣，兩者之間存在以下關(guān)系：

其中，矩陣Q中非對角線上的元素qij可從Markov鏈的狀態(tài)圖獲?。寒攺臉俗Rmi到標識mj之間存在有向弧時，弧上的速率即為qij的值，否則為0；其對角線上的元素qij等于標識mi輸出的各條弧上的速率之和的負值。利用公式（1）即可求出系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)率。

面向產(chǎn)業(yè)承接模式的Petri網(wǎng)建模工作可分為以下步驟：

首先，利用GSPN模型描述當前研究的產(chǎn)業(yè)承接模式這一動態(tài)系統(tǒng)；其次，基于已描述的GSPN模型，構(gòu)建相對應的Markov鏈；最后，通過模型的定量求解，對相應產(chǎn)業(yè)承接模式的整體功能和運作效率進行相關(guān)的分析。其中，產(chǎn)業(yè)承接模式的整體功能是指產(chǎn)業(yè)承接過程的平均執(zhí)行時間，也就是在穩(wěn)定狀態(tài)下，從產(chǎn)業(yè)承接項目選擇開始到完成承接項目所需要的平均時間T，可由式（2）得到：

公式（2）中，W表示系統(tǒng)的平均托肯數(shù)，λ表示系統(tǒng)單位時間內(nèi)進入的托肯數(shù)。而在GPSN中，庫所擁有托肯表明該環(huán)節(jié)處于工作狀態(tài)，由此可得每個環(huán)節(jié)處于工作狀態(tài)的時間以及產(chǎn)業(yè)承接處于工作狀態(tài)的總時間，并可求出某一環(huán)節(jié)的運作效率[12]。

其中，∑p（m（pi））表示某一環(huán)節(jié)的托肯數(shù)，等于屬于該環(huán)節(jié)的各標識m（Pi）之和，W為系統(tǒng)的平均托肯數(shù)。

二、西咸新區(qū)產(chǎn)業(yè)承接模式的Petri網(wǎng)建模分析

（一）西咸新區(qū)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)承接模式

為深入實施“一帶一路”建設，引領(lǐng)和帶動西部大開發(fā)，位于陜西省西安市和咸陽市建成區(qū)之間的西咸新區(qū)于2014年1月正式獲批成為第七個國家級新區(qū)，依據(jù)定位明確、產(chǎn)業(yè)集聚的工業(yè)園區(qū)布局，分別設立了空港新城、灃東新城、灃西新城、涇河新城、秦漢新城五大經(jīng)濟組團，其中空港新城還被批準設立為第一個國家航空城實驗區(qū)，五大組團分別以航空物流、航空制造、科技孵化、信息技術(shù)為主導產(chǎn)業(yè)，三年來在產(chǎn)業(yè)承接方面已經(jīng)取得了相當?shù)某煽儭?/p>

然而，近年來，宏觀經(jīng)濟環(huán)境嚴峻的背景下，以及中西部地區(qū)第四次產(chǎn)業(yè)承接日趨激烈的競爭環(huán)境下，現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)承接模式中的一些弊端逐漸顯露，西咸新區(qū)的發(fā)展腳步開始放緩。主要表現(xiàn)在以下三個方面：首先，由于現(xiàn)有模式中五大組團各自為政，沒有實現(xiàn)區(qū)內(nèi)資源共享，導致在承接項目選擇及培育方面效率較低；其次，各個組團在產(chǎn)業(yè)承接項目上仍以消化吸收為主，還沒有形成真正意義上的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新；最后，沒有充分地利用陜西“空中絲綢之路”建設機遇來發(fā)揮區(qū)內(nèi)咸陽國際機場、空新城港的獨特空中優(yōu)勢，形成區(qū)域經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展的新引擎。

產(chǎn)業(yè)承接的整個過程可以劃分為三個主要的環(huán)節(jié)：承接項目篩選環(huán)節(jié)、培育環(huán)節(jié)以及運行發(fā)展環(huán)節(jié)。下面以區(qū)內(nèi)任一組團為例，采用GSPN建模描述西咸新區(qū)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)承接模式（如圖1所示）。

圖1 西咸新區(qū)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)承接模式的GSPN模型

表1 GSPN現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)承接模式中各庫所、變遷含義

整個承接過程里共包括12個變遷和14個庫所，其中，產(chǎn)業(yè)承接中的檢測、資源籌集、分工等存在時間延遲的過程由相應的時間變遷T={t1，t2，t3，…，tm}組成，我們通過對近三年西咸新區(qū)已承接項目的數(shù)據(jù)統(tǒng)計并進行歸一化處理后，得到各個變遷的時間系數(shù)；產(chǎn)業(yè)承接中的項目篩選、培育、運行等情況由相應的庫所P={P1，P2，…，Pn}組成，表1表示的是圖1中各庫所和變遷的具體含義。

根據(jù)Markov過程及公式（1），可求出模型中每個可達標識的穩(wěn)定概率：

則相應每個庫所的平均托肯數(shù)為：

（二）西咸新區(qū)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)承接模式

針對現(xiàn)有模式中存在弊端，以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略為指導思想，對接國家“一帶一路”建設和陜西自貿(mào)區(qū)建設機遇，擬在西咸新區(qū)產(chǎn)業(yè)承接模式中做出以下創(chuàng)新改變：

1．努力提高西咸新區(qū)公共服務平臺建設水平和服務能力，增強新區(qū)在中西部產(chǎn)業(yè)承接方面的比較優(yōu)勢。

2.充分利用陜西自貿(mào)區(qū)建設契機，通過產(chǎn)業(yè)承接實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，形成自貿(mào)試驗區(qū)與國家級新區(qū)“雙區(qū)”聯(lián)動發(fā)展新格局[13]。

3．打破現(xiàn)有的組團各自承接項目的格局，建立統(tǒng)一的西咸新區(qū)整體承接機制，利用區(qū)內(nèi)咸陽國際機場、空新城港的獨特空中優(yōu)勢，打造以陜西自貿(mào)區(qū)核心承載區(qū)域空港新城為核心組團的臨空經(jīng)濟全產(chǎn)業(yè)鏈。

用GSPN建模描述創(chuàng)新后的產(chǎn)業(yè)承接模式，得到結(jié)果（如下頁圖2所示）。

創(chuàng)新后的承接過程由13個變遷和15個庫所構(gòu)成，其含義（如下頁表2所示）。

表2 GSPN創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)承接模式中各庫所、變遷含義

同理可求得到該模型下每個可達標識的穩(wěn)定概率：

則相應每個庫所的平均托肯數(shù)為：

三、西咸新區(qū)兩種產(chǎn)業(yè)承接模式的定量比較分析

（一）整體功能分析

分別取兩種承接模式的子系統(tǒng)P={P2，P3，P4，…，P14}和P′={P′3，P′4，P′5，…，P′15}，求出兩個子系統(tǒng)的平均托肯數(shù)及單位時間的進入托肯數(shù)[14]。

進而，根據(jù)公式（2）可分別求出兩種產(chǎn)業(yè)承接模式的平均承接時間為：

可見，創(chuàng)新后的產(chǎn)業(yè)承接模式項目承接速度更快。

（二）主要環(huán)節(jié)運作效率分析

利用公式（3），對產(chǎn)業(yè)承接過程中的項目篩選環(huán)節(jié)、培育環(huán)節(jié)以及運行發(fā)展環(huán)節(jié)等關(guān)鍵指標進行量化比較分析，將得到對比結(jié)果（如表3所示）。

表3 兩種產(chǎn)業(yè)承接模式主要環(huán)節(jié)的效率比較

上述量化指標的比較分析表明，無論是從整體功能還是各主要環(huán)節(jié)效率，創(chuàng)新后的產(chǎn)業(yè)承接模式均得到了大幅度的改善和提高，意即本文所提出的關(guān)于產(chǎn)業(yè)承接的創(chuàng)新模式具有實際價值，可以作為未來西咸新區(qū)關(guān)于產(chǎn)業(yè)承接的一種整體的效率提升方法。

結(jié)語

本文基于西咸新區(qū)深入推進“一帶一路”建設、陜西自貿(mào)區(qū)建設及產(chǎn)業(yè)承接發(fā)展的新需要，運用管理學、經(jīng)濟學和信息科學的交叉學科研究方法，推進了產(chǎn)業(yè)承接理論探索的深化和革新，并為陜西省、西安市政府深入打造西咸新區(qū)為國家級航空服務區(qū)、自貿(mào)試驗區(qū)新樣本提供可靠的決策支持。

基于上述分析，將產(chǎn)業(yè)承接與創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展相結(jié)合，本文對未來西咸新區(qū)產(chǎn)業(yè)承接模式創(chuàng)新為基于臨空經(jīng)濟全產(chǎn)業(yè)鏈的特色產(chǎn)業(yè)園集成模式，并提出如下建議：

第一，以建鏈為基點，打破組團劃分建立空港新城為核心的協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境。西咸新區(qū)五大組團中，空港新城是國家航空城實驗區(qū)，更是陜西自貿(mào)區(qū)核心承載區(qū)域，坐擁“國際樞紐機場”——西安咸陽國際機場，在航空物流、航空服務、航空維修與制造等領(lǐng)域已經(jīng)具備雄厚的產(chǎn)業(yè)基礎，初步形成在國內(nèi)具有一定領(lǐng)先優(yōu)勢的特色臨空產(chǎn)業(yè)集群；灃東、灃西兩個組團在高新技術(shù)、信息技術(shù)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)方面相對更具優(yōu)勢；秦漢定位于發(fā)展金融商貿(mào)、總部經(jīng)濟而產(chǎn)業(yè)；而涇河在勞動力、土地資源及原材料方面具有相對其他組團的成本優(yōu)勢。眾所周知，機場、航空構(gòu)成臨空經(jīng)濟發(fā)展的工具和渠道，而科技、信息、金融則是臨空經(jīng)濟發(fā)展的必要引擎，縱觀西咸新區(qū)五大組團現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)定位，涵蓋發(fā)展臨空經(jīng)濟的各個要素。因此，在產(chǎn)業(yè)承接方面應以空港新城為核心展開跨組團合作，培養(yǎng)有利于“大西安”航空服務區(qū)發(fā)展的協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境，以達到優(yōu)勢互補，資源共享，建立統(tǒng)一協(xié)調(diào)的西咸新區(qū)臨空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。

第二，以強鏈為方向，促進臨空產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新提升西咸新區(qū)平臺服務能力。臨空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈的增強與發(fā)展離不開金融投資、科技研發(fā)和航空物流等公共服務平臺的支持。西咸新區(qū)公共服務平臺能力的提升，也是西咸新區(qū)在中西部產(chǎn)業(yè)承接競爭中重新樹立比較優(yōu)勢的重要手段。一方面，應充分發(fā)揮陜西自貿(mào)區(qū)建設的優(yōu)勢，要引領(lǐng)臨空承接項目與承接地高校、科研院所、政府部門等創(chuàng)新主體協(xié)作開發(fā)，完成臨空承接項目的消化吸收再創(chuàng)新；另一方面，要積極加強與陜西自貿(mào)區(qū)另一核心承載區(qū)域——西安國際港務區(qū)的密切合作，吸引更多的大型航空公司在區(qū)內(nèi)設立大型物流中心，加快臨空產(chǎn)業(yè)類承接項目的整體運行效率。

第三，以延鏈為目標，打造高端優(yōu)勢臨空產(chǎn)業(yè)提高西咸新區(qū)綜合承載能力。針對西咸新區(qū)各組團現(xiàn)有臨空產(chǎn)業(yè)鏈條過短，創(chuàng)新商業(yè)模式，積極對接國內(nèi)外高端臨空產(chǎn)業(yè)資源，建立具有航空指向明顯、附加值高的臨空制造業(yè)體系[15]。優(yōu)先發(fā)展和重點支持區(qū)內(nèi)的臨空特色主導產(chǎn)業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)和高端產(chǎn)業(yè)，增強這些產(chǎn)業(yè)的輻射力、影響力和凝聚力，進而帶動其配套的品牌塑造、營銷服務等旁側(cè)產(chǎn)業(yè)以及相關(guān)輔助機構(gòu)轉(zhuǎn)入，構(gòu)筑臨空產(chǎn)業(yè)鏈的縱向協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟，形成真正意義上的臨空經(jīng)濟全產(chǎn)業(yè)鏈。

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