基于GM（1，1）模型的欽州市海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測研究

王大蜜 勞燕玲 何旻航

（北部灣大學(xué)，廣西 欽州 535011）

0 引言

欽州市位于廣西南部沿海地區(qū)，具有發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)得天獨(dú)厚的地理優(yōu)勢，在國家海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略背景下，欽州市憑借其“一帶一路”南向通道陸海節(jié)點(diǎn)重要城市地位，大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)和港口物流貿(mào)易，使得海洋經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展。2019年，欽州市海洋經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值為624億元，比上年增長9.6%，占全市GDP的46.01%。海洋經(jīng)濟(jì)在欽州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要組成部分。同時(shí)，欽州市海洋經(jīng)濟(jì)在發(fā)展中仍面臨不少問題，具體表現(xiàn)為欽州市海洋經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)地區(qū)沿海城市，海洋發(fā)展水平在全國處于較低水平，其主要原因在于：海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一、缺乏特色，海洋環(huán)境污染加劇，海洋資源利用率不高或未合理利用等。凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢，以預(yù)測為依據(jù)的決策，才是有長遠(yuǎn)見識(shí)的決策。因此，構(gòu)建完善的欽州市海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測模型并科學(xué)合理地預(yù)測海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，進(jìn)而正確引導(dǎo)欽州市海洋經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展對(duì)于相關(guān)政府部門來說十分有必要[1]。

1 文獻(xiàn)綜述

國內(nèi)學(xué)者在對(duì)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測研究方面。殷克東基于數(shù)列灰預(yù)測對(duì)2001—2006年我國海洋生產(chǎn)總值進(jìn)行預(yù)測分析，認(rèn)為該模型對(duì)于海洋經(jīng)濟(jì)預(yù)測適用性較好[2]。喬俊果用指數(shù)平滑模型、ARIMA（1，1，1）模型和灰色預(yù)測模型三種方法對(duì)2007—2010年我國主要海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值進(jìn)行預(yù)測分析，得出灰色系統(tǒng)擬合誤差最小，預(yù)測精度最高的結(jié)論[3]。白福臣選用線性回歸、三指數(shù)平滑和灰色GM（1，1）三種預(yù)測模型，分析多影響因素下的廣東海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展變化趨勢[4]。此外，李拓晨等人采用GM（1，1）灰色系統(tǒng)模型對(duì)2001—2010年我國主要海洋產(chǎn)業(yè)的增加值進(jìn)行預(yù)測[5]。朱念采用灰色模型對(duì)廣西海洋經(jīng)濟(jì)增加值進(jìn)行預(yù)測分析[6]。劉文龍運(yùn)用灰色模型對(duì)天津市海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢進(jìn)行分析[7]。徐雪艷等人選用灰色預(yù)測模型對(duì)上海市海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況進(jìn)行預(yù)測，得出預(yù)測結(jié)果可靠的結(jié)論[8]。陳鳳桂對(duì)海南省海洋生產(chǎn)總值進(jìn)行預(yù)測，得出灰色預(yù)測模型在預(yù)測方面比時(shí)間序列模型更有效的結(jié)論[9]。

由文獻(xiàn)綜述可知，在我國灰色預(yù)測模型對(duì)于海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的預(yù)測有很好的適用性，而目前還沒有相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)欽州市海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測研究，又因?yàn)榛疑A(yù)測模型由于其建模所需信息少，建模精度高等特點(diǎn)；目前被廣泛應(yīng)用于我國的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域?；疑A(yù)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(yù)測模型，根據(jù)2013—2019年欽州市海洋生產(chǎn)總值，對(duì)欽州市海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測研究。

2 模型構(gòu)建與檢驗(yàn)

2.1 數(shù)據(jù)和指標(biāo)的選擇

為更好地預(yù)測欽州市海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況和鑒于數(shù)據(jù)的可得性，本文選取2013—2019年欽州市海洋生產(chǎn)總值為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測和分析。2013—2019年欽州市海洋生產(chǎn)總值如圖1所示，總體上欽州市海洋生產(chǎn)總值呈穩(wěn)定增長的趨勢。

圖1 2013—2019年欽州市海洋生產(chǎn)總值（百億元）

2.2 級(jí)比檢驗(yàn)

由原始數(shù)據(jù)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(qū)間[0.8187，1.2214]內(nèi)，因此該序列通過級(jí)比檢驗(yàn)，滿足建模要求。

2.3 GM（1，1）模型的構(gòu)建

（1）累加一次原始數(shù)列，生成新數(shù)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(fā)展灰數(shù)，b為內(nèi)生控制灰數(shù)。

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(yàn)

為保證所建模型合理性和準(zhǔn)確性，本研究通過如下3種方法分別對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)。模型精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 模型精度檢驗(yàn)等級(jí)表

2.4.1 殘差檢驗(yàn)

表2 欽州市海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測模型預(yù)測值檢驗(yàn)

其中，殘差：E（k）=X（0）（k）-X^（0）（k）（k=1，2，...n），相對(duì)誤差：。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，相對(duì)誤差均小于10%，平均相對(duì)誤差=0.0165＜0.05，由精度檢驗(yàn)等級(jí)表，可判斷此模型精度為良好（二級(jí)）。

2.4.2 關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)

計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)：

式子中，ρ為分辨率，取ρ=0.5。X（0）（k），X^（0）（k）的關(guān)聯(lián)度：

經(jīng)計(jì)算，該模型的關(guān)聯(lián)度為0.64706，因?yàn)閞=0.64706＞0.60，所以模型精度等級(jí)勉強(qiáng)合格（四級(jí)）。

2.4.3 后驗(yàn)差檢驗(yàn)

計(jì)算原始數(shù)列的均值：

計(jì)算原始數(shù)列的標(biāo)準(zhǔn)差：

計(jì)算殘差的均值：

計(jì)算殘差的標(biāo)準(zhǔn)差：

計(jì)算方差比：

計(jì)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(yù)測精度等級(jí)較高（一級(jí)）。

2.5 欽州市海洋生產(chǎn)總值預(yù)測

根據(jù)GM（1，1）模型對(duì)2020—2024年欽州市海洋生產(chǎn)總值進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測結(jié)果如表3所示。由表3可以看出，2020—2024年欽州市海洋生產(chǎn)總值保持持續(xù)增長的趨勢。2020年欽州市海洋生產(chǎn)總值為7.08百億元；2021年，欽州市海洋生產(chǎn)總值為7.93百億元；預(yù)計(jì)到2024年，欽州市海洋生產(chǎn)總值將達(dá)到11.13百億元。

表3 2020—2023年欽州市海洋生產(chǎn)總值預(yù)測值（百億元）

同時(shí)，基于Matlab對(duì)欽州市2013—2024年海洋生產(chǎn)總值進(jìn)行GM（1，1）模型程序操作，運(yùn)行結(jié)果如圖2所示：可明顯看出真實(shí)值與預(yù)測值具有相同的變化趨勢，說明使用GM（1，1）預(yù)測其擬合效果較好。通過進(jìn)行精度檢驗(yàn)：P=1＞0.95；C=0.00976＜0.35，說明預(yù)測等級(jí)好。

圖2 基于Matlab實(shí)現(xiàn)的GM（1，1）預(yù)測結(jié)果

3 結(jié)論和建議

根據(jù)灰色模型的預(yù)測結(jié)果，2022年，欽州市海洋生產(chǎn)總值將達(dá)到708.12億元，而《2020年廣西海洋經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》公布數(shù)據(jù)，初步核算，欽州市2020年海洋生產(chǎn)總值為614億元，預(yù)測值明顯低于預(yù)測值，說明預(yù)測值與實(shí)際值不是很相符。分析主要原因，其實(shí)是受2020年新冠肺炎疫情的沖擊、國內(nèi)外復(fù)雜的形勢和區(qū)域內(nèi)改革開展穩(wěn)定任務(wù)的影響。

根據(jù)預(yù)測結(jié)果和實(shí)際結(jié)果的比較，為推動(dòng)欽州市海洋經(jīng)濟(jì)的健康可持續(xù)發(fā)展，相關(guān)政府部門必須采取相應(yīng)舉措來保證欽州市海洋經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長，結(jié)合前面文章指出欽州市目前影響海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三個(gè)主要問題，本文提出以下建議供政府部門參考。

3.1 堅(jiān)持以港興市，優(yōu)化海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

欽州市的區(qū)位優(yōu)勢決定了欽州市海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必須以欽州港為依托，因此，欽州市應(yīng)當(dāng)實(shí)施“以港興市”“憑港興工”的發(fā)展戰(zhàn)略，科學(xué)優(yōu)化和調(diào)整現(xiàn)有海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)海洋產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造升級(jí)，推動(dòng)傳統(tǒng)海洋產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新化和集約化發(fā)展[10]。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面，以欽州港建設(shè)為“龍頭”，發(fā)展港口工業(yè)，并相應(yīng)帶動(dòng)二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。堅(jiān)持以高新科學(xué)技術(shù)為支撐，發(fā)展港口物流、海洋能源和船舶制造業(yè)等主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，著力臨海化工、造船、海洋生物制藥、海洋牧場等新興產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)海洋第二產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展；以港口優(yōu)勢和獨(dú)特的區(qū)位優(yōu)勢為依托，大力發(fā)展濱海旅游業(yè)、商貿(mào)業(yè)、海陸交通運(yùn)輸業(yè)和信息業(yè)，助推海洋第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通過海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的逐步優(yōu)化和海洋產(chǎn)業(yè)布局升級(jí)，促進(jìn)欽州市海洋經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展[11]。

3.2 堅(jiān)持生態(tài)立市，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境

堅(jiān)持以生態(tài)立市，在海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展中要秉持“防治兼顧，預(yù)防為主”的政策導(dǎo)向，以綠色生態(tài)為導(dǎo)向引領(lǐng)欽州市海洋經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。首先，制定嚴(yán)格環(huán)境準(zhǔn)入機(jī)制，全面排查污染源頭，確保近岸海域海水水質(zhì)、入海河流水質(zhì)、入海排污口排放等達(dá)到年度考核目標(biāo)要求，從源頭上加強(qiáng)治理，徹底實(shí)現(xiàn)截污、拔污、治污。其次，制定并完善相關(guān)的海洋環(huán)境法律法規(guī)，如海域開發(fā)、海島管理和海岸帶保護(hù)等海洋環(huán)境防護(hù)和治理相關(guān)法律法規(guī)的制定。再次，加大政府部門的巡查和監(jiān)管力度，鼓勵(lì)各涉海部門相互配合，積極發(fā)揮海洋經(jīng)濟(jì)區(qū)域聯(lián)動(dòng)的協(xié)同效應(yīng)，如欽州市要加快促進(jìn)沿海地區(qū)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，逐步減少污染物排?？偭康龋瑏矸e極推進(jìn)欽州市海洋環(huán)境污染防治和保護(hù)。最后，欽州市要全面提高海洋資源利用率，科學(xué)有序開發(fā)現(xiàn)有海洋資源，積極建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，從而促進(jìn)欽州市海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3.3 堅(jiān)持發(fā)展強(qiáng)市，拓展海洋經(jīng)濟(jì)新空間

“一帶一路”倡議為欽州市海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了巨大機(jī)遇，作為北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)核心城市，欽州市要抓住面向?yàn)硡^(qū)經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展的新機(jī)遇，積極拓展海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展空間。首先，加大對(duì)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(dú)特區(qū)位優(yōu)勢，積極拓寬同“一帶一路”國家和合作交流，實(shí)現(xiàn)與其在科技、產(chǎn)業(yè)和人才方面的互聯(lián)互通和互利共贏。其次，積極探尋海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展新模式，加快海洋科技成果轉(zhuǎn)化體系的構(gòu)建，如要充分調(diào)動(dòng)涉海企業(yè)研發(fā)積極性，培養(yǎng)一批海洋高層次領(lǐng)軍企業(yè)，全力助推欽州市海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。再者，加大海洋科技創(chuàng)新力度，如欽州政府要加大對(duì)海洋科技創(chuàng)新的鼓勵(lì)，加大海洋科技方面研發(fā)經(jīng)費(fèi)的投入。最后，積極引進(jìn)和培養(yǎng)海洋科技高層次人才，完善相應(yīng)政策扶持和補(bǔ)貼制度，要建立健全人才培養(yǎng)、引進(jìn)和評(píng)價(jià)機(jī)制，使人才留得住，用得好。