基于均方差法与灰色关联模型的港口城市竞争力评价—中外港口城市比较视角

■ 范晓莉 博士（天津城建大学经济与管理学院 天津 300384）

引言

港口城市的形成与发展是一个不断发展和演变的过程，其功能和内涵也随着主导影响因素的不同而发生改变。因此，港口城市的建设作为一项复杂而系统的工程，应充分考虑到多种因素协同作用对港口城市综合竞争力的影响，有针对性地选择有利于港口城市发展的因素进行重点培养和建设。随着国家发展战略的制定，提出了将天津逐步发展成为“国际港口城市、北方经济中心和生态城市”的城市定位，因此，以建设国际港口城市为视角研究港口城市综合竞争力，借鉴新加坡、香港和上海等发展较快的国际港口城市的先进经验，探讨天津建设国际港口城市重点研究内容，具有重要的现实意义。

关于城市竞争力的研究，学者迈克尔·波特认为城市竞争力是通过城市产业的竞争来达到的，其受到经济实力、社会结构、价值观念、文化程度、科技创新、制度政策等多种因素的共同影响。国内大部分学者也分别针对城市竞争力和港口竞争力进行了一系列的研究，主要是运用各种研究方法来进行实证探讨。倪鹏飞等（2003）城市竞争力进行了聚类分析以及评价，其认为城市竞争力是指影响城市价值体系的各种因素或力量的综合。杨青青等（2008）运用熵值法对29个城市的空间结构竞争力进行了综合评价。姚飞等（2011）运用因子分析的方法对港口城市规模竞争力进行了评价研究，并构建了城市规模竞争力评价模型。同样，黄春松（2013）也运用因子分析的方法对长三角、珠三角与海西经济区进行了城市竞争力的综合比较。韩学键等（2013）根据资源型城市的经济类型及发展模式，运用DEA模的方法对资源型城市的城市竞争力进行了评价。而从现有关于天津港口城市研究的文献来看，主要集中功能地位和发展思路两方面。武超（2011）认为天津港是天津市的核心战略资源，天津建设港口城市应将经济腹地范围扩大，除了环渤海地区还应将北方地区纳入，以便形成经济互动。高伟凯（2012）以港口城市天津为例，对其发展趋势、功能形态和发展条件进行了详细的分析，重点分析了影响港口城市的因素，从而提出了天津建设北方港口城市的整体发展思路。李敏强和刘子利（2013）对航运企业区位选择的影响因素进行了系统的分析，以此为依据提出天津建设北方国际航运中心的对策和建议。

基于上述已有的研究可知，学者们运用多种方法对城市竞争力和港口竞争力进行了研究。对于天津港口城市的研究中，部分学者认为天津应在充分发挥港口功能的基础上加强高端航运服务的功能建设，另一部分学者认为天津应在集疏运体系的建设、经济腹地范围的扩大、规模以上临港工业的发展以及高端航运服务业的培养等方面予以重视。但是值得高度关注的是，天津与发展较为成熟的新加坡、香港、上海等港口城市相比存在哪些差距？天津的港口城市竞争力如何？这些问题的相关研究较少，本文针对这两个问题进行研究，运用均方差法和灰色关联模型分析方法对香港、新加坡、上海和天津等四大港口城市进行比较研究，基于建设国际港口城市的视角研究城市竞争力，并为天津的城市定位提供一些参考。

表1 港口城市综合竞争力评价指标体系

表2 港口城市综合竞争力指标权重

表3 港口城市竞争力综合评价结果

表4 港口城市竞争力的一级指标评价结果

评价方法与指标选择

（一）评价方法简述

目前评价港口城市的定量研究方法，主要有主成分分析法、灰色关联分析法、系统动力学方法、模糊评价方法以及DEA模型方法等。上述每种方法都有其优势和劣势，其中系统动力学的方法在一定程度上可以解释港口城市综合竞争力评价，但不能很好地刻画港口城市的演变过程；DEA分析法一般只对港口城市某一方面功能的效率进行测算，因计算方法较为复杂，很难应用于测算港口城市的整体发展水平。随着港口城市研究的不断深入，越来越多的学者倾向于使用模糊评价法来评价港口城市的发展水平，模糊评价法主要用于评价多因素和多层次的问题，但这种方法在赋值权重的选择上也存在较大的主观性，因而在具体操作时争论较大。因此，为了完整刻画不同的港口城市竞争力，确定天津港口城市的定位，本文引入灰色关联分析方法进行综合评价。

灰色关联度模型的基本步骤如下：

第一步，指标初始化。首先将评价指标原始观测数进行无量纲化处理，即进行指标数值初始化运算；

第二步，确定参考序列。选取初始化指标的最优值作为最终进行比较的参考序列，设参考序列为γi，j，比较序列为 yi，j。灰色关联系数的计算公式如（1）式所示，其中分辨率取ρ=0.5。

第三步，计算灰色关联序。由于灰色关联系数的数据较多，信息过于分散且不易于比较，因此通过计算各类灰色关联系数的平均值来进行比较分析。各类灰色关联系数的算数平均值和加权平均值表示形式见（2）和（3）式所示。

其中，ri，j即为γi，j与 yi，j的关联度；ri，j越大，越接近于1，说明j因素对因变量影响越大。

第四步，根据关联度ri，j的大小对待评的指标进行排序。ri，j越大，越接近于1，说明j因素对因变量影响越大，从而得出各因素之间的关联程度大小。根据经验，当ρ=0.5时，两个因素的关联度大于0.6时表示其具有显著的关联性。

（二）评价指标选择

为了评价港口城市综合经济力，确定详细的评价指标及其度量的内容至关重要。本文选取香港、新加坡、上海以及天津共四个港口城市作为评价对象进行评价，从腹地经济状况、港口能力、集疏运能力、运输服务能力、航运市场发达程度、航运产业集聚度、航运产业发展程度、地区创新能力水平以及政府政策倾向九大方面构建9个一级港口城市综合竞争力评价指标和25个二级指标，如表1所示。数据来源于2012年的《香港统计年刊》、《上海统计年鉴》、《天津统计年鉴》和《新加坡统计年鉴》。

（三）评价指标处理

由于评价指标的计量单位彼此之间各不相同，为保证其具有可比性，首先对港口城市综合竞争力评价指标进行无量纲化处理。目前为止，对指标进行无量纲化处理的方法较多，本文借鉴马社强（2011）的研究，采用功效系数方法将港口城市综合竞争力评价指标值转化为属于区间[0，1]的指标值，具体见（4）式所示。

其中，a和b为常数，a表示对变换后的指标值进行平移，b表示对变换后的指标值进行相应倍数的增大或缩小；Nj为最满意值，即目前条件下可以达到的最优值；nj为不允许值，即该指标不应出现的最低值。此外，为了突出指标之间的差异性，设定：a=0.3，b=0.7。

港口城市综合竞争力评价分析

（一）评价指标权重的确定

为了更为客观地评价港口城市综合竞争力，本文首先采用突出局部差异的均方差法对港口城市综合竞争力的指标进行赋权。该方法的基本原理见式（5）所示：

其中，ωj为评价指标体系中的第j项指标的赋值权重，yij表示第i个评价地区的第j项评价指标的具体样本值，n表示被评价地区的数量，m表示为指标的数量。这里，n=4，m=29。

通过对指标数据运用局部差异的均方差法可确定港口城市综合竞争力指标权重，具体结果见表2所示。29个评价指标的权重大小依次为：信息基础设施水平>城市综合实力>服务业集聚度>集装箱吞吐量>物流业发展水平>腹地经济实力>金融行业规模>货物吞吐量>码头长度>港口运输服务水平>水路货运能力>交通基础设施水平>航空货运能力>贸易比率>万吨级泊位数>制造企业集聚度>工业发展水平>地区创新能力>航运交易水平>物流企业集聚度>金融服务水平>政策优惠力度>航空运输服务水平>服务业发展水平>市场融资能力。其中，地区的信息基础设施水平、城市综合实力、服务企业集聚度、以集装箱吞吐量为代表的港口发展水平、物流业发展水平、腹地经济实力以及金融行业规模等指标的权重较高。这也说明，港口城市综合竞争力主要受到上述因素的影响。

（二）港口城市竞争力评价结果分析

下面运用灰色关联分析方法对天津、新加坡、香港和上海等城市竞争力进行评价。根据式（1）、式（3）和表2提供的指标权重值，使用2011年天津、新加坡、香港和上海的指标值来测算四大港口城市的竞争力，具体结果如表3所示。结果显示，新加坡和香港城市综合竞争力评价结果具有显著性，通过了灰色关联系数大于0.6的检验，综合评价值分别为0.67409和0.68873。因此，新加坡和香港的港口城市竞争力较强。与之相比，上海和天津发展水平的综合评价结果分别为0.56705和0.44834，低于0.6的临界值，不具有显著性。

根据表4提供的一级指标评价结果显示：在腹地经济状况、集疏运能力、港口能力、运输服务水平、航运产业集聚度等方面，天津城市竞争力与新加坡还有较大差距，处于较低的水平；在航运市场发达程度方面，香港和上海优势明显，而天津的发展水平较低，与之差距较大；在地区创新能力方面，上海位于绝对高的水平，相比之下，天津与香港、新加坡的水平相当，差距并不明显；在航运产业发展水平方面，天津在综合评价中位于第三的位置，仍具有一定的发展空间；在政府政策倾向方面，目前天津的政策优惠力度位于首位，高于香港、上海和新加坡，这也说明现阶段天津的港口城市建设具有一定的政策支持力度，拥有较为优越的政策条件。

结论及对策建议

为了评价港口城市综合竞争力，本文首先构建了港口城市综合竞争力评价指标体系，运用功效系数法对原始数据进行标准化，并采用突出局部差异的均方差法对港口城市竞争力的指标进行赋权。运用灰色关联分析的方法对天津与香港、新加坡和上海四大港口城市进行综合评价。结果显示，相对于香港、上海和新加坡来说，天津在政府政策倾向方面具有明显优势，而在航运产业发展水平方面具有制造业发展水平较高的相对优势，这些因素的快速发展会对天津港口城市的发展具有明显的促进作用。而集疏运体系结构不合理、腹地经济状况不均衡、港口与航空运输服务水平不高、高端服务业发展水平相对较低导致的产业结构失衡等原因，是导致天津港口城市整体发展水平较低的重要原因，亟待加强。

围绕本文的研究结论，提出天津建设国际港口城市的对策建议：

第一，加快天津北方港口城市的集疏运体系建设。应做好天津的集疏运体系的规划建设，形成布局合理、港区航线对接的集疏运网络系统；加快修建天津直通经济腹地的铁路通道建设，完善天津滨海机场集疏运网络，加大机场基础设施投资的力度，建设快速便捷的联接机场与滨海新区核心区和海河中游地区的联系通道。

第二，打造国际性高水平的综合性港口。建设现代化集装箱和大型散货码头群，特别是增加大型集装箱泊位数、国际30万吨级的原油码头数以及LNG码头的数量，还应重点规划建设具备专业化的煤码头、铁矿石码头等工程，此外还应完善邮轮母港和休闲娱乐港等功能的建设；全面提高天津港口的运营效率，开展港区联动和推行天津电子口岸的建设，加快数字物流系统的开发。

第三，利用“先试先行”推进天津航运金融市场的发展。着眼于高端服务业发展等领域提供融资和服务等优惠和鼓励政策；提高金融市场的融资自由度，打通境外融资渠道；依托天津滨海新区综合配套改革试验区和东疆贸易自由港区的建设，构建天津航运金融服务园区，培育高端航运产业集群。

第四，出台促进航运制造业和物流服务业的联动发展。支持大型船舶工业及其配套的生产服务业联动发展的示范工程和重点项目的开发；整合资源，重构船舶制造企业集团，打造船舶制造业产业基地，进而带动物流业的发展；制定物流产业发展规划，重视以船公司为主的第三方物流企业发展，建议在注册审批、土地使用权的租赁、土地置换以及融资租赁等方面给予一定的税收优惠和政策扶持。

1.[美]迈克尔·波特著.高登第等译.竞争论[M].中信出版社，2003

2.倪鹏飞，刘高军，宋漩涛.中国城市竞争力聚类分析[J].中国工业经济，2003（7）

3.杨青青，潘杰义，李燕.基于熵值法的城市竞争力评价[J].统计与决策，2008（9）

4.姚飞，车燕，武小琛.基于因子分析的港口城市规模竞争力评价研究—以日照市为例[J].山西财经大学学报，2011，33（2）

5.黄春松.长三角经济区、珠三角经济区与海西经济区的城市竞争力综合比较—基于因子分析模型的研究[J].经济社会体制比较，2013（1）

6.韩学键，元野，王晓博，李一军.基于DEA的资源型城市竞争力评价研究[J].中国软科学，2013 （6）

7.武超.天津港北方国际航运中心建设与其腹地互动研究[J].当代经济，2009，3（下）

8.高伟凯.国际航运中心发展趋势与实证研究—以天津北方国际航运中心建设为例[J].现代经济探讨，2012（7）

9.李敏强，刘子利.航运企业区位选择的影响因素分析—兼论天津建设北方国际航运中心的对策建议[J].天津师范大学学报（社会科学版），2013（3）

10.马社强.区域道路交通安全评价的理论与方法[D].北京交通大学博士学位论文，2011