基于全排列多边形图示指示法的港口城市竞争力评价——以上海市为例

任光超 ， 张效莉

（上海海洋大学，a.海洋科学研究院；b.经济管理学院，上海 201306）

引 言

纵观历史与全世界城市的发展，港口城市始终在经济、社会、文化等领域引领着全球城市的发展。与内陆城市不同，港口城市依港而建的地理优势决定了港口城市拥有着更多物质交换、信息交流、文化传播的机会。随着21世纪海洋世纪的到来，港口对于一个城市的发展变得越来越重要，其功能也逐渐从传统的装卸存储，衍生到港口旅游等，以港口为核心的产业链正在形成与完善。并且港口城市对周边地区的带动作用也越发明显，环渤海经济圈、长三角经济圈、珠三角经济圈都是围绕天津、上海、广州等综合实力强的港口城市建立起来。

目前，对港口城市竞争力评价的研究主要采用以下几种方法。第一，主成分分析法（PCA）。姚飞从集疏运基础设施规模、集疏运运输规模、经济规模、对外开放规模、人口及就业规模五个方面构建评价体系，运用主成分分析法对日照、青岛、烟台、威海、连云港五个港口城市规模竞争力评价[1]。上官元昊运用主成分分析法提炼出影响港口城市经济发展的8个主要指标，并对浙江省杭州、宁波、温州、台州、嘉兴的发展水平进行综合评价[2]。肖千慧从城市港口经济性因素、城市支持性因素、城市生产性因素三个方面构建评价体系，运用主成分分析法对环渤海经济圈港口城市的发展水平进行评价[3]。李祎等从经济系统、社会系统、环境系统以及港口资源四方面构建评价体系，运用主成分分析法江苏省盐城、连云港、南通三大沿海港口城市进行竞争力评价，并与我国第一批开放的其他12个不同层次沿海港口城市进行比较分析[4]。第二，数据包络分析法（DEA）。刘振宇、盖美运用数据包络法对辽宁省4个主要沿海城市大连、营口、丹东、锦州2000—2009年港口城市经济发展水平进行有效性评价[5]。第三，逼近理想解排序法（TOPSIS）。汤天培从经济现代化、科技现代化、社会现代化、城市国际化、港口国际化五个方面构建评价体系，运用TOPSIS法对南通、上海、宁波、天津、烟台、厦门、青岛8个港口城市进行了综合相对贴近度排序[6]。第四，多种方法混合。范晓莉运用均方差法和灰色关联分析法对香港、新加坡、上海和天津四大港口城市竞争力进行了综合评价[7]。以上定量方法虽然避免了主观问题，但对数据完整性要求较高。从研究角度而言，也都属于港口城市之间的横向比较。而同一港口城市不同年度的纵向比较也是港口城市发展不可或缺的研究内容。

全排列多边形图示指标法，以指标的上限、下限和临界值为条件，通过映射实现高维信息在低维空间的分类与排序。从而实现对评价对象的综合动态评价。该方法的优点在于评价过程不受主观影响，能够有效提高评价结果的准确性。基于全排列多边形图示指标法主要运用于土地质量与集约利用综合评价领域、水质综合评价领域[8-13]。近年来，部分学者将此方法推广运用到企业、环境、区域经济综合评价等领域，也取得了较好的效果[14-18]。

上海市作为我国经济最发达、发展速度最快的港口城市，通过构建港口城市竞争力综合评价体系，运用全排列多边形图示指标法对其十三五期间的发展变化进行实证分析，可以实现对上海市港口城市竞争力的动态评价。

1 研究区域与数据来源

1.1 研究区概况

上海市地处东经 120°52′至 122°12′，北纬30°40′至 31°53′之间，位于太平洋西岸，亚洲大陆东沿，中国南北海岸中心点，长江和黄浦江入海汇合处。北界长江，东濒东海，南临杭州湾，西接江苏和浙江两省。上海是中国第一大城市，中国经济、交通、科技、工业、金融、贸易、会展和航运中心，首批沿海开放城市。上海拥有世界第一大货运港——上海港。1995年12月，党中央、国务院作出了建设上海国际航运中心的战略决策。2005年12月10日，洋山深水港区一期工程建成投产，洋山保税港区同时启用，标志着上海国际航运中心建设取得重要的阶段性成果。2015年上海港年货物吞吐量达7.17亿吨，其中集装箱吞吐量3 653.7万标准箱，连续六年保持世界第一。随着2013年上海自由贸易区正式批准成立及我国“一带一路”战略的提出，上海作为港口城市将面临更多的机遇与挑战，上海的发展也将对全国乃至世界其他港口城市产生重大影响。

1.2 数据来源

研究涉及港口资源、社会经济、社会环境、人口、社会保障等数据。其中港口资源数据主要来自于《中国港口年鉴》 （2011—2015年）；社会经济、社会环境、人口、社会保障等数据主要来自于《中国城市统计年鉴》 （2012—2016年）、《上海市国民经济和社会发展统计公报》（2011—2015年）、《上海年鉴》（2012—2016年）和《上海市老年人口和老龄事业监测》（2011-2015年）。

2 研究方法

2.1 全排列多边形图示指示法

假设有n个指标（经标准化处理后的值），以这些指标的上限值为半径构成一个中心n边形，各指标值的连线构成一个不规则的中n边形，其顶点是n个指标首尾相接的全排列，n个指标总共可以构成（n-1）!/2个不同的不规则的中心n边形，而综合指数定义为所有这些不规则多边形面积的均值与中心多边形面积的比值[24]。

2.2 指标值的标准化

运用双曲线标准化函数对指标值进行标准化处理：

F（x）满足：F（x）|X=L=-1，F（x）|x=T=0，F（x）|x=U=1式中：L为指标x的下限；T为指标x的临界值；U为指标x的上限。

根据上述条件，可得：

指标下限可根据规划相应指标的最小值确定，指标上限可根据最高目标确定，临界值可根据评价地区相应指标平均值确定。

因此，对于第i个指标xi，其标准化计算公式如下：

式中：Li为指标xi的最小值；Ti为指标xi的阈值；Ui为指标xi的最大值。

图1 多边形图示指标法示意图Fig.1 A Sketch map the polygon graphical indicator method

2.3 综合指数的计算

式中：S为综合指标值，Si和Sj为第i个和第j个指标的标准化值。

3 港口城市竞争力评价

3.1 评价指标体系构建

港口城市竞争力评价指标体系是一个多元且具有内部关联性的复杂系统。它既要突出港口城市的港口特征，又要体现城市的一般共性，还要显示港口与城市的互动。对于一座沿海城市而言，其综合竞争力由硬实力和软实力两部分共同作用而成。硬实力主要体现在港口支撑、经济实力和对外开放三个方面。软实力主要体现在科技创新、资源环境、社会发展和文化影响四个方面。一座城市的硬实力和软实力是相辅相成共同作用，硬实力可以支撑软实力的提升，而软实力又可以推动硬实力的进一步发展，两者共同构成一座城市的综合竞争力。基于此，在参考相关文献所设计的指标体系，充分考虑数据的可得性，以及咨询相关领域资深专家的情况下，从港口支撑、经济实力、对外开放、科技创新、资源环境、社会发展、文化影响五个角度构建港口城市竞争力评价指标体系（表1）。

3.2 综合指数结果分析

采用全排列多边形综合图示法公式对指标进行计算，可以得到2011—2015年上海市港口城市竞争力综合评价指数（图2）。

由图2可知，上海市港口城市竞争力综合评价指数呈逐年上升的趋势。2011年和2012年基本持平，2013年，随着上海自由贸易区正式批准成立及我国“一带一路”战略构想的提出，上海市港口城市竞争力综合评价指数显著提升，并在随后的2014年和2015年都有所上升。

表1 港口城市竞争力评价指标体系Tab.1 Evaluation index system of port city competitiveness

图2 2011—2015年上海市港口城市竞争力综合评价指数Fig.2 Comprehensive evaluation index of the port city competitiveness of Shanghai City in 2011-2015

3.3 单项指标结果分析

图3反映了2011—2015年上海港口城市综合竞争力评价各项指标的具体情况。

3.3.1 港口支撑指标分析

港口是港口城市区别于内陆城市的最明显特征，港口城市的发展离不开港口的支撑。本文选取的港口支撑指标主要分为三类：第一类是物理性指标，如生产性泊位数，这类指标在发展到一定规模后受制于地理环境的制约，较难有更大规模的发展。第二类是与国际航运经济息息相关的指标，如货物吞吐量等，这类指标较易受到国际经济的牵制。第三类是港口本身发展的指标，如自由贸易港服务水平，这类指标是港口软实力的体现。2011—2015年期间，上海市在港口物理性指标变动不大的前提下，在2013—2015年港口支撑有了明显提升，主要是得益于上海港软实力的加强。上海自由贸易区的设立，推动了各项港口航运新政策、新措施的出台与实施，使上海港即便在国际经济不景气的大背景下，也没有受到很明显的影响。

3.3.2 经济实力指标分析

经济实力是港口城市竞争力的最重要体现。2011—2015年间，虽然上海市的经济总量增速有所放慢，但是经济结构得到明显改善，经济质量得到明显提升。上海市第二、第三产业在地区生产总值中的占比由2011年的46.13%和 52.38%变为 2015年的 31.81%和67.76%，服务业进一步成为上海市的主要支柱产业；规模以上工业企业总产值由2011年的31 909.64亿元上升到2015年的33 211.58亿元，产业规模化效应得到进一步显现。

3.3.3 对外开放

对外开放程度高几乎是所有港口城市的共同特征。但是上海市的对外开放比较有特点，主要表现在：第一，外贸依存度较低，由2011年的10.93%下降到2015年的7.60%；第二，海外投资能力较强，由2011年的26.58亿美元上升到2015年的398.97亿美元；第三，实际利用外资比例逐年走低，由2011年的62.6%下降到2015年的31.32%，第四，领事馆、友好城市较多。因此，上海市的对外开放在“走出去”领域较强，而在“引进来”领域则做的并不好。

3.3.4 科技创新

科技创新可以较快地推动一个城市的发展。2011—2015年，上海市在科技创新方面投入巨大，从资金上看，由2011年的597.71亿元上升到2015年的936.14亿元；从科创机构数上看，由2011年的3 589个上升到2015年的6 071个。但是相较于巨大的投入，在科技创新的产出方面成效却并不明显，例如科技成果转化项目数五年间始终维持在每年600～700个；万人专利数增长也并不显著。

3.3.5 资源环境

港口城市虽然拥有着较好的资源禀赋，但是随着城市的发展，无节制地利用资源，终究会导致城市环境的恶化，而环境的恶化又将导致城市的进一步发展。2011—2014年，上海市在资源环境保护方面取得了较好的成绩，但是2015年却突然有了明显的下降，这主要是由于2015年上海市的空气质量出现了明显的下降，空气质量优良率仅仅为70.7%，相较2011年下降了22个百分点。在其他环保数据没有明显变化的情况下，空气质量优良率的下降提示不仅仅要关注港口城市本身的环境保护问题，邻近城市的环境保护问题也需要关注。

3.3.6 社会发展

社会发展是城市竞争力的又一个重要体现。社会结构是否合理、社会服务是否完善都会关系到城市是否能够吸引大量的优秀人才，而优秀人才作为优质的人力资源可以提升城市竞争力。2011—2015年，上海市在老年人口比例不断上升的情况下，社会发展依旧取得较大的提高，主要得益于在医疗、教育、城市公共设施、城市安全等方面的进步。尤其是城市wifi覆盖点在5年间取得飞速发展，由2011年的300多个上升到2015年的900余个，使人们在上海市的绝大多数公共场所多能享受到快速便捷的无线网络服务，大大提升上海市对于年轻人的吸引力。

3.3.7 文化影响

2011—2015年，上海市在文化影响方面发展较为缓慢，直接影响了上海市港口城市竞争力的最终结果。上海作为全国历史文化名城有着较好的旅游资源，但是随着其他地区对旅游产业的重视，上海的旅游业受到了一定的冲击，最直接的反映就是5年间旅游人数并没有显著增长，有些年份甚至出现了下跌。从文化活动角度而言，上海利用自身国际化大都市的特点，开展了众多高水平、高规格的文化活动，如国际田联钻石联赛、F1方程式赛车上海站、上海马拉松赛、上海电影节等，这些活动对提升上海市的文化影响具有积极且重要的作用。

总体看来，2011—2015年，上海市港口城市综合竞争力综合指数中，科技创新和社会发展上升趋势最为明显，分别由2011年的0.006和0.057上升到2015年的0.778和0.844。这在一定程度上反映了上海市在“十三五”期间加快科技创新对城市发展的引领以及进一步强化社会民生工作取得了一定的成效。另一方面，受到国际航运经济疲软的连锁影响，港口支撑和对外开放在2015年有略微下降，但基本处于可控状态。同时，随着上海城市经济的不断发展，资源环境和文化影响成为上海进一步发展的制约因素。2015年上海的资源环境呈现明显下降，而文化影响在“十三五”期间指数上升缓慢。

综上所述，上海市作为一座港口城市，2011—2015年间尤其是2013年后发展较为显著，各项因子多处于扩张状态。但是，各项因子之间的发展仍然不平衡，有些因子制约着上海的进一步发展。随着上海的发展，资源环境与经济发展的矛盾越来越突出。虽然上海市不断增加环保和污染治理方面的投入，但2015年资源环境仍然有明显下降。文化影响在2011—2015年间发展较为缓慢。上海作为国际性港口城市，文化影响对其国际化发展有着重要的作用。一方面，上海需要通过文化传播来推广城市自身从而获得很多的国际性资源，另一方面，上海也需要通过文化传播来获得更多的国际认同，进一步提升自己的国际地位和影响力。

4 结 语

本文通过运用全排列多边形图示指示法，以上海市为例定量评价了港口城市竞争力，尝试性地构建了港口城市竞争力评价指标体系。从研究结果来看，基本符合上海市作为港口城市的竞争力变化情况。并且对港口城市竞争力中的子项都进行了变化分析，有助于上海市明确作为港口城市竞争力的优势与劣势，为将来提升竞争力提供科学依据。全排列多边形图示指示法作为一种综合动态评价方法，能够较为科学合理地评价港口城市竞争力，具有实际应用价值和推广意义，为港口城市竞争力评价提供了一种切实可行的新方法。

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