黄河流域工业高质量发展综合评价研究

王 艳，张雪芳，雷淑珍

(1.西安理工大学 经济与管理学院,陕西 西安 710054；2.西北大学 经济管理学院,陕西 西安 710127)

一、引 言

2021年10月8日，中央发布的“黄河流域”规划明确指出要加快制造业转型绿色化智能化。2021年11月2日黄河流域制造业高质量发展高峰论坛指出，黄河流域工业发展速度明显快于全国，但是发展质量整体低于全国平均水平。黄河流域生态保护和高质量发展具有举足轻重的战略地位，推动黄河流域工业高质量发展对实现黄河流域高质量发展全面加速至关重要。那么，黄河流域工业高质量发展的实际状况究竟如何？如何设计黄河流域工业高质量发展评价指标体系？又如何测度黄河流域工业高质量发展水平？显然，这些问题的解答对于推动黄河流域工业高质量全面加速发展具有重要的借鉴意义。

既有研究围绕高质量发展进行了较多的讨论，概括而言，可以分为两大方面：一方面是对高质量发展内涵的界定；另一方面是对不同领域高质量发展水平的测度。就黄河流域高质量发展内涵而言。安树伟和李瑞鹏[1]认为其内涵应展现生态、市场、动能、产业、区域和民生六个视角。任保平等[2]认为其内涵应推动分类、创新、协同、开放和绿色五个维度的发展。其内涵还应该包含人民群众对美好生活的追求[3-4]以及文化[5]等方面。薛澜等[6]认为其内涵最终应实现效益统一的经济生态社会目标。就高质量发展综合评价方法而言。近年来，学者们运用不同的方法对海洋经济[7]、单个省域[8]、中心城市[9]、农业经济[10]以及制造业[11-12]领域的高质量发展水平进行了测度，其中，这些方法主要包括熵权TOPSIS模型、SEM与物元模型、主成分分析法以及灰色关联结合熵值法。目前，贝叶斯网络广泛运用于医学、生物学、心理学和工程学方面，鲜有文献将其与经济领域结合。卢鑫月等[13]使用动态贝叶斯网络和模糊综合评价法测度了地铁隧道施工风险值。刘阳等[14]提出了基于贝叶斯网络的路基震害预测模型。江杉杉等[15]通过构建贝叶斯网络模型探讨了给水管网消毒副产物的生成因素。利用贝叶斯网络结构学习来分析黄河流域工业高质量发展体系各指标间的相互关联尤为重要。

关于工业高质量发展方面的研究，学者们多聚焦于工业高质量发展的指标体系构建及其提升路径。针对工业高质量发展的评价指标体系，申桂萍等[16]构建了工业经济发展和环境污染治理两个子系统。宋晓娜等[17]构建了创新、协调、绿色、开放和共享综合测度指标体系。既有指标体系还包含了运行效率[18]、信息化水平[19]。车明佳等[20]提出了由工业成效、营商要素、影响效应构成的中国工业高质量发展网络生态系统。巨虹等[21]采用ETFP和DEA及Malmquist测度了黄河流域工业发展水平的时空差异。针对提高工业高质量发展的路径，学者们从不同视角出发提出了不同的建议。魏修建等[22]提出通过分层分类施策从而制定工业高质量发展的差异化路径。张翼等[23]提出通过产业链配合分工促使工业企业低碳转型进而拉动低碳工业经济增长。部分学者从传统产业的改造[24]、资源的高效利用[25]、总要素生产率的上升[26]等角度来提出工业高质量发展的路径。另有学者认为可加大工业新产品创新力度[27-29]实现工业绿色发展效率的正增长进而推动工业高质量发展。

基于上述文献分析，已有学者界定了黄河流域高质量发展内涵、提出了工业发展的建议、分享了高质量发展综合评价的方法，现阶段有关黄河流域的研究其视角均重点关注高质量发展、文化、绿色效率、水资源、土地资源利用率等，且取得了一定的研究成果，但存在如下不足之处：一是围绕黄河流域高质量发展已经进行了一定程度的研究，还缺乏对工业高质量发展方面的研究；二是有关黄河流域工业高质量发展测度指标涵盖面不足，评价视角单一。黄河流域工业高质量发展问题仍然是学术界迫切需要解决的实际问题，对黄河流域实现全面高质量发展尤为重要。为此，基于已有研究，本文构建了黄河流域工业高质量发展的评价指标体系，运用熵权TOPSIS—灰色关联模型对2011-2019年黄河流域9省工业高质量发展水平进行了测度与评价，同时对黄河流域工业高质量发展科技创新、绿色发展、经济效益之间的重点关系进行贝叶斯网络结构学习，以期为黄河流域工业高质量发展全面加速提供相应的理论支撑。

二、研究设计

1.指标体系构建

本部分将根据黄河流域生态保护和高质量发展的战略定位和发展目标，结合工业高质量发展的内涵、要求，在查阅相关资料的基础上，借鉴AHP模型中建立的递阶层次结构，构建黄河流域工业高质量发展评价指标体系，选取黄河流域工业高质量发展评价指标体系为目标层，选取技术创新、绿色发展、经济效益三大一级指标为准则层，二级指标为方案层(图1)。其中，在技术创新一级指标下，主要借鉴姚莉[18]、车明佳等[21]学者研究成果，包含R&D工企比、企业平均R&D支出、R&D支出比、工业新产品销售收入比、高技术新收比、引进技术、消化吸收、内购技术、技术改造9个二级指标，这9项指标均为工业高质量发展的效益型指标；在绿色发展一级指标下，参考苏永伟[19]以包含工业废水排放量、工业电力消费总量、工业能源消费总量、工业固废排放总量、工业二氧化硫排放量、一般工业固体废物综合利用率、工业污染源治理投资占工业增加值的比7个二级指标，除了一般工业固体废物综合利用率、工业污染源治理投资占工业增加值的比之外，其余5个均为黄河流域工业高质量发展的成本型指标；在经济效益一级指标下，主要参考苏永伟[19]、段国蕊等[12]的做法，设计包含资产负债率、收入成本比、资产收益率、经济增长贡献率、全员工业劳动生产率、工企主营业收入利润率、从业人员人均主营业收入7个二级指标，这7个指标均为黄河流域工业高质量发展的效益型指标。这23个指标共同构成了一套完整的符合黄河流域工业高质量发展评价指标体系(表1)。

图1 黄河流域工业高质量发展水平评价指标体系构建

表1 黄河流域工业高质量发展评价指标体系

2.测度方法

为了科学有效地评价黄河流域工业高质量发展水平，选用熵权TOPSIS-灰色关联模型对其进行测算。首先，该模型使用熵权法计算得到各方案层评价指标的权重，并且将权重与方案层的23个评价指标相乘得到新数据。其次，基于新数据运用TOPSIS法确定方案层评价指标的正负理想解，并计算出方案层23个评价指标各自与正负理想解间的欧氏距离。再次，运用灰色关联法确定正负理想解与方案层23个评价序列间的灰色关联度。最后，将正负理想解与方案层23个评价指标之间的欧氏距离和灰色关联度综合起来计算出贴近度。该模型规避了因仅使用熵权TOPSIS带来的信息不对称的损失，也规避了因仅使用灰色关联法造成的结果主观性过强的影响。熵权TOPSIS—灰色关联模型进行综合评价的具体步骤如下。

(1)数据标准化处理。由于各个指标数据的量纲不统一、量级有差异，为了消除这些差异的影响需要对各个指标进行预处理，即运用数学公式将其标准化，且对正负指标的处理方法应不同。

对于效益型指标用正向化公式：

(1)

对于成本型指标用逆向化公式：

(2)

构建标准化矩阵：

(3)

式中，yij表示第i(i=1,2,…,m)个评价年度的第j(j=1,2,…,n)个指标的数值。

(2)计算各指标比重熵值和权重。第i项归一化占比：

(4)

第j项指标的熵值：

(5)

第j项指标的权重：

(6)

其中，1-ej为变异系数。

(3)计算理想解和欧氏距离。构造规范化决策矩阵Z=(zij)m×n

zij=ωj×yij,i=1,…,m;j=1,…,n

(7)

正理想解和负理想解的确定：

Z+={(maxzij|j∈J)|i=1,…,m}Z-={(minzij|j∈J)|i=1,…,m}

(8)

评价对象与正负理想解间的欧式距离：

(9)

(10)

(4)计算灰色关联度。计算第i个评估年份的第j列指标与正负理想解的灰色关联度：

(11)

其中，σ为分辨系数。

(5)计算贴近度。第i个评价对象的综合得分，首先综合灰色关联度和欧氏距离：

(12)

最后计算第i个评价对象的贴近度：

(13)

3.数据来源及说明

根据《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》文件，黄河干支流流经山西、内蒙古、山东、河南、四川、陕西、甘肃、青海、宁夏9个省区，故选取黄河流域9省作为研究样本，采用9省工业高质量发展各项指标的2430个基础数据均来源于2012-2020年的《中国科技统计年鉴》《中国工业统计年鉴》《中国环境统计年鉴》、国家统计局和黄河流域9省各自的统计年鉴。其中，由于选取的规模以上工业企业指标的统计口径曾发生过变更，为尽量保证原始数据可统一标准化，故仅对2011-2019年相关数据进行收集并测算，个别残缺数据用插补法补齐。方案层23个指标的描述性统计结果见表2。

表2 变量描述性统计

三、测度结果与分析

根据上述熵权TOPSIS结合灰色关联法进行测算，可得到关于黄河流域工业高质量发展的总体水平评价结果和各准则层一级指标水平评价结果。

1.黄河流域9省工业高质量发展的总体水平比较

根据表3、图2可以看出， 2011-2019年黄河流域9省工业高质量发展水平大致呈“U”形。具体地，河南省工业高质量发展水平在考察期内呈“U”型趋势；山东省在2011-2019年黄河流域9省中工业高质量发展是最稳定的；山西省工业高质量发展水平在考察期间呈现先降后升的趋势，从2011年的0.498 0降至2016年的0.468 5，后又升至2019年的0.500 4，整个过程大致呈“U”型发展；甘肃省的工业高质量发展趋势与山西省的发展趋势大致相同，都呈“U”型，青海省工业高质量发展在考察期间呈现先升后降再升再降的趋势；四川省工业高质量发展在考察期内呈现先降后升再降再升的趋势；陕西省的工业高质量发展指数在2014年和2015年有较大的波动，其余年间均保持上升；内蒙古的工业高质量发展指数在2011年和2012年有较大的波动，其余年间基本稳定；宁夏的工业高质量发展指数在2015年有较大波动，其余时间都比较稳定。综合来看，考察期内黄河流域各省区工业高质量发展综合指数整体偏低且变化不明显，结合黄河流域发展现状来看，原因在于黄河流域大部分地区经济发展缓慢且水平落后、要素资源错配且利用率低。

图2 2011-2019年黄河流域9省工业高质量发展趋势

表3 2011-2019年黄河流域9省工业高质量发展总体水平测度结果

各省区中，以2019年工业高质量发展指数进行排序，河南为0.511 2，排第1位；山东为0.502 7，排第2位；山西为0.500 4，排第3位；甘肃为0.488 6，排第4位；青海为0.480 7，排第5位；四川为0.473 8，排第6位；陕西为0.472 0，排第7位；内蒙古为0.464 6，排第8位；宁夏为0.460 9，排第9位。各省区工业高质量发展总体水平差异较大，原因在于黄河流域部分地区受到地域限制和产业结构倚能倚重等制约，导致黄河流域工业发展不协调。

2.黄河流域9省工业高质量发展的具体指标比较

黄河流域工业高质量发展水平的贴近度得分只能反映出黄河流域9省工业的整体发展情况，按照同样的方法测算2011-2019年黄河流域9省工业高质量发展评价体系中准则层指标的贴近度得分，可进一步研究其各个一级指标发展的具体情况。从表4看，2011年黄河流域9省中经济效益水平排名第1的是河南，其指标值达到0.517 9，主要是因为工企主营业收入利润率、收入成本比、资产收益率的规范化数值均为1，黄河流域9省中经济效益水平排名最低的是山东，其指标值仅为0.458 1，主要是因为全员工业劳动生产率、工企从业人员人均主营业收入规范化数值均为0；2019年，黄河流域9省经济效益水平排名第1的是山西，其指标值达到了0.598 4，主要是因为全员劳动生产率、经济增长贡献率、工企从业人员人均主营业收入规范化的数值均为1，黄河流域9省中经济效益水平排名最后的为内蒙古，其指标值仅为0.479 7，主要是因为资产负债率的标准化数值为0。

表4 2011-2019年黄河流域9省工业高质量发展经济效益水平测度结果

由表5可知，黄河流域9省工业高质量绿色发展水平的态势变化波动较大。分项来看，2011年黄河流域9省工业高质量发展之绿色发展测度指数排名第1的是内蒙古，其指标值达到了0.526 8，主要是因为一般工业固体废物综合利用率和工业电力消费总量的规范化数值均为1，黄河流域9省工业高质量发展之绿色发展测度指数排名最后的是四川，其指标值仅为0.441 9，主要原因是工业废水排放量、工业能源消费、工业二氧化硫排放量和工业电力消费的规范化数值均为0；2019年黄河流域9省工业高质量发展之绿色发展测度指数排名第1的是山西，其指标值达到了0.543 2，主要是因为工业废气排放的规范化数值为1，黄河流域9省工业高质量发展之绿色发展测度指数排名最末的是宁夏，其指标数值仅为0.448 1，主要是因为工业能源消费和工业电力消费的规范化数值均为0。

表5 2011-2019年黄河流域9省工业高质量发展绿色发展水平测度结果

由表6可知，2011-2019年黄河流域9省工业高质量发展科技创新水平的指数指标变化波动较大。具体来看，2011年山西最高，达到0.505 7，主要是因为引进技术、消化吸收和技术改造的规范化数值均为1，甘肃最小，仅为0.458 6，主要是因为R&D公企比的规范化数值为0；2019年四川最高，达到0.472 1，主要是因为新品收入比、R&D公企比的规范化数值均为1，内蒙古最小，仅为0.428 2，主要是因为企业平均R&D支出的规范化数值为0。

表6 2011-2019年黄河流域9省工业高质量科技创新水平测度结果

3.黄河流域工业高质量发展指标间因果关系分析

为进一步探讨黄河流域工业高质量发展各指标间因果动态关系，本部分将运用贝叶斯网络结构学习，对黄河流域工业高质量发展体系准则层经济效益、科技创新、绿色发展两两间的因果机制进行深入研究。以可视化的贝叶斯网络图作为梳理黄河流域工业高质量发展系统间重点关系的工具，目的是厘清当前黄河流域工业高质量发展的因果动态关系，并对系统内各指标关系进行重点解析，分析当前发展现状与可能存在的问题。为使经济效益、科技创新、绿色发展间的因果机制可视化，本文采用GeNIe软件构建黄河流域工业高质量发展贝叶斯网络。具体做法是将处理后的2019年黄河流域9省离散化数据导入贝叶斯网络软件 GeNIe中，并选择GeNIe软件附带的K2算法，以各指标权重的排序替代节点优先次序进行贝叶斯网络结构学习。在此基础上，对贝叶斯网络结构学习图进行修改、调整。最终构建了如下可视化黄河流域工业高质量发展的贝叶斯网络结构图。

从图3可看到，形成“资产负债率→企业平均R&D支出→引进技术→内购技术→资产收益率→R&D支出比→R&D公企比→经济增长贡献率”“资产负债率→技术改造→企业平均R&D支出→引进技术→内购技术→资产收益率→R&D支出比→R&D公企比→经济增长贡献率”“资产负债率→技术改造→消化吸收→内购技术→资产收益率→R&D支出比→R&D公企比→经济增长贡献率”3条正向传导链，表明加大黄河流域工业企业的技术改造投入会提升黄河流域工业企业经济增长贡献率，但此过程不可逆因为未看到逆向传导路线。其中，贝叶斯网络图中有向边的粗细表示影响强度的强弱，越粗影响强度越强，可看到黄河流域工业企业技术改造对工业企业人均主营收入的影响较强，黄河流域工业企业R&D公企比对黄河流域工业企业经济增长贡献率的影响较强，R&D支出比对R&D公企比的影响较强。因此，可通过加大黄河流域工业企业技术改造经费投入来提高黄河流域工业企业人均主营业收入，进而推动黄河流域工业高质量发展。

图3 经济效益与技术创新贝叶斯网络结构学习

从图4看到，“经济增长贡献率→工业废水排放→工业劳动生产率→工业污染源治理投资比→工业固废产生”“经济增长贡献率→工业废水排放→工业能源消费→资产收益率→资产负债率→工企主营业收入利润率→工业固废产生”“经济增长贡献率→工业废水排放→资产收益率→资产负债率→工企主营业收入利润率→工业固废产生”“经济增长贡献率→工业废水排放→资产收益率→收入成本比→一般工业固体废物综合利用率→工企主营业收入利润率→工业固废产生”4条正向传导链，表明经济增长贡献率会正向作用工业固废产生。从短期视角看，黄河流域工业企业的经济增长对黄河流域环境产生负外部性的影响，表明黄河流域工业企业为实现短期经济的增长而放弃了绿色生态发展道路。黄河流域工业经济增长贡献率对黄河流域工业废水排放的影响较强，黄河流域工业废水排放对黄河流域工业能源消费和黄河流域工业劳动生产率的影响较强。因此，要积极治理黄河流域工业废水排放污染，加大对黄河流域工业企业水污染治理投资力度，从而提高黄河流域工业企业经济效益，进而推动黄河流域工业高质量发展绿色化智能化。

图4 经济效益与绿色发展贝叶斯网络结构学习

从图5看到，“一般工业固体废物综合利用率→技术改造→工业污染源治理投资比→工业固废产生→工业电力消费→技术新收比”“一般工业固体废物综合利用率→内购技术→工业污染源治理投资比→工业固废产生→工业电力消费→高技术新收比”“R&D公企比→R&D支出比→工业废水排放→工业能源消费→内购技术→工业污染源治理投资比→工业固废产生→工业电力消费→高技术新收比”“R&D公企比→R&D支出比→一般工业固体废物综合利用率→工业电力消费→高技术新收比”“R&D公企比→R&D支出比→工业废水排放→一般工业固体废物综合利用率→工业电力消费→高技术新收比”5条正向传导链，表明黄河流域工业企业的一般工业固体废物综合利用率、R&D公企比均对高技术新收比具有正向促进作用。其中，黄河流域工业废水排放对黄河流域工业能源消费的影响较强。在短期内，黄河流域工业企业绿色发展对黄河流域工业企业技术创新有创新补偿效应。因此，从长期视角看，黄河流域工业企业加大基础创新会形成保护环境和节约资源的新型产业结构，从而推动黄河流域工业高质量绿色发展。

图5 绿色发展与技术创新贝叶斯网络结构学习

四、结论与建议

采用熵权TOPSIS—灰色关联法测算了2011-2019年黄河流域工业高质量发展水平结果，基于贝叶斯网络结构学习进一步分析了黄河流域工业高质量发展体系指标间重点关系，得出如下结论。

第一，整体来看，2011-2019年黄河流域工业高质量发展水平大致呈“U”型。具体来看，2019年工业高质量发展经济效益指标水平，山西居9省第1，内蒙古排名最后；2019年工业高质量发展科技创新指标水平，四川居9省第1，内蒙古排名最后；2019年工业高质量发展绿色发展指标水平，山西居9省第1，宁夏排名最后。

第二，黄河流域工业高质量发展贝叶斯网络结构学习图显示：加大黄河流域工企技术改造投入会促进工企经济增长贡献率；加大黄河流域工企水污染治理投资力度会提高黄河流域工企经济效益；黄河流域工企一般工业固体废物综合利用率对工企高技术新收比具有正向促进作用。

根据前文研究结论，针对黄河流域工业高质量发展提出如下建议。

第一，技术创新方面，要加大工业企业基础创新投资力度。黄河流域9省应该加强技术创新，尤其是工业技术创造水平较低的青海、甘肃和四川等地。技术创新是第一生产力，各地工业企业应有效增加技术研发投入，引入新型科技，解决技术落后的根本性问题，通过加强基础创新来提高黄河流域工业企业的经济增长贡献率。因此，将基础创新运用于制造业研发、生产、服务、管理的各个环节，积极转变产业结构，促进工业企业创新，早日形成生态绿色智能的工业企业创新体系，从而加速推动黄河流域实现工业高质量发展。

第二，绿色发展方面，要加大工业企业治污投资力度。黄河流域如宁夏、内蒙古、甘肃和山东工业高质量发展之绿色发展水平指数都相对较低，要加大工业企业污染治理力度。对高耗能行业进行三控：控制其能耗，控制高能耗产业规模，控制高能耗企业数量；不能再走先污染后治理的老路，加快工业绿色智能化发展是带领黄河流域工业走向高质量发展的必由之路；对工业废水排放量大的企业征收排污费用，倒逼其产业结构转型升级，平衡工业企业对环境产生的负外部性，形成保护环境的绿色产业结构。加大环境治理投资力度。大力发展好循环经济，进一步推动黄河流域工业高质量发展。

第三，经济效益方面，要弥补全员工业劳动生产率的短板。黄河流域陕西、四川等地工企从业人员人均主营业收入和全员工业劳动生产率较低，前文研究表明工业企业技术改造对工业企业人均主营收入的正向影响较强，因此，通过加大黄河流域工业企业技术改造经费投入来提高黄河流域工业企业人均主营业收入，以科技创新赋能传统产业布局模式，提高工业企业全员工业劳动生产率，从而促进黄河流域工业经济高质量发展。