基于耦合协调关系下交通运输与区域经济的研究——以四川为例

文/张晓琴 李明星

1.引言

交通运输是区域经济系统中至关重要的组成部分，本文以四川省2001～2018年之间的交通运输和经济发展数据为基础，构建评价交通运输和经济发展指数的指标体系，运用ARIMA插补法对在时间序列上存在部分缺失的指标进行缺失值填充，得到2001～2018年间完整的数据集，通过对2001～2018年的交通运输与经济耦合度、协调度和耦合协调度进行定量计算，判断二者间的协调发展程度，为后续二者的协调发展提供思路。

2.理论模型

2.1 ARIMA插补法

本文中使用2001～2018年的四川省统计年鉴数据，部分指标在某些年份上存在数值缺失，ARIMA模型（Autoregressive Integrated Moving Average model）可以利用已知数据的拟合，从而预测缺失点的数值，达到缺失值填充的目的。

2.2 熵值法

熵是对不确定性的一种衡量，我们可以通过计算熵值来判断一个事件的随机性及无序程度，也可以用熵值来判断某个指标的离散程度。因为选取指标的单位不统一，须进行标准化处理，处理后的数据依照以下步骤计算每个指标下的熵值：

第一步：计算第j项指标下第i个样本值占该指标的比重。

第五步：计算各样本的综合得分。可通过乘以对应权数来计算样本评价值，第个样本对象下评价值为：

2.3 耦合协调度

耦合度是指两个或两个以上系统之间的相互作用影响程度，反映了系统之间的相互依赖、相互制约的程度。交通运输既是区域经济发展的表象，也是推动区域经济发展的重要因素。这两个系统通过各自的耦合要素在时间趋势上相互作用、彼此影响，耦合度就是两者相互作用、相互影响非线性关系的总和[3]。公式为：

式中Ux表示交通运输指数，Cxy表示经济发展指数，表示两者之间的耦合度，取值范围为0～1，值越大表两者发展越耦合。

交通运输需要对经济发展具有一定的承载能力（如货运、客运等），同时经济发展也是交通运输蓬勃发展的前提。为此，本文引入交通运输和经济协调度Txy，公式为：

耦合协调度是衡量协调发展状况的定量指标，能规避单纯依靠耦合度产生的误差[4]，公式为：

3.数据分析

3.1 交通运输和经济发展指标体系的选取

本文根据相关文献和理论研究基础，收集与交通运输和经济发展相关的因素，同时选取具有代表性的一些指标，即代表二者协调发展的内涵、特征和发展趋势，如表3-1。交通运输系统指标选取了公路、铁路、内河航道里程和民航运输线路长度、客运量和货运量、旅客周转量和货物周转量。经济发展系统中，选取人均GDP、GDP增长率、财政收入、进出口总额、社会消费品零售总额、固定资产投资额等系列指标。所以，表3-1所构建的交通运输和经济发展的指标体系是相对全面的，极少部分的数据缺失将通过缺失值插补得到填充。

表3-1：交通运输和经济发展指标体系

根据2001～2018年《四川省统计年鉴》整理得到各指标的原始数据，针对某些指标1中的数据进行插补缺失值后得到完整的数据集，其涵盖了四川省2001～2018这18年之间的年度统计数据。本文根据四川省与交通运输和经济发展相关的各指标在2001～2018年间的完整数据，计算构成交通运输和经济发展指数的各个指标的权重（如表3-1），最后，各指标权重的加权平均计算得到四川省历年交通运输和经济发展指数，如表3-2所示。

表3-2：四川省历年交通运输和经济发展指数

图3-1描述了交通运输指数和经济发展指数从2001年到2018年间的变化趋势图，皆呈现出逐年上升的趋势，且交通运输指数和经济发展指数之间的相关系数为0.987，显示出时间趋势上的高度相关关系。

3.3 耦合协调关系分析

按照2.3节中式（2-7）、（2-8）和（2-9），以2001～2018年的交通运输和经济发展指数为基础，分别计算两者之间的耦合度（C）、协调度（T）和耦合协调度（D）。从表3-3可以得出，在2001年到2006年之间交通运输和经济发展处在失调状态，且该失调状态呈现出逐年衰退趋势。而2007年到2018年之间交通运输和经济发展处于协调发展阶段，且耦合协调度逐年升高，2018年已经达到优质的耦合协调程度。从图3-2中交通运输和经济发展指数增长率的历年变化趋势图可以看出，交通运输的变动对经济发展的协调影响在时间段的前期具有严重的滞后性，而到了2015年之后，两者之间的变化高度一致，这也和耦合协调分析的结果是一致的。

图3-1：2001～2018年交通运输和经济发展指数的趋势图

表3-3：交通运输和经济发展指数之间的耦合协调关系

4.结论

1）交通运输指数评估中，民航运输线路长度在时间趋势上的变化最大，其次是货物周转量、货运量和公路里程，这表明四川在2001～2018年间的经济建设和发展中，大力推动民航运输线路和公路里程的建设，极大地提高了货物周转量和货运量。但客运量在2013年出现断崖式降低，且紧接着逐年缓慢下降。经济发展指数评估中，社会消费品零售总额、固定资产投资与财政收入所占权重较大，即对经济发展指数的影响也大，所以四川的经济发展政策还是依靠投资和消费。

2）交通运输是经济发展的前提，且在时间趋势上领先于经济发展，但随着时间的推进这个领先差距在逐渐减少，两者之间的协调关系在不断地相互适应和稳步提高。

3）耦合协调研究中，2001～2006年之间交通运输和经济发展处于失调状态，且逐年衰退，而2007～2018年之间交通运输和经济发展处于协调发展阶段，且耦合协调度逐年升高，2018年已经达到优质的耦合协调程度。

因此，对相关部门在制定交通运输和经济发展的政策时可提供以下建议：一是大力推动四川交通运输网络的建设，加快实现区域经济发展的一体化进程。二是以技术创新为驱动，推动交通运输和经济发展结构的转型升级。