基于FAHP-DEMATEL的轨道交通产业高质量发展评价指标体系研究

薛 锋，王朝阳，李青青

(1.西南交通大学 交通运输与物流学院，成都 611756；

2.西南交通大学 综合交通大数据应用技术国家工程实验室，成都 611756)

党的十九大报告明确指出，中国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段。这意味着依靠要素投入、规模扩张的粗放型增长模式已经结束，中国经济逐渐进入创新驱动、绿色发展的新时期。轨道交通产业作为国民经济的重要组成部分，是推动经济高质量发展的重要环节，《中国制造2025》战略文件从国家层面提出要推动优势产业快速发展，建立世界领先的轨道交通产业体系。在此背景下，研究如何构建轨道交通产业高质量发展评价指标体系，有助于全面掌握产业高质量发展影响因素，为相关部门制定政策提供理论依据。

从现有研究来看，大多数学者主要针对建筑业、制造业、农业等产业的高质量发展评价体系进行研究。高华建等[1]基于文献调研和专家咨询，从宏观表现、建筑产品、社会效益等方面构建建筑业高质量发展评价指标体系，使用层次分析法确定指标权重；杨浩昌等[2]从经济创造、科技创新、对外开放和绿色环保4个方面选取制造业高质量发展评价指标，运用动态激励模型研究中国制造业高质量发展水平；刘涛等[3]以新发展理念为依据，构建了包含32个指标的农业高质量发展评价指标体系。此外有部分学者对轨道交通产业进行研究，主要涉及产业集群、产业竞争力等方面。黄倩等[4]基于复杂网络理论研究轨道交通产业集群网络的结构特征与关键企业；徐菱等[5]通过构建产业规模、创新环境、政策支持等方面的指标体系，对2015-2019年成都轨道交通产业竞争力水平进行测度。以上研究仅涉及轨道交通产业的某一方面，针对产业高质量发展及评价体系的研究内容涉及较少。

既有研究对产业高质量发展作出了探索，但将高质量发展主题应用到轨道交通产业的研究较为匮乏，且未能深入分析指标在高质量发展评价中的地位及指标间的关联性。基于此，本文以新发展理念为理论依据，从创新、协调、绿色、开放、共享5个维度构建轨道交通产业高质量发展评价指标体系，采用决策试验与评价实验室法(DEMATEL)和模糊层次分析法(FAHP)分析指标间影响关系，确定指标权重，识别出轨道交通产业高质量发展的关键影响因素，为产业高质量发展提供决策参考。

1 研究方法

1.1 模糊层次分析法

模糊层次分析法(FAHP)是在传统层次分析法基础上，引入模糊数学理论得到的一种主观赋权方法。与传统AHP方法不同的是，模糊层次分析法需要构建模糊互补判断矩阵，并通过数学变换得到模糊一致矩阵，采用行和归一化方法求得指标权重，具体步骤如下：

1)建立模糊互补判断矩阵。设有n个指标组成集合X={x1,x2,…,xn}，将任意两个指标两两比较，采用0.1～0.9标度表示指标间的重要程度比[6]，得到模糊互补判断矩阵A=(aij)n×n。其中aij为指标xi与xj的重要程度比。

(1)

3)计算指标权重。将模糊一致矩阵中的元素按行求和并进行归一化处理，得到指标权重wi为

i=1,2,…,n

(2)

4)一致性检验。根据求出的权重向量w=(w1,w2,…,wn)T，构造模糊判断矩阵A的特征矩阵W=(wij)n×n，其中wij=wi/(wi+wj)，并根据式(3)计算A与W的相容性指标I(A,W)，当I(A,W)≤0.1时，可认为判断矩阵A是满意一致的[7]，否则需要重新构造判断矩阵。

(3)

1.2 决策试验与评价实验室法

决策试验与评价实验室法(DEMATEL)是一种基于图论和矩阵的系统科学方法[8]，核心思想是根据指标之间的逻辑关系建立直接影响矩阵，分析各指标的影响度、被影响度、中心度与原因度，从而得到指标间的因果关系及重要程度，计算步骤如下：

1)构造直接影响矩阵。通过专家打分法确定指标之间的影响程度，采用0～4标度表示，其中0表示无影响，1表示低度影响，2表示中度影响，3表示高度影响，4表示极高度影响。对所有指标两两比较，得到直接影响矩阵C=(cij)n×n，其中cij表示指标xi对指标xj的直接影响程度，对角线元素均为0。

3)根据规范化直接影响矩阵，计算综合影响矩阵T=(tij)n×n=D(I-D)-1，其中I为单位矩阵。

4)计算各指标的影响度fi、被影响度ei、中心度fi+ei与原因度fi-ei，计算公式为

(4)

影响度fi表示该指标对其他指标的影响总和；被影响度ei表示该指标受其他指标影响的总和；中心度为影响度与被影响度之和，表示指标在系统中的地位及作用；原因度为影响度与被影响度之差，当原因度大于0时，表示该指标对其他指标影响较大，属于原因指标，当原因度小于0时，表示该指标容易受到其他指标影响，属于结果指标。

2 轨道交通产业高质量发展评价指标体系构建

2.1 轨道交通产业高质量发展内涵

轨道交通产业作为国家战略新兴产业的重要组成部分，是集多学科、多行业为一体的综合性产业系统，具有独特的产业结构与特点。随着中国经济高速增长和城镇化进程加快，轨道交通产业进入黄金发展时期，中国已进入轨道交通时代。轨道交通产业主要由围绕轨道交通建设和运营的相关生产活动所构成，大致可分为规划设计咨询、工程建设施工、车辆装备制造、运营维护管理以及增值服务5大环节，涉及数十个专业领域[9-10]。从产业链的角度出发，可以建立轨道交通产业的双链结构模型，即轨道交通工程建设产业链和产品产业链，二者互相影响、互相促进，共同组成轨道交通产业系统。

目前学术界还没有针对轨道交通产业高质量发展内涵的界定，但是关于经济高质量发展的研究较为丰富，且大多依据新发展理念。由于轨道交通产业与经济发展具有密切关系，研究轨道交通产业高质量发展将为中国经济高质量发展注入强大动力。因此，结合新发展理念，将轨道交通产业高质量发展描述为创新作为根本动力、协调作为内在要求、绿色作为基本条件、开放作为必由之路、共享作为最终目的的全方位发展模式[3]。

1)创新是轨道交通产业高质量发展的根本动力。随着中国人口红利减少，经济增长动力逐渐从要素驱动向创新驱动转变。创新是引领产业发展的第一动力，要提高轨道交通产业的创新投入与创新产出水平，进而提升产业生产效率和竞争优势，从根本上实现高质量发展。

2)协调是轨道交通产业高质量发展的内在要求。当前不平衡不充分发展已成为制约经济发展的主要矛盾，轨道交通产业协调发展要求优化产业结构、提高资源利用效率和产业经济创造水平，解决产业发展不平衡的问题，推动高质量发展。

3)绿色是轨道交通产业高质量发展的基本条件。要将绿色可持续发展贯穿轨道交通产业高质量发展的全过程，尽量减少轨道交通工程建设、装备制造和运营阶段的资源消耗与污染排放，加强环境保护力度，牢记“绿水青山就是金山银山”的发展理念。

4)开放是轨道交通产业高质量发展的必由之路。随着“一带一路”倡议推进和经济全球化进程加快，对外开放已成为轨道交通产业高质量发展的必然选择。要提高产业对外贸易与外商投资水平，推动轨道交通装备与工程建设项目“走出去”，形成全面开放新格局。

5)共享是轨道交通产业高质量发展的最终目的。轨道交通是社会发展的重要支撑，要充分发挥轨道交通产业的社会保障作用，完善就业体系，鼓励民营企业发展；此外由于轨道交通是一个复杂的综合性产业，在自身发展的同时还要积极带动相关产业发展，让产业发展成果惠及全社会。

2.2 评价指标体系构建

根据对轨道交通产业高质量发展内涵的理解，以新发展理念为理论依据，在综合既有研究成果的基础上，遵循科学性、系统性、全面性等原则，初步构建了包含创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展和共享发展5个一级指标、12个二级指标、42个三级指标的轨道交通产业高质量发展评价指标体系。

由于轨道交通产业高质量发展存在诸多影响因素，初步构建的评价指标体系较为复杂，且部分指标反唤的信息具有重叠性。为保证实际评价工作的准确性与可操作性，在不影响指标体系基本结构的前提下，使用考虑敏感性的德尔菲法进行指标筛选[11]。通过设计调查问卷，邀请轨道交通企业管理人员、高校教授等组成10个专家组参与调研，每个专家组有5位专家。采用李克特5级量表对42个初始指标的认可度进行打分，1表示非常不重要，2表示不重要，3表示一般重要，4表示重要，5表示非常重要，取所有专家组打分的平均值作为各指标的平均认可度。借鉴经济学中“敏感性”的概念，将所有指标中对轨道交通产业高质量发展影响较大的称为敏感性指标，指标的敏感度即为专家群组的平均认可度，计算得到评价指标的认可度如图1所示，指标的敏感性分布如图2所示。

图1 评价指标的认可度

图2 指标的敏感性分布

将敏感性阈值[12]设为3.75，删除敏感度小于3.75的指标，其余指标均为敏感性指标，最终建立轨道交通产业高质量发展评价指标体系，见表1。

表1 轨道交通产业高质量发展评价指标体系

1)创新发展。创新是推动轨道交通产业高质量发展的第一动力，对产业转型升级具有强大促进作用，主要包括创新投入和创新产出2方面。创新投入是轨道交通产业进行科技活动的重要基础，一般分为人力投入和财力投入，选取轨道交通科研机构数量、轨道交通科技人员数量和轨道交通R&D经费投入占GDP比重3个指标测度；创新产出是衡量轨道交通产业创新效率与成果的重要指标，选取轨道交通专利授权数量、轨道交通高新技术产值占总产值比重和轨道交通新产品销售收入占主营业务收入比重3个指标测度。

2)协调发展。在新形势下，确保轨道交通产业在国民经济中的地位、协调轨道交通资源分配是推动高质量发展的内在需求，从产业结构、资源利用、经济发展3个方面考察轨道交通产业协调发展情况。产业结构反映轨道交通产业对经济、就业的贡献及自身发展的均衡度，选取轨道交通产业增加值占GDP比重、轨道交通产业从业人数占全社会从业人数比重、轨道交通产业集中度来衡量；资源利用体现了轨道交通基础设施资源的基本情况，选取人均铁路运营里程、人均城市轨道交通运营里程和轨道交通产业园总面积进行衡量；经济发展是指轨道交通产业的经济创造能力，选取轨道交通产业生产总值、轨道交通客运周转量和区域GDP增长速度进行衡量。

3)绿色发展。面对日益严峻的资源与环境压力，绿色可持续已成为轨道交通产业高质量发展的普遍要求，轨道交通作为能源消耗大户，要将绿色发展理念贯穿每一个环节。从可持续发展的角度，选取单位产值电能和钢材消耗量反映轨道交通运营、工程建设、装备制造等阶段的资源消耗情况；选取单位产值废水、废气、固体废弃物排放量衡量轨道交通产业的污染排放情况；选取建成区绿化覆盖率、城市空气质量优良天数比例、环保支出占财政支出比重反映城市的环境保护力度。

4)开放发展。开放是一个国家经济繁荣的必由之路，也是轨道交通产业高质量发展的必然选择，结合经济开放的评价指标与产业实际情况，从外贸开放和外资开放2个维度进行考察。外贸开放反映轨道交通产业的国际贸易开放程度，选取轨道交通产业进出口总额占总产值比重、轨道交通海外工程合同总额和轨道交通装备国际市场占有率进行刻画；外资开放衡量轨道交通行业的外商投资水平，使用轨道交通外商直接投资占总产值比重来表示。

5)共享发展。共享是轨道交通产业高质量发展的根本目标，产业发展成果应由广大人民群众共享，因此从社会保障和产业带动2个方面进行刻画。社会保障反映轨道交通产业为社会就业提供的保障，以及鼓励民营企业发展，选取轨道交通从业人员数量、轨道交通民营企业占比进行衡量；由于轨道交通是综合性产业，产业链上的每一部分都涉及很多其他产业，共享发展还体现在带动相关产业的共同发展，选取轨道交通对建筑业、制造业、服务业的带动作用来衡量。

3 评价指标关联性分析与权重确定

3.1 基于DEMATEL的指标间影响关系分析

通过详细解释研究目的及评价指标体系含义，邀请专家对指标间的相互影响关系进行判断，构造直接影响矩阵，然后进行规范化处理并计算出综合影响矩阵，得到评价指标的影响度、被影响度、中心度与原因度，见表2。为了更加直观地分析指标间的关系，以中心度为横坐标，原因度为纵坐标，绘制指标间因果关系图，如图3所示，并引入中心度平均值，利用四象限法对指标进行区域划分。

1)影响度与被影响度分析。从影响度来看，轨道交通产业生产总值、轨道交通产业增加值占GDP比重、轨道交通产业从业人数占全社会从业人数比重对其他指标的影响较大，其中轨道交通产业生产总值是产业经济创造能力的直接体现，决定了整个产业的高质量发展水平；轨道交通产业增加值占GDP比重、从业人数占全社会从业人数比重反映了轨道交通产业在国民经济中的地位及重要程度，因此对其他指标具有深刻影响。从被影响度来看，区域GDP增长速度、轨道交通产业生产总值、单位产值固体废弃物排放量受其他指标影响较为显著，需要关注此类指标的改善难易程度，同时可以发现轨道交通产业生产总值的影响度和被影响度都较大。

表2 评价指标的影响度、被影响度、中心度与原因度

图3 指标间因果关系图

2)中心度分析。中心度计算结果及因果图表明，轨道交通产业生产总值、区域GDP增长速度、轨道交通产业增加值占GDP比重、轨道交通从业人数量、轨道交通对建筑业的带动作用等位于第Ⅰ象限和第Ⅳ象限的指标，其中心度大于平均值，说明这些指标在所有因素指标中处于核心位置，与其他指标的关系最为密切，对于轨道交通产业高质量发展尤为重要，因此应给予重点关注。

3)原因度分析。根据原因度的正负，可将指标分为原因指标与结果指标。从计算结果可以看出，轨道交通产业生产总值、人均铁路运营里程、轨道交通产业集中度等位于第Ⅰ象限和第Ⅱ象限的指标，其原因度均为正数，属于原因指标。这些指标不仅自身对系统整体具有显著影响，而且还会对其他指标产生较大影响，是推动轨道交通产业高质量发展最根本的动力因素，也是提升产业水平需要重点考虑的因素。轨道交通产业进出口总额占总产值比重、轨道交通专利授权数量、轨道交通产业园总面积等位于第Ⅲ象限和第Ⅳ象限的指标，原因度均为负数，属于结果指标，这些指标容易受到其他因素影响，是推动产业高质量发展最直接的动力因素，也是短时期内影响效果最显著的因素。

4)综合分析。由于中心度反映了指标在整体系统中的重要性，原因度反映了某个指标对其他指标的影响程度，因此选择中心度和原因度均较高的指标作为关键指标[13]，即因果图中位于第Ⅰ象限的6个指标，它们是推动轨道交通产业高质量发展、提高产业竞争优势的关键所在。

3.2 基于FAHP-DEMATEL的指标权重确定

采用模糊层次分析法确定指标初始权重，邀请专家对同一层次指标间的重要程度进行打分，按照0.1～0.9标度构造模糊判断矩阵，一共得到17个判断矩阵。以5个一级指标为例，构造的模糊判断矩阵为

将上述矩阵代入式(2)计算出权重向量w=(0.235 0,0.217 5,0.182 5,0.168 8,0.198 2)T，并构造特征矩阵进行一致性检验，求出相容性指标I(A,W)=0.082 8<0.1，因此可以认为权重是合理的。对所有指标重复上述计算过程，相容性指标均小于0.1，一致性检验通过，得到轨道交通产业高质量发展评价指标的初始权重W1。根据表2中指标的影响度与被影响度，将二者相乘并进行归一化，计算出基于DEMATEL的指标影响权重W2，对上述初始权重W1和影响权重W2进行乘法组合，得到轨道交通产业高质量发展评价指标综合权重，见表3。

表3 轨道交通产业高质量发展评价指标综合权重

从表3可以看出，采用FAHP-DEMATEL求出的指标综合权重中，位于前列的有轨道交通从业人员数量、轨道交通产业生产总值、区域GDP增长速度、轨道交通产业进出口总额占总产值比重、轨道交通产业增加值占GDP比重、轨道交通对建筑业的带动作用，说明这些指标是推动轨道交通产业高质量发展的主导因素。该结果与采用DEMATEL识别出的关键指标基本一致，表明FAHP-DEMATEL方法计算出的指标权重具有较高可信度。模糊层次分析法通过比较同层次指标的重要度确定权重，但没有考虑指标间的相互影响关系，求出的权重可信度较低。而综合采用模糊层次分析法与DEMATEL方法，可以较为全面地考虑指标间的依存关系，避免单一专家意见的局限性，使权重分配更加客观真实。

4 结语

基于既有经济及产业高质量发展评价研究，以“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念为依据，在分析轨道交通产业高质量发展内涵的基础上筛选指标，建立产业高质量发展评价指标体系。采用DEMATEL法分析指标间影响关系，识别出轨道交通产业生产总值、轨道交通产业增加值占GDP比重、轨道交通从业人数等关键指标，结合模糊层次分析法确定指标权重。由此构建出的评价指标体系及研究成果能够为政府等有关部门制定产业发展规划提供参考依据，有效推动轨道交通产业高质量发展。然而轨道交通产业高质量发展的影响因素纷繁复杂，本文选取的指标仍不够全面，且没有针对某个城市或区域的具体应用，这将是下一步的研究方向。