基于协同学的机场与地方经济协调发展模型

2013-10-17曾文坚王志鑫

交通科技与经济 2013年1期

马驰，曾文坚，王志鑫

（中国民航大学机场学院，天津 300300）

机场作为综合交通运输体系中的重要组成部分，同时是地方经济活动的重要节点，对地方经济的发展起到了重要的促进作用，同样，机场的运营和发展离不开地方经济的支持。特别是在当前城市化、全球化的背景下，机场与地方经济更需要相互协调，共同发展。

目前，不少国内学者对机场与地方经济的协调发展做过相关研究。其中彭语冰、董振强、彭峥运用理论演绎和实证归纳的方法定性分析了机场与区域经济的相关关系，并提出了建立两者和谐发展机制的若干建议。刘海波、刘明君分析了机场与腹地的概念，阐述了机场与腹地经济发展协调演进的三个阶段，描述了不同层次的腹地竞争，并对机场与其腹地经济发展的互动演化规律进行了定性分析。崔婷、西茜、褚衍昌运用协整模型与数据包络法（DEA）构建机场旅客吞吐量和地方经济的贡献度模型，阐述了机场与地方经济的相关性，单凭贡献度的变化来说明机场发展与城市经济之间存在的关联性很难反映出机场与地方经济的实际水平和状态。国内研究主要还是集中在定性分析，有些定量的研究不能全面的描述机场与地方经济发展的相关性。本文运用协同理论，确定机场发展与地方经济发展的各序参量，并构建了机场发展与地方经济协调度与耦合度模型，从而更准确地揭示机场与地方经济的协同发展。

1 协同理论的介绍

协同学是研究两个以上不同性质的子系统所构成的总系统。这里以机场－地方经济系统作为一个总系统，机场的发展和地方经济的发展为其子系统进行研究。在协同学役使原理中，系统在相变点处的内部变量可以分为快弛豫变量和慢弛豫变量两类。慢弛豫参量是主宰系统最终结构和功能的有序度的序参量。而快弛豫变量服从于慢弛豫变量，对系统的结构、功能变化作用较小，所以本文不再对其考虑。

如上所述，序参量的大小为子系统对总系统的有序度，可以用来衡量各子系统的发展水平高低。因此，序参量的选取应该遵循代表性、科学性、系统性、客观性、通用性等原则，本文通过相关文献研究确定了一个参量集，并咨询相关机场发展专家选择出对各子系统有决定影响的独立序参量。本文选取可以代表机场发展状况的3个序参量和代表地方经济发展状况的5个序参量，具体如表1所示。

表1 机场和地方经济系统序参量

2 构建机场与地方经济协同度模型

2.1 参序量对各子系统贡献度

机场与地方经济的综合评价值可利用功效函数求出，设机场与地方经济序参量为｛xij｜i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，m｝，首先，采用级差法将机场与地方经济的序参量标准化，计算公式如下

其中：aij、bij为各序参量的上下限。

由机场与城市间的共生共长的互动关系知，Xij都为正向指标，所以，xij都是具有正功效的。采用线性加权法计算每个子系统中的序参量xij对其相应子系统的总贡献，这里设Ui为序参量对各子系统的总贡献，即为时刻点i的发展水平综合评价值，评价函数具体如下

式中：wij为各序参量的权重，可采用熵值赋权法求出。

Ui反映了子系统第i年的综合实力，Ui值越高，说明该子系统第i年的综合实力和竞争力越强，反之则越弱。这里设机场、地方经济系统在时刻点i的发展水平综合评价函数分别为U（EA，i）和U（EC，i）。

2.2 机场与地方经济的协调度模型

借鉴物理学中的耦合度函数建立机场发展与地方经济双子系统（或要素）相互作用的协调度模型。可以定义协调度CI

CI用来表示一定条件下机场与地方经济之间的协调程度。然而这个模型有一些不足之处，在有些情况下不能反映机场发展与地方经济的实际水平和状态。所以，这里构造了机场与地方经济耦合协调度模型，用来评判机场与地方经济随着时间发展交互耦合的协调程度，并能反映出机场发展水平和地方经济水平的相对高低

式中：D为耦合协调度；T为机场与地方经济发展的综合评价指数，反映两者的整体效益或水平；θ、α、β为待定参数，一般取θ＝1／2，这里可以通过专家反馈得到待定参数α＝0.6，β＝0.4。

机场与地方经济的耦合协调过程中，很显然是不对称的，机场业务量的高速发展一定能够促进地方经济的发展，但地方经济的发展不是单靠机场发展的结果，是多种因素相互综合的结果。

3 实例研究

运用上述模型，对青岛市机场与青岛市经济发展的协调度以及耦合度进行测定分析以验证模型的有效性。

本文所用数据资料来源于《青岛市统计年鉴》、《民航各运输机场吞吐量和飞机起降架次统计（2003～2010）》以及其他相关文献。

下面进行系统协调度的计算及结果分析。

3.1 确定序参量权重

计算出青岛流亭机场发展与青岛市经济发展各序参量的权重wi，如表2所示。

表2 各序参量权重

3.2 协调度计算

根据上述模型，计算2003～2010年，青岛流亭机场发展与青岛市经济发展协同发展评价综合评价值、协调度和耦合度，其变化情况如图1、图2所示。

图1 2003～2010年青岛流亭机场发展序参量与青岛市经济发展序参量的变化曲线

依据图1可以看出：随着时间推移，青岛流亭机场发展综合评价值、青岛市经济发展综合评价值均呈上升趋势，与青岛市流亭机场与青岛市的城市经济发展规律相匹配。

图2 2004～2010年青岛流亭机场发展与青岛市经济发展度变化曲线

由图2可以看出，青岛市机场发展与城市经济协调度变化不大，验证了协调度不能反映出系统当时所处的实际发展水平和状态的观点。借鉴相关文献［7］、［8］，可将计算出的青岛机场发展与城市发展的耦合协调度值划为3个状态。

1）2004～2005年，机场与城市经济协同发展表现为传统协同发展模式。2003年青岛流亭机场进行属地化改革，机场的发展与城市的发展开始了互动发展，但整体发展程度较低。青岛市临空产业发展水平较低，对促进机场发展的作用较小，机场发展水平有限，对于带动青岛市的发展作用不大。此阶段系统处于低度协同状态。

2）2006～2008年，该系统处于中度协同状态。2006年，青岛市人民政府正式批准成立青岛国际机场集团有限公司。青岛机场开始了由经营型机场向管理型机场的转变。各类临空产业园区开始成形；机场陆侧地区和邻近地区为发展重心。同时，青岛市经济发展速度加快促进了机场的发展，使机场发展速度不断加快。

3）2009～2010年，青岛机场的快速发展为青岛临空经济区提供便捷交通和有利区位以及强大的集成运输能力，加速区域的物流、信息流、资金流和商品流等的运转效率，从而拉动青岛市的经济增长和区域可持续发展，增强城市的整体竞争力；反过来，青岛市经济规模的扩大也为临空经济发展提供更多支持与更大发展空间，加速了临空经济的发展。临空经济的发展可拉动机场腹地的人流、物流、信息流加速向临空经济区积聚，促进机场运量的增长和机场运作效率的提升。此阶段机场与城市经济协同发展主要表现为机场追随城市发展和机场带动城市发展两种协同发展模式，此阶段该系统处于高度协同状态。

未来青岛市要以山东半岛蓝色经济区为契机，积极推动流亭机场区域枢纽的功能，实现“机场、航空产业园和航空城”的一体化发展，从而成为青岛市经济发展重要的助推器。最终机场业和地方经济形成互动的自组织协调发展机制。