湖南水运与区域经济的灰色关联度分析

张培林，张翼鹏，阎相宇

（1.武汉理工大学 交通学院，湖北 武汉 430063；2.无锡交通运输管理处，江苏 无锡 214031）

湖南水运与区域经济的灰色关联度分析

张培林1，张翼鹏1，阎相宇2

（1.武汉理工大学 交通学院，湖北 武汉 430063；2.无锡交通运输管理处，江苏 无锡 214031）

为了系统、客观地计算出湖南省各货种水路运量（包括大宗散货、涉农物资及集装箱等）与区域经济的关联度，首先采用灰色绝对关联模型对各货种水路运量与区域经济的关联度进行了测算，在此基础上，依据不同货种的关联度值进行熵值加权而得到综合关联度，较为全面地明确了不同货种水路运量与区域经济的关联度，扩展了水路运输与区域经济关联度的研究范围，同时也为区域水运未来的发展提出了相应的建议。

水路运量；区域经济；灰色绝对关联度；湖南

1 引言

灰色关联度是指对于两个系统之间的因素，其随时间或不同对象而变化的关联性大小的量度。灰色关联分析是一种用灰色关联度顺序来描述因素间关系的强弱、大小、次序的方法，是通过灰色关联度来分析和确定系统因素间的影响程度或因素对系统主行为的贡献测度的一种方法［1］。目前，在灰色关联度计算方法上灰色系统研究人员进行了广泛而深入的研究，如邓聚龙提出的邓氏关联度，刘思峰提出了灰色绝对关联度、相对关联度和广义关联度，王清印提出B型关联度模型，梅振国提出的绝对关联度模型，党耀国提出的斜率关联度等［2］。而熵权法是一种客观的赋权方法，在具体的使用过程当中，熵权法根据各指标的变异程度，利用信息熵计算出各指标的熵权，再通过熵权对各指标的权重进行修正，从而可以得到较为客观的指标权重［3］。相对回归分析方法和其他的一些赋权方法，上述两种计算模型在准确性和客观性方面具有明显的优势。

水路运输作为一种基本的运输方式，以其高运能、低运价、低能耗的优势在推动区域经济发展当中起到重要作用，而水运与区域经济的关联度研究则能够直观地反映出水运与区域经济的联系，可为政府部门制定相应的政策提供重要的理论依据。诚然，针对水运与区域经济的关联度众多学者进行了大量的研究，但是目前在相关的文献当中仍然存在如下3个问题：（1）利用区域水路总运量或总吞吐量进行关联度研究，缺乏不同货种水运量与区域经济关联性的研究分析；（2）在少数分货种水运量与区域经济关联性的研究当中也只是选取了少部分货种，缺少系统、全面的研究分析；（3）在计算综合关联度值时，缺少依据不同货种的关联度值进行的加权研究。故此，本文结合灰色绝对关联模型和熵权法对湖南省各货种的水路运量与区域经济的关联度进行了较为系统、全面、客观和合理的分析，从而得出了不同货种水运量与湖南区域经济的具体关联度值及综合关联度值。

2 基本情况

2.1 区域经济发展现状

随着我国改革开放的不断深入，湖南省紧抓我国“长江经济带”、“中部崛起”的战略机遇，依托其庞大的工业基础优势，在充分发挥各运输方式优势的同时，逐步形成了以长株潭“3+5”城市群为核心、重点打造以“一核、三带、四次增长极、多个园区”为核心的产业框架，实现了区域经济发展的稳步上升。湖南省历年GDP总产值和三大产业的产值及增长率变化情况见表1和表2。

表1 湖南省历年GDP及三大产业的产值（单位：亿元）

表2 湖南省历年GDP及三大产业的增长率

从表1可以看到湖南省GDP由2009年的13 059.69亿元增长到2014年的27 048.50亿元，增长了107.11%，年平均增长15.81%。在湖南省GDP产值总体实现翻一番的同时，三大产业的产值也在稳步前进，实现了不同程度的发展。由表2可知，第一产业的年平均增长率较低，并且各年增长率呈现下降的趋势；第二产业的年平均增长率最高，达17.38%；第三产业的年平均增长率为16.71%，并且从2012年到2014年该增长率呈现不断上升的趋势，而这是湖南省不断地改革创新、优化产业结构和加快企业转型升级的结果。

2.2 主要货种及流向

湖南地处中三角核心圈内，北连长江，南有洞庭湖，同时区域内流淌着被誉为“湖南莱茵河”的湘江，湘江是湖南省最大的河流，干流全长856km，流域面积9.46万km2，众多支流纵横交错，沿途接纳大小支流1 300多条，水资源充沛。得益于得天独厚的水资源优势，湖南省的水路运输也呈现出一片欣欣向荣的气象，以其特有的优势在湖南省大宗干散货及集装箱的运输中占有举足轻重的地位，在促进湖南省经济发展当中起到中流砥柱的作用。

由于大宗散货及涉农物资等货种的运输量较大、运输距离远、时间要求较低，通过水路运输最具经济性，研究其与区域经济的关联度较为合适。兼顾货种的运输量和相应数据收集的难度，本文选取的货种有：液体散货、煤炭及制品、金属矿石、非金属矿石、矿建材料、化肥及农药、粮食、水泥和集装箱，其中各货种流向如下所述：

（1）矿建材料。矿建材料主要运输的产品为砂卵石，湖南的砂卵石主要来自岳阳县、泊罗市、湘阴县及益阳的沉江等地。湖南省每年砂石运量较大，是主要运输货种之一，2014年湖南省矿建材料内河运量为19 422万t，除了满足本省的需求外，运往长江中下游地区的占全省内河运量的1/3以上，且最近几年来，岳阳港的砂石出口维持着较大的增长率。

（2）粮食。湖南省是我国重要的粮食生产基地，拥有以国家级现代农业示范区为龙头的现代农业和位于岳阳市的城陵矶国家粮食储备库，所以经由岳阳港运输的货类当中，粮食所占的比重相对较大，其中近三成的大米是用来出口的，同时湖南省也从国外进口玉米、豆类等散粮，进口国主要是美国、加拿大等，运输方式是由海船运到上海港后，再由江轮中转至岳阳港或省内的其他港口，其中2014年湖南省粮食内河运输量为120万t。

（3）金属矿石。湖南省钢铁产业生产所需要的原材料对外依存度较高，钢铁企业所需的90%以上的铁矿石和80%以上的煤炭依靠省外调入，其中金属矿石主要是通过外贸进口沿海港口再转运到达炼钢厂。这些进口的铁矿石主要有两条线路，一条线路是经由铁路运输运至省内钢铁工厂，另一条线路经由长江或省内内河航运等方式运抵钢铁工厂。2014年湖南省金属矿石内河运量达1 311万t，其中绝大部分为经长江调入的外贸铁矿石。

（4）非金属矿石。湖南省非金属矿是仅次于有色金属矿的第二大矿产资源，萤石、重晶石、长石、海泡石等储量均居全国第一位，同时常德洞庭湖盆地是我国“非金属矿之乡”，膨润土资源十分丰富。湖南省非金属矿石的运输以磷矿石、膨润土、长石和石灰石为主，还有一定数量的硫精矿、重晶石等，运输方式主要是通过岳阳港和内河水系运输供应湖南省及长江沿线省市的化工企业。2014年湖南省非金属矿石内河运输量为730万t。

（5）煤炭及制品。随着以华能电厂为龙头的电力能源产业快速崛起，湖南省煤炭进口均来自外省、外市，有北煤（含进口煤）、四川煤和湘南煤。北煤的主要作用是用来发电的，也有部分将四川煤和湘南煤混合到北煤中进行发电。北煤的运输方式主要有：一是由铁路运输，然后直接通往工厂，二是走枝城港铁路，再通过内河水运抵达工厂，三是海进江的煤。四川煤和湘南煤主要是在生活中使用，或者作为燃料使用，这两种煤对水路运输的适应性比较好。2014年湖南省煤炭内河运量在1 174万t，约70%为经长江调入的电煤，主要运往洞庭湖及湘江沿线地区。

（6）液体散货。目前湖南省主要的炼油企业为长岭炼化及巴陵石化两家，炼油能力合计1 000万t。其生产所需要的原油75%通过管线运输，25%经由长江水运实现。同时湖南省成品油消费60%由省内炼油厂满足，20%左右通过长江、湘江水运从省外调入，其余通过陆上运输从周边省市调入，2014年湖南省液体散货内河水运量为325万t。

（7）化肥及农药。湖南省作为我国重要的粮食生产基地，随着省内国家级现代农业示范区为龙头的现代农业及石化企业的迅速崛起并加强与周边省市合作力度，使得湖南省成为化肥及农药的生产和消费大省。中国石化巴陵分公司、岳阳市优乐化肥有限公司、宜章新山达化肥有限公司和岳阳市洞庭化肥厂等生产的化肥及农药产品主要通过岳阳港中转运输销往省内外，其中2014年湖南省化肥及农药的内河水运量达到97万t。

（8）水泥。水泥工业是湖南省建材工业的重要组成部分，“十二五”期间，湖南省新型干法水泥发展迅速，产业结构的调整成效较为显著，行业技术结构、组织结构、区域布局得到优化，整体素质稳步提高。2014年全年湖南省水泥工业的产量为12 004.6万t，其中内河水运量为371万t。由于湘北是省内石灰石缺乏地区，水泥工业不发达，而湘中和湘南地区水泥产能过剩，受制于湘南地区水系航道条件及汛期，大规模的水路运输较为困难，所以只有部分水泥通过省内水系运输到湘北，或经由岳阳港中转运往周边省市。

（9）集装箱运输。特色轻工和机械制造业是湖南省重要的优势产业，未来将通过加大技术改造、加强市场开拓等综合措施，大力巩固和发展具有比较优势、特色鲜明的机械制造业、制浆造纸、陶瓷、卷烟、烟花爆竹等行业。特色轻工产品和机械零件是湖南省重要的内外贸出口产品，其中部分特色轻工产品如汽车零部件、服装、陶瓷和烟花爆竹等通过内河集装箱运输运往长江沿线地区及海外市场，其水路运输线路为通过湘江等内河运抵岳阳港，再由岳阳港中转运往长江沿线地区及海外市场。2014年湖南省集装箱量内河运输量为18.9万TEU，在湖南省水路运输当中占有重要比例。

湖南省2009—2014年分货种水运运输量见表3。

表3 湖南省2009—2014年内河水运运量（万t/万TEU）

3 计算模型

目前，在水运与区域经济关联度的计算方法上大多数文献采用的是邓氏关联度，而邓氏关联度模型取值依赖ρ值，当ρ取值较大导致关联度取值很小，这时关联度值可能紧密分布在1附近，难以起到分辨作用，导致计算结果具有一定的主观性，而灰色绝对关联度克服了这一缺陷，其基本思想是按照因素时间序列曲线变化势态的接近程度来计算关联度；同时本文采用熵权法对各货种的关联度值进行加权，通过计算信息嫡的值反映系统信息的有序程度和信息的效用值，进行客观赋权并依此得到综合关联度。为保障计算的客观性和真实性，本文使用上述两种计算模型是较为合理的，具体的计算公式如下：

（1）灰色绝对关联模型［2］。设参考序列为X0:｛X0（k），k=1，2，…，n｝，比较序列为Xi:｛Xi（k），i=1，2，…，m；k=1，2，…，n｝，其中X0（k）与Xi（k）分别表示参考序列与比较序列中的样本量。

（2）熵值赋权法［3］。根据灰色关联模型可以计算出不同货种与区域某项经济指标（GDP、第一产业、第二产业和第三产业）的关联度值（即形成一个4×9的矩阵），然后利用熵值赋权法对该矩阵进行加权，进而可以得出基于不同货种关联度的综合关联度值。具体计算模型如下：

其中，pij表示对该矩阵进行归一化处理的结果；ej表示第j种货种的熵值，k=1/ln4；wj表示第j种货种的熵权；βi表示第i个经济指标的综合关联度值。

4 计算结果及分析

根据表1和表3的数据，并且结合上述灰色绝对关联模型和熵权法，即可得到最终的计算结果，具体见表4。

表4 计算结果

由表4可以看出9大货种的水运量与湖南省GDP的关联度大小依次为：集装箱、非金属矿石、矿建材料、化肥及农药、煤炭及制品、金属矿石、粮食、液体散货和水泥。其中集装箱与GDP的关联度最大，高达0.83；非金属矿石与GDP的关联度次之，为0.829；矿建材料、化肥及农药、煤炭及制品、金属矿石和粮食的水运量与GDP的关联度值都介于0.7-0.8之间；而液体散货和水泥的水运量与GDP的关联度小于0.7，其中水泥的关联度最低仅为0.544，造成该现象的主要原因是：（1）湖南省虽是石油的消费大省，但是经由岳阳港中转的原油当中75%是通过管线运输运往省内的炼油企业，而湖南省成品油消费只有20%左右通过长江、湘江水运从省外调入，这造成液体散货的水运量较小，且波动较大，与GDP的吻合度较低；（2）湖南省的石灰石资源主要集中在湘南和湘中地区，而湘北地区的石灰石资源相对匮乏，由于受制于湘南水系的航道条件，水泥的运输主要是通过公路和铁路满足省内的需求，水泥的水运量所占比例较少，而这导致水泥水运量与GDP的关联度相对较低。

从产业的角度来看：（1）化肥及农药的水运量与第一产业的关联度明显大于其与其他产业的关联度，其与第一产业的关联度值为0.799；粮食水运量与第一产业的关联度值为0.735，与第二产业的关联度值为0.722，显然粮食水运与第一产业的关联度大于其与第二产业的关联度。（2）非金属矿石、集装箱、金属矿石和液体散货这4大货种的水运量与第二产业的关联度明显大于其与其他产业的关联度，其与第二产业的关联度值分别为0.855、0.831、0.765、0.703。而煤炭及制品与第二产业的关联度小于其与其他产业的关联度，主要原因是：首先，受2010年全球经济危机的影响及近几年钢铁产业产能过剩，企业生产所需要的煤炭整体波动较大；其次，受相应水系航道条件的限制，发电及冶金所用的北煤和川煤也主要是通过铁路运输来完成。综合上述两大原因导致煤炭每年的水运量变化幅度较大（2010年和2014年煤炭水运量同比下降11%和17%），进而导致煤炭水运量曲线与第二产业产值的走向一致性较差，所以其与第二产业的关联度值小于其与其他产业的关联度值。（3）矿建材料、水泥的水运量与第二产业的关联度大于第一产业，但是略小于或等于其与第三产业的关联度值，主要原因为近几年湖南省房地产行业的迅猛发展和房地产业投资力度的不断加强（湖南省对房地产开发投资额由2009年的1 084.66亿元增长到2014年的3 732.5亿元，增长了244.12%），而矿建材料和水泥又是房地产建设、开发的必需品，故此其与第二产业和第三产业都拥有较高的关联度值。

从综合关联度的角度来分析，湖南省水运量与GDP的总关联度为0.774，与第二产业的关联度最大，为0.783，与第一产业的关联度次之，为0.775，与第三产业的关联度相对较低，为0.766。其主要原因为综合关联度值的计算是依据不同货种的水路运量与区域经济的关联度进行熵值加权得出的，而本文所研究的货种当中绝大部分是与第二产业有直接的关联，同时包含了部分与第一产业相关的货种，所以最终计算结果较为合理。

5 结论

本文通过灰色绝对关联模型和熵权法相结合的数学方法对不同货种的水运量与区域经济的关联性及综合关联度进行了较为系统、客观、全面、合理的研究分析，扩展了水运与区域经济关联度的研究范围，丰富了水运与区域经济关联度的研究内容，具有重大的研究意义。其中，不同货种水运量与区域GDP指标的关联度值大小排序为集装箱、非金属矿石、矿建材料、化肥及农药、煤炭及制品、金属矿石、粮食、液体散货和水泥（78%都集中在0.7到0.85之间）；而水运与GDP的综合关联度为0.774，其中水运与第二产业的关联度值最高，为0.783，而与第一产业和第三产业的关联度值分别为0.775和0.766；而且不同货种水运量与各大产业的关联度基本符合实际情况。

从上文可以看出湖南省各货种水运与区域经济拥有较高的关联性，而水运的发展与区域经济的发展互为条件，相辅相成，因此，本文的关联度研究对促进湖南省各货种水路运输的发展具有重大的指导意义：（1）从长远角度考虑，应当给予湖南水路运输高度的重视与支持，做好总体规划、有效的组织引导、全面协调，并在一定程度上予以政策倾斜，加大对湖南水运的投资力度，加快以干线航道治理为核心的基础设施建设，确保航运的通畅，为各货种水路运输的发展扫清障碍。（2）诚然，只有政策支持而没有相应的经济保障，湖南航运的发展也是举步维艰，所以要注重加快沿江社会经济发展的步伐，在沿江地区建立产业园，将产业与湖南水运有机结合，为水运的发展提供重要的货源基础。（3）湖南省各货种水路运输要提高自身的服务能力和水平，充分发挥湖南水系的优势，为湖南省各生产企业提供优质的运输服务，共同促进湖南省社会经济的蓬勃发展。

［1］罗洪涛.长江散货运输与社会经济发展的关联性研究［D］.武汉:武汉理工大学，2008.

［2］梅振国.灰色绝对关联度及其计算方法［J］.系统工程，1992，（9）:43-44.

［3］项翔，陈鹏宇.基于熵值法赋权的新灰色关联度量化模型［J］.系统科学学报，2014，（2）:68-69.

［4］苏洁，沈文成.改进墒值法问题的初探［J］.现代商业，2007，（4）: 29-30.

［5］刘超.珠江航运与区域经济发展的相关性研究［D］.武汉:武汉理工大学，2005.

［6］朱小檬.沿海港口集装箱吞吐量与国内生产总值关联性模型研究［D］.大连:大连海事大学，2014.

［7］张松滨.基于灰色关联分析法的沿海港口与腹地相关性研究［J］.浙江海洋学院学报，2014，（10）.

A Grey Correlation Analysis of Waterway Transportation and Regional Economy of Hunan

ZhangPeilin1，ZhangYipeng1，YanXiangyu2
（1.SchoolofTransportation，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan 430063；2.WuxiTraffic&TransportationManagementDivision，Wuxi 214031，China）

In order to systematically and objectively calculate the correlation between the waterway transportation volume of various goods（including large bulk cargoes，agriculture-related materials，and containers，etc.）in Hunan and the economic development of the region，we first used the grey absolute correlation model to measure the correlation of the two，then on such basis，entropy-weighted the correlation value of different types of goods to obtain the comprehensive correlation，and at the end，proposed the corresponding suggestions to promotethefuturewaterwaytransportationintheregion.

waterwaytransportation；regionaleconomy；greyabsolutecorrelativity；Hunan

F552；F127

A

1005-152X（2016）05-0074-05

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.05.017

2016-04-16

张培林（1954-），男，湖北武汉人，博士生导师，研究方向：交通与物流系统规划、物流管理等；张翼鹏（1990-），男，山西忻州人，硕士研究生，研究方向：交通与物流系统规划；阎相宇（1976-），男，辽宁大连人，博士，研究方向：营销物流。