基于熵权法的交通运输与区域经济的耦合性测度——以江苏省为例

徐 凤 ，余 霞

（1.南京交通职业技术学院，江苏 南京 211188；2.南京航空航天大学，江苏 南京 210016）

一、引言

交通运输是生产力的源泉[1]，是社会经济发展的基础、动脉和纽带[2]。交通运输与经济发展的关系问题多年来备受研究者的关注，这些研究可以大致归纳为三个方面：交通运输与经济的适应性研究、交通运输与经济的相关性（包括因果关系）研究以及交通运输与经济的耦合协调性研究。近年来两者耦合协调性方面的研究日益增多，对交通运输与经济的协调发展研究主要集中在协调发展水平的量化与测度方面。蒋敏（2009）[3]运用DEA方法从有效性、规模收益及技术有效性三个方面对交通运输和经济发展的协调性进行动态评价；王永明（2011）[4]运用耦合协调度模型对2000—2007年西安市旅游经济系统与交通系统耦合协调状况进行了实证分析，两系统耦合协调度在逐年提升；毕丽芳等（2013）[5]研究发现云南省的交通系统与旅游经济系统耦合互动效应显著，但两者的协调等级总体处于较低水平；孟德友（2013）[6]分析认为河南交通优势度与县域经济耦合作用强度普遍较高；张天悦（2014）[7]运用欧盟的相关数据，对区域经济与区际交通的耦合状态进行了定量测算；谭玉顺（2015）[8]建立一种新的协调发展度模型，对我国近年来的交通运输和经济、环境的协调发展状态进行了评价；谢奔一等（2016）[9]运用系统科学理论和剪刀差方法构建交通运输与经济系统的动态耦合协调模型。以长江中游航运中心为例，对长江中游航运中心交通运输与经济系统耦合协调进行了分析；黄圆圆（2016）[10]利用耦合理论，协同理论，构建耦合协调度模型，结合主观赋权、客观赋权等定量和定性的研究方法，研究认为我国20个省市耦合协调发展存在地域不平衡现象，东部的耦合协调发展高于西部；靳文凭（2017）[11]认为湖南省的交通优势度和经济发展水平的协调性逐渐提高，区域差异减小。

通过文献梳理可知，目前针对江苏省省域交通运输与经济的耦合协调性研究尚鲜少有文献涉及。本文将运用耦合协调度模型，结合熵权法客观地为指标确定权重，对2006—2015年江苏省交通运输和省域经济发展的耦合性进行测度和实证分析，以期为地方交通运输和经济等相关部门提供一定的决策参考。

二、耦合与耦合度

耦合最初属于物理学的范畴，主要指不同电路元件或电网络的输入输出的相互配合与影响。作为一种动态关联关系，“耦合”一词被衍生且广泛用到很多其他研究领域，用来指两个或两个以上的系统之间或某一系统内部各个子系统之间相互作用和影响的整个过程[2]。

耦合度用来度量系统之间或者系统内各因素之间彼此影响的程度[10]，客观衡量研究对象之间或好或坏的关联关系。耦合度和协调度是两个不同的概念，不同的文献对两者的界定和描述不尽相同，但本质是一样的。一般认为，耦合度有良性耦合和恶性耦合之分，而协调度是描述在一定时期内系统之间或者系统内各因素之间能否彼此和谐一致以及和谐发展达到的程度，主要用于描述相互作用中良性耦合的程度。

三、交通运输与经济的耦合协调度模型

（一）交通运输与经济的耦合作用机理

如果把交通运输与经济分别看成一个系统，那么，这两个系统之间的耦合作用机理可以描述为：一方面，交通运输为经济的有效运转提供运输服务，实现各类经济要素、资源或商品的空间转移和优化配置，能够通过集聚效应、扩散效应和乘数效应影响和带动经济系统内相关产业发展的速度和质量，促进经济的发展，但是交通运输的社会成本也会通过负效应抑制经济的发展；另一方面，经济的发展需要各类要素、资源或商品的优化配置与地域调拨，从而增加对交通运输的需求，进一步刺激交通运输的发展。不论是全局还是区域，交通运输与经济两者交替推拉、循环往复，这就是交通运输与经济发展相互耦合作用的过程。因此，耦合用于描述交通运输与经济之间存在的高度关联性[7]，这种耦合一方面包括两者的相互适应和促进，另一方面包括相互的牵制与阻碍。

（二）耦合协调度模型

若 U=（u1，u2，…，us）表示交通运输系统的 s 个指标，V=（v1，v2，…，vt）表示经济系统的 t个指标；和分别表示两个系统对应指标标准化后的属性值。那么，交通运输系统的综合评价函数可表示为经济系统的综合评价函数表示为其中，ai表示交通运输系统第i个指标的权重，bj表示经济系统第j个指标的权重。如果用C表示交通运输系统与经济系统的耦合度，那么该耦合度的计算公式为：

由上式不难推断，交通运输系统与经济系统的耦合度区间范围为C∈[0，1]，值越大，表明两者的耦合性和协调性越好，反之，耦合性较差，两个系统的发展有待协调。

（三）指标体系的选取与确定

选取指标体系时，要依据科学性、动态性和可获得性等原则。首先，明确研究目的以及各类指标的内容与意义，所选指标应该能够科学、正确地反映该类指标的内涵；其次，指标数据信息一般会随着时期的不同发生变化，应注意数据的动态性；最后，所选取的指标数据要具有可获得性，数据来源准确可靠。依据上述原则，本文分别选取了以下交通运输系统指标和区域经济系统发展指标，如表1所示。

四、江苏省交通运输与区域经济的耦合性分析

（一）江苏交通运输与经济发展概况

江苏省的综合经济实力在我国一直位于前列，近年来江苏经济呈现出产业结构持续优化、高新技术产业较快发展、服务业发展水平稳步提升、城镇化水平进一步提高、区域经济协调发展等特点。根据《2016年江苏省国民经济和社会发展统计公报》，2016年，江苏省实现地区生产总值76 086.2亿元，比2015年增长了7.8%；虽然苏北、苏中、苏南对全省的经济增长的贡献率不同，但是全省区域经济发展的协调性进一步提高。

表1 交通运输子系统与经济子系统指标体系

近年来，江苏省的交通运输业稳定发展，对交通运输领域的投资逐年攀升。2015年，全省对交通运输的投资达到了1 887.38亿元。至2016年年末，江苏省公路里程为15.7万公里，其中，高速公路铺设里程为4 657.4公里；铁路营业里程为2 721.9公里，铁路正线延展长度为4 676.7公里；民用汽车保有量、个人汽车保有量和个人轿车保有量分别为1 435.5万辆、1 252.2万辆和892.1万辆，均比2015年有所增长。

（二）基于熵权法的耦合性测度

1.指标数据的采集与整理

通过查阅2007—2016年的《江苏省统计年鉴》，将交通运输系统与经济系统的各指标进行搜集和汇总，得到表2和表3。

表2 2006—2015年江苏省交通运输系统各指标数值

2.耦合度的计算与分析

（1）指标数据的标准化。分别对交通运输系统与经济系统的各指标数据进行规范标准化，数据标准化结果映射在[0，1]区间，数据保留到小数点后四位，得到如下两个矩阵：

表3 2006—2015年江苏省经济系统各指标数值

（2）根据熵权法确定指标的权重。熵权法是一种客观赋权法，依据各指标的变异程度，首先根据信息熵计算各指标的熵权，然后通过熵权对各指标的权重进行加权修正，从而得出较为客观的指标权重。根据信息论的基本原理，若系统可能处于m种不同状态中，每种状态出现的概率为Pi（i=1，2，…，m）时，则该系统的熵为若系统有m个年份的待评项目，每个项目均有n个指标，则原始评价矩阵为 R=（rij）m*n，这时指标 rj的信息熵为其中那么，指标rj的熵权为由此可知，某指标的熵值越大，说明其变异程度越小，能够提供的信息量越少，该指标在综合评价中起的作用越小，其权重也应该越小；反之，权重应该越大。

根据指标数据矩阵和熵权的计算公式，计算出交通运输与经济两个系统各指标的熵权，如表4所示。

表4 交通运输与经济各指标的熵权计算结果

（3）耦合性测度结果与分析。将计算出的交通运输系统和经济系统各指标的熵权ai、bj及标准化后的矩阵数据分别带入两个系统的综合评价函数计算公式，可以分别得到2006—2015年江苏省交通运输系统和经济系统的综合评价结果，然后计算出各年份两系统的耦合度，如表5所示。

表5 2006—2015年江苏省交通运输系统与经济系统的综合评价与耦合度

由于在对指标进行规范化标准化时，2006年的经济指标数据均被标准化为0，因此，2006年的经济系统综合评价值和耦合度计算结果均为0，这只是数据处理带来的表象，不能说明问题。因此，下面主要根据2007—2015年的计算结果进行分析江苏省交通运输与区域经济的耦合度与协调性。由表5可知：2007—2015年间，江苏省交通运输系统与经济系统的耦合度虽然存在波动，但是耦合度值均在0.9以上，说明近年来两者总体的协调性比较好。其中，2007年和2014年两者的耦合度分别高达0.992 4和0.999 6，说明江苏省在这两个年份交通运输与区域经济的协调性非常好，交通运输与省域经济能够互相有效促进彼此的发展；继2014年耦合度达到近年来的峰值之后，2015年两者的耦合度有明显下降，究其原因，主要是由于2015年的客运量和货运周转量均比上年出现了明显的缩水，交通运输系统对经济发展的贡献度有所降低，要改善这种局面，需要在不断完善交通运输设施的同时注意提高交通运输设施的利用率，加强交通运输与经济的协调发展。

五、结束语

交通运输的发展与区域经济的发展密切相关。对于省域经济来说，如果交通运输与经济耦合程度高，那么两者能够相互促进协调发展，交通运输通过引致需求促进区域经济发展，同时区域经济水平的提高会进一步刺激交通需求，使得交通运输业更好发展；反之，如果两者耦合度较低，滞后的交通运输可能成为区域经济发展的瓶颈，不同程度地束缚经济发展。本文基于交通运输与区域经济发展的耦合机理，结合耦合协调度模型，运用熵权法为各指标进行客观确定权重，统计计算了2007—2015年江苏省交通运输与区域经济发展的耦合度，分析了近年来江苏省的交通运输与区域经济两者的耦合性，两者的耦合度值虽然存在波动，但是总体上耦合协调性较好；针对耦合程度不好的年份，可以针对根据具体原因和区域经济的发展情况采取相应措施、适时调整，以促进交通与经济的协调发展。

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[5]毕丽芳，马耀峰.交通通达性与省域旅游经济的耦合协调度分析——以云南省为例[J].西安财经学院学报，2013，26（1）：124-128.

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