“一带一路”倡议下重庆国际物流运输与城市经济协同度研究

夏文汇，周 丹，夏乾尹，黎 明，江智利

(1.重庆理工大学 管理学院， 重庆 400054； 2.佐治亚理工学院 土木与环境工程学院，亚特兰大 30332； 3.重庆文理学院 a.发展规划处; b.外国语学院, 重庆 402160)

一、引言

2019年4月，习近平总书记在第二届“一带一路”国际合作高峰论坛上宣布了一系列重大改革开放举措，为我国在制度性、结构性安排方面扩大新一轮高水平、高质量对外开放指明了前进方向(1)新华社，习近平在第二届“一带一路”国际合作高峰论坛记者会上的讲话，2019年4月27日。。目前，由于我国城市经济刚进入相对均衡的发展阶段，在制度性和结构性改革方面的力度还需加大，区域性城市经济的市场竞争日趋激烈，“一带一路”倡议为国内外城市经济的发展带来了诸多机遇，同时也面临严峻挑战。重庆作为“一带一路”和长江经济带的重要联结点，如何抓住“一带一路”倡议的历史机遇，如何推进重庆更高水平的对外开放，如何借助中国(重庆)自贸区改革中的重庆国际物流运输协同发展平台，实现城市经济的高质量发展，充分发挥重庆国际物流运输与城市经济协同发展功能，这是当前重庆城市经济发展实现新一轮高水平、高质量对外开放的主要焦点，也是重庆全面融入“一带一路”国家建设的重要组成部分，对此问题展开深入思考和研究，意义重大。

因此，本文运用著名学者哈肯教授提出的协同学理论的思想和方法，结合当前中国(重庆)自贸区、中欧班列(重庆)国际物流大通道、陆海新通道、长江经济带和中新(重庆)示范项目等重庆城市经济对外开放高地建设的主要平台，坚持目标导向和问题导向，建立相应的国际物流运输与城市经济的协同度模型，通过历史数据分析和量化模型测算其协同度，从而规避顶层设计中凭经验决策和定性化决策中的不足，采取定量与定性相结合的方式，促进重庆国际物流运输与城市经济发展由低度协同向高度协同演变，充分实现重庆国际物流运输与城市经济高质量协同发展。

二、 文献回顾

国际物流运输是城市经济发展的基础，城市经济发展又是国际物流运输的前提条件，两者相互联系、相互作用、互为一体。从梳理前期学者关于国际物流运输与城市经济发展的相关成果来看，大多从供应链方法、协同绩效、协同创新以及协同机制等供应链协同论的角度展开研究，如代宏砚等通过夏普利值法深入分析RFID获取的实时信息，阐释国际物流运输供应链成本和协同的影响，以解决运输库存与城市经济发展需求不匹配性的问题[1]。从对外开放的自贸区福利效应来看，臧翰芬从“一带一路”背景下，结合中日韩自贸区的福利效应展开相应的实证研究，结果表明中国的化工、汽车、医药和金属行业受进口价格的影响较大，而日本、韩国的食品、通讯、采矿、化工受出口价格的影响较大，其进出口发展的规模和水平对国际物流运输带来了相当多的发展机遇[2]。从国际物流运输与自由贸易的角度来看，国外多数学者对自由贸易区的研究主要围绕北美自由贸易协定(NAFTA)，运用引力模型和EK模型研究城市经济发展的运输能力与自由贸易发展水平，主要研究成果就是EK模型作者Eaton和Kortum修改了著名的李嘉图国际贸易模型，并提出了国际物流与国际贸易的相互影响关系的重要论点，建立了国际物流运输受不同地理位置的影响导致其运价不同，若运距越高，价格差异则越大的数量经济模型[3]。

关于物流运输(港口)与城市经济之间的协同发展的文献相对丰富，国内学者如张萍等运用主成分分析与回归分析相结合的方法，构建港口与城市经济协调发展评价模型，为港口运输与城市经济的协调发展提供了新的研究思路[4]。就协同度模型测算而言，钟铭等基于协同理论对大连港口物流运输与城市经济的协同度进行测算，并进行了相应的协同评价[5]。张宝清等运用GRA模型实证分析了重庆港口物流与区域经济之间的关联性，并采用极值变换法对模型进行了评价[6]。国外学者在国际物流运输与城市经济协同方面的研究，典型代表如Shao等在建立FMOLS模型的基础上，运用协整分析方法验证了我国物流与经济增长存在正相关关系[7]。Lan等采用叶贝斯网络分析法阐释都市经济与物流协同发展的关键因素，发现两者的协调发展很大程度上依赖城市经济发展且两者的因果链对协调发展影响较大[8]。Li等提出了一种由多智能体运营方式与多式联运方式协同规划的方法，用于集装箱国际多式联运，分析运营商对集装箱运输物流的控制，能在满足一定运输需求的前提下，最大限度地降低总运费[9]。Li等发现部分发展中国家的航空物流运输是影响经济增长的最大因素，且证实了中国物流运输是经济增长的重要驱动力[10]。Chaos验证了物流产业发展水平与省际贸易壁垒呈负相关，认为区域城市经济一体化可以促进物流业的发展，而物流业的发展又有助于降低省际贸易壁垒[11]。上述文献均以定量与定性相结合的方式，阐述了物流运输是促进城市经济发展的重要手段，体现了物流运输(港口)与城市经济增长之间的长期互动关系。

关于国际物流运输与城市经济协同发展的具体问题，多数成果侧重于对具体的国际物流运输方式展开定性研究，如贾果玲围绕西安国际陆港与空港内外协同因素，提出相应的实施战略、战术和业务协同，以实现陆港与空港的一体化建设[12]。杨柳文运用系统论与协同论，研究国际铁路重载运输、集装箱运输和快运的协同演化，实现了整个铁路货运系统的有序发展[13]。但如何才能实现国际物流运输与城市经济协同发展，到目前为止，较少有学者进行深入探究。尤其是在“一带一路”倡议下，从重庆国际物流运输与城市经济协同发展的视角，开展重庆国际物流运输与城市经济发展的协同量化模型研究非常关键，包括城市经济发展的进出口贸易效应及其相应的福利，以及在经济全球化、区域合作化和“一带一路”倡议下，重庆国际物流运输协同化发展所涉及的具体影响因素、运营策略、组织管理方式、政策分析等都十分重要。因此，文章旨在在“一带一路”倡议下开展重庆国际物流运输与城市经济协同度的研究，以期为相关研究提供一定的理论参考。

三、研究方法与模型建立

(一)问题描述

协同论由德国著名物理学家哈肯(H.Haken)在20世纪70年代首次提出。它是基于时空自组织结构的协同效应。具体来说，它是在一定环境下，由各种不同子系统组成的开放系统利用非线性作用产生一定功能所形成的关联和协同效应[14]。所谓自组织是指系统本身在无外部干预条件下，将能量流、信息流和物质流作为外部输入要素，通过内部有序转换，输出具有内在性和自生性特征的时空功能要素的循环体系[15]。该理论与其他学科相互联系，形成了独立于其他学科由无序变为有序结构的一种理论方法[16]。

针对重庆国际物流运输与城市经济间的协同问题，尤其是重庆国际物流运输效率、协同效应是影响城市经济能否协同发展的关键因素，本文在哈肯的协同思想的基础上建立重庆国际物流运输与城市经济的复合系统协同度模型，并对二者的协同程度进行测算及协同评价。

(二)模型建立

运用协同论的思想和方法，测算重庆国际物流运输与城市经济发展的协同程度，并对其协同度进行评价，为实现二者的协调发展提供可靠依据。基于此，本文构建了复合系统协同度模型流程图，如图1所示。

图1 重庆国际物流运输与城市经济复合系统协同度模型流程

具体的协同度数学模型为：假设复合系统S={S1，S2，…，Sk}，其中Si为复合系统S的第i个子系统，i=1,2，…，k，且Si={Si1，Si2,…，Sik}。Si1，Si2,…，Sik为子系统Si的各个元素，用数学公式可表示为：

S=f(S1,S2,…,Sk)

(1)

(2)

以上表明由于协同作用的产生致使复合系统的总体效能大于非协同作用的各子系统效用的总和。因此，协同度模型可用来衡量这种协同作用M的大小。

根据复合系统协同度模型，现假设Si={S1,S2}为国际物流运输与城市经济的复合系统，其中，S1为国际物流运输子系统，S2为城市经济子系统。e1={e11，e12，…，e1j}为国际物流运输子系统的序参量，e2={e21,e22,…，e2j}为城市经济子系统的序参量，j=1,2，…,n表示各子系统序参量的个数。e1j，e2j分别表示国际物流运输与城市经济的弛豫变量,取值范围为[α1j，β1j][α2j，β2j]。βij、αij分别为系统序参量的上、下限值，通常可以用各子系统序参量的功效函数的大小衡量每个序参量指标对该子系统贡献程度的大小，数学表达式为：

(3)

为简洁起见，使用加权平均法对功效函数进行集合，其数学公式为：

(4)

其中：wj为各序参量指标的权重，ui(ei)为子系统Si的有序度，取值范围为[0,1]，其数值越大，子系统Si对复合系统的贡献度就越大，反之亦然。

1.确定序参量指标

序参量指标的选取，首先应遵循科学性、可行性和层次性的原则[17]。由于选取的序参量指标具有随机性和不确定性，选择灰色关联度分析方法[18]，通过各个子系统要素变化的几何曲线的相似程度来判断各要素对子系统的影响程度，从而根据影响程度的大小进行指标的筛选[19]，最终确立具有代表性的序参量指标。从系统协同学原理来看，任何经济系统协同化的状态由一组快慢程度随时间变化会有所不同的状态参量决定，若所谓慢状态参量的数目减少，将决定系统发生质变以及系统的宏观行为表现，体现系统的有序化程度，因此称其为序参量。慢状态参量也称为弛豫变量[20]。结合重庆国际物流运输与城市经济系统的实际情况，本文选取反映重庆国际物流运输的4个序参量指标，分别是：进出口总额、货物运输量、货物周转量、港口吞吐量；反映城市经济发展状况的4个序参量指标，分别是：地区生产总值、城镇人均可支配收入、工业总产值、社会消费品总额。

计算灰色关联度的步骤为：

第一，确定参考序列和比较序列；

第二，运用式(5)进行数据无量纲化，采用初始值法对指标数据进行预处理，计算公式为：

(5)

其中：xi′(k)表示原始矩阵的某一列数据，xi′(1)表示原始数据的第一列数据。由于数据的单位不一致，因此做标准化处理。

第三，计算两极最小差值与两极最大差值；

第四，依据式(6)计算关联系数矩阵，计算公式为：

(6)

其中：X1j(t)，X2j(t)分别为国际物流运输与城市经济各自的序参量指标在t时刻的标准化值。φ为分辨系数，一般取值为0.5。通过灰色关联法对各系统的序参量指标的灰色关联度与其他指标的重要程度进行排序，关联系数越大，则关联程度越大，耦合效应越好，反之亦然。将关联度小于0.6的指标予以剔除，从而筛选出更准确的序参量指标。

2.确定序参量指标权重

确定序参量指标权重，可用德尔菲法和层次分析法等，但都具有主观性，为消除主观因素的影响，采用熵值法进行客观赋权，具体的步骤为：

第一，进行数据预处理，得到无量纲化数据表达式为：

(7)

第二，计算熵值表达式为：

(8)

第三，求出差异系数表达式为：

gj=1-Ej

(9)

第四，求出序参量指标权重表达式为：

(10)

其中：xij为子系统的序参量指标，m为样本数，n为序变量个数。通过式(7)—式(10)，最终求出序参量指标的权重。

3.两个子系统的有序度测算

有序度是指所有序参量指标的功效系数ui(ei)作为自变量的关系式去反映各序参量指标的贡献度，同时也反映各序参量指标要素之间的协调程度[21]。有序度的大小决定了系统内部的协调水平，值越大，协调度越高，值越小，协调度越低。贡献度ui(eij)是序参量指标eij对子系统si的作用程度的大小。两个子系统S1与S2的有序度ui(ei)的大小可利用式(3)、式(4)求出，但由于有序度仅反映国际物流运输与城市经济发展在t时刻的协调程度，不能反映动态的实际发展水平，单纯测算二者之间的有序度有可能产生误导性，因此本文进行了二者之间的协同度测算。

4.两个子系统的协同度测算

(11)

对于协同度的评价标准可借鉴物理学中的耦合度来判断。当T∈(0,0.2]时，系统处于低耦合阶段，表明二者处于低度协同状态；当T∈(0.2,0.5]时，系统处于中度耦合阶段，此时二者达到中度协同状态；当T∈(0.5,0.8]时，系统内部的有序度越高，耦合效应越好，说明二者处于高度协同状态；当T∈(0.8,1]时，系统处于高度耦合阶段，二者达到完全协同，此时各系统有序发展推动整个系统达到稳定状态；而当T=0或1时，表明系统间或系统内部处于完全无序或者完全耦合[22]。因此，T的取值一般在0到1之间。

四、实证分析

(一)数据来源

以重庆市为例，通过查阅《重庆市统计年鉴》和《重庆市统计公报》，收集并整理了2007—2018年重庆国际物流运输与城市经济发展两大系统的8个序参量指标的原始数据，如表1、表2和表3所示。

表1 重庆国际物流运输与城市经济指标体系

表2 重庆国际物流运输系统序参量指标原始数据

资料来源：《重庆市统计年鉴》《重庆市统计公报》及笔者计算所得

注：进出口总额(x1)、货物运输量(x2)、货物周转量(x3)、港口吞吐量(x4)单位与表1同

表3 城市经济系统序参量指标原始数据

资料来源：《重庆市统计年鉴》《重庆市统计公报》及笔者计算所得

注：地区生产总值(Y1)、城镇人均可支配收入(Y2)、工业总产值(Y3)、社会消费品总额(Y4)单位与表1同

(二)基于灰色关联分析法的序参量指标的筛选与确立

首先，将城市经济系统设为参考序列，重庆国际物流运输系统设为比较序列，由于城市经济参考序列与重庆国际物流运输比较序列不止一组数据，因此需运用灰色关联分析法对其序参量指标进行筛选[23]。其次，运用SPSS 22.0对初始数据进行标准化处理；然后运用MATLAB 7.0对重庆国际物流运输与城市经济各自的序参量指标进行灰色关联度测算。最后，得出二者的灰色相对关联度矩阵及关联系数R，如表4所示。

表4 重庆国际物流运输与城市经济的关联度矩阵及关联系数

注：结果保留后四位

从表4可知，重庆国际物流运输的4个序参量指标与城市经济的4个序参量指标之间的关联度较高，表明重庆国际物流运输与城市经济发展存在紧密相关联系。其中，重庆国际物流运输系统中的进出口总额X1、货物运输量X2与货物周转量X3与城市经济系统整体的关联度较大，港口吞吐量X4的多个指标值小于0.6，因此将其剔除。同样，城市经济系统中的地区生产总值Y1、工业总产值Y3和社会消费品总额Y4与重庆国际物流运输系统的整体关联度较大，而城镇人均可支配收入指标Y2的多个指标值小于0.6，说明其与重庆国际物流运输和城市经济之间的整体关联性较弱，因此予以剔除。综合上述分析，本文最终将重庆国际物流运输与城市经济的序参量指标确定为X1、X2、X3，Y1、Y3、Y4。

(三)序参量指标权重的确立

表5 重庆国际物流运输与城市经济系统的序参量指标权重及差异系数

注：结果保留后四位

本文利用熵值法式(7)—式(10)对筛选的序参量指标进行EXCEL运算，得到各序参量指标值及差异系数，如表5所示。

由表5可知，重庆国际物流运输的3个序参量指标的权重w1分别为0.823 3、0.064 1、0.112 6，即进出口总额、货物运输量与货物周转量所占的比例分别为82.23%、6.41%、11.26%。重庆城市经济的3个序参量指标的权重w2分别为0.268 7、0.322 7、0.313 0，即地区生产总值、工业总产值与社会消费品总额所占的比例分别为26.87%、32.27%、31.3%。

(四)有序度测算结果

对于序参量的上限βij和下限αij的选择，以2007年的实际值为下限值，以2007年至2018年的总值为上限值，依据功效函数式(3)，计算出重庆国际物流运输系统S1和城市经济系统S2的贡献度值，如表6、表7所示。

表6 重庆国际物流运输系统序参量的贡献度

注：以2007年为基期，因此为0；结果保留后四位，下表同

表7 重庆城市经济系统序参量的贡献度

在求得贡献度的基础上，根据式(4)计算出重庆国际物流运输系统S1与城市经济系统S2的有序度分别为：

u1(e1)=(0,0.005,0.003,0.012,0.040,0.077,0.098,0.139,0.108,0.092,0.101,0.153)

u2(e2)=(0,0.007,0.012,0.028,0.035,0.044,0.055,0.067,0.078,0.091,0.094,0.111)

(五)协同度测算结果

根据式(11)，计算出重庆国际物流运输与城市经济系统之间在2007—2018年的协同度，其最终测算结果为：

T(t)=(0.005,0.013,0.012,0.014,0.018,0.015,0.022,0.031,0.054,0.068,0.092)

图2 2007—2018年重庆国际物流运输与城市经济的有序度与协同度

关于2007—2018年重庆国际物流运输与城市经济的有序度与协同度的趋势如图2所示。

五、结论与建议

根据前述测算的2007—2018年重庆国际物流运输与城市经济的有序度及二者的协同度值， 得出以下结论：

(1)从整体上看，2007—2018年重庆国际物流运输与城市经济二者之间的协同度呈明显上升趋势，遵循了重庆经济社会发展的客观规律。

(2)2007—2018年重庆国际物流运输与城市经济各自的有序度整体呈上升趋势，并且发展速度较快，但二者发展程度有所不同。重庆国际物流运输的有序度在2009—2014年达到最大值后有所回落，而城市经济的有序度从2007—2018年一直保持正比例上升趋势，但国际物流运输有序度在2014年后出现拐点，2014—2018年呈平稳下滑趋势，而协同度仍保持平稳上升趋势，说明国际物流运输有序度值在2014年后不能反映实际水平情况。恰在此期间，据《中国城市营商环境报告2018》，重庆货运总量增速较快，截至2018年底，重庆全年货物运输总量达到12.82亿吨，比2017年增长11.2%。货物运输周转量为3 593.64亿吨公里，增长6.6%，全年实现地区生产总值20 363.19亿元，比2017年增长6.0%[24]。因此，通过协同度测算，充分反映了2014—2018年重庆国际物流运输与城市经济协同发展的总体质量和经济结构调整均稳中有升的实际情况。

(3)最终测算重庆国际物流运输与城市经济之间的协同度值均小于0.2。这说明这二者之间处于低度协同状态，从《中国城市营商环境报告2018》的统计情况来看，截至2018年底的重庆全年货物运输总量增长11.2%，远比重庆全年地区生产总值增长6.0%高出近一倍，足以说明重庆国际物流运输与城市经济发展虽然均稳中有升，但重庆城市经济增速比国际物流运输增速较慢且还不能完全协同，事实上，还没有完全实现真正的协同发展。

对此，为促进重庆国际物流运输与城市经济二者的协同有序发展，分别从宏观、微观层面提出以下建议：

(1)响应“一带一路”倡议，适度扩大进出口比重，提高“一带一路”贸易合作伙伴红利

国际物流和国际贸易是密不可分的，而物流运输是国际物流的主要形式，因此全方位实现重庆国际物流运输与城市经济协同发展在很大程度上取决于一个国家的贸易发展水平。为响应“一带一路”倡议，近年来，我国贸易关税逐年下降，为“一带一路”合作伙伴的贸易福利、绩效水平、进出口增长水平带来红利，我国与“一带一路”伙伴国家的贸易额和贸易依存度大幅度提升。重庆国际物流运输与城市经济相互协同，适应当前高质量经济的发展，就需要更为平衡的对外开放路径，适度扩大进出口比重，缓解能源资源约束，促进技术进步和产业转型升级，满足多层次、多元化的消费结构，充分实现重庆国际物流运输与城市经济的协同发展。

(2)充分发挥重庆自贸区国际物流运输优势，推进城市经济的协同发展

重庆自贸区涵盖了重庆两江新区、西永、果园港三大片区，成为西部重要的长江经济带上的改革开放“试验田”，充分利用好“一带一路”与长江经济带联结点的区位优势，有机协同好重庆自贸区与国际物流运输项目。譬如，在海关总署的支持下，重庆已经率先开展“关铁通”的中国至哈萨克斯坦项目试点，率先实现中欧班列(重庆)常态化运行和陆海贸易新通道常态化运行。2019年4月开通了陆海贸易新通道南向班列，中欧班列(重庆)在果园港首发，长江黄金水道和国际陆海贸易新通道在重庆互通互联，其中欧洲、东南亚甚至全球货物贸易集聚重庆，重庆已经逐步形成承东启西、连接南北、通江达海的内陆开放高地的新格局，因此应充分发挥重庆自贸区国际物流运输优势，实现城市经济的协同发展。

(3)建立高效、畅通的运输企业信息共享平台，实现协同有序发展

为推动重庆国际物流运输企业加快信息共享与信息平台合作，提高物流运输效率，协同建立重庆运输管理系统(TMS)、地理信息系统(GIS)和全球卫星定位(GPS“三位一体”的系统平台，推进实时动态线路监控模式，高效整合重庆各大区域性城市商流、物流资源以及线路优化。建立高效、畅通的信息共享平台，打造智慧物流与综合交通信息运输体系，能同时满足政府与企业的信息需求，以最大程度降低物流成本，提高物流效率，避免条块分割，实现重庆国际物流运输与城市经济协同的有序发展。

(4)构建以重庆国际物流企业为主体的多式联运网络体系，推进城市经济协同发展

依托国家“十纵十横”综合运输大通道和快速交通网、普通干线网及基础服务网，统筹构建重庆国际物流运输企业为主体的多式联运网络体系，提升重庆国际物流运输通道网络的综合运输能力，鼓励物流企业参与国际商务和国际物流运输、仓储、配送、订单处理、客户服务和供应链管理业务，充分利用“物联网+物流”和“智能+物流”的优势，推进公铁、海铁、铁水、公铁航空联运，加强重庆西永保税港区、两路寸滩保税港区、两江新区和区域性城市经济圈等各大口岸、港口基础设施网络的规划与建设，高质量提升重庆国际多式联运与城市经济的协同发展水平。