周 杏 楊家其

(武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 武漢 430063)

0 引 言

港口群作為區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是由若干個(gè)部分功能或全部功能可以被彼此替代的個(gè)體港口相互作用，逐漸演化而形成的特殊群體系統(tǒng).目前我國在長期的歷史發(fā)展中形成了長江三角洲港口群、環(huán)渤海港口群、珠江三角洲港口群、東南沿海港口群、西南沿海港口群這五大區(qū)域港口群，全國的港口布局已經(jīng)形成初步的結(jié)構(gòu).但在港口群的發(fā)展過程中也逐漸暴露出一些問題，如重復(fù)建設(shè)、資源配置失調(diào)等問題.因此，研究如何衡量港口群內(nèi)港口之間的合作深度與發(fā)展協(xié)調(diào)度以及采取何種方式來協(xié)調(diào)港口群內(nèi)各港口的運(yùn)作無疑對港口業(yè)的發(fā)展有著重要的作用.

對于港口群近些年來的研究，從國內(nèi)來看，研究內(nèi)容主要包括了港口群的定義及制度模式的定性研究、港口群綜合評價(jià)方法的研究及港口群間合作與競爭的研究，具體來講主要有：王列輝等[1]通過對國外三種不同形式的港口群制度合作模式進(jìn)行對比和研究，進(jìn)而對長三角港口群現(xiàn)行合作制度進(jìn)行考察，提出 “政府退、協(xié)會進(jìn)、企業(yè)是主體”的制度合作新思路.姜乾之等[2]通過分析世界主要城市群港口的戰(zhàn)略規(guī)劃，總結(jié)出城市港口、省市港口，以及全球城市群港口的演化趨勢，并針對長三角港口群分析了其協(xié)調(diào)發(fā)展存在的瓶頸，最后提出了具體的長三角港口群協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略舉措.魏玲[3]首先利用AHP和熵權(quán)法算出指標(biāo)權(quán)重，然后采取了綜合加權(quán)評價(jià)的方法，構(gòu)建綜合評價(jià)模型，最后針對我國沿海港口群目前的發(fā)展水平做出了評價(jià).肖漢斌等[4]運(yùn)用方差分析對中國沿海五大港口群港口物流能力和區(qū)域經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了差異分析，較為清晰地展現(xiàn)了國內(nèi)五大港口群區(qū)域的港口物流和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀.羅芳[5]通過對港口群的協(xié)調(diào)發(fā)展和治理機(jī)制的研究，科學(xué)設(shè)計(jì)競爭機(jī)制，使得港口群內(nèi)部競爭環(huán)境得以優(yōu)化.于少強(qiáng)等[6]運(yùn)用聚類分析和博弈論的方法，具體分析了船舶大型化對遼寧港口群競合關(guān)系的影響，提出了一種長期的雙贏競合關(guān)系，實(shí)現(xiàn)港口群的最優(yōu)利益.章強(qiáng)等[7]通過美國西北海岸港口群的介紹以及分析美國在推動(dòng)西北海岸港口群協(xié)調(diào)發(fā)展方面所開展的合作活動(dòng)和具體的發(fā)展舉措，總結(jié)了相關(guān)有益的發(fā)展經(jīng)驗(yàn).從國外研究來看，Lam等[8]站在港口用戶的角度來評估港口的供應(yīng)鏈定位和績效，并提出了以港口為中心的多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一框架，為港口群的績效評估提供了參考方向.Bai等[9]建立了一個(gè)制度框架來幫助分析重要港口群參與者在內(nèi)、外部環(huán)境中的相互作用和協(xié)調(diào)狀況，進(jìn)一步確定政策是集群演化的主要驅(qū)動(dòng)力.

總的來看，無論是國內(nèi)還是國外研究，對港口群這一定義及港口群協(xié)調(diào)發(fā)展的重要性已經(jīng)達(dá)成共識，并且對于港口群績效的綜合評價(jià)有了較為統(tǒng)一的框架，但是結(jié)合已有研究來看，港口群耦合協(xié)調(diào)評價(jià)研究較少且存在一些不足之處.首先，現(xiàn)有研究多為對某個(gè)具體港口群協(xié)調(diào)發(fā)展的定性分析，不具有普遍性，也難以實(shí)現(xiàn)不同港口群之間的比較.其次，對于港口群發(fā)展評價(jià)的研究，出現(xiàn)兩種方向：①只對港口群內(nèi)部子系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)程度作出評價(jià)，即耦合度的評價(jià)；②只對港口群整體發(fā)展協(xié)調(diào)狀況做出定性評價(jià)，即協(xié)調(diào)度的評價(jià)，這二者割裂開就不能全面地反映港口群間的相互作用和港口群的綜合發(fā)展水平.最后，已有的研究主要集中于國內(nèi)外大型港口群，國內(nèi)缺乏內(nèi)河港口群的相關(guān)研究.為此，本文構(gòu)造了港口群耦合協(xié)調(diào)評價(jià)模型，提出了港口群耦合協(xié)調(diào)度這樣一個(gè)綜合指標(biāo)，對港口群發(fā)展過程中的子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)程度和港口群整體協(xié)調(diào)所處的發(fā)展層次作出綜合定量測評，并可普遍推廣應(yīng)用于一般港口群.

1 耦合協(xié)調(diào)評價(jià)模型理論基礎(chǔ)

1.1 耦合理論與協(xié)調(diào)理論

耦合是物理學(xué)的一個(gè)基本概念，是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的系統(tǒng)之間通過各種相互作用而彼此影響、相互作用以至聯(lián)合起來的現(xiàn)象，是各子系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互依賴、相互協(xié)調(diào)的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系[10].耦合度就是描述系統(tǒng)或系統(tǒng)內(nèi)部要素之間相互關(guān)聯(lián)程度的指標(biāo).在理解物理學(xué)中容量耦合概念的基礎(chǔ)上，借鑒容量耦合系數(shù)模型，得到包含n個(gè)子系統(tǒng)的系統(tǒng)U的耦合度公式為

(1)

式中：ui為第i個(gè)子系統(tǒng)對總系統(tǒng)有序度的貢獻(xiàn)，可利用功效函數(shù)求解.

協(xié)調(diào)是一種關(guān)系結(jié)構(gòu)，它是系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)或要素在協(xié)同運(yùn)動(dòng)中形成的比例關(guān)系的反映.協(xié)調(diào)度是度量在發(fā)展過程中各子系統(tǒng)或各要素之間彼此和諧一致的程度，體現(xiàn)了系統(tǒng)從簡單到復(fù)雜、由低級到高級、從無序到有序的趨勢，是用來描述系統(tǒng)演化過程中協(xié)調(diào)狀況好壞程度的指標(biāo).

1.2 港口群耦合協(xié)調(diào)度的內(nèi)涵

由系統(tǒng)耦合理論和系統(tǒng)協(xié)調(diào)理論可知，港口群可看作一個(gè)由若干子系統(tǒng)相互影響、相互聯(lián)系、相互配合形成的整體系統(tǒng).港口群耦合即港口群內(nèi)各子系統(tǒng)在發(fā)展演化的過程中通過某些關(guān)聯(lián)(如政策導(dǎo)向、合作與競爭等)彼此影響、相互作用而形成的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系.港口群協(xié)調(diào)即港口群系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)通過排除相互固有的矛盾與沖突，形成一種彼此互利的、有序穩(wěn)定的狀態(tài)，從而使復(fù)雜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體效益盡可能地最大化.

港口群的耦合程度和協(xié)調(diào)程度可分別用耦合度和協(xié)調(diào)度來衡量，耦合度僅僅側(cè)重于反映各子系統(tǒng)或各要素之間的關(guān)聯(lián)程度，協(xié)調(diào)度則側(cè)重于反映系統(tǒng)的整體功效與協(xié)同效應(yīng)，為此，本文提出了港口群耦合協(xié)調(diào)度這樣一個(gè)綜合指標(biāo)，它是評判港口群系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)耦合與協(xié)調(diào)發(fā)展情況的綜合指標(biāo)，既能反映各子系統(tǒng)發(fā)展過程中的關(guān)聯(lián)程度，又能反映系統(tǒng)整體協(xié)同效應(yīng)所處的發(fā)展層次.

2 港口群耦合協(xié)調(diào)評價(jià)模型構(gòu)建

2.1 評價(jià)指標(biāo)選取與權(quán)重計(jì)算

本文借鑒企業(yè)生產(chǎn)流程的思路，建立的評價(jià)指標(biāo)體系包含了輸入層、過程層和產(chǎn)出層三個(gè)層面，分別代表了三種不同類型的數(shù)據(jù)，考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性和完整性，建立表1的評價(jià)指標(biāo)體系.輸入層的指標(biāo)類比企業(yè)生產(chǎn)投入，表示各港口主要腹地的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平；過程層的指標(biāo)表示各港口基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況，是將腹地物流需求轉(zhuǎn)化為港口生產(chǎn)產(chǎn)品的指標(biāo)；產(chǎn)出層的指標(biāo)類比企業(yè)生產(chǎn)能力的強(qiáng)弱，反映了港口現(xiàn)階段的生產(chǎn)能力和未來的發(fā)展?jié)摿?

表1 港口群耦合協(xié)調(diào)評價(jià)指標(biāo)體系

對于指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算，本文選擇了熵權(quán)法對指標(biāo)客觀賦予權(quán)重，很好地避免了人為因素的干擾，利用熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，首先要對每一項(xiàng)指標(biāo)的信息熵進(jìn)行計(jì)算，然后再根據(jù)信息熵與指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算公式最終計(jì)算出每項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，信息熵與指標(biāo)權(quán)重二者具體關(guān)系為

(2)

式中：Ej為各項(xiàng)指標(biāo)的信息熵，可由原始信息表對數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化處理后根據(jù)信息熵公式計(jì)算得出；Wj為各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重.

2.2 港口子系統(tǒng)的貢獻(xiàn)指數(shù)計(jì)算

港口子系統(tǒng)的貢獻(xiàn)指數(shù)是港口子系統(tǒng)對港口群系統(tǒng)有序度的貢獻(xiàn)程度，也是作為后續(xù)計(jì)算港口群耦合協(xié)調(diào)度的基礎(chǔ)，其計(jì)算公式為

(3)

式中：ui為第i個(gè)港口子系統(tǒng)的貢獻(xiàn)指數(shù)；M為各港口子系統(tǒng)中包含的序參量的數(shù)量；Wj為各子系統(tǒng)內(nèi)部序參量指標(biāo);Aj在綜合評價(jià)中的權(quán)重；Aij為第i個(gè)子系統(tǒng)中的第j個(gè)序參量去量綱(規(guī)范化處理)后的值.港口子系統(tǒng)的貢獻(xiàn)指數(shù)越大，說明該子系統(tǒng)在港口群系統(tǒng)有序化的過程中貢獻(xiàn)最大.

2.3 港口群耦合協(xié)調(diào)度的計(jì)算

借鑒系統(tǒng)耦合理論和系統(tǒng)協(xié)調(diào)理論提出的港口群耦合協(xié)調(diào)度是耦合度與協(xié)調(diào)度的綜合指標(biāo)，其目的是評判系統(tǒng)耦合的協(xié)調(diào)程度，既能反映各子系統(tǒng)發(fā)展過程中的關(guān)聯(lián)程度，又能反映系統(tǒng)整體協(xié)同效應(yīng)所處的發(fā)展層次，其算法可表示為

(4)

T=∑kiui

(5)

式中：Cn為系統(tǒng)耦合度，可利用式(1)求得；T為系統(tǒng)綜合協(xié)同指數(shù)，即系統(tǒng)整體協(xié)同效應(yīng)或貢獻(xiàn)；ki為權(quán)重系數(shù)，即各港口子系統(tǒng)在港口群中的重要程度，這里根據(jù)各港口子系統(tǒng)貢獻(xiàn)指數(shù)占港口群系統(tǒng)總的貢獻(xiàn)指數(shù)的比重來確定；ui為港口子系統(tǒng)的貢獻(xiàn)指數(shù).

2.4 港口群耦合協(xié)調(diào)類型劃分

港口群耦合協(xié)調(diào)度D的取值范圍為(0，1)，根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度的內(nèi)涵可知，D的取值越接近1，說明港口群內(nèi)部各子系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)程度越高，各子系統(tǒng)相互適應(yīng)、相互促進(jìn)、相互協(xié)作情況越好，系統(tǒng)整體所處的發(fā)展層次也越高.為了更準(zhǔn)確地描述港口群系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的程度，采用均勻分布函數(shù)法對港口群耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行類型劃分，具體劃分情況見表2.

表2 港口群耦合協(xié)調(diào)類型劃分

3 評價(jià)模型實(shí)例檢驗(yàn)

本文以長江中游港口群為例，包含了武漢港、宜昌港、荊州港、黃石港、長沙港、岳陽港、南昌港、九江港這八個(gè)主要港口.長江中游港口群受自然條件及開發(fā)建設(shè)中一些客觀條件的制約，其發(fā)展暴露出一些問題如港口岸線資源總體開發(fā)利用不平衡、重復(fù)建設(shè)、集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)不夠完善等，因此選擇長江中游港口群為實(shí)例，利用評價(jià)模型對長江中游港口群耦合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r作出評價(jià)，以此檢驗(yàn)評價(jià)模型的有效性.

3.1 長江中游港口群耦合協(xié)調(diào)度計(jì)算

根據(jù)表1所構(gòu)建的評價(jià)指標(biāo)體系，收集整理了長江中游港口群八個(gè)主要港口2008—2017年的12項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)去除量綱后，根據(jù)信息熵的計(jì)算公式得出每個(gè)指標(biāo)的信息熵值Ej，再根據(jù)式(2)可得歷年評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，再由式(3)計(jì)算各港口子系統(tǒng)的貢獻(xiàn)指數(shù).

得到各港口子系統(tǒng)貢獻(xiàn)指數(shù)后，下一步可以計(jì)算港口群的耦合度和綜合協(xié)同指數(shù).對于長江中游港口群，本研究選取了八個(gè)主要港口，故利用式(1)計(jì)算港口耦合度時(shí)n取8，再根據(jù)式(5)計(jì)算港口群綜合協(xié)同指數(shù)，最后利用式(4)計(jì)算出港口群耦合協(xié)調(diào)度.長江中游港口群歷年耦合協(xié)調(diào)度計(jì)算結(jié)果見表3.

表3 長江中游港口群2008—2017年耦合協(xié)調(diào)度

由表3可知，長江中游港口群近10年來的耦合協(xié)調(diào)度一直處于(0.50，0.59]這個(gè)區(qū)間，即勉強(qiáng)協(xié)調(diào)類型，這表明長江中游港口群內(nèi)部各港口子系統(tǒng)之間的配合協(xié)作還不夠完善，港口群系統(tǒng)的發(fā)展水平還有較大的提高空間.

3.2 長江中游港口群耦合協(xié)調(diào)度評價(jià)

為了更直觀地描述港口群耦合度、綜合協(xié)同指數(shù)及耦合協(xié)調(diào)度三者的變化趨勢和相互關(guān)系，下面將三者的變化趨勢呈現(xiàn)在一個(gè)折線圖中，見圖1.

圖1 長江中游港口群2008—2017年分指標(biāo)變化趨勢

從港口群耦合度(Cn)來看，其值由2008年的0.786波動(dòng)上升為2017年的0.841，這表明長江中游港口群的耦合在波動(dòng)中逐漸呈現(xiàn)良性耦合的良好勢態(tài)，耦合度的不斷增長也從另一方面反映了各港口子系統(tǒng)在港口合作與競爭中越來越緊密的聯(lián)系；從港口群綜合協(xié)同指數(shù)(T)來看，其值在2008—2017年這10年間變化不大，在小幅波動(dòng)中有輕微下降趨勢，這表明港口群內(nèi)部子系統(tǒng)在相互協(xié)調(diào)、合作中仍然存在一定問題，各港口發(fā)展不同步，并沒有向著更具競爭力和關(guān)聯(lián)性的系統(tǒng)方向演化；從港口群耦合協(xié)調(diào)度(D)來看，其值在2008—2017年這10年間基本維持著同一水平，均屬于勉強(qiáng)協(xié)調(diào)這一等級.這表明港口群的耦合狀況雖然有較好的發(fā)展趨勢，但囿于港口群的協(xié)調(diào)情況，最終港口群的耦合協(xié)調(diào)度并不能呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢態(tài).這一結(jié)果也反映了港口群在發(fā)展中暴露的問題，即各港口子系統(tǒng)盡管會隨著日益增多的合作交流加強(qiáng)彼此的關(guān)聯(lián)程度，但這并不代表關(guān)聯(lián)程度越高，整體的發(fā)展水平就會越高，內(nèi)部各子系統(tǒng)在數(shù)量規(guī)模上的相互適應(yīng)、發(fā)展速度上的相互配合同樣至關(guān)重要.

值得注意的是，2011年是一個(gè)較為特殊的節(jié)點(diǎn)，長江中游港口群耦合度、綜合協(xié)同指數(shù)、耦合協(xié)調(diào)度這三個(gè)指標(biāo)在這1年均出現(xiàn)了較為明顯的提高.2011年是國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)復(fù)蘇的1年，通過對2011年各港口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析比較，可以發(fā)現(xiàn)八個(gè)港口在2011年的社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及港口吞吐量指標(biāo)的數(shù)值均有較高的增長率，正是八個(gè)港口的齊頭并進(jìn)促進(jìn)了整個(gè)港口群系統(tǒng)的良性發(fā)展.從相關(guān)政策和港口建設(shè)情況來看，2011年1月國務(wù)院出臺《加快長江等內(nèi)河水運(yùn)發(fā)展的意見》，并將武漢長江中游航運(yùn)中心作為重要建設(shè)內(nèi)容.此外，2011年7月6日黃石市政府與深圳鹽田港務(wù)集團(tuán)有限公司簽訂了合作開發(fā)建設(shè)棋盤洲港區(qū)的協(xié)議，總投資37億元；2011年，湖南省的長沙綜合樞紐工程、湘江2 000 t級航道建設(shè)一期工程進(jìn)展順利，衡量水運(yùn)發(fā)展的幾個(gè)重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均創(chuàng)歷史最高水平.這些政府文件的出臺和規(guī)劃建設(shè)的實(shí)施對港口群的發(fā)展都有較大的推動(dòng)作用.

從其他政策來看，2012年2月，武漢、長沙、南昌三省會城市簽署《加快構(gòu)建長江中游城市群戰(zhàn)略合作協(xié)議》，三省地方政府首次正式明確提出建設(shè)長江中游城市群；2017年12月7日，湖北省社會科學(xué)院、社會科學(xué)文獻(xiàn)出版社發(fā)布了《中三角藍(lán)皮書：長江中游城市群發(fā)展報(bào)告(2017)》，報(bào)告指出，長江中游城市群應(yīng)以省會為龍頭，推進(jìn)六個(gè)一體化，其中交通發(fā)展一體化就是重點(diǎn)深化武漢港、宜昌港、岳陽港、長沙港、南昌港、九江港等主要港口之間的合作，構(gòu)建功能完善、布局合理、層次分明、緊密協(xié)作的長江中游港口群.這些明確的政策規(guī)劃一定程度上推動(dòng)了長江中游港口群的發(fā)展，圖1中在波動(dòng)中不斷增長的港口群耦合度也較為準(zhǔn)確地反映了政府出臺的相關(guān)政策對長江中游港口群發(fā)展的影響.

4 結(jié) 束 語

港口群作為港口之間通過合作與競爭逐漸形成的特殊群體系統(tǒng)，如何較為準(zhǔn)確地評價(jià)其發(fā)展程度對港口業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要.本研究基于物理學(xué)中的耦合理論，通過引入貢獻(xiàn)指數(shù)，構(gòu)建港口群耦合協(xié)調(diào)評價(jià)模型，并以長江中游港口群為實(shí)例對評價(jià)模型進(jìn)行了檢驗(yàn).通過實(shí)例分析，結(jié)果表明長江中游港口群2008—2017這十年間港口群的耦合協(xié)調(diào)狀況一直處于勉強(qiáng)協(xié)調(diào)類型，結(jié)合耦合度和綜合協(xié)同指數(shù)來看，耦合度在這段期間處于波動(dòng)上升態(tài)勢，而綜合協(xié)同指數(shù)在小幅波動(dòng)中有輕微下降趨勢，這表明港口群在發(fā)展過程中，盡管各港口之間關(guān)聯(lián)程度不斷提高，但囿于各港口的不同步發(fā)展，港口群系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平并不會有明顯提高.由此可知，港口群的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展不僅取決于各子系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)程度，避免各港口之間差距過大的發(fā)展同樣不可忽視.結(jié)合長江中游港口群的發(fā)展現(xiàn)狀，實(shí)例分析結(jié)果表明本研究提出的港口群耦合協(xié)調(diào)評價(jià)模型有效.

本文構(gòu)造的港口群耦合協(xié)調(diào)度函數(shù)，是各港口子系統(tǒng)發(fā)展過程中的關(guān)聯(lián)程度和港口群整體協(xié)調(diào)所處的發(fā)展層次的綜合考量模型，克服了之前研究中只考慮港口子系統(tǒng)的相互作用而忽略系統(tǒng)整體發(fā)展的問題.并且本研究構(gòu)造的港口群耦合協(xié)調(diào)評價(jià)模型是定量的分析評價(jià)，可以普遍推廣應(yīng)用于一般港口群，實(shí)現(xiàn)不同港口群之間的比較，同時(shí)也能夠?yàn)閲鴥?nèi)港口群資源整合程度、協(xié)調(diào)港口關(guān)系提供一定的方法借鑒.但由于時(shí)間和篇幅的限制，在構(gòu)建港口群耦合協(xié)調(diào)評價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性和完整性，僅僅選取了一些最基礎(chǔ)、最重要的指標(biāo)，這些指標(biāo)的選取不一定能十分全面地評價(jià)港口群耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的情況，仍有待進(jìn)一步深入分析，這也是下一步的重點(diǎn)研究對象.