湖南水運與區域經濟的灰色關聯度分析

張培林，張翼鵬，閻相宇

（1.武漢理工大學 交通學院，湖北 武漢 430063；2.無錫交通運輸管理處，江蘇 無錫 214031）

湖南水運與區域經濟的灰色關聯度分析

張培林1，張翼鵬1，閻相宇2

（1.武漢理工大學 交通學院，湖北 武漢 430063；2.無錫交通運輸管理處，江蘇 無錫 214031）

為了系統、客觀地計算出湖南省各貨種水路運量（包括大宗散貨、涉農物資及集裝箱等）與區域經濟的關聯度，首先采用灰色絕對關聯模型對各貨種水路運量與區域經濟的關聯度進行了測算，在此基礎上，依據不同貨種的關聯度值進行熵值加權而得到綜合關聯度，較為全面地明確了不同貨種水路運量與區域經濟的關聯度，擴展了水路運輸與區域經濟關聯度的研究范圍，同時也為區域水運未來的發展提出了相應的建議。

水路運量；區域經濟；灰色絕對關聯度；湖南

1 引言

灰色關聯度是指對于兩個系統之間的因素，其隨時間或不同對象而變化的關聯性大小的量度。灰色關聯分析是一種用灰色關聯度順序來描述因素間關系的強弱、大小、次序的方法，是通過灰色關聯度來分析和確定系統因素間的影響程度或因素對系統主行為的貢獻測度的一種方法［1］。目前，在灰色關聯度計算方法上灰色系統研究人員進行了廣泛而深入的研究，如鄧聚龍提出的鄧氏關聯度，劉思峰提出了灰色絕對關聯度、相對關聯度和廣義關聯度，王清印提出B型關聯度模型，梅振國提出的絕對關聯度模型，黨耀國提出的斜率關聯度等［2］。而熵權法是一種客觀的賦權方法，在具體的使用過程當中，熵權法根據各指標的變異程度，利用信息熵計算出各指標的熵權，再通過熵權對各指標的權重進行修正，從而可以得到較為客觀的指標權重［3］。相對回歸分析方法和其他的一些賦權方法，上述兩種計算模型在準確性和客觀性方面具有明顯的優勢。

水路運輸作為一種基本的運輸方式，以其高運能、低運價、低能耗的優勢在推動區域經濟發展當中起到重要作用，而水運與區域經濟的關聯度研究則能夠直觀地反映出水運與區域經濟的聯系，可為政府部門制定相應的政策提供重要的理論依據。誠然，針對水運與區域經濟的關聯度眾多學者進行了大量的研究，但是目前在相關的文獻當中仍然存在如下3個問題：（1）利用區域水路總運量或總吞吐量進行關聯度研究，缺乏不同貨種水運量與區域經濟關聯性的研究分析；（2）在少數分貨種水運量與區域經濟關聯性的研究當中也只是選取了少部分貨種，缺少系統、全面的研究分析；（3）在計算綜合關聯度值時，缺少依據不同貨種的關聯度值進行的加權研究。故此，本文結合灰色絕對關聯模型和熵權法對湖南省各貨種的水路運量與區域經濟的關聯度進行了較為系統、全面、客觀和合理的分析，從而得出了不同貨種水運量與湖南區域經濟的具體關聯度值及綜合關聯度值。

2 基本情況

2.1 區域經濟發展現狀

隨著我國改革開放的不斷深入，湖南省緊抓我國“長江經濟帶”、“中部崛起”的戰略機遇，依托其龐大的工業基礎優勢，在充分發揮各運輸方式優勢的同時，逐步形成了以長株潭“3+5”城市群為核心、重點打造以“一核、三帶、四次增長極、多個園區”為核心的產業框架，實現了區域經濟發展的穩步上升。湖南省歷年GDP總產值和三大產業的產值及增長率變化情況見表1和表2。

表1 湖南省歷年GDP及三大產業的產值（單位：億元）

表2 湖南省歷年GDP及三大產業的增長率

從表1可以看到湖南省GDP由2009年的13 059.69億元增長到2014年的27 048.50億元，增長了107.11%，年平均增長15.81%。在湖南省GDP產值總體實現翻一番的同時，三大產業的產值也在穩步前進，實現了不同程度的發展。由表2可知，第一產業的年平均增長率較低，并且各年增長率呈現下降的趨勢；第二產業的年平均增長率最高，達17.38%；第三產業的年平均增長率為16.71%，并且從2012年到2014年該增長率呈現不斷上升的趨勢，而這是湖南省不斷地改革創新、優化產業結構和加快企業轉型升級的結果。

2.2 主要貨種及流向

湖南地處中三角核心圈內，北連長江，南有洞庭湖，同時區域內流淌著被譽為“湖南萊茵河”的湘江，湘江是湖南省最大的河流，干流全長856km，流域面積9.46萬km2，眾多支流縱橫交錯，沿途接納大小支流1 300多條，水資源充沛。得益于得天獨厚的水資源優勢，湖南省的水路運輸也呈現出一片欣欣向榮的氣象，以其特有的優勢在湖南省大宗干散貨及集裝箱的運輸中占有舉足輕重的地位，在促進湖南省經濟發展當中起到中流砥柱的作用。

由于大宗散貨及涉農物資等貨種的運輸量較大、運輸距離遠、時間要求較低，通過水路運輸最具經濟性，研究其與區域經濟的關聯度較為合適。兼顧貨種的運輸量和相應數據收集的難度，本文選取的貨種有：液體散貨、煤炭及制品、金屬礦石、非金屬礦石、礦建材料、化肥及農藥、糧食、水泥和集裝箱，其中各貨種流向如下所述：

（1）礦建材料。礦建材料主要運輸的產品為砂卵石，湖南的砂卵石主要來自岳陽縣、泊羅市、湘陰縣及益陽的沉江等地。湖南省每年砂石運量較大，是主要運輸貨種之一，2014年湖南省礦建材料內河運量為19 422萬t，除了滿足本省的需求外，運往長江中下游地區的占全省內河運量的1/3以上，且最近幾年來，岳陽港的砂石出口維持著較大的增長率。

（2）糧食。湖南省是我國重要的糧食生產基地，擁有以國家級現代農業示范區為龍頭的現代農業和位于岳陽市的城陵磯國家糧食儲備庫，所以經由岳陽港運輸的貨類當中，糧食所占的比重相對較大，其中近三成的大米是用來出口的，同時湖南省也從國外進口玉米、豆類等散糧，進口國主要是美國、加拿大等，運輸方式是由海船運到上海港后，再由江輪中轉至岳陽港或省內的其他港口，其中2014年湖南省糧食內河運輸量為120萬t。

（3）金屬礦石。湖南省鋼鐵產業生產所需要的原材料對外依存度較高，鋼鐵企業所需的90%以上的鐵礦石和80%以上的煤炭依靠省外調入，其中金屬礦石主要是通過外貿進口沿海港口再轉運到達煉鋼廠。這些進口的鐵礦石主要有兩條線路，一條線路是經由鐵路運輸運至省內鋼鐵工廠，另一條線路經由長江或省內內河航運等方式運抵鋼鐵工廠。2014年湖南省金屬礦石內河運量達1 311萬t，其中絕大部分為經長江調入的外貿鐵礦石。

（4）非金屬礦石。湖南省非金屬礦是僅次于有色金屬礦的第二大礦產資源，螢石、重晶石、長石、海泡石等儲量均居全國第一位，同時常德洞庭湖盆地是我國“非金屬礦之鄉”，膨潤土資源十分豐富。湖南省非金屬礦石的運輸以磷礦石、膨潤土、長石和石灰石為主，還有一定數量的硫精礦、重晶石等，運輸方式主要是通過岳陽港和內河水系運輸供應湖南省及長江沿線省市的化工企業。2014年湖南省非金屬礦石內河運輸量為730萬t。

（5）煤炭及制品。隨著以華能電廠為龍頭的電力能源產業快速崛起，湖南省煤炭進口均來自外省、外市，有北煤（含進口煤）、四川煤和湘南煤。北煤的主要作用是用來發電的，也有部分將四川煤和湘南煤混合到北煤中進行發電。北煤的運輸方式主要有：一是由鐵路運輸，然后直接通往工廠，二是走枝城港鐵路，再通過內河水運抵達工廠，三是海進江的煤。四川煤和湘南煤主要是在生活中使用，或者作為燃料使用，這兩種煤對水路運輸的適應性比較好。2014年湖南省煤炭內河運量在1 174萬t，約70%為經長江調入的電煤，主要運往洞庭湖及湘江沿線地區。

（6）液體散貨。目前湖南省主要的煉油企業為長嶺煉化及巴陵石化兩家，煉油能力合計1 000萬t。其生產所需要的原油75%通過管線運輸，25%經由長江水運實現。同時湖南省成品油消費60%由省內煉油廠滿足，20%左右通過長江、湘江水運從省外調入，其余通過陸上運輸從周邊省市調入，2014年湖南省液體散貨內河水運量為325萬t。

（7）化肥及農藥。湖南省作為我國重要的糧食生產基地，隨著省內國家級現代農業示范區為龍頭的現代農業及石化企業的迅速崛起并加強與周邊省市合作力度，使得湖南省成為化肥及農藥的生產和消費大省。中國石化巴陵分公司、岳陽市優樂化肥有限公司、宜章新山達化肥有限公司和岳陽市洞庭化肥廠等生產的化肥及農藥產品主要通過岳陽港中轉運輸銷往省內外，其中2014年湖南省化肥及農藥的內河水運量達到97萬t。

（8）水泥。水泥工業是湖南省建材工業的重要組成部分，“十二五”期間，湖南省新型干法水泥發展迅速，產業結構的調整成效較為顯著，行業技術結構、組織結構、區域布局得到優化，整體素質穩步提高。2014年全年湖南省水泥工業的產量為12 004.6萬t，其中內河水運量為371萬t。由于湘北是省內石灰石缺乏地區，水泥工業不發達，而湘中和湘南地區水泥產能過剩，受制于湘南地區水系航道條件及汛期，大規模的水路運輸較為困難，所以只有部分水泥通過省內水系運輸到湘北，或經由岳陽港中轉運往周邊省市。

（9）集裝箱運輸。特色輕工和機械制造業是湖南省重要的優勢產業，未來將通過加大技術改造、加強市場開拓等綜合措施，大力鞏固和發展具有比較優勢、特色鮮明的機械制造業、制漿造紙、陶瓷、卷煙、煙花爆竹等行業。特色輕工產品和機械零件是湖南省重要的內外貿出口產品，其中部分特色輕工產品如汽車零部件、服裝、陶瓷和煙花爆竹等通過內河集裝箱運輸運往長江沿線地區及海外市場，其水路運輸線路為通過湘江等內河運抵岳陽港，再由岳陽港中轉運往長江沿線地區及海外市場。2014年湖南省集裝箱量內河運輸量為18.9萬TEU，在湖南省水路運輸當中占有重要比例。

湖南省2009—2014年分貨種水運運輸量見表3。

表3 湖南省2009—2014年內河水運運量（萬t/萬TEU）

3 計算模型

目前，在水運與區域經濟關聯度的計算方法上大多數文獻采用的是鄧氏關聯度，而鄧氏關聯度模型取值依賴ρ值，當ρ取值較大導致關聯度取值很小，這時關聯度值可能緊密分布在1附近，難以起到分辨作用，導致計算結果具有一定的主觀性，而灰色絕對關聯度克服了這一缺陷，其基本思想是按照因素時間序列曲線變化勢態的接近程度來計算關聯度；同時本文采用熵權法對各貨種的關聯度值進行加權，通過計算信息嫡的值反映系統信息的有序程度和信息的效用值，進行客觀賦權并依此得到綜合關聯度。為保障計算的客觀性和真實性，本文使用上述兩種計算模型是較為合理的，具體的計算公式如下：

（1）灰色絕對關聯模型［2］。設參考序列為X0:｛X0（k），k=1，2，…，n｝，比較序列為Xi:｛Xi（k），i=1，2，…，m；k=1，2，…，n｝，其中X0（k）與Xi（k）分別表示參考序列與比較序列中的樣本量。

（2）熵值賦權法［3］。根據灰色關聯模型可以計算出不同貨種與區域某項經濟指標（GDP、第一產業、第二產業和第三產業）的關聯度值（即形成一個4×9的矩陣），然后利用熵值賦權法對該矩陣進行加權，進而可以得出基于不同貨種關聯度的綜合關聯度值。具體計算模型如下：

其中，pij表示對該矩陣進行歸一化處理的結果；ej表示第j種貨種的熵值，k=1/ln4；wj表示第j種貨種的熵權；βi表示第i個經濟指標的綜合關聯度值。

4 計算結果及分析

根據表1和表3的數據，并且結合上述灰色絕對關聯模型和熵權法，即可得到最終的計算結果，具體見表4。

表4 計算結果

由表4可以看出9大貨種的水運量與湖南省GDP的關聯度大小依次為：集裝箱、非金屬礦石、礦建材料、化肥及農藥、煤炭及制品、金屬礦石、糧食、液體散貨和水泥。其中集裝箱與GDP的關聯度最大，高達0.83；非金屬礦石與GDP的關聯度次之，為0.829；礦建材料、化肥及農藥、煤炭及制品、金屬礦石和糧食的水運量與GDP的關聯度值都介于0.7-0.8之間；而液體散貨和水泥的水運量與GDP的關聯度小于0.7，其中水泥的關聯度最低僅為0.544，造成該現象的主要原因是：（1）湖南省雖是石油的消費大省，但是經由岳陽港中轉的原油當中75%是通過管線運輸運往省內的煉油企業，而湖南省成品油消費只有20%左右通過長江、湘江水運從省外調入，這造成液體散貨的水運量較小，且波動較大，與GDP的吻合度較低；（2）湖南省的石灰石資源主要集中在湘南和湘中地區，而湘北地區的石灰石資源相對匱乏，由于受制于湘南水系的航道條件，水泥的運輸主要是通過公路和鐵路滿足省內的需求，水泥的水運量所占比例較少，而這導致水泥水運量與GDP的關聯度相對較低。

從產業的角度來看：（1）化肥及農藥的水運量與第一產業的關聯度明顯大于其與其他產業的關聯度，其與第一產業的關聯度值為0.799；糧食水運量與第一產業的關聯度值為0.735，與第二產業的關聯度值為0.722，顯然糧食水運與第一產業的關聯度大于其與第二產業的關聯度。（2）非金屬礦石、集裝箱、金屬礦石和液體散貨這4大貨種的水運量與第二產業的關聯度明顯大于其與其他產業的關聯度，其與第二產業的關聯度值分別為0.855、0.831、0.765、0.703。而煤炭及制品與第二產業的關聯度小于其與其他產業的關聯度，主要原因是：首先，受2010年全球經濟危機的影響及近幾年鋼鐵產業產能過剩，企業生產所需要的煤炭整體波動較大；其次，受相應水系航道條件的限制，發電及冶金所用的北煤和川煤也主要是通過鐵路運輸來完成。綜合上述兩大原因導致煤炭每年的水運量變化幅度較大（2010年和2014年煤炭水運量同比下降11%和17%），進而導致煤炭水運量曲線與第二產業產值的走向一致性較差，所以其與第二產業的關聯度值小于其與其他產業的關聯度值。（3）礦建材料、水泥的水運量與第二產業的關聯度大于第一產業，但是略小于或等于其與第三產業的關聯度值，主要原因為近幾年湖南省房地產行業的迅猛發展和房地產業投資力度的不斷加強（湖南省對房地產開發投資額由2009年的1 084.66億元增長到2014年的3 732.5億元，增長了244.12%），而礦建材料和水泥又是房地產建設、開發的必需品，故此其與第二產業和第三產業都擁有較高的關聯度值。

從綜合關聯度的角度來分析，湖南省水運量與GDP的總關聯度為0.774，與第二產業的關聯度最大，為0.783，與第一產業的關聯度次之，為0.775，與第三產業的關聯度相對較低，為0.766。其主要原因為綜合關聯度值的計算是依據不同貨種的水路運量與區域經濟的關聯度進行熵值加權得出的，而本文所研究的貨種當中絕大部分是與第二產業有直接的關聯，同時包含了部分與第一產業相關的貨種，所以最終計算結果較為合理。

5 結論

本文通過灰色絕對關聯模型和熵權法相結合的數學方法對不同貨種的水運量與區域經濟的關聯性及綜合關聯度進行了較為系統、客觀、全面、合理的研究分析，擴展了水運與區域經濟關聯度的研究范圍，豐富了水運與區域經濟關聯度的研究內容，具有重大的研究意義。其中，不同貨種水運量與區域GDP指標的關聯度值大小排序為集裝箱、非金屬礦石、礦建材料、化肥及農藥、煤炭及制品、金屬礦石、糧食、液體散貨和水泥（78%都集中在0.7到0.85之間）；而水運與GDP的綜合關聯度為0.774，其中水運與第二產業的關聯度值最高，為0.783，而與第一產業和第三產業的關聯度值分別為0.775和0.766；而且不同貨種水運量與各大產業的關聯度基本符合實際情況。

從上文可以看出湖南省各貨種水運與區域經濟擁有較高的關聯性，而水運的發展與區域經濟的發展互為條件，相輔相成，因此，本文的關聯度研究對促進湖南省各貨種水路運輸的發展具有重大的指導意義：（1）從長遠角度考慮，應當給予湖南水路運輸高度的重視與支持，做好總體規劃、有效的組織引導、全面協調，并在一定程度上予以政策傾斜，加大對湖南水運的投資力度，加快以干線航道治理為核心的基礎設施建設，確保航運的通暢，為各貨種水路運輸的發展掃清障礙。（2）誠然，只有政策支持而沒有相應的經濟保障，湖南航運的發展也是舉步維艱，所以要注重加快沿江社會經濟發展的步伐，在沿江地區建立產業園，將產業與湖南水運有機結合，為水運的發展提供重要的貨源基礎。（3）湖南省各貨種水路運輸要提高自身的服務能力和水平，充分發揮湖南水系的優勢，為湖南省各生產企業提供優質的運輸服務，共同促進湖南省社會經濟的蓬勃發展。

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［3］項翔，陳鵬宇.基于熵值法賦權的新灰色關聯度量化模型［J］.系統科學學報，2014，（2）:68-69.

［4］蘇潔，沈文成.改進墑值法問題的初探［J］.現代商業，2007，（4）: 29-30.

［5］劉超.珠江航運與區域經濟發展的相關性研究［D］.武漢:武漢理工大學，2005.

［6］朱小檬.沿海港口集裝箱吞吐量與國內生產總值關聯性模型研究［D］.大連:大連海事大學，2014.

［7］張松濱.基于灰色關聯分析法的沿海港口與腹地相關性研究［J］.浙江海洋學院學報，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

張培林（1954-），男，湖北武漢人，博士生導師，研究方向：交通與物流系統規劃、物流管理等；張翼鵬（1990-），男，山西忻州人，碩士研究生，研究方向：交通與物流系統規劃；閻相宇（1976-），男，遼寧大連人，博士，研究方向：營銷物流。