基于熵值-TOPSIS模型產業集群與新型城鎮化區域協調研究

田新翠，趙彥云

（1.太原科技大學 經濟與管理學院，山西 太原 030024；2.中國人民大學 統計學院，北京 100872）

一、引言

新型城鎮化發展是我們國家經濟發展戰略的關鍵，也是走集約化、綠色的發展之路的必然選擇。Dezfoulian，H.R[1]研究發現在產業集群的作用下，企業之間可以通過各種形式的合作節約資源，降低成本，提高企業的競爭能力。美國的城市地理學家諾瑟姆[2]（Ray MoNortham）研究認為產業集群對城鎮化發展具有正向推動作用。國內學者徐維祥[3]也早就通過實證研究，認為產業集群的過程，本身就是創新的過程，能夠大力推動城鎮化的進程，而且城鎮化的過程不應該僅用一個指標人口城鎮化來衡量，一個指標的衡量是片面的，不系統、不科學的。在今天創新驅動的戰略下，城鎮化的內動力更應該是依靠產業集群的方式、技術創新、人力資本等因素的推動[4]。

關于影響新型城鎮化建設的因素的研究，國內學者從不同角度，運用各種相關變量進行了實證研究。其中石正坤[5]根據新型城鎮化建設中的產業之間的關聯性研究，認為創新是城鎮化發展的關鍵影響因素。張中英[6]采用典型相關分析的方法，認為產業集群與城鎮化之間的相關關系比較大。由這些學者的研究結論可見，產業集群與城鎮化之間的邏輯關系是存在的。不過，關于產業集群與新型城鎮化水平之間的關系研究比較少，很多的學者從不同角度去測度新型城鎮化這個變量，但是依然沒有統一的標準，計算復雜。另一方面二者之間如果存在著比較強的關系，那么二者又是否協調發展呢，等等問題的研究還比較少見，還需要通過實證做進一步的研究。

二、理論模型簡介

（一）熵值法

熵值法是指在一個系統中，如果系統中的某個指標值的變異程度越大，就說明這個指標對項目進行評價時所起到的影響就越大，也就是說在一個系統中發揮的作用比較大，在進行綜合評價時賦予的權重應該大一些。

假如在一個系統中有m種不同的狀態。而每種狀態出現的概率記為Pi（i=1，2，…，m）時，那么我們就可以把這個系統的熵定義為：

也就說，如果每種狀態的概率是相等的，記為Pi=1/m 時（其中 i=1，2，…，m），熵值 e會達到它的極值狀態，達到最大值，即表示為：emax=lnm。

現在假設存在有m個備選評價方案，每個方案的系統有n個評價指標，這樣我們用一個原始矩陣 R 來表達，R＝（rij）m×n。那么，也就是說，對于系統中的第j個指標rj來說，就會有如下的熵值：

其中：

從信息熵的公式可以看出：如果rj計算出來的熵值ej比較小，那么就表示這個指標rj的波動范圍比較大，這個指標rj所承載的價值就比較大，這個指標在綜合評價系統中的權重就應該比較大；反之，權重應該小一些。

（二）熵權法的步驟

第一步：假設現在有m個需要評估的方案，n個評價指標，這樣就會形成了一個原始數據矩陣R＝（rij）m×n：

第二步：數據的非負數化處理。由于熵值法本身的計算值都是比重，量綱的影響就自動消除了，不需要再進行標準化數據處理。當然，如果數據集中存在負數值，還是需要對數據進行一個處理。

對于正向的指標，我們需要按照以下公式進行調整：

對于負向的指標，我們需要按照以下公式進行調整：

第三步：需要計算各指標權重：

第四步：計算第j個指標的熵值ej：

在上面這個式子中，k≥0，ln取了其自然對數，0≤e，由于常數k和樣本數m是存在這樣的一種關系，即：k=1/lnm，那么我們就可以保證e的取值范圍是：0≤e≤1。

第五步：計算第j個指標的熵權wj：

（三）TOPSIS方法

在運算之前，我們首先要梳理以下指標，使這些指標具有單調性，對于逆指標來說，就需要采用它的倒數進行轉換成正指標。

第三步：這里，用Ui代表城鎮化水平的綜合值，用Ci代表產業集群綜合值。

第四步：計算兩個系統的耦合度（城鎮化水平和產業集群系統）。

式中：H 表示耦合度值，H∈（0，1）

表1 耦合度分類表

第五步：計算二者的耦合協調度

兩個系統處于哪個階段，需要運用耦合協調度指標來反映：

式中：D為耦合協調度；H為耦合度；T為城鎮化與產業集群系統綜合評價指數，它反映兩者的整體協同效應或貢獻；α、β為待定系數，本文取α=β=0.5。

表2 耦合協調度分類

三、變量選取與數據來源

（一）變量的選取

1.新型城鎮化體系：城鎮化體系主要包括四個方面：

（1）人口城鎮化（U1）。人口密度（U11）是反映一個區域人口集中的程度；城鎮人口比重（U12）是指城鎮人口所占比重、第三產業從業人員占比重（U13）反映城鎮的服務業人口的狀況，也可以衡量城鎮化的程度；鄉村人口轉城鎮人口（U14）從另一個方面的體現城鎮化人口的來源這四個指標。

（2）經濟城鎮化（U2）。人均 GDP（U21）；第三產業所占比重（U22）反映城鎮區域的服務產業經濟發展；工業化水平（U23）反映第二產業所占比重。

（3）社會城鎮化（U3）。城市居民可支配收入（U31）；人均生活用水量（U32）從另外一個角度說明城鎮化程度；人均擁有道路（U33）和城市市區公共汽車運營車輛數（U34）從公共設施角度去反映城鎮化程度；市區年末移動電話用戶數（U35）和互聯網寬帶接入用戶數（U36）從通信、信息化角度去反映城鎮化程度。

（4）生態城鎮化（U4）。人均公園綠地（U41）從環境的視角看城鎮化的質量；單位能源消耗產出GDP（每萬元 GDP能源消耗量的倒數）（U42）越大說明城鎮化發展付出的代價越小；空氣質量達標天數（U43）從環境治理的角度去衡量城鎮化水平；建成區綠化覆蓋面積（U44）從新建綠地面積去看生態城鎮化的水平（見表3）。

表3 新型城鎮化指標體系的權重

2.產業集群體系：鑒于數據的可獲得性，產業集群系統指標體系由5個一級指標組成：產業集群的發展水平（C1）是從產業集群的規模角度反映；產業集群的發展活力（C2）是從產業集群的活躍度角度反映；產業集群的發展吸引力（C3）是指吸引企業進入產業集群的能力，比如外資水平；產業集群的發展潛力（C4）是指產業集群內部發展的可持續發展能力；互聯網大數據新興產業集群發展驅動力（C5）是指隨著互聯網大數據的發展，越來越多的企業與互聯網大數據融合，也是反映產業集群與時俱進，運用科學技術的重要推動力的體現。

（1）產業集群的發展水平（C1）。產業集群的發展水平指標主要反映產業集群的規模大小，具體指標有：重點產業集群個數（C11）、一般產業集群個數（C12）、產業集群企業年銷售收入（大中型工業企業工業銷售產值億元）（C13）。

（2）產業集群的發展活力（C2）。產業集群的發展活力主要反映產業集群內企業發展的運行狀況。具體的指標層包括：新投資項目個數（C21）、海關出口總額（C22）、海關進口總額（C23）、固定資產投資額（C24）、全社會用電量（C25）。

（3）產業集群的發展吸引力（C3）。具體的指標層為：引入外資水平（C31），引入外資水平從一定程度上反映了該地區與外界的交流水平和本地區對國外企業的吸引力。

（4）產業集群的發展潛力（C4）。具體的指標層為：GDP 總量（C41）、科技活動人員（C42）、信息技術服務業的法人單位數占比（C43）、科學研究和技術服務業法人單位數所占比重（C44）、電信業務總量（C45）。

（5）互聯網大數據新興產業集群發展驅動力（C5）。具體的指標層為：互聯網大數據意識程度（C51）、互聯網大數據信息數（C52）、互聯網大數據質量（C53）、新增高新技術企業個數（C54）。

表4 產業集群系統指標體系

（二）數據來源

本文樣本指標數據主要利用2016年《山西統計年鑒》、《中國統計年鑒》，高新技術企業相關數據來源于2015年山西省高新技術企業認定管理工作辦公室公示數據。運用MATLAB軟件，采用熵值法，確定產業集群與新型城鎮化指標體系的權重（見表3、表 4）。

四、山西省產業集群與新型城鎮化耦合協調度研究

（一）對山西省產業集群狀況與新型城鎮化水平進行綜合評價

首先，利用山西省11地市的相關資料計算各地市的產業集群綜合評價值和城鎮化綜合評價值，并對各地市進行排名比較。

表5 山西省各地市的產業集群與新型城鎮化綜合評價及排名

由表5可以看出：山西省11地市產業集群發展較為不均衡。太原市產業集群的競爭力排在第一位，其產業集群的綜合評價值為0.978323376，綜合得分比較高，接近1。排在第二位的是運城市，其產業集群綜合評價值是0.135197891，與太原市的差距有7倍的距離，差距較大，發展極為不均衡。朔州市排在最后一位，其產業集群綜合評價值是0.034572866，與太原市相比較，相差有將近30倍的差距，極為的懸殊。

另外，從表5中也能看出，從城鎮化系統綜合評價值來看，太原市位居首位，臨汾市位居第二位，大同市位居第三，呂梁市倒數第一位，差距較大。臨汾地市的城鎮化水平排名是位居第二名，但是產業集群水平則落在第九名。表現出極大的不協調性。當然協調度也需要進一步的研究。

（二）產業集群與新型城鎮化耦合度分析

從表6可以看到：耦合度最高的是太原市，其耦合度值為0.5，處于磨合階段；忻州市和呂梁市兩個地市處于較低水平的耦合階段；其他8個地市都處于頡頏階段，即互相抗衡階段。

（三）山西省11地市耦合協調度比較研究

從表7可以看出，第一類城市，是太原市，其產業集群與新型城鎮化的協調度值為0.928846299，屬于優質協調發展類；第二類是中度失調衰退類，有大同市和晉城市兩個城市；其他屬于嚴重失調衰退類。由此可見，山西省內部區域發展表現出極為不均衡狀態。

表6 山西省11地市的產業集群與城鎮化水平的耦合度

表7 山西省11地市產業集群與新型城鎮化耦合協調度

（四）山西省11地市產業集群與新型城鎮化關系研究

山西省產業集群發展水平與新型城鎮化存在密切的相關關系，從表中也可以看出，太原市、運城市、忻州市、呂梁市的產業集群系統綜合評價值明顯是高于新型城鎮化系統的綜合評價值，說明這幾個地市的產業集群水平發展較為好些，而城鎮化發展水平則較為落后，今后的工作重點應該加大力度發展其新型城鎮化水平。

陽泉市、長治市、晉城市這三個地市的城鎮化水平是明顯高于產業集群發展水平的。在今后的發展戰略上應該大力發展產業集群。

整體上來看，產業集群系統綜合評價值高的地市，其城鎮化系統綜合評價值也相對比較高；反之亦然，可見二者表現出較強的相關度。依據統計軟件SPSS20.0測算，可知產業集群系統綜合評價值和城鎮化系統綜合評價值的相關系數為0.854498。

五、結論與啟示

（一）結論

1.山西省處于低階協調發展階段。從前面的分析中可以看出，山西省除了省會城市太原市之外，其他10地市的產業集群水平、新型城鎮化水平都發展較為落后，導致總體上表現出低階協調發展狀態。

2.山西省協調發展不均衡，內部差異大。目前由于山西省119個縣（市、區）中就有58個是貧困縣，貧困人口為 365萬人，貧困面大，制約著產業集群的健康有序的發展，也不利于推動城鎮化建設。

3.適應互聯網大數據時代要求基礎建設還很落后。在互聯網、大數據、智慧城市發展的時代下，城鎮化建設更要注重文化底蘊，城鎮特色。城鎮化水平建設的觀念還很落后，互聯網大數據等新興動能產業的配套設施還很不完善。這些都在一定程度上制約了城鎮化及產業集群的快速發展。

4.產業集群的創新驅動力不足。近年來，山西人口城鎮化仍然滯后于工業化。長期以來，城鎮布局分散，產業結構單一，創新產業集群程度弱，拉動城鎮化的動力尚未真正發揮出來。

（二）啟示

1.關于產業集群與新型城鎮化的評價指標體系代表性不強。產業集群的指標應該包括產業集群中企業個數、企業規模、產業從業人員、主營業務收入、產值、生產效率、貢獻能力等指標，但由于各級政府統計年鑒中并未提供公開數據，鑒于數據的難獲得性，都用其他指標替代；其次，在互聯網大數據時代，產業集群所表現出的特征比如人機交互設備數量、產業集群生產管理平臺軟件數量、信息安全數字認證系統開發及使用量、新業態培育狀況、工業企業云服務狀況等指標均未能納入評價體系，目前國家也無統一的標準指標。當然關于智慧城市的評價指標也存在沒有統一的指標口徑等類似問題，也沒有反映智慧化、互聯網+、新型城鎮化的具體明細指標。評價會受到一定的影響。

2.互聯網時代背景下，依靠大數據分析產業集群與新型城鎮化系統將成為主流方式。互聯網時代已經到來，傳統的數據統計分析已經不能滿足新時代的要求，需要借助大數據來分析其真正互動關系。

山西省應該加快推進城市群的建設，尤其發揮功能性的城鎮化建設為基礎，并且應該以提高質量為關鍵的新型城鎮化建設。除了兩大系統建設之外，還應該制定相應的土地政策，比如土地合理規劃，體現效率性政策，以及相應的資金配套政策，合理制定財政政策。在合理規劃的過程中，還應該保障公共服務均等化、基礎設施標準化的理念，使得山西省整體協調性、均衡性得到有力的保障。同時，還應該加強“互聯網+”的實施規劃，完善相應的互聯網技術創新配套體系。上下聯動、協同推進互聯網大數據等公共云平臺及軟實力建設。