魏 然，吳向悅

（中國民航大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，天津 300300）

區(qū)域機(jī)場是機(jī)場與區(qū)域?qū)ν忾_放的窗口，也是區(qū)域經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的引擎。因此，一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)和機(jī)場互動(dòng)融合發(fā)展逐步成為提升該地區(qū)競爭力的重要途徑和發(fā)展方向。通過耦合協(xié)調(diào)理論構(gòu)建經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和機(jī)場系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型，對(duì)天津市經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行全方位分析，有助于促進(jìn)兩系統(tǒng)良好互動(dòng)發(fā)展，提升天津市整體競爭力。

在國內(nèi)外學(xué)者的研究中，單獨(dú)對(duì)耦合理論和協(xié)調(diào)理論的研究比較多，而對(duì)于耦合協(xié)調(diào)理論的研究相對(duì)較少。耦合協(xié)調(diào)理論主要研究兩系統(tǒng)的緊密關(guān)系和均衡發(fā)展程度，應(yīng)用領(lǐng)域較多，其中多集中在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)、城市化系統(tǒng)及產(chǎn)業(yè)集群與科技創(chuàng)新、人口結(jié)構(gòu)之間的研究。

在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中：韓瑞玲等[1]證明了沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)程度較好；朱堅(jiān)真[2]證明深圳港口經(jīng)濟(jì)與城市經(jīng)濟(jì)兩大系統(tǒng)的耦合程度趨向轉(zhuǎn)好；蔣天穎等[3]對(duì)長江三角洲區(qū)域創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)增長的耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行研究，認(rèn)為長江三角洲區(qū)域創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)增長耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)集聚態(tài)勢；許麗萍等[4]對(duì)絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶物流業(yè)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性水平低、區(qū)域差異大；楊武等[5]利用耦合協(xié)調(diào)度模型對(duì)中國科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行研究，科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)增長的協(xié)同發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出具有重要的推動(dòng)作用。

從現(xiàn)有研究成果來看，對(duì)于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與機(jī)場系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的研究比較少，僅有陳欣等[6]對(duì)長三角區(qū)域多機(jī)場系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行了耦合分析，發(fā)現(xiàn)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度與機(jī)場等級(jí)存在較強(qiáng)的正關(guān)聯(lián)。由于其研究對(duì)象為長三角區(qū)域所有機(jī)場，并對(duì)年度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，比較了各機(jī)場與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)之間的耦合協(xié)調(diào)程度，但對(duì)于獨(dú)立機(jī)場與所在區(qū)域經(jīng)濟(jì)耦合協(xié)調(diào)的研究，參考價(jià)值不大。研究以耦合理論為基礎(chǔ)，構(gòu)造了系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型，并分析評(píng)價(jià)天津市10年間機(jī)場系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的耦合協(xié)調(diào)度，得出結(jié)論并給出相應(yīng)建議。

1 耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型

耦合在物理學(xué)中是指兩個(gè)或兩個(gè)以上電路元件或電網(wǎng)絡(luò)的輸入與輸出之間存在緊密配合與相互作用，并通過相互作用從一側(cè)向另一側(cè)傳輸能量的現(xiàn)象。耦合度是衡量耦合的兩個(gè)電路元件系統(tǒng)之間緊密程度的物理量。協(xié)調(diào)是指為了完成計(jì)劃并實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之同步、協(xié)調(diào)發(fā)展。協(xié)調(diào)度是指衡量系統(tǒng)或系統(tǒng)內(nèi)部要素之間在發(fā)展過程中彼此和諧一致的程度，體現(xiàn)了系統(tǒng)由無序走向有序的趨勢。耦合協(xié)調(diào)是指相互作用的兩系統(tǒng)緊密、均衡發(fā)展。耦合協(xié)調(diào)度用于衡量相互作用的系統(tǒng)之間耦合與協(xié)調(diào)綜合的程度。借鑒耦合、協(xié)調(diào)定義研究區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和機(jī)場系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展，并通過構(gòu)建系統(tǒng)的耦合度、協(xié)調(diào)度、耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型進(jìn)行研究。

1.1 模型建立

1）子系統(tǒng)的有序度評(píng)價(jià)模型

系統(tǒng)s有n個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，描述子系統(tǒng)i發(fā)展情況的序參量共有ci個(gè)，eij表示子系統(tǒng)i的第j個(gè)序參量，i=1，2，…，n，j=1，2，…，ci。序參量為系統(tǒng)參數(shù)的變化量，分為正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)，分別對(duì)系統(tǒng)有促進(jìn)和抑制兩種作用：促進(jìn)作用即隨序參量增加其系統(tǒng)有序度增加；抑制作用即隨序參量增加其系統(tǒng)有序度減少。序參量eij對(duì)子系統(tǒng)i的貢獻(xiàn)值即有序度為

其中：αij和βij為系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)eij的下限值和上限值；ui（eij）∈[0，1]，其值越大，代表對(duì)子系統(tǒng)i的貢獻(xiàn)度越高。

子系統(tǒng)i的有序度為序參量有序度疊加而成，子系統(tǒng)i的有序度為

其中：ωij為序參量eij的權(quán)重；Ui為子系統(tǒng)i的總有序度，其大小反應(yīng)了系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)展有序能力的高低。

為避免人為等主觀因素的影響，序參量eij的權(quán)重ωij采用熵值法來判定。由于各序參量的單位不統(tǒng)一，需要作無量綱處理。無量綱處理方法有極值化法、標(biāo)準(zhǔn)化法、均值化法、標(biāo)準(zhǔn)差化法等。由于均值法能反映出原始數(shù)據(jù)指標(biāo)的變異程度及各指標(biāo)之間互相影響的差異程度。因此，采用均值法進(jìn)行無量綱處理，即

其中：y為年份總數(shù)；dij為差異常數(shù)，其幾何意義為信息熵mij到1的距離，mij越小則dij就越大，其對(duì)應(yīng)序參量權(quán)重ωij越大；信息熵mij可表示為

2）子系統(tǒng)的耦合度評(píng)價(jià)模型

耦合度是衡量子系統(tǒng)相互作用的強(qiáng)度，子系統(tǒng)作用越密切，耦合度就越高；否則相反。耦合度可表示為

3）子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型

其中，μ，η，…，ε分別為子系統(tǒng)對(duì)復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的貢獻(xiàn)程度。

4）復(fù)合系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型

其中，M為耦合協(xié)調(diào)度，表示子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)耦合發(fā)展程度。M值越大，子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)程度越高，M值越小，其耦合協(xié)調(diào)程度越低。

1.2 模型運(yùn)用

模型研究對(duì)象為經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和機(jī)場系統(tǒng)，因此n=2，U1表示經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，U2表示機(jī)場系統(tǒng)。根據(jù)1.1節(jié)進(jìn)行建模，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和機(jī)場系統(tǒng)的耦合度模型為

經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和機(jī)場系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度模型為

其中，μ和η分別為天津市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和機(jī)場系統(tǒng)的協(xié)同互動(dòng)貢獻(xiàn)度。由于兩系統(tǒng)相互促進(jìn)強(qiáng)度不同[1-5]，結(jié)合天津市實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀，μ和η分別取0.55和0.45。

經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和機(jī)場系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度參見式（9）。

2 模型應(yīng)用

2.1 指標(biāo)選取

衡量經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的指標(biāo)一般以經(jīng)濟(jì)學(xué)理論為基礎(chǔ)，為能夠客觀反映天津市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展水平，分別用經(jīng)濟(jì)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、開放程度、城市建設(shè)、人民生活水平和發(fā)展?jié)摿?個(gè)一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行綜合衡量。經(jīng)濟(jì)規(guī)模能反映地區(qū)一年內(nèi)生產(chǎn)投入、產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)總量；經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)反映該地區(qū)的產(chǎn)業(yè)布局；開放程度是對(duì)外貿(mào)易的集中體現(xiàn)；城市建設(shè)是城市投入基礎(chǔ)設(shè)施的宏觀反映；人民生活水平代表城市的小康程度；發(fā)展?jié)摿κ浅鞘袣v史水平和未來發(fā)展的趨勢。具體指標(biāo)及其權(quán)重如表1所示（各指標(biāo)權(quán)重通過熵值法計(jì)算所得）。

天津?yàn)I海國際機(jī)場系統(tǒng)發(fā)展分別用機(jī)場規(guī)模、航空運(yùn)輸和發(fā)展?jié)摿?個(gè)一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行綜合衡量。機(jī)場規(guī)模反映機(jī)場的承載量和基礎(chǔ)設(shè)施情況；航空運(yùn)輸反映運(yùn)輸?shù)臉I(yè)務(wù)量；發(fā)展?jié)摿Ψ从硻C(jī)場發(fā)展程度和未來發(fā)展趨勢。具體指標(biāo)及其權(quán)重如表2所示。

表1中可看出，在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中：經(jīng)濟(jì)規(guī)模對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)度最大；人民生活水平、城市建設(shè)、開放程度次之，其中，社會(huì)固定資產(chǎn)投入城市建設(shè)所占比重最高。

表2中可看出，在機(jī)場系統(tǒng)中，機(jī)場發(fā)展?jié)摿Φ呢暙I(xiàn)度最高。其中，貨郵吞吐量增速是影響發(fā)展?jié)摿Φ年P(guān)鍵因素，起降架次是影響航空運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵因素。

表1 天津市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)U1的評(píng)價(jià)指標(biāo)Tab.1 Evaluating indicators of Tianjin economic system U1

表2 天津?yàn)I海國際機(jī)場系統(tǒng)U2的評(píng)價(jià)指標(biāo)Tab.2 Evaluating indicators of TBIA system U2

2.2 數(shù)據(jù)處理與分析

由上述耦合協(xié)調(diào)度模型，計(jì)算2005—2014年天津市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有序度U1、機(jī)場系統(tǒng)有序度U2、兩系統(tǒng)耦合度I、協(xié)調(diào)度C及耦合協(xié)調(diào)度M的值，并確定相應(yīng)的協(xié)調(diào)等級(jí)。其中，耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[7]，如表3所示。耦合協(xié)調(diào)度分析如表4所示。

2.2.1 經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與機(jī)場系統(tǒng)有序度分析

1）從兩系統(tǒng)內(nèi)部視角分析 經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，有序度逐年上升，表明天津市經(jīng)濟(jì)發(fā)展穩(wěn)健，系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)性良好；機(jī)場系統(tǒng)中，有序度呈波動(dòng)式增長，2005—2008年系統(tǒng)發(fā)展穩(wěn)健，2009—2011年系統(tǒng)內(nèi)部紊亂，隨后系統(tǒng)逐漸趨于健康發(fā)展，如表4和圖1所示。

2）從兩系統(tǒng)間視角分析 2005—2010年機(jī)場系統(tǒng)的有序度高于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有序度，表現(xiàn)為兩系統(tǒng)發(fā)展不匹配，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展滯后，兩系統(tǒng)間機(jī)場系統(tǒng)起主導(dǎo)作用帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展；2010—2011年期間兩系統(tǒng)曾出現(xiàn)同步型發(fā)展；2011—2014年期間經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)超前發(fā)展，機(jī)場系統(tǒng)的發(fā)展落后于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。

表3 耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展等級(jí)Tab.3 Coupling coordination developing level

表4 2005—2014年天津市兩系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度分析Tab.4 Coupling coordination degree analysis of two systems in Tianjin 2005—2014

圖1 2005—2014年天津市兩系統(tǒng)有序度統(tǒng)計(jì)圖Fig.1 Order degree statistics of economy and airport systems in Tianjin 2005—2014

3）從兩系統(tǒng)發(fā)展關(guān)聯(lián)互動(dòng)態(tài)勢視角分析 2005—2008年機(jī)場系統(tǒng)有序度隨著經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的增長而增長。2009—2011年關(guān)聯(lián)性互動(dòng)性強(qiáng)弱并存，究其原因?yàn)樵摃r(shí)期天津市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在美國次貸危機(jī)和歐債危機(jī)的負(fù)面影響和擴(kuò)大內(nèi)需的促進(jìn)下，仍保持了增長態(tài)勢，但機(jī)場系統(tǒng)的有序度急劇下降，出現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)互動(dòng)性差的現(xiàn)象。經(jīng)過3年的動(dòng)蕩期，2012—2014年復(fù)合系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定，機(jī)場系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)呈正相關(guān)態(tài)勢，如圖2所示。

圖2 2005—2014年兩系統(tǒng)有序度擬合曲線圖Fig.2 Order degree fitting curve of economy and airport systems 2005—2014

2.2.2 兩系統(tǒng)耦合度、協(xié)調(diào)度、耦合協(xié)調(diào)度分析

經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和機(jī)場系統(tǒng)耦合度、協(xié)調(diào)度、耦合協(xié)調(diào)度，如圖3所示。

圖3 2005—2014年耦合度、協(xié)調(diào)度、耦合協(xié)調(diào)度統(tǒng)計(jì)圖Fig.3 Coupling degree,coordinating degree and coupling coordination degree statistics 2005—2014

基于上述關(guān)聯(lián)互動(dòng)性分析，分別從兩系統(tǒng)耦合度、協(xié)調(diào)度、耦合協(xié)調(diào)度視角進(jìn)行分析。

1）耦合度分析 天津市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與機(jī)場系統(tǒng)的耦合度大體呈上升趨勢，即兩系統(tǒng)之間聯(lián)動(dòng)性隨著時(shí)序演變愈加密切。其中：2010年兩系統(tǒng)耦合度曾一度出現(xiàn)最高值；但在2011年出現(xiàn)極小值點(diǎn)，表明這一年兩系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)性差，發(fā)展較為孤立。究其原因?yàn)樵跉W債危機(jī)背景下，對(duì)外貿(mào)易不景氣，全國民航貨郵運(yùn)輸量出現(xiàn)負(fù)增長，天津機(jī)場與全國航空貨運(yùn)發(fā)展同步，天津機(jī)場系統(tǒng)的有序度降低，導(dǎo)致兩系統(tǒng)出現(xiàn)不耦合現(xiàn)象。

2）協(xié)調(diào)度分析 兩系統(tǒng)協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)波動(dòng)式增長態(tài)勢，2005—2008年間兩系統(tǒng)協(xié)調(diào)性逐漸增強(qiáng)，系統(tǒng)愈加均衡。2009和2011年較2010年協(xié)調(diào)程度低，協(xié)調(diào)變化率大，趨于不平衡態(tài)勢。2011—2014年間兩系統(tǒng)逐漸向協(xié)同方向發(fā)展，2014年協(xié)調(diào)度高達(dá)0.74。

3）耦合協(xié)調(diào)度分析 10年間耦合協(xié)調(diào)度為0.18～0.67，從嚴(yán)重失衡到初級(jí)協(xié)調(diào)，雖局部有小波動(dòng)，但基本呈現(xiàn)了向好的發(fā)展態(tài)勢。說明兩系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)、互耦程度大，但是兩系統(tǒng)欲達(dá)到極度協(xié)調(diào)仍任重而道遠(yuǎn)。

3 結(jié)語

通過計(jì)算經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和機(jī)場系統(tǒng)的有序度構(gòu)建了耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型，并對(duì)天津市2005—2014年經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與機(jī)場系統(tǒng)實(shí)證研究。研究發(fā)現(xiàn)：

1）兩系統(tǒng)的耦合度大體呈上升趨勢，即兩系統(tǒng)關(guān)系緊密程度越來越高，兩系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度呈波動(dòng)式增長，即兩系統(tǒng)協(xié)調(diào)程度逐步向均衡方向發(fā)展，耦合協(xié)調(diào)度大體呈增長態(tài)勢，從失衡階段逐步向協(xié)調(diào)階段過渡；

2）2005—2010年天津機(jī)場系統(tǒng)超前于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展，2011年兩系統(tǒng)曾出現(xiàn)同步發(fā)展，2011—2014年機(jī)場系統(tǒng)發(fā)展滯后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

隨著時(shí)序演變，兩系統(tǒng)并沒有實(shí)現(xiàn)充分協(xié)同發(fā)展，機(jī)場系統(tǒng)滯后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此，提高天津?yàn)I海國際機(jī)場系統(tǒng)與天津市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度迫在眉睫。根據(jù)以上結(jié)論，提出如下建議。

1）機(jī)場調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略 天津機(jī)場應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，緊緊圍繞天津市經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化，不斷調(diào)整機(jī)場自身的發(fā)展戰(zhàn)略與運(yùn)營管理模式。加密航線網(wǎng)絡(luò)、引進(jìn)更多基地航空公司、充分開拓航空運(yùn)輸市場，推進(jìn)航空物流發(fā)展，提高機(jī)場運(yùn)營水平。找準(zhǔn)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的結(jié)合點(diǎn)、增強(qiáng)兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度，逐漸實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與機(jī)場協(xié)調(diào)同步發(fā)展。

2）政府加強(qiáng)宏觀調(diào)控 加快天津市區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，找準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與機(jī)場系統(tǒng)的對(duì)接點(diǎn)，充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)促進(jìn)機(jī)場發(fā)展的作用。政府應(yīng)加強(qiáng)宏觀調(diào)控，重視兩系統(tǒng)互動(dòng)發(fā)展。充分利用京津冀一體化協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略，制定出相關(guān)“惠空”政策，對(duì)機(jī)場系統(tǒng)給予更多的財(cái)政補(bǔ)助，加大機(jī)場固定資產(chǎn)投入，使經(jīng)濟(jì)與機(jī)場聯(lián)動(dòng)發(fā)展。

3）組建跨區(qū)域協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu) 在京津冀一體化發(fā)展中考慮天津機(jī)場和經(jīng)濟(jì)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展。面對(duì)環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈、首都經(jīng)濟(jì)圈等經(jīng)濟(jì)一體化的浪潮，天津市所面對(duì)的不僅是天津機(jī)場與本地經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，未來還會(huì)受到如京津冀三地跨行政區(qū)域之間經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和機(jī)場系統(tǒng)的耦合及協(xié)同。因此，建立具有跨區(qū)域協(xié)調(diào)能力的組織機(jī)構(gòu)，將有利于天津市抓住歷史機(jī)遇，提升天津市在國內(nèi)乃至全球的競爭力。