四、京津冀海港口岸与腹地协同度模型建立

（一）协同论及在京津冀海港口岸与腹地复合系统中的适用性

1．协同论概况

协同论（synergetics）也称“协同学”“协和学”，以多学科研究为基础，属于系统科学的分支理论。20世纪70年代，德国物理学家哈肯（Hermann Haken）提出了协同的概念，后来又对其进行了系统的论述。

协同论认为，大量子系统在一定条件下相互作用和协作可组成复合系统。协同论的主要内容分为三方面：一是协同效应，指复合系统中大量子系统相互联系、相互作用而产生的整体效应；二是自组织原理，指在有外部能量流、物质流、信息流流入的情况下，复合系统会通过子系统间的协同作用而形成新的有序结构；三是伺服原理，指系统在接近临界点时，系统的性质通常由少数几个序参量支配，而其他序参量的行为则由这些序参量规定。

2．协同论在海港口岸与腹地复合系统中的适用性

（1）海港口岸与腹地复合系统中核心子系统的选择

海港口岸与腹地系统是由海港口岸物流、腹地外向型经济、综合运输网络、资源等多个子系统构成的复合系统，其以腹地外向型经济为支撑，以交通运输为动脉，以海港口岸物流的开发利用为保障。其中，海港口岸最重要的功能是口岸物流功能，而对于海港口岸物流来讲，腹地众多子系统中最重要的是外向型经济子系统，因此选择海港口岸物流子系统和腹地外向型经济子系统为众多子系统中的两个核心子系统，本章用这两个子系统的协同度来反映海港口岸与腹地整个复合系统的协同发展程度。

（2）海港口岸物流与腹地外向型经济系统特征

一是海港口岸物流与腹地外向型经济复合系统具有协同效应。海港口岸物流子系统与腹地外向型经济子系统通过交通运输等联系在一起，并且互相开放，两个子系统在人流、物流、资金流等方面相互流动，且在信息、技术、管理等方面相互交流，使得复合系统得以协同发展，且结构更加合理有序。

二是海港口岸物流与腹地外向型经济系统具有自组织性。海港口岸物流与腹地外向型经济复合系统按自组织形式有序运行。港口、航运企业、海关、腹地进出口企业等子系统通过人员、信息、交通、业务往来等相互联系，构成一个整体，并不断完善，形成各子系统单独所不具备的功能。各子系统作为整体的有机组成部分，其变化发展也会影响整体的变化发展，由此，海港口岸物流与腹地外向型经济复合系统形成一个要素、结构等可以不断发展变化的自组织系统。

三是海港口岸物流与腹地外向型经济系统具备伺服原理特征。在海港口岸与腹地众多子系统中，海港口岸物流与腹地外向型经济是居于支配地位的两个核心子系统，其他子系统居于从属地位。这两个子系统如果发展有序、合理并最终实现协同发展，则海港口岸与腹地之间才会实现协同；若这两个系统之间无序发展，其他子系统如资金、人员、交通等子系统也会无序发展。因此，海港口岸物流与腹地外向型经济复合系统具备伺服系统特征。

根据以上分析，海港口岸物流与腹地外向型经济系统所具备的协同效应、自组织性、伺服系统特征，符合协同学理论中复合系统的特点，故可用协同学理论研究京津冀海港口岸与腹地协同关系。

（二）京津冀海港口岸与腹地复合系统的建立

1．序参量选取的原则

序参量在协同论中是一个核心的概念。序参量的变化决定着系统的演变，系统结构演变的最终结果也是序参量变化的结果。海港口岸物流、腹地外向型经济两子系统内部有许多影响其状态的参量，这其中存在着对系统特征变化起决定作用的序数参量——序参量，即一般研究中的“指标”。确定系统的序参量可以化繁为简，降低对系统研究的难度，有效把握海港口岸物流与腹地外向型经济复合系统的发展演化方向。本章选取序参量时，依据协同学理论并结合海港口岸与腹地实际发展情况，同时借鉴已有文献中对口岸和腹地关系评价体系的研究成果。在进行序参量指标选取时遵循以下原则：

（1）科学性

在选择序参量时，要符合科学性，真实、全面、客观地表现出两子系统的特征，并能反映出两者之间的关系。

（2）代表性

选取的序参量应该具有典型代表性，要选择一些典型的且通俗易懂的序参量，这样做还可以优化评价指标体系。

（3）系统性

每个子系统由若干序参量组成，各序参量之间要有一定的逻辑关系，既相对独立又相互联系，既能够从不同方面反映出各自子系统的状态及特点，又能够反映出两个子系统间的内在联系，由此构成一个完整的评价体系。

（4）动态性

两个子系统的互动发展需要通过一定时间尺度的指标才能反映出来，因此应该收集若干年度的序参量变化数值。

（5）可获得性

选取的序参量及数据资料，必须是可以得到的。有些序参量过于理想化，在现实中不容易获取或根本无法获取，这样的序参量就应该放弃，或用与其相近的、可获得的序参量来代替。

2．序参量的确定

（1）海港口岸子系统序参量的选取

现代海港口岸物流指标评价没有公认的准则，另外，海港本身性质比较复杂，对于海港的研究还未形成权威的评价体系。基于前文中对海港口岸与腹地关系的定性分析，参考的前人研究成果，并咨询交通部及海港口岸的有关物流专家，本章从产出指标、基础设施指标、保障设施指标、软实力指标四个方面考虑选取海港口岸子系统序参量。

产出指标可以衡量海港口岸生产发展情况，选取外贸货物吞吐量、外贸集装箱吞吐量2项序参量；基础设施是海港口岸发展外贸运输的载体，选取泊位长度、万吨级以上泊位数、仓库面积、堆场面积、集装箱堆场堆存能力、装卸机械台数6项序参量；保障设施是海港口岸附属的物流设施，可以提高海港口岸物流效率，选取铁路专用线长度1项序参量；基础设施和保障设施构成海港口岸的主要硬件设施，但仅有硬件设施不能充分反映海港口岸的物流实力，需要选取软实力指标；软实力指标是对海港口岸服务与效率的评价，选取通关效率及透明度1项序参量。因此，海港口岸物流子系统中共选取10项序参量，具体如下：

①外贸货物吞吐量

外贸货物吞吐量能够很好地反映海港口岸的发展水平和发展规模，是衡量海港口岸生产能力的主要指标。

②外贸集装箱吞吐量

目前国际贸易运输的主要方式是集装箱运输，外贸集装箱吞吐量可以用来衡量一个海港口岸在世界港口中的地位，是一个国家或地区经济贸易繁荣程度的标志之一，也是经济贸易发展的重要保障。

③泊位长度

泊位长度是码头可以停靠船舶的沿岸长度，决定着海港口岸能同时停靠码头作业的船舶数量，也是港口规模的重要标志。

④万吨级以上泊位数

国际运输的船舶，不管是散货船还是集装箱船，都趋向于大型化，且一般均为万吨级以上船舶，因此万吨级以上泊位数也是衡量海港口岸规模、通过能力的重要标志。

⑤仓库面积

海港口岸的仓库属于储存系统，可用来保管贵重的货物，使它们免受降水和日晒的影响，具有保管货物、调节运输、实施货运作业的功能，从而加速车船周转，提高海港口岸吞吐能力。

⑥堆场面积

堆场面积指在港区内堆存货物的露天场地，一般散杂货，如煤炭、矿石等货物需要存放在露天堆场。

⑦集装箱堆场堆存能力

集装箱堆场是办理集装箱（重箱或空箱）的装卸、转运、装箱、拆箱、收发、交接、保管、堆存、搬运等业务，以及承揽货源的场所，它是集装箱运输过程的组成部分，在集装箱运输中起到重要作用。

⑧装卸机械台数

装卸机械既包括在海港口岸对火车、汽车、轮船等运输工具进行货物装卸的机械，如装船机、卸船机、门机、翻斗机等，也包括在库场、船舱内、车厢内、仓库内进行货物堆码、拆垛、转运，以及货物搬运等作业的运输机械。

⑨铁路专用线长度

铁路专用线是连接铁路干线到海港口岸的“最后一公里”，是铁海联运的重要一环，为外贸货物运输提供了优质快捷的物流通道。铁路专用线建成后，可减少周转环节、降低物流成本、减少货损货差、缩短运输周期，特别是发挥大宗货物外贸运输上运距短、运量大、低成本的优势，因此将吸引更多的货源。

⑩通关效率及透明度

通关效率及透明度是影响海港口岸物流效率的重要因素。世界经济论坛发布的《全球贸易便利化报告》认为，通关效率及透明度具体指货物通过边境的效率、透明度及费用，它包括由海关及相关机构提供关键服务的范围、质量、程度，由平均耗时、费用、进出口所要求的文件数目、通关手续的烦琐程度以及过程中的透明性决定，可以用边境管理机构的廉洁程度及提供信息的能力和质量来衡量。

（2）腹地子系统序参量的选取

腹地是一个庞大的系统，应从宏观运行出发，考虑影响其发展的众多因素，从规模指标、基础指标、保障指标、软环境指标四个方面考虑。规模指标可以直接反映外向型经济的整体规模，选取进出口总额、实际利用外商直接投资2项序参量；基础指标是腹地外向型经济发展的基础，选取地区国内生产总值1项序参量；保障指标是腹地外向型经济发展的保障，选取交通运输、仓储和邮政业基础建设投资（不含农户）1项序参量，“不含农户”是因为农户在这方面的投资是为了用于自家生产，未用于工业生产乃至外向型经济；软环境指标是对腹地发展外向型经济环境的评价，选取运输服务的有效性及质量1项序参量。腹地外向型经济子系统共选取5项序参量，具体如下：

①进出口总额

地区的进出口总额是指地区货物进出口的总金额，也是衡量腹地对外贸易发展规模、对外开放程度及参与国际经济合作的重要指标。

②实际利用外商直接投资

实际利用外商直接投资是指吸引外国企业、经济组织或个人在我国境内开办外商独资企业，与我国境内的企业或经济组织共同举办中外合资经营企业、合作经营企业或合作开发资源的投资（包括外商投资收益的再投资），以及经有关部门批准的项目投资总额内企业从境外借入的资金。实际利用外商直接投资规模的大小也是一个地区外向型经济发展规模的重要指标。

③地区国内生产总值

地区国内生产总值是地区外向型经济的基础，一般来讲，一个地区的进出口总额、实际利用外商直接投资与地区国内生产总值呈正相关。

④交通运输、仓储和邮政业基础建设投资（不含农户）

交通运输、仓储和邮政业具体包括铁路运输业、道路运输业、水上运输业、航空运输业、管道运输业、装卸搬运和运输代理业、仓储业、邮政业。腹地交通运输、仓储和邮政业也是发展外向型经济的保障条件。其中，公路运输以其灵活的运输方式，贯穿于城乡之间、企业之间、地区之间和各种运输方式之间，有力地保证了对外贸易的发展；铁路运输在进出口货物方面起着干线作用，内陆出口货物向海港口岸集中、进口货物从海港口岸向内地疏运都主要依赖铁路运输。

⑤运输服务的有效性及质量

运输服务的有效性及质量是对交通运输、仓储和邮政业所提供的服务质量的评价，评价的内容包括交通运输服务的质量、物流企业的数量、物流成本的大小、物流获取的便利性、货物送达的及时性等，也包括邮政通信的效率。

3．京津冀海港口岸与腹地复合系统的建立

根据以上分析，最终选取10个可以代表海港口岸物流发展水平的序参量分量和5个代表腹地外向型经济的序参量分量，建立京津冀海港口岸物流与腹地外向型经济复合系统，见表2-1。

（三）京津冀海港口岸与腹地复合系统协同度模型的建立

1．子系统有序度模型

假设京津冀海港口岸子系统为S₁，e₁=（e₁₁，e₁₂，…，e_1n），其中n≥1，β_1j≤e_1j≤α_1j，j=1，2，…，n；α_1j、β_1j为系统稳定临界点序参量e_1j的上限和下限。假设e₁₁，e₁₂，…，e_1k为正向指标，取值越大，系统的有序程度越高；假设e_1（k+1），e_1（k+2），…，e_1n为负向指标，即其取值越大，系统的有序程度就越低。

定义1：京津冀海港口岸子系统的序参量分量e_1j对子系统有序的贡献度即功效值：

可知μ₁（e_1j）∈［0，1］，μ₁（e_1j）越大，表明序参量e_1j对子系统有序的贡献越大。由于各序参量对子系统影响程度不一，还需赋以权重λ处理。

定义2：京津冀海港口岸物流子系统的有序度：

即采取线性加权求和法，将各序参量分量e_1j对子系统S₁有序程度的总贡献通过对μ₁（e_1j）集成来实现。

按照同样的方法，可得到腹地外向型经济子系统S₂的序参量分量e_2j的系统贡献度和子系统有序度模型。

2．复合系统协同度模型

若初始时间为t₀时，京津冀海港口岸物流子系统、腹地外向型经济子系统有序度分别为。在某一时间t₁，两者有序度分别为。若同时成立，则认为该复合系统协同发展。

定义3　京津冀海港口岸物流与腹地外向型经济复合系统的协同度为：

其中

由式（3）知，C∈［1，-1］，值越大表明复合系统协同度越高；θ取1或-1，表明仅当同时成立，复合系统才可能协同；若一个子系统有序度提高快，另一个子系统有序度提高慢，复合系统的协同发展程度也不会太高。

协同度大小表明了海港口岸物流与腹地外向型经济发展的协调一致的程度。协同度小于0，说明系统处于无序的发展状态；协同度小于1，说明海港口岸物流不是滞后于腹地外向型经济的发展，就是超出了腹地外向型经济的支撑及利用能力；协同度为1，表明二者的发展具有非常高的一致性。