赵娟

（中国铁路经济规划研究院有限公司 副研究员，北京 100038）

协同学也称非平衡系统的自组织理论,研究系统各要素之间,要素与系统之间,系统与环境之间协调、同步、合作、互补的关系；研究新的有序结构的形成，揭示系统进化的动力[1]。铁路集装箱运输与社会经济协同发展是指铁路集装箱运输发展与社会经济增长之间彼此配合和相互促进的程度,从定量的角度动态反映两者发展的辨证联系。如何明确现阶段铁路集装箱运输与社会经济的协同发展程度,以充分发挥铁路集装箱运输自身的优势,促进我国社会经济快速发展已受到广泛关注。为此,基于协同学相关理论,建立铁路集装箱运输与社会经济协同度模型,研究铁路集装箱运输在推动我国社会经济发展过程中的协同发展水平。

1 铁路集装箱运输与社会经济协同发展模型

1.1 时间序列参量确定

协同学理论中时间序列参量是指确定系统的宏观行为并表征系统有序化程度的参数变量,它决定系统的最终结构和有序程度[2]。时间序列参量演变方向决定着系统发展方向,只要控制了时间序列参量,就可以把握整个系统的发展。为了能够采取合适的措施促进铁路集装箱运输与社会经济协同管理,应当首先科学确定两者协同发展的时间序列参量。时间序列参量的选取应该遵循代表性、综合性、可获得性、动态与静态相结合等原则。

1）铁路集装箱运输系统时间序列参量。铁路集装箱运输系统的评价因素应当是一套能够评价铁路集装箱运输系统发展状况和特征的指标群体。因此,根据指标体系的构成原则及铁路集装箱运输系统的内涵，铁路集装箱运输选用铁路集装箱发送量、铁路集装箱运输周转量为时间序列参量。

2）社会经济系统时间序列参量。铁路集装箱运输对社会经济系统的影响具有间接性和转移性特征,铁路集装箱运输可以通过对其他产业的支持而间接取得经济效益,这是间接性的体现,且衡量经济增长的指标较多,如国内生产总值和人均国内生产总值等。为此,社会经济时间序列参量的选取是十分复杂的。根据时间序列参量选取原则,对应铁路集装箱运输选用的社会经济时间序列参量为:国内生产总值(GDP)、全国居民消费水平，二者代表了我国一个阶段内的主要经济水平[3]。

1.2 时间序列参量贡献度及权重计算

将评价对象集记为{Ai}(i=0,1,2,...,m)，用于评价的指标集记为{xij}(i=1,2,...,n；j=1,2,...,p)，n为样本数，p为时间序列变量个数。用xij代表相应时间序列参量，Xij为时间序列参量对其相应子系统的贡献度，利用功效函数求出Xij，计算公式为:

式中:ximax、ximin为第i个指标的上下限。

时间序列参量对系统的总贡献度可以采用线性加权的方法来计算，即其中wij为各时间序列参量的权重，计算公式为

（1）时间序列参量所占的比重pij：

（2）第j个时间序列参量的熵值ej:

（3）第j个指标的差异系数

（4）确定j个时间序列参量的权重wj:

1.3 协同度模型

计算协同度模型之前,首先计算铁路集装箱运输和社会经济的协调度关系。两者协调度反映一定条件下铁路集装箱运输和社会经济综合发展水平的组合协调程度。在时间点t铁路集装箱运输和社会经济发展水平综合评价函数分别是f(ER,t)和f(EC,t)。计算公式为：

由物理学中耦合度函数来计算两者协调度(CI),计算方法为:

虽然CI能反映出铁路集装箱运输和社会经济在时刻t的协调程度,却不能反映该系统当时所处的实际发展水平。协调的最终目的是追求铁路集装箱运输与社会经济的和谐、快速、科学、可持续地发展,单纯依靠协调度来判别有可能会产生误导。为避免铁路集装箱运输发展和社会经济发展水平均较低但两者协调的异常情况,可进一步采用协同度来衡量铁路集装箱运输和社会经济协同发展程度。

将协调度、铁路集装箱运输及社会经济的综合发展水平结合起来，计算系统的协同度D（t）,即:

其中F=（f(ER,t)+f(EC,T)）/2表示t时刻铁路集装箱运输和社会经济的综合发展水平。当D（t）趋近于1时,协同度较大,系统之间或内部各要素之间达到有效协同发展,系统将趋向新的有序结构;反之,当D（t）趋近于0时,协同度较小,两系统之间或内部各要素之间处于无关状态,系统将无序发展。

2 2001—2018年我国铁路集装箱运输与社会经济发展的协同度

2.1 确定贡献度及权重

选择2001—2018年我国铁路集装箱运输和社会经济时间序列数据作为样本，见表1。由于铁路集装箱运量和周转量为实物量指标,在用功效函数(l)及权重计算公式(2)～(5)计算我国铁路集装箱运输与社会经济协调度和协同度前，对表1的GDP和居民消费水平的价值指标按照2000年不变价进行调整。由此得出时间序列参量权重,见表2。

表1 2001—2018年我国铁路集装箱运输和社会经济发展时间序列

表2 铁路集装箱运输和社会经济发展时间序列参量权重

2.2 协调度和协同度计算

由式(6)计算得到样本段内铁路集装箱运输和社会经济每年综合发展水平的评价,如表3和图l所示。

表3 铁路集装箱运输和社会经济综合发展水平

图1 铁路集装箱和社会经济综合发展变化曲线

进一步计算式（7）、（8），得出铁路集装箱运输和社会经济发展关系的协调度和协同度见表4，其变化情况见图2。

表4 铁路集装箱运输和社会经济协调度和协同度

图2 铁路集装箱和社会经济发展协调度和协同度变化曲线

3 研究结果分析

由表3和时间序列变量变化曲线图1可以看出，2001—2018年我国社会经济综合发展水平呈持续上升趋势，但铁路集装箱运输综合时间序列变量发展水平在波动发展。2001—2004年铁路集装箱运输综合时间序列变量上升,但到2005年出现下降；2005—2007年又开始反弹上升，2008年又下降；2008—2012年铁路集装箱运输综合时间序列变量又出现上升；2013年又有所下降后，2013—2018年保持了持续上升；尤其是到2018年受提倡绿色环保等宏观经济政策影响，铁路集装箱运输综合发展水平表现出大幅提升。

从表4及图2分析知，研究区间内铁路集装箱运输和社会经济发展的协调度在波折变化。2001—2003年二者的协调度在上升，而2003—2015年总体来看协调度在下降，由2003年的0.997 7下降到2015年0.895 3;而2015年后二者协调度又上升，2018年二者协调度达到0.999 99的水平。而研究区间内铁路集装箱运输和社会经济发展的协同度在不断增加，从2001年的0.094 9不断增加到2018年的0.988 34，说明铁路集装箱运输和社会经济发展各自耦合因素的协同作用较大，社会经济发展和铁路集装箱运输的协同发展以“结合型”为主。铁路集装箱运输发展为社会经济发展提供快速便捷的运输环境和可靠保障，可使二者形成相互促进、协调发展的格局。目前，社会经济发展对铁路集装箱运输提出了新的需求，铁路集装箱运输不仅要在能力上满足社会经济发展的需求，而且要更多地通过提升运输质量来满足社会经济发展的需要。

基于上述分析，铁路集装箱运输通过满足社会经济对铁路快速货物运输需求拉动社会经济的发展，成为经济增长的重要动力，社会经济发展又会进一步对铁路集装箱运输提出新需求，两者在互动中循环上升。铁路集装箱运输与社会经济发展的互动效应主要表现为铁路集装箱运输发展带来铁路货运产品质量和供给能力的提高，铁路运输质量和货运供给能力的提高满足了社会的运输需求，从而拉动社会经济的发展，对经济增长产生拉动效应。同时，社会经济的快速增长必然带来对货物流动的巨大需求，对货运质量也提出更高要求，进而推动铁路集装箱运输发展[4]。

4 结论和意见建议

本文将协同学理论引入我国铁路集装箱运输和社会经济发展关系研究中，对两者的发展进行了协同分析，建立了铁路集装箱运输和社会经济的协同模型，分析了两者的协同发展程度，以客观全面地评价铁路集装箱运输和社会经济耦合因素协同发展水平和状态，是实现社会资源可持续利用以及铁路集装箱运输、社会经济可持续发展的基础，对调整和升级我国经济产业结构，提高铁路集装箱运输的质量和水平，最终实现二者协调一致发展具有意义。根据本文研究，提出以下结论和建议：

1）2001—2018年社会经济综合发展水平在上升，从0.018 7上升到0.974 2,但铁路集装箱运输综合发展水平在 2005、2008、2013年表现出几次波动，而2015年后表现出快速提升。铁路集装箱运输和社会经济发展的协调度也在波动中发展，2015年后协调度有了快速提升。铁路集装箱运输和社会经济发展的协同度在不断增加。

2）社会经济发展对铁路货运质量提出了新的要求，铁路必须在包括集装箱运输在内的快捷货物运输方面加快发展，不断提高铁路集装箱运输竞争力，扩大市场份额。