区域经济可持续发展预警系统研究

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3.0 陈辉 2024-11-19 9 4 1.93MB 117 页 15积分
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摘 要
实施可持续发展战略，是我国未来发展的自身需要和必然选择。区域经济作
为中观研究领域，其可持续发展研究具有独特的价值和作用。如何把握影响区域
经济可持续发展度的主要因素，预测和预警可持续发展系统的走向，是本项研究
的主要任务。
本文通过对国内外常用指标体系的比较研究，根据相对完备性、体系最小性
和层次性原则及中国区域发展现状，综合运用系统分析法、频度统计法和理论分
析法探索并建立了涉及经济、社会、环境和资源四大类别、21 个指标的区域经济
可持续发展预警指标体系；首次尝试采用自组织数据挖掘方法的最新研究成果 AC
－FRI 算法建立了区域经济可持续发展预警系统，具体步骤包括明确警源、划分警
度、发现警兆、分析警情并提出对策建议；实证部分选择上海市作为研究对象，
首先根据预警指标体系搜集了 1990~2005 年的有关数据，采用聚类分析法将上海
市经济可持续发展度划分为 5个警度等级，其次运用 FRI 算法建立输入输出模型，
得到 5组模糊化规则，揭示了各指标对于可持续发展度的不同影响，最后使用 AC
算法预测出 2006~2010 年上海市可持续发展度均处于无警状态，但可持续发展性
未达到最好级别，并根据这一预测结果结合模糊化规则，提出了具体的调整方向。
在区域经济发展日趋受到重视，可持续发展被纳入国家重要发展战略之一的
今天，本项研究对完善区域经济可持续发展评价体系、推动预警系统的建立，具
有重要的理论和实践意义。
关键词：区域经济 可持续发展 指标体系 自组织数据挖掘 预警
界限 预警系统
ABSTRACT
Sustainable development strategy is the necessity and the inevitable choice of our
country in the future developing process. As a medium research perspective, there is
unique value in investigating the regional economy sustainable development problems.
The main task of this dissertation is to analyze the main factors affecting the sustainable
development of the regional economy, to forecast the trend of the sustainable develop
system and alarm the potential development crisis.
Based on the indicator system used in the comparative study abroad, according to
the relative completeness. Minimum system and the level of principle and China's
regional development, and make comprehensive use of systems analysis, Theoretical
analysis and frequency statistics relating to exploration and the establishment of
economic, social, environmental and resource four major categories, 21 early warning
indicators of regional economic indicators of sustainable development; first attempt to
use self-organizing data mining algorithms AC-FRI the latest research achievements in
the establishment of a regional early warning system for sustainable economic
development. Police sources, including specific steps to clear, the police division,found
Alert, police intelligence analysis and response; Empirical some chose Shanghai as the
object of study. Firstly, the 1990-2005 warning indicator system to collect the data,
Cluster analysis of sustainable economic development in Shanghai will be divided into
five degrees Superintendent grade. Secondly use FRI algorithm input-output model. five
fuzzy rules revealed all the different indicators for sustainable development, Finally, AC
algorithm predicted the sustainable development of Shanghai from 2006 to 2000 were
no police in the state, But nature has not reached the best level of sustainable
development, according to the results of fuzzy rules made specific adjustments.
As for the regional economy development is gaining more and more attention,
and the sustainable development has been put into the most important series of develop
strategies in this country, there is quite a lot of importance on both theory and practice
in this dissertation.
Key Word: Regional economy ，Sustainable development ，Indicator
system，Self-organizing data mining，The dividing lines of alarming
situation，Early-warning system
目 录
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪 论 ...................................................................................................................1
§1.1 选题的背景及意义 ......................................................................................1
§1.2 国内外相关研究概述 ..................................................................................2
§1.2.1 国外相关研究状况概述 .......................................................................2
§1.2.2 我国的研究现状 ...................................................................................3
§1.2.3 以往研究中的不足 ...............................................................................4
§1.3 本文的研究思路及创新点 ..........................................................................5
§1.3.1 本文的研究思路 ...................................................................................5
§1.3.2 本文的创新点 .......................................................................................7
第二章 区域经济可持续发展预警系统概述 .................................................................8
§2.1 区域经济可持续发展预警系统的内涵和功能 ..........................................8
§2.1.1 区域经济可持续发展预警系统的内涵 ...............................................8
§2.1.2 区域经济可持续发展预警系统的功能 .............................................10
§2.2 区域经济可持续发展预警系统建立的前提条件 ....................................10
§2.2.1 拥有真实、完整的数据资料 .............................................................10
§2.2.2 进行科学的数据挖掘 .........................................................................11
§2.2.3 综合运用各学科知识 .........................................................................11
§2.3 区域经济可持续发展预警系统建立的步骤 ............................................11
§2.3.1 明确警源 .............................................................................................11
§2.3.2 划分警度 .............................................................................................12
§2.3.3 发现警兆 .............................................................................................12
§2.3.4 分析警情并提出对策建议 .................................................................12
§2.3.5 预警系统建立过程示意图 .................................................................12
第三章 区域经济可持续发展预警指标体系 ...............................................................14
§3.1 有代表性的可持续发展与经济预警指标体系 ........................................14
§3.1.1 有代表性的可持续发展指标体系 .....................................................14
§3.1.2 国内外经济预警指标体系 .................................................................28
§3.2 区域经济可持续发展预警指标体系 ........................................................32
§3.2.1 指标设立的原则 .................................................................................32
§3.2.2 指标筛选的方法和程序 .....................................................................33
§3.2.3 区域经济可持续发展预警指标体系的构建 .....................................35
§3.3 指标的无量纲化处理 ................................................................................39
§3.3.1 无量纲化处理的含义 .........................................................................40
§3.3.2 无量纲化指标的分类 .........................................................................40
§3.3.3 无量纲化处理方法 .............................................................................41
§3.4 指标权重的确定 ........................................................................................43
§3.4.1 权重的概念及分类 .............................................................................43
§3.4.2 非实质性权重确定方法的比较研究 .................................................44
§3.4.3 层次分析积因子位次赋权数据法 .....................................................46
第四章 基于自组织数据挖掘的区域经济可持续发展预警系统 ...............................48
§4.1 区域经济可持续发展预警方法的选择 ....................................................48
§4.1.1 常用的经济预警方法 .........................................................................48
§4.1.2 可持续发展的定量研究方法 .............................................................49
§4.1.3 本文预警方法的选择 .........................................................................51
§4.2 自组织数据挖掘 ........................................................................................52
§4.2.1 自组织数据挖掘建模的基本思想 .....................................................52
§4.2.2 自组织数据挖掘的基本原理 .............................................................52
§4.2.3 自组织数据挖掘的过程 .....................................................................54
§4.2.4 自组织数据挖掘算法 .........................................................................54
§4.3 AC—FRI 区域经济可持续发展预警系统 ...............................................61
§4.3.1 AC—FRI 算法的特点 ........................................................................61
§4.3.2 AC—FRI 预警体系的工作步骤 ........................................................61
§4.3.3 AC—FRI 预警体系的工作流程 ........................................................62
第五章 上海市经济可持续发展预警 ...........................................................................64
§5.1 上海市概况 ................................................................................................64
§5.1.1 历史沿革 .............................................................................................64
§5.1.2 城市规模 .............................................................................................65
§5.1.3 经济发展 .............................................................................................65
§5.2 上海市经济可持续发展预警系统的建立 ................................................68
§5.2.1 明确警源 .............................................................................................68
§5.2.2 划分警度 .............................................................................................92
§5.2.3 发现警兆 .............................................................................................96
§5.2.4 分析警情 ...........................................................................................101
§5.3 实施上海市经济可持续发展战略 ..........................................................104
§5.3.1 战略目标 ...........................................................................................104
§5.3.2 具体对策 ...........................................................................................105
§5.3.3 战略重点 ...........................................................................................106
第六章 总结与设想 .....................................................................................................108
§6.1 总结 ..........................................................................................................108
§6.2 不足之处 ..................................................................................................108
§6.3 进一步研究的设想 ..................................................................................108
参考文献 .......................................................................................................................110
在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ...........................................113
致 谢 .............................................................................................................................114
第一章 绪 论
1
1第一章 绪 论
20 世纪 70 年代以来，在社会经济迅猛发展的同时，人类的生存和发展环境不
断恶化，出现了世界性资源枯竭、世界性能源危机和世界性生态环境恶化等一系
列问题。国际社会开始全面反思工业革命以来的工业化发展道路及其经济增长方
式，形成了一种全新的社会经济发展理论和发展观念——可持续发展思想。
§1.1 选题的背景及意义
1987年世界环境与发展委员会主席Brundtland夫人在《我们共同未来》[1]报告
中明确提出“可持续发展”的概念：“既满足当代人的需求，又不危及后代人满足
其需求的发展”。这个定义强调了社会、经济、环境的协调发展，追求人与自然、
人与人之间的和谐，得到世界各国的积极响应。1992年6月，在巴西里约热内卢联
合国召开了 “世界环境与发展大会”，会上世界各国达成一致，决心抛弃传统的
发展模式，走可持续发展的道路。会议通过了《里约环境与发展宣言》[2] ，《21
世纪议程》和《森林问题原则声明》等重要文件。同时，作为环境与发展大会的
后续活动之一，联合国要求世界各国依据《21世纪议程》的框架制定各自国家的
可持续发展战略，可持续发展被提到十分重要的地位和高度。
我国政府积极响应国际这一重大举措，1994年3月国务院第16次常务会议通过
《中国21世纪议程》，这是全球第一部国家级的《21世纪议程》。1996年，江泽
民主席在第四次全国环境保护会议上说，“可持续发展的思想最早源于环境保护，
现己成为世界上许多国家指导经济社会发展的总体战略” [3]。2005年10月11日中
共第十六届中央委员会第五次全体会议通过了 “十一五”规划。在全面贯彻落实
科学发展观中强调“发展必须是科学发展，要坚持以人为本，转变发展观念、创
新发展模式、提高发展质量，落实“五个统筹”，把经济社会发展切实转入全面协
调可持续发展的轨道”；在促进区域协调发展中提出“东部地区要努力提高自主创
新能力，加快实现结构优化升级和增长方式转变，提高外向型经济水平，增强国
际竞争力和可持续发展能力”；在深化体制改革和提高对外开放水平中要求“以转
变政府职能和深化企业、财税、金融等改革为重点，加快完善社会主义市场经济
体制，形成有利于转变经济增长方式、促进全面协调可持续发展的机制” [4]。
区域经济可持续发展系统是区域可持续发展系统（一定的地域空间范围内由
社会、经济、生态三个相互作用、相互依赖的子系统组成的复合系统）的核心子
系统，它的健康运行对于实现区域可持续发展有着举足轻重的作用。
区域经济可持续发展预警系统研究
2
“十一五”期间，根据国家实施可持续发展战略的需要和区域可持续发展研究
的趋势，选取经济系统作为研究重点，探讨区域经济可持续发展预警系统的构建，
进一步拓展了区域可持续发展研究的理论视野；结合上海市经济发展状况进行的
实证研究，是对上海市该领域研究的有益探索，预警结果为相关决策提供了一定
的参考。
§1.2 国内外相关研究概述
国内外对区域经济可持续发展预警系统的研究尚处于起步阶段，没有成熟的
理论。不同国家，不同学者有着不同的观点。
§1.2.1 国外相关研究状况概述
1992年6月联合国环境与发展大会将可持续发展确定为各国的发展战略后，可
持续发展指标体系的研究倍受各国和有关国际组织的关注。20世纪90年代初以来，
各国、国际组织从不同国情、不同角度出发，相继开展了可持续发展指标体系的
研究。取得了丰硕的研究成果，国外比较有代表性的指标体系包括：1990年联合
国开发计划署人类发展指标（HDI）；1993年联合国统计局提出的环境——经济综
合核算体系(SEEA)；1994年联合国统计局（UNSTAT）的可持续发展指标体系；
1994年英国可持续发展指标体系；1995年世界银行提出的新国家财富可持续发展
指标体系；1996年2月美国政府根据本国可持续发展的10个目标建立的指标体系；
1996 年6月联合国可持续发展委员会在《21世纪议程》中应用 “驱动力——状态
——响应”概念模型提出的反映社会领域、经济领域、环境领域和制度领域的可
持续发展指标体系[5]。
最初的经济预警（Economic Early-Warning），从表达上仿照了军事预警，如在
军事技术装备中，有预警飞机、预警雷达等。此后，预警系统及指标体系的建立
和应用从军用领域走向民用领域，宏观经济预警、灾害预警、区域综合预警和部
门专门预警系统相继出现。19世纪末20世纪初，法国学者在巴黎统计大会上提出
以不同的颜色来描述经济运行状态；1917年美国哈佛大学经济调查委员会，用新
的景气指数编制方法，设计出 “美国一般商情指数”即哈佛指数。哈佛指数一经
提出，便被许多西方国家采纳。英国、瑞典、德国、日本等相继效仿，并编制了本
国的“晴雨计”。但哈佛指数在1929年资本主义世界经济危机的预警中惨遭失败。
1950美国民间国家经济研究所（National Bureau of Economic Research，NBER）的
穆尔（Moore）在米契尔——伯恩斯经济预警系统的基础上，选择由先行（Leading）
第一章 绪 论
3
同步（Coincident）和滞后（Lagging）三类，共21个指标构成的预警指标体系，并
采用扩散指数（Diffusion Index，DI）综合多指标信息，用以测度宏观经济综合状
态，使系统对经济波动的衰退和复苏都有良好的反映，1961年美国商务部正式启
用NBER经济预警系统。从70年代开始，经济预警系统踏上了一个新的台阶，呈现
预警指标综合化、预警方法多样化和预警系统趋于完善化等新特点，同时，应用
领域也不断外推拓展[6]。1979年美国全国经济研究局（NBER）与美国哥伦比亚大
学国际经济循环研究中心（Center for International Business Cycle Research）合作，
建立了美国、加拿大、法国、英国、西德、意大利、日本等七个发达国家为基础
的“国际经济指标系统”（IEI）。一些国际性或地区性组织也进行了景气预警的研
究分析工作，如经济合作与发展组织（OECD）进行了景气预警系统研究，并对合
成指数中振幅平均化等提出了改进措施；欧洲经济共同体（EEC）对成员国的景气
分析与景气调查进行了统一部署；日本组织了南亚和东亚部分国家参加了SEPIA项
目，到80年代中期，印度尼西亚、马来西亚、菲律宾、泰国、南朝鲜、印度、新
加坡以及台湾、香港等国家和地区，都将景气预警纳入宏观经济管理的政策支持
系统。在经济预警方法、结果与其他经济理论结合上也出现了许多新的研究成果。
§1.2.2 我国的研究现状
我国学者对可持续发展指标体系研究始于 90 年代初。
1993 年牛文元在总结国
外可持续发展指标体系研究的基础上，提出可持续发展度（DSD）指标体系，并
采用资源承载力、经济生产力、发展稳定性、环境缓冲力和管理调控力来测定区
域可持续发展能力，相应地用资源丰度、经济强度、社会稳定性、环境忍耐性和
决策合理性 5个指标来衡量可持续发展[7]；赵景柱从生态角度认为社会——经济—
—自然复合生态系统的持续发展评价指标体系是一个满足若干原则的指标集合，
他提出世代持续发展评价指标应综合考虑世代的连续性和重叠性、人的生育年龄
和工作年龄，其时间长度为 30 年[8]；毛汉英以山东省为例建立的可持续发展指标
体系，包括 3个层次、90 个指标，并用层次分析法计算得出了各层次各项指标的
权重[9]。其后，一些学者和研究机构（如国家统计局研究所）进一步对相关指标进
行了增删修改，但基本框架结构和权重计算方法没有发生大的变化。
我国的预警理论是建立在西方经济周期理论和经济波动景气分析等基础之上
的。充分利用了其他学科的研究成果，如人工智能、模式识别、人工神经网络、
自动控制理论、模糊学以及其他非线性系统理论的研究成果，避免或尽量减少预
警过程中的人为因素，使预警过程更客观、可靠[10]。由于应用了人工智能、模式
识别、人工神经网络等学科的最新理论，拓宽了传统预警系统的研究范围，丰富
区域经济可持续发展预警系统研究
4
和完善了预警方法，也有效减少了人为性因素，在更大程度上保证了预警系统的
客观性和可信赖程度 [11]。
我国宏观经济预警系统研究的主要成果有：1987 年吉林大学系统工程研究所
的 “我国经济循环的测定和预测”；1990 年科学出版社出版了对我国宏观经济周
期波动问题与预警系统从理论到应用进行全面研究的第一本专著——《经济周期
和预警系统》[12]；1993 年国家统计局统计科学研究所张泽厚教授主持完成了宏观
经济监测预警实用系统——中国经济监测预警分析系统（System of Economic
Monitoring and Warning Analysis, SEMWA）的研究；1993 年顾海兵的《未雨绸缪
——宏观经济问题预警研究》一书弥补了国内宏观经济预警研究中的一些空白[13]；
1993 年胡健颖、侯庆国著的《社会总供求状态的监测、预警和调控》提出了一种
对社会总供求状态进行正确评价和调控的新思路[14]。
我国区域经济预警系统研究起步于上世纪 80 年代，
1986 年四川省信息中心率
先开展了本省景气指标预警系统研究工作，随后沈阳、广州、重庆的研究工作也
相继开展，在应用经济周期波动理论，分析本地区经济发展状况方面做了有益尝
试，取得了一定成果；1990 年至 1991 年底是区域景气预警研究全面开展阶段，景
气方法作为研究经济波动的有效方法，受到各地经济管理部门的重视，国家信息
中心信息部在景气预警研究方法和配套软件方面为各省提供了有力支持；1992 年
之后，区域经济预警系统进入初步应用阶段，北京、上海、天津、重庆、广州、
山东等 24 个省、直辖市开展了相关研究工作并初步应用于实践，其中部分省市已
能定期为决策部门提供经济景气分析报告。
将经济预警系统应用于可持续发展领域，研究区域经济可持续发展预警系统
在国内起步不久。叶正波的《可持续发展预警系统理论及实践》是其中较具代表
性的。该书运用“水桶原理”提出了评估总系统的可持续发展度，将人工神经网
络引入区域可持续发展预警系统，构建了一套比较完整的区域可持续发展评估、
预测及预警体系，并对宁波市进行了分析[15]。
§1.2.3 以往研究中的不足
国内外学者取得的成果，为本文的研究奠定了基础。深入思考后，我认为以
往研究中存在以下不足:
（一）国内外对可持续发展系统进行总体分析的占主导，对各子系统的研究有待
深入。
（二）现行的区域经济可持续发展评价指标与传统的衡量国民经济发展状况的指
标较为相似，没有充分体现出作为衡量经济可持续发展指标体系的特性和区际差
第一章 绪 论
5
异。
（三）根据现有数据进行可持续发展评估的静态研究较多，预测未来发展趋势，
在系统出现危机时给予警报并适时调整的动态研究尚处于起步阶段，预警方法单
一，较少考虑多种方法的综合运用。
（四）区域经济可持续发展预警尚无完整的理论与方法体系。
§1.3 本文的研究思路及创新点
§1.3.1 本文的研究思路
（一）本文的研究目标
通过对可持续发展系统和经济预警系统的研究，构建区域经济可持续发展预
警指标体系，建立预警系统，并应用于上海市经济可持续发展的实证研究。
需要特别指出的是，经济可持续发展的实施在空间上要落实到具体的区域。
区域是一个多层次的空间系统，一般可区分为三个层面：一国国内的经济区域；
超越国家界限由几个国家构成的世界经济区域；几个国家部分地区共同构成的经
济区域[16]。在我国国内的经济区域中又存在等级差异（如国家级、省级、地市级
和县（市） 级）和类型差异（城市和乡村、平原和山地等）对于不同的区域来说，
它们的资源禀赋、环境条件、经济发展、社会状况、人口因素等都有很大差别。
因此，每个区域经济可持续发展模式各不相同，在进行经济可持续发展预警时也
不能使用完全相同的指标体系。有鉴于此，本文指标的选取和指标体系的构建主
要针对我国九大都市圈中具有代表性的大城市。
（二）本文的结构安排
第一章、绪论
介绍选题背景和意义，概述国内外相关研究状况，针对以往研究中的不足，引
出本文的研究内容和创新点。
第二章、区域经济可持续发展预警系统概述
介绍区域经济可持续发展预警系统的概念和特征，阐述预警系统建立的前提条
件，概括说明预警系统建立的步骤。
第三章、区域经济可持续发展预警系统指标体系的确定
通过对国内外常用指标体系的比较研究，根据中国区域发展现状，选定预警指
标、构建指标体系，介绍指标无量纲化处理和确定指标权重的方法。
第四章、基于自组织数据挖掘的区域经济可持续发展预警系统
介绍常用的区域经济可持续发展预警方法和自组织数据挖掘原理，建立基于
摘要：

摘要实施可持续发展战略，是我国未来发展的自身需要和必然选择。区域经济作为中观研究领域，其可持续发展研究具有独特的价值和作用。如何把握影响区域经济可持续发展度的主要因素，预测和预警可持续发展系统的走向，是本项研究的主要任务。本文通过对国内外常用指标体系的比较研究，根据相对完备性、体系最小性和层次性原则及中国区域发展现状，综合运用系统分析法、频度统计法和理论分析法探索并建立了涉及经济、社会、环境和资源四大类别、21个指标的区域经济可持续发展预警指标体系；首次尝试采用自组织数据挖掘方法的最新研究成果AC－FRI算法建立了区域经济可持续发展预警系统，具体步骤包括明确警源、划分警度、发现警兆、分析警情并...

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