交通运输与经济发展的动态关系分析

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3.0 陈辉 2024-11-19 7 4 883.45KB 55 页 15积分

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摘要

交通运输是把货物和旅客从一个地点转移到另一个地点，其本身并不直接产

生新的产品，却把社会生产、分配、交换与消费各个环节有机地联系起来，是保

证经济活动得以正常进行和发展的前提条件。交通运输与经济发展之间的互动关

系非常复杂，为了研究交通运输和经济发展之间关系的动态规律，论文采用了协

整分析和脉冲响应分析等一系列定量分析工具，从计量经济学的角度分析交通运

输与经济发展间的互动关系。

在货物运输方面，对我国的货运需求进行了协整分析，建立了反映货运周转

量、国内生产总值(GDP)和运输价格之间的长期均衡关系的协整方程和描述货运

周转量由短期波动向长期均衡调整动态过程的误差修正模型。分析结果表明：货

运周转量、GDP 和运输价格之间存在唯一的协整关系。短期国民经济的变化将引

起货运周转量的同方向变动，然而运输价格的变化与货运周转量呈现的是反方向

变动关系。价格因素的调整对货运影响不大，不过可以利用价格因素，对我国过

剩的货运需求进行适当的宏观调控。

以人为运输对象的旅客运输，易受来自社会、环境、经济等各方面的冲击，

为分析各方冲击对旅客运输的影响，故采用基于向量自回归模型（VAR 模型）的

脉冲响应分析和方差分解等方法。分析结果表明：短期内国民生产总值的波动会

影响客运需求，但长期趋势来看，国民经济的发展并不能促进旅客周转量的增

加。对来自人口比例的冲击，旅客周转量呈现微弱的响应，这一响应说明人口比

例的冲击对货运市场存在着微小影响。对来自运输价格的冲击，短期内的变动会

抑制旅客周转量，但长期来看，价格的冲击对客运需求的影响不大。

这项研究用定量模型揭示了交通运输与经济发展之间的互动规律，还成功尝

试了协整分析和脉冲响应分析等一系列定量分析工具的合理组合应用。在理论分

析和实证分析两方面都做出了有益的探索。

关键词：交通运输经济协整误差修正模型向量自回归模型

脉冲响应分析方差分解

ABSTRACT

Transportation refers to transport freight and passengers from one place to another,

during which no new direct product emerges. It connects production, distribution,

exchange and consummation together as a premise for wholesome economy. However,

the relationship between transportation and economy development is rather complex. To

study the dynamic principles hiding between them, this paper presents Co-integration

analysis, Impulse Response Function analysis, and other quantitative analysis methods

to investigate on their dynamic relationship from the perspective of econometrics.

In freightage, this paper not only establishes the dynamic relationship on freight

ton-kilometers 、GDP and transportation price by the approaches of Co-integration

theory, but also formulates the Error Correction Model to look for the short-term

dynamic fluctuation and long-term equilibrium. Meanwhile, this paper uses Granger

causality to test the mutual relationship. The results show that there is a unique long run

dynamic equilibrium among the three variables. Freight ton-kilometers are the Granger

causal relationship of GDP and transportation price. There is a single causal relationship

between GDP and transportation price.

Passenger transportation is sensitive to and influenced by social, environmental and

economical factors, and therefore this paper adopts Vector Auto-Regression Model,

Impulse Response Function and Variance Decomposition to investigate on the impacts

of them on passenger transportation. The results based on matched-pair research

indicate that the economy development can enhance the volume of passenger-kilometers

in the short term, while in the long term it can’t boost much. Meanwhile, the results

show that there is a slight response as to the shock of the proportion of the population

and that the fluctuation in transportation price may restrain passenger-kilometers in the

short term, whereas has little influence on transportation demand.

All in all, this paper successfully combines and applies Co-integration analysis and

Impulse Response Function analysis with other kinds of quantitative analysis methods.

This research has carried on useful exploration both in theory and demonstration.

Keywords ：Transportation, Economy, Co-integration, Error

Correction Model, Vector Auto-Regression Model,

Impulse Response Function，Variance Decomposition

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ...................................................................................................................1

§1.1 研究背景 ............................................................................................................1

§1.2 研究意义 ............................................................................................................2

§1.3 研究框架 ............................................................................................................3

第二章交通运输与经济发展关系的研究综述 ...........................................................5

§2.1 交通运输的内涵 ................................................................................................5

§2.2 交通运输发展现状 ............................................................................................6

§2.2.1 发展现状 ..................................................................................................6

§2.2.2 存在问题 ..................................................................................................7

§2.2.3 面临的挑战 ..............................................................................................8

§2.3 交通运输与经济发展关系的文献综述 ............................................................9

§2.3.1 国外的研究情况 ......................................................................................9

§2.3.2 国内的研究情况 ....................................................................................10

§2.3.3 小结 ........................................................................................................12

第三章理论模型 .........................................................................................................13

§3.1 计量经济学的发展 ..........................................................................................13

§3.2 单位根检验(Unit Root Test) ........................................................................... 15

§3.2.1 单位根过程的相关定义 ........................................................................15

§3.2.2 单位根检验的方法 ................................................................................16

§3.3 协整检验(Co-integration Test) ........................................................................ 18

§3.3.1 协整概念 ................................................................................................18

§3.3.2 协整检验 ................................................................................................18

§3.3.3 误差修正模型 ........................................................................................19

§3.4 Granger 因果关系检验(Granger Causality Test) ............................................ 20

§3.5 向量自回归（Vector Auto-regression，VAR）.............................................21

§3.6 脉冲响应函数（Impulse Response Function，IRF）................................... 22

§3.7 方差分解（Variance Decomposition）.......................................................... 24

第四章货运需求的协整关系 .....................................................................................25

§4.1 指标的选取 ......................................................................................................25

§4.1.1 交通运输指标的选择 ............................................................................25

§4.1.2 经济发展指标的选择 ............................................................................25

§4.2 样本数据的修正 ..............................................................................................26

§4.2.1 价格指数平减修正 ................................................................................26

§4.2.2 异方差对数修正 ....................................................................................26

§4.2.3 样本空间的确定 ....................................................................................27

§4.3 影响货物需求的指标 ......................................................................................27

§4.4 单位根检验 ......................................................................................................27

§4.5 协整检验 ..........................................................................................................29

§4.6 误差修正模型 ..................................................................................................30

§4.7 Granger 因果分析 ........................................................................................... 31

§4.8 小结 .................................................................................................................32

第五章客运需求的脉冲响应分析 .............................................................................33

§5.1 影响客运需求的指标 ......................................................................................33

§5.2 单位根检验 ......................................................................................................34

§5.3 VAR 模型的建立 .............................................................................................35

§5.3.1 VAR 模型的估计 ...................................................................................35

§5.3.2 VAR 模型平稳性检验 ...........................................................................37

§5.3.3 VAR 模型的预测 ...................................................................................38

§5.4 脉冲响应分析 ..................................................................................................40

§5.5 方差分解分析 ..................................................................................................43

§5.6 小结 ..................................................................................................................45

第六章结束语 .............................................................................................................46

参考文献 .........................................................................................................................48

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 .............................................52

致谢 .................................................................................................................................53

第一章绪论

§1.1 研究背景

运输经济学通常是将经济学尤其是微观经济学的基本原理和方法运用于人和

货物移动的运输经济活动之中，运输通常是大多数经济活动的一种重要投入，所

提供的运输产品一般是指人和货物场所的变动，而没有物质形式和特性上的变

化。由于运输业的复杂性和特殊性，既不能直接和简单地将一些理论和方法套用

于运输领域，也不能忽略运输经济学的研究可以为经济学贡献一些特有的方法和

理论。

经济学中的许多实证研究，很大程度上是以时间序列作为基础的。经济学大

师特吕格韦·哈韦尔莫（Trygve Haavelmo）[1]对经济计量学的最重要的贡献是在经

济计量学中引入了概率方法。他特别重视经济分析中常被忽略的随机因素，把随

机因素看成是经济计量学的基础。他从随机因素出发，为分析经济变量之间的相

互关系提供了一种理论基础。任何时间序列数据都可以看作由一个随机过程产生

的，看作是一个基本的随机过程的实现（Realization），这个随机过程所代表的

概率结构，就是时间序列的概率结构。这种方法允许建模者在建立和检验反映经

济变量之间关系的方程中使用统计推断。现代时间序列经济计量学的一个重要研

究课题，就是探索经济变量时间序列的动态结构，研究它们的统计性质，检验假

设并估计从经济理论中引申出来的变量之间的关系，理解产生这些经济数据的生

成特点和性质，从而能更有效地利用经济数据构造和建立经济计量模型，用以进

行经济预测，检验各种理论的可靠性和可行性。

一般说来，经济时间序列属于非平稳序列。表面上看起来，这些经济变量之

间似乎不会存在任何均衡关系，但事实上，若干个非平稳经济时间序列的某种线

性组合却有可能是平稳序列。对此，Granger[2]通过引入协整（Co-integration）的

概念及其方法取得了突破。

目前，协整理论已经成为许多领域分析普遍应用的计量工具。在实际的经济

环境中，有很多长期关系影响当前观测值的例子，比如，当前的消费受约束于未

来的预期收入，当前的长期利率取决于预期的短期利率等。在经济理论和经验分

析中一些广为人知的协整研究包括对资产定价中泡沫的研究，验证股票价格的可

预测性，对消费取决于恒久收入的假设进行检验，研究货币需求，考察利率的期

限结构等等。

交通运输业是国民经济中从事运送货物和旅客的社会生产部门，可以称之为

交通运输与经济发展关系的动态分析

物质生产的第四部门（次于采掘工业、加工工业和农业）。交通运输业是国民经

济中的一个重要的物质生产部门，它和其他经济部门不同，其本身并不直接产生

新的产品，而是把货物和旅客从一个地点转移到另一个地点。它把社会生产、分

配、交换与消费各个环节有机地联系起来，是保证社会经济活动得以正常进行和

发展的前提条件，在整个社会机制中起着纽带作用。运输生产是社会生产过程中

的重要环节。没有交通运输业，经济发展就要停止，社会生产将无法进行。不同

经济发展阶段，所提供的运输服务在数量和质量上有很大的差别。这不但取决于

社会所能提供的物质和技术的手段，更取决于其生产和生活方式本身在数量上和

质量上所提出的运输需求。

§1.2 研究意义

交通运输不仅可以通过不断扩大的人与物空间位移的规模去刺激流通，而且

通过自身提出巨大的运输需求，又刺激其他部门生产规模的扩大，推动了经济和

科技的进步。从这个意义上来看，发展运输就是发展经济。

交通运输与经济发展之间的因果关系非常复杂。从当前理论界的研究来看，

关于两者之间关系的研究主要存在三种认识[3-6]：第一种主要认为交通运输是经济

发展的需求,交通运输的发展就是要满足经济活动引发的交通运输需求；第二种认

识则认为交通运输的发展能促进区域经济发展，强调并突出交通运输在区域经济

发展中的作用；第三种认识是对前两种认识的综合，认为交通运输既是区域经济

发展的原因，也是区域经济发展的结果。上述三种认识都部分地反映了交通运输

与经济发展的因果关系。但由于这些认识基本上都停留在定性判断的认识上，因

此更多地是对经验的总结和归纳，缺乏在实践中的验证。

艾萨德（W.Isad）曾经这样认为，“目睹了最近 20 年的巨大变化，但我们的

研究完全忽略了这个运输系统发展的动态的方面—它与改变社会等级组织之间的

关系”[7]。由此可见，从动态的视角考察交通运输自身的发展对经济活动的影响有

可能成为推进这一研究的突破口。从近几年的研究成果来看，协整理论与误差修

正模型相结合成为当今研究交通系统和经济系统之间关系的新亮点，此方法即可

以建立反映变量之间均衡趋势的长期方程，又可以建立反映变量之间短期变动关

系的误差修正模型，能很好地反映变量之间短期变动向长期均衡演变的动态过

程，从而明确地展现交通和经济之间的动态演变规律。论文尝试着运用协整理

论、误差修正模型、脉冲响应函数来分析交通运输业和经济发展间的关系，并提

出相应的发展策略。

论文的选题是基于工程院重点咨询项目—交通运输网络关键问题研究（编

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摘要交通运输是把货物和旅客从一个地点转移到另一个地点，其本身并不直接产生新的产品，却把社会生产、分配、交换与消费各个环节有机地联系起来，是保证经济活动得以正常进行和发展的前提条件。交通运输与经济发展之间的互动关系非常复杂，为了研究交通运输和经济发展之间关系的动态规律，论文采用了协整分析和脉冲响应分析等一系列定量分析工具，从计量经济学的角度分析交通运输与经济发展间的互动关系。在货物运输方面，对我国的货运需求进行了协整分析，建立了反映货运周转量、国内生产总值(GDP)和运输价格之间的长期均衡关系的协整方程和描述货运周转量由短期波动向长期均衡调整动态过程的误差修正模型。分析结果表明：货运周转量、GD...

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