（管理科学与工程专业论文）基于神经网络的开发区经济机制的实证研究.pdf

摘要 摘要 区域经济系统是个复杂的非线性系统，各国学者对影响区域经济发展的主要 因素看法不尽相同，其中主要有基础设施，政策环境，地理位置，人力资源， 外商投资，市场开发程度等。如何确定区域经济发展中的主要影响因素及如何 影响机制的成为一个热门的研究问题。 本文将大部分学者研究的影响指标纳入范围，期望建立关于各种指标体系的 非线性数学模型，着重于我国国家级经济开发区的研究，由于开发区作为相对 独立的经济系统，可以近似的看出区域经济系统，论文通过因子分析与聚类分 析研究了国家级经济开发区的主要分类，并探讨了各类开发区的主要特征，同 时考虑了开发区经济线性模型的情况，得出线性模型不能满足研究需求的结果。 而人工神经网络( a r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k ，a n n ) 简称为“神经网络”仆n ) 是 对人脑的一种简单抽象和模拟，可以刻画一个高度复杂、高度非线性的映射系 统。其非线性逼近能力使得它能够完美的解释变量之间的复杂关系，同时神经网 络的自适应学习和鲁棒容错等特性使得它能够将随机性和不确定性对区域经济 系统分析的影响降到最低。因此本文根据开发区的特点建立了七类指标对综合 经济影响的神经网络模型，取得良好的拟合精度，通过模型探讨了不同类型的 区域经济的指标影响权重的情况，并较为系统的分析了不同类型开发区中具有 代表性城市的各指标的影响机制图，取得了与实践情况较为符合的结果。 最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。 关键词：开发区聚类分析因子分析神经网络影响权重 a b s t r a c t ab s t r a c t r e g i o n a le c o n o m i cs y s t e mi sac o m p l e xn o n l i n e a rs y s t e m t h es c h o l a r sh a v e d i f f e r e n tv i e w s0 1 1t h ef a c t o r se f f e c t i n gt h er e g i o n a le c o n o m i cd e v e l o p i n g 。w h i c hi s m a i n l yf o c u so n ：i n f r a s t r u c t u r e ，p o l i c ye n v i r o n m e n t ，g e o g r a p h i cl o c a t i o n ，h u m a n r e s o u r c e s ，f o r e i g ni n v e s t m e n t ，m a r k e td e v e l o p m e n ta n ds 0o n h o w t od e t e r m i n et h e k e yf a c t o ro fr e g i o n a le c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dh o w d o e st h ei m p a c tg oo nh a s b e c o m eah o ti s s u eo fr e s e a r c h t h i sa r t i c l ew i l la n a l y z em o s to fi m p a c ti n d i c a t o r si no n em o d e lb a s e do nt h e d a t aa b o u tc h i n a sn a t i o n a le c o n o m i cd e v e l o p m e n tz o n e ，a st h ed e v e l o p m e n tz o n e s a r er e l a t i v e l yi n d e p e n d e n te c o n o m i cs y s t e m ，c a nb er e g a r da sar e g i o n a le c o n o m i c s y s t e m si ns i m i l a r p a p e r sa n a l y z e dc l u s t e ro fn a t i o n a ld e v e l o pz o n et h r o u g hf a c t o r a n a l y s i sa n dc l u s t e ra n a l y s i s ，a n dd i s c u s st h em a i nf e a t u r eo fe a c hc l u s t e r t h e nw e a n a l y z et h el i n e a rm o d e lo fe c o n o m i cd e v e l o p m e n tz o n e st h o u g hl i n e a rr e g r e s s i o n a n df i n dt h i sm o d e lc a n tm e e tt h er e q u i r e m e n to fs t u d y t h ea r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k ( a r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k ，a n n ) r e f e r r e dt oa s ”n e u r a ln e t w o r k s ”( n n ) i ss i m u l a t i n gt h eh u m a nb r a i n ，c a np o r t r a yah i g h l yc o m p l e x a n dn o n l i n e a rs y s t e m i t sn o n l i n e a ra p p r o x i m a t i o na b i l i t yp e r f o r m a n c e sp e r f e c ti nt h e c o m p l e xs y s t e m s a n dt h es e l f - l e a r n i n ga b i l i t ya n dr o b u s tf a u l t t o l e r a n tf e a t u r e s m a k et h er a n d o m n e s sa n du n c e r t a i n t i e so ft h er e g i o n a le c o n o m i ca n a l y s i sf a l l i n gt oa m i n i m u m t h e r e f o r et h i sp a p e re s t a b l i s h e dn e u r a ln e t w o r km o d e la c c o r d i n gt h e c h a r a c t e r i s t i c so fd e v e l o p m e n tz o n e sa n dh a v eag o o do u t c o m e b a s e do na n n m o d e l ，t h ep a p e rs t u d yt h ew e i g h to fd i f f e r e n tf a c t o ri nv a r i o u sc l u s t e ra n da n a l y z e h o wt h ef a c t o r sa r ew o r k i n go na c c o r d i n gd i f f e r e n td e v e l o p m e n tz o n em o d e l i nt h ef i n a l i t y , t h ep r o b l e m sr e q u i t i n gf u r t h e rs t u d i e sa r ed i s c u s s e d k e yw o r d s ：d e v e l o p m e n tz o n e ，c l u s t e ra n a l y s i s ，f a c t o ra n a l y s i s ，a n n ，c o e f f i c i e n t i v 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：孑心，岩彩 讲年岁月沙e t 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名： i i x：t 甜，局形 纠年多月沙日 第1 章绪论 1 1 论文研究的意义 第1 章绪论 区域经济系统是一个极其复杂的非线性系统，客观上要求建立非线性模型， 传统上经济模型都是基于经济理论来设立经济模型i l 】，或刻画的大部分都是线性 关系【2 】，也存在非线性模型，但在不同经济子系统中，组成部分不同，其影响机 制也不同【3 】，这给非线性模型在经济系统中的应用造成了重大的困难，需要根据 具体的情况再做修正模型是非常困难的【4 1 。d e l l e rs t e v e n 等运用贝叶斯平均模型 根据1 9 9 0 年以来美国郊区的数据来估计基础配套设施对区域经济发展的影响 【5 】。c h e n g i h 和t s a i 运用包括传统的引力变量和新加入的价格指标的引力模型 来分析区域经济的发展趋势1 5 j ，f r e n k e nk ，v a no o r tf 分析了区域经济中的相关 变量与非相关变量，得出相关变量能很好的估计j a c o b s 外部效益，并根据荷兰 1 9 9 6 2 0 0 2 年的n u t s 3 水平的数据，建模得出j a c o b s 外部效益会提高区域内的 就业率，提高区域经济发展 r l 。m o n c h u k 等分析了美国中西部区域经济的各影响 因素，指出人口密度，人口数量，基础设施，税率，农业生产对区域经济有重 要的影响【8 】。国内外就神经网络在区域经济中应用较少，人工神经网络模拟了生 物神经系统传递机制与影响机制，具有很强的自学性，自适应，鲁棒性，容错 性及存储记忆能力一j ，在非线性拟合中取得了重大的成就，它可以在不知道系统 函数模型的情况下，对其非线性的模型和规律做出模拟。数学家h e c h t n i e l s e n 已经证明，b p 网络等前向神经网络可以逼近任意函数i l ，这意味着神经网络能 逼近所有刻画了样本数据规律的函数。经济系统是可以看作一个复杂系统的神 经网络模型【1 1 1 ，但“神经网络建模属于数据驱动式的黑箱建模 【l2 1 ，所建 立的计量经济模型无法用明显的函数关系来表示，妨碍了进一步分析【l 引。目前 神经网络在经济预测中应用广泛，但运用神经网络在区域经济发展中的研究几 乎没有。本文运用神经网络对开发区经济系统进行建模分析，探讨了所得出神 经网络模型中各指标对经济发展的影响。 1 2 国内外研究现状 第1 章绪论 经济增长一直是人类关注的中心，探求影响区域经济增长的因素一直是经 济学家努力的方向。很长一段时间内，人们把经济增长归因于资本、土地、劳 动力等有形要素，然而这样做还是不能完全彻底地解释经济增长的动力，索罗 余值这一理论上的困境促使经济学家的思考趋向深入，开始在有形要素之外寻 求经济增长的深层次原因，许多新颖的见解被提出，区域经济学、制度经济学、 发展经济学等新的经济学分支学科不断出现并成为经济学研究的热点。了解各 内在因素，外在因素对经济发展的影响，分析其在不同阶段对经济的影响是否 在改变，了解其影响机制，这对经济发展水平还很低，经济发展多层次的我国 尤其具有深远的意义，因为我们可以充分利用这样研究成果，对不同经济水平 的地区，采取不同的经济发展方针，少走弯路，最大限度地发挥后发优势。区 域经济学由区域经济理论、区域经济方法和区域经济政策三个部分组成。 我国的区域经济研究经历了2 0 世纪7 0 年代末至8 0 年代末的引进应用，8 0 年代末至9 0 年代末的发展时期，到1 9 9 0 年后的创新发展时期n4 1 。杨开忠( 1 9 8 8 ， 1 9 8 9 ) 首次基于比较系统的国民经济统计资料，对新中国成立以来区域的发展， 进行了比较系统的研究n 副。近年来，近年来国外区域经济学的发展出现了新的 趋势，研究的着眼点集中于区域创新和区域竞争优势，研究内容趋于综合化和 多样化，研究方向更为具体化和实用化，研究方法注重模型化和计量化。目前我 国区域经济研究的主要情况如下： 杜跃平教授认为，区域创新体系的差异、区域间经济发展和增长模式的差异， 区域之间创新要素的差异带来创新能力和创新网络构建能力的差异，网络构建 的差异带来经济发展的差异n 引。c h e n & f l e i s h e r 认为东部沿海的地理优势和国家 优惠政策造成地区差异扩大的主要原因1 1 7 j 。著名学者d7 e m u r g e r 根据1 9 8 5 年到 1 9 9 8 年中国2 4 个城市的数据( 不包括直辖市) ，地理位置和基础设施情况是导 致区域间差距的主要原因，同时指出交通设施情况是更本质的影响因素n 引。 d a y a l g u l a t i ，h u s a i n 等人认为外商投资在促进经济发展的同时，也导致了区间差 异的产生n ”，国内知名的学者彭朝辉，杨开忠认为，区域经济差异的变迁与多 种因素相关，在一定的时期，当交易成本出现明显的改善时，会出现威廉逊“倒u 型”结构，同时，人力资本的代际转移会导致出现差异放大的趋势，以私人投资 为主的教育模式将促成这种放大，而公共教育有助于缩小代际差异。最后，社会致 力于迁移成本的降低，将缩小区域经济差异【2 0 】，。蔡叻，都阳从经验上考察中国地 区经济增长中存在着俱乐部趋同以及条件趋同的现象，意味着在中西部地区存 9 第1 章绪论 在着一系列不利于向东部发达地区趋同的因素，缩小区域差距，要调节人力资 本禀赋市场扭曲和开放程度等因素瞳。区域经济学的知名专家林毅夫等( 2 0 0 3 ) 认为，造成中国大陆各省区市之间的发展水平差距的主要原因在于，重工业优先 发展的赶超战略下形成的生产要素存量配置结构与许多省区市的要素禀赋结构 决定的比较优势符合程度不一致乜利。沈坤荣等( 2 0 0 1 ) 认为外商直接投资在区域问 的不平衡分布加剧了地区间的不平衡发展他引。王小鲁等( 2 0 0 4 ) 考察我国2 0 世纪 8 0 年代和9 0 年代地区经济差距的变动趋势，分析了资本、劳动力和人力资本等 生产要素对地区差距变化的作用口钔。贺灿飞等( 2 0 0 4 ) 发现改革开放政策、参与全 球化程度、市场化程度以及城市化进程等是导致中国区域经济差距时空变化的 显著原因瞳5 l 。管卫华，林振山，顾朝林等人得出要素投入差异会引起区域差异， 区域差异也会引起要素投入环境差异并引发要素投入差异的变化，在制定区域政 策时应考虑区域差距波动的短期性和长期性心6 | 。 d u n c a n 和t i a n ( 1 9 9 9 ) 针对1 9 5 2 一1 9 9 5 年间数据进行的实证研究发现，中国的 产出和消费的地区差距在改革前后呈相反方向变动，随着地方自主权扩大，中央 政府在收入分配方面的干预不力，使得消费差距扩大了他们因而强调说，如果要 缩小地区差距，则应该采用有效方法来加强政府转移支付【2 7 】。董先安通过控制人 力资本、物质资本、市场密度、农业生产、农业结构、城乡差距、产业结构、 产权结构、政府规模、企业规模、户口结构等多组变量，根据弹性分析与条件 收敛分析均证实了上述解释变量对经济增长与收敛存在显著影响【2 引。彭国华根 据o l s 、p a n e ld a t a 固定效应估计方法和d y n a m i cp a n e ld a 叫一阶差分g m m ) 方法对地区间的t f p ( 全要素效率) 与收入的收敛模式分析得出具有相似性，但 全国范围内没有绝对收敛，只有条件收敛，t f p 的收敛速度明显高于收入的收敛速 度。三大地区中只有东部地区存在俱乐部收敛现象啪1 。刘木平，舒元根据1 9 7 8 1 9 9 年的数据运用索罗斯旺模型得出我国区域间差距不存在绝对收敛，但存在条件 收敛，影响因子包括市场化程度、技术进步、外资、出口、经济外向度、政府 支出( 政府对经济直接干预度) 、地理优势、固定资产投资效益等8 个方面的因素 啪1 。国内区域经济学方面的创始人之一魏后凯根据1 9 5 2 1 9 9 5 年间的数据，得出 我国的区域间年收敛速度为2 ，但指出改革开放在地域推进上存在着一定的时 差，加上国家宏观调控政策尚不健全，各地区居民人均收入增长的不平衡格局 反而进一步加剧。即表示管理体制，国家政策方面对区域间差异和发展有很大 的影响口。许召元，李善同考察了地区差距变化的决定因素，根据1 9 9 0 2 0 0 4 年 1 0 第1 章绪论 的数据得出多种因素在影响区域经济的发展，包括地理位置、经济环境、教育 水平、基础设施水平，城市化水平，市场经济体制，对投资、劳动力流动限制 等因素口刳。区域经济的聚集效益体现在单个厂商的规模不会改变，市场规模效应 体现在产品种类数的改变上。杨开忠，谢燮等人认为放松厂商数量足够多的 假设，得到了新厂商的进入会对本地市场的厂商规模、产品价格以及产品种类数 产生影响的结论p 4 1 。 本文的主要思路为，我国不同开发区经济中，由于先天条件，自身资源的 因素，所以存在着不同的发展阶段，综合前人的研究，本文将基础设施，人力 资源，经营成本，管理体制，创新水平，发展和效率纳入开发区经济发展的指 标体系中。通过0 5 一0 7 年国家商务部的开发区投资环境评价数据，在横向和纵 向分析开发区经济发展的模式和各指标的影响权重，探讨不同发展阶段的开发 区发展的内涵及各因素的影响机制。 1 3 本文的研究内容与章节安排 论文的主要内容有：论文的绪论、四章正文和总结组成，具体主要有以下 几个部分： 第一章绪论，主要包括论文的研究背景及意义，国内外研究现状，论文的 主要内容。 第二章，区域经济理论介绍。阐释了区域经济发展的发展。 第三章，神经网络理论的介绍，主要介绍了神经网络的产生背景，工作原 理，及其在经济中的应用情况。 第四章，简要介绍了我国开发区具体的情况，及指标体系的构成，各分类 指标的权重情况 第五章，通过统计分析方法：因子分析，聚类分析，逐步线性回归来分析 开发区的情况，对我国的开发区做了归类，分析了不同类型开发区的经济特征， 并分析了线性模型在开发区中的应用情况。 第六章，建立根据开发区经济发展情况的神经网络初始模型，并通过比较 不同的数据归一方式和不同传递函数的组合精度，得出最佳的神经网络模型， 根据已建立的神经网络模型，对聚类分析得出的不同类型开发区做实证分析， 研究其各指标的权重和影响机制情况。 第1 章绪论 第七章，简要介绍了本文研究的结果，并对神经网络在开发区中的应用提 出进一步研究的方向。 本论文的基本框架，如图1 1 ： 图卜1 文章结构图 1 2 第2 章区域经济理论的发展 第2 章区域经济理论的发展 2 1 区域经济增长理论 2 11 古典经济学派的经济增长理论 古典经济学家亚当斯密的国富论，可说是一部关于技术进步和经济增长 关系的著作。同样的思想还体现在他更早的论警察的讲演中。亚当斯密的 中心思想是：国家的富裕在于分工，而分工之所以有助于经济增长，一个重要 的原因是分工有助于某些机械的发明，这些发明将减少生产中劳动的投入，提 高劳动生产率。“任何社会的土地和劳动的年产物，都只能由两种方法来增加。 其一，改进社会上实际雇用的有用劳动的生产力；其二，增加社会上实际雇用 的有用劳动量。有用劳动的生产力改进，取决于：一是，劳动者能力改进；二 是，他工作所用的机械的改进”。这里，劳动者能力的改进、机械的改进，都与 技术进步相关。从这段话里我们看到，亚当斯密已认识到：技术进步使除资本、 劳动力之外又一个促进经济增长的重要因素口5 l 。而李嘉图认为，国家财富的增 加可以通过两种方式，一种是用更多收入来维持生产性劳动；另一种是不增加 任何劳动量，而使等量劳动的生产效率增加。在后一种情况下，要求改善各种 要素的组合方式，使一定的投入取得更大的产出，这只有通过技术的改进和机 器的运用才能得到【3 6 1 。 2 12 新古典经济学派的经济增长理论 技术外生的新古典经济学家把经济增长作为一个独立、专门的研究领域， 是从英国经济学家哈罗德( r h a r r o d ) 和多马( e d o m a r ) 开始的。2 0 世纪4 0 年代，哈罗德和多马承认科技进步对经济增长具有重要意义，但他们将科技进 步当作经济系统的外生变量，没有人对科技进步要素进行深入研究。为阐述观 点，1 9 5 6 年美国经济学家索罗( r s o l o w ) 发表的对经济增长理论的一个贡献 【3 7 】一文，并且索洛于1 9 5 7 年又发表了技术进步与总量增长函数 3 8 】一文，他 在文中采用实证方法考察1 9 0 卜1 9 4 9 年间美国的非农业部门劳动生产率发展 第2 章区域经济理论的发展 情况，发现这一期间，美国劳动生产率翻了一番，其主要的贡献来自于技术进 步，其中技术进步的贡献率占8 7 5 。索洛的实证研究充分说明，经济增长因素 中除了劳动和资本外，还有技术的因素在发挥作用。索洛之后，丹尼森、乔根 森等增长经济学家将技术视同一种资本，把一项专门技术看作是一个资本单元， 在测度技术进步对经济增长贡献方面作了大量事实证研究。他们共同的结论是 技术进步与经济增长之间存在正相关关系。 在美国经济学1 9 8 6 年罗默( p r o m e o 在政治经济学杂志上发表他的论文 收益递增经济增长模型开始探讨消除新古典经济增长模型存在的局限性的 可能途径以后，西方学术界才再次对经济增长理论恢复兴趣。 2 2 区域经济发展阶段理论 区域经济增长不是按照同样的速度以直线方式进行，而是在不同时期，以 不同的速度循序渐进的，其发展历程呈阶段性曲线。在不同的发展阶段上，区 域经济的产业结构、空间布局、经济实力和增长速度诸方面都呈现出不同的特 征。研究区域经济发展进程，探讨区域经济由低级到高级、由贫穷到富强的阶 段性规律，找出各阶段区域经济所具备的特征，是一项极具挑战性的工作。各 国学者踊跃投身其中，如胡佛、费雪、罗斯托、李斯特、富尔塔多、布希等， 创立了不少颇具影响的区域经济发展阶段理论，其中以罗斯托的区域经济发展 阶段理论最具有代表性【3 引。 2 3 区域生命周期理论 1 9 6 6 年，汤普森( j h t h o m p s o n ) 在经济地理杂志发表的“对制造业 地理的几点理论思考”一文中，提出了区域生命周期理论。该理论认为，一旦 一个工业区建立，他就像一个生命有机体一样遵循一个规则的变化次序而发展， 从年轻( y o u t h ) 1 9 到成熟( m a t u r i t y ) 再到老年( o l da g e ) 阶段。不同阶段的 区域面临一系列不同的问题，处于不同的竞争地位l 4 0 j 。 在区域工业年轻期，市场明显急剧扩张，区域的比较区位优势突然被承认， 投资资本涌入。年轻工业区具有明显的竞争优势，生产成本低，市场广阔。当 发展至成熟期，工业区对其他区域来说取得了主宰地位。其管理人员由于具有 1 4 第2 章区域经济理论的发展 专业知识而被输出到其他区域，区域竞争开始逐渐剧烈，成熟的工业区仍能保 持其比较区域成本优势。 在老年阶段，原有的成本优势丧失殆尽，市场明显转移，其他区域能获得 新的更便宜的原料供应，并以较低的成本促进足够的技术劳动力。老年区域的 厂房与机器可能已经过时，税收剧增，土地使用竞争使得厂址无扩展之余地， 拥挤成为常事，其区域吸引资源的能力逐渐减弱，步入老年的区域可能陷入膨 胀或萧条。当然，老年期区域可通过再创新而返老还童，进入新一轮生命周期 循环。 2 4 区域经济发展竞争优势理论 2 4 1 区域发展的比较优势理论 比较优势理论是国际贸易分工中的基本理论，是相对于绝对优势理论而言 的。绝对优势理论由英国的经济学家亚当斯密提出，他认为，劳动分工是经济 发展的动力，经济的发展不需要任何的控制，而是通过“看不见的手”市 场的作用来调节。国家或地区的发展，需要按照绝对成本低的原则生产和出口 产品，才能在贸易过程中获得绝对优势1 4 。 而比较优势理论起源于古典学派李嘉图( d a v i dr i c a r d o ，1 8 1 7 ) 提出的比较 成本说。后来，区域经济学家也借用这一理论，来比较分析不同区域之间的发 展优势。李嘉图利用劳动生产率的差异即劳动生产率的高低，来说明比较优势 的形成，而且认为国家或地区要按照拥有比较优势的要素，进行专业化的生产 和出v l 产品。但他并没有说明为什么区域之间存在劳动生产率的差异1 4 2 1 ，以及 为什么某一国家( 区域) 能够较便宜地生产某种产品，即比较利益产生的原因， 其中什么因素在起决定作用。二战以后，随着技术因素在经济发展中的作用日 益明显。弗能( v e r n o nr ，1 9 9 6 ) 作为比较优势的新的代表人物，提出了产品生命 周期理论【4 引，并将产品的生命周期分成新生期、成熟期、标准化期三个阶段。 2 4 2 区域发展的竞争优势理论 美国哈佛商学院的迈克尔波特( m i c h a e le p o r t e r ，1 9 9 0 ) 教授及其同事利 第2 章区域经济理论的发展 用5 年的时间，在调查了1 0 个国家( 丹麦、原西德、意大利、日本、韩国、新 加坡、瑞士、瑞典、英国、美国) 和一些地区的基础上，完成了其论著国家 竞争优势。提出并完善了竞争优势理论。波特认为，一个国家之所以能够兴旺 发达，其根本原因在于这个国家在国际市场上具有竞争优势，这种竞争优势源 于这个国家的主导产业具有竞争优势，而主导产业的竞争优势又源于企业由于 具有创新机制而提高了生产效率m 1 。波特认为一个国家的竞争优势也就是企业、 行业的竞争优势，具体包括6 个方面的因素：生产要素、国内需求、相关支撑 产业、企业的战略结构和竞争、政府的作用、机遇。这六个因素也就构成了国 家竞争优势的“钻石模型”( 如图2 1 ) 。 图2 1 波特竞争优势的“钻石模型” 资料来源：t h ec o m p e t i t i v ea d v a n t a g eo fn a t i o n s p o i r t e rm e 19 9 0 值得注意的是，波特在其竞争优势理论中指出，国家竞争优势的获得，关 键在于产业的竞争，而产业的发展往往是在国内几个区域内形成有竞争力的产 业集群( i n d u s t r i a lc l u s t e r s ) 。因为国家内部产业群的健康发展和利于创新的发 展环境，会提高企业自身的创新机会，而“产业群的发展并非自然的分散而是 倾向于地理集中”。可以看出，波特的国家竞争优势理论中包含了区域竞争优势 的内容，从而对于区域竞争优势理论的建立产生了重要意义。所以国内有些学 者则直接将国家竞争优势理论等同于区域竞争优势理论。盖启文( 2 0 0 2 ) 认为， 对于区域来讲，区域竞争优势的获得与国家竞争优势的获得，既存在共性，又 1 6 第2 章区域经济理论的发展 各具特色【4 5 】。 2 5 区域经济发展的极化理论 法国经济学家弗朗索瓦佩鲁( f ，p e r r o u r ) 在2 0 世纪5 0 年代发表了一系 列论文，论证了经济增长不是遵循均衡路径，而是发源于一个所谓的“推动型 单位”。推动型单位是一个经济部门，它超过平均水平强劲增长并通过同其他部 门紧密联系产生影响1 4 引。增长极概念的出发点是抽象的经济空间，而非普通意 义上的地理空间。这种空间“由若干中心( 或极、焦点) 所组成。各种离心力 或向心力分别指向或发自这些中心。每个中心的吸引力和排斥力都拥有一定的 场，并与其他中心的场相互交汇。就此而言，任何普通意义上的空间都是由中 心及传输各种力的场所组成”。 佩鲁认为，经济的增长不可能同时出现在所有的区域、部门、厂商，它将 以不同的强度进行分散分布，在某一特定的经济空间内总会存在着若干经济中 心或增长极、点，它会产生类似刺激作用的“磁力场 ，呈现出“极化效应”， 增长极、点快速发展之后，会通过不同的渠道向外扩散，产生“扩散效应”，对 整个经济产生不同的终极影响。佩鲁所说的增长“极指的是那些规模大、增 长快、创新能力强，与其他部门具有很强关联效应又紧密联合的一组工业，具 体为厂商或者工厂。2 0 世纪6 0 年代初，罗德文( r o d w i n ) 将佩鲁增长“极 仅 为“厂商”或“工厂”的范畴扩展至抽象空间，布代维尔又将其扩展至地理空 间，对增长极理论进行了补充和完善。增长极对区域经济发展的作用主要体现 在支配、乘数和极化与扩散三个重要的效应上。该理论主要被应用于三个方面： 促进落后地区的经济增长，缓解大城市过度集中的压力，加快城市腹地的经济 发展。利用增长极理论指导区域开发，有失败的教训，也有成功的范例。譬如， 巴西政府在东北部沿海选择萨尔瓦多、累西腓、福塔雷萨作为带动地区发展的 增长极的建设，就没有收到预想效果：但是，运用该理论指导意大利南部开发 来解决南北问题，法国、苏格兰和爱尔兰将工业活动从城市中心向落后地区扩 散，巴西亚马逊河流域的开发等，都取得了令人满意的成就。 1 7 第3 章神经网络算法的介绍 第3 章神经网络算法的介绍 3 1 神经网络的产生 近代神经生理学和神经解剖学的研究结果表明，人脑是由约一千多亿个神 经元( 大脑皮层约1 4 0 多亿，小脑皮层约1 0 0 0 多亿) 交织在一起的、极其复杂的 网状结构，能完成智能、思维、情绪等高级精神活动。无论是脑科学还是智能 科学的发展都促使人们对人脑( 神经网络) 的模拟展开了大量的工作，从而产生了 人工神经网络这个全新的研究领域。人工神经网络( a n n ，a r t i f i c i a ln e u r a l n e t w o r k ) 常常简称为神经网络f n n ) ，是以计算机网络系统模拟生物神经网络的智 能计算系统，是对人脑或自然神经网络的若干基本特性的抽象和模拟。网络上 的每个结点相当于一个神经元，可以记忆( 存储) 、处理定的信息，并与其它结 点并行工作。神经网络的研究最早要追溯到4 0 年代心理学家m c c u l l o c h 和数学 家p i t t s 合作提出的兴奋与抑制型神经元模型和h e r b 提出的神经元连接强度的修 改规则，其成果至今仍是许多神经网络模型研究的基础。5 0 6 0 年代的代表性工 作主要有r o s e n b l a t t 的感知器模型、w i d r o w 的自适应网络元件a d a l i n e 。然而在 1 9 6 9 年m i n s k y 和p a p e r t 合作发表的p e r c e p t i o n s 一书中阐述了一种消极悲观的 论点，在当时产生了极大的消极影响，加之数字计算机正处于全盛时期并在人 工智能领域取得显著成就，这导致了7 0 年代人工神经网络的研究处于空前的低 潮阶段。8 0 年代以后，传统的数字计算机在模拟视听觉的人工智能方面遇到了 物理上不可逾越的障碍。与此同时r u m e l h a r t 、m c c l e l l a n d 和h o p f i e l d 等人在神 经网络领域取得了突破性进展，神经网络的热潮再次掀起。目前较为流行的研 究工作主要有：前馈网络模型、反馈网络模型、自组织网络模型等方面的理论。 人工神经网络是在现代神经科学的基础上提出来的。它虽然反映了人脑功能的 基本特征，但远不是自然神经网络的逼真描写，而只是它的某种简化抽象和模 拟。 1 8 第3 章神经网络算法的介绍 3 2 神经元与神经网络模型 神经网络的工作过程主要由两个阶段组成，一个阶段是工作期，此时各连 接权值固定，计算单元的状态变化，以求达到稳定状态。另一阶段是学习期( 自 适应期，或设计期) ，此时各计算单元状态不变，各连接权值可修改( 通过学习样 本或其他方法) ，前一阶段较快，各单元的状态亦称短期记忆( s t m ) ，后一阶段 慢的多，权及连接方式亦称长期记t 7 , ( l t m ) 。 1 人工神经网络的优点： 人工神经网络具有以下优点： 1 可以建立复杂的非线性关系模型； 2 具有很强的鲁棒性和容错性： 3 具有并行处理功能，具有处理复杂多模式的能力； 4 因为神经网络具有自学习、自适应以及进行联想、推测和记忆的功能， 可以处理不确定或不知道的系统； 5 有很强的信息综合能力，能同时处理定量和定性的信息，很好地协调多 种输人信息关系，适用于多信息融合和多媒体技术。 神经元是神经网络的基本处理单元，一般表现为一个多输入、单输出的非 线性器件，通用的结构模型见图3 1 。 “f 、| | 图3 1 神经元结构模型 其中，“，为神经元f 的内部状态，谚为阈值，x 1 为输入信号，w o 表示与_ 神 经元连接的权值，表示某- - 多 b 部输入的控制信号。 1 9 罗 第3 章神经网络算法的介绍 2 神经元的输出函数： 神经元的输出函数由函数f 表示，一般利用以下函数表达式来表现网络的非 线性特征： 1 。 阈值型，为阶跃函数 m 弘器菘 ， 2 分段线性型 i 1 坼“2 f ( u ，) = a u ，+ 6“，0 甜2 ( 3 2 ) 【0 蚝 i ，非常适合；0 8 k m o 0 9 ，很适合；0 7 k m o 0 8 ，适合； 0 6 k m o 0 7 ，不太适合；0 5 k m o 发展与效率：较快( 0 5 1 ) 沈阳，武汉，合肥，重庆，芜湖， - 哈尔滨，长沙，南昌，福清融侨， 类 经营成本：较高( 0 6 3 ) 管理体制：较高( 0 4 9 ) 南京，杭州，西安，呼和浩特， 郑州，乌鲁木齐 经济水平与环境：很高( 2 0 9 ) 第 发展与效率：一般( 0 0 0 ) 总计7 个 二 天津，苏州工业同，广州，昆山， 类 经营成本：略高( 0 1 6 ) 管理体制：略好( 0 2 5 ) 青岛，烟台，大连 经济水平与环境：略高( 0 5 6 ) 第 发展与效率：很差( - 1 6 2 )总计2 个 三 类 经营成本：低( 一1 4 8 )宁波，厦门海沧， 管理体制：较差( - 0 4 4 ) 经济水平与环境：略低( - 0 2 2 ) 第 发展与效率：快( 1 2 1 )总计1 个 四 类 经营成本：高( 1 5 3 )太原 管理体制：很差( - 3 3 6 ) 经济水平与环境：略低( - 0 3 1 ) 第 发展与效率：较差( - 0 5 0 ) 总计8 个 五广州南沙，福州，成都，惠州大亚湾， 类 经营成本：略高( o 2 3 ) 管理体制：很差( - 1 4 7 ) 贵阳，西宁，湛江，兰州。 3 8 第5 章基于传统方法的开发区经济研究 续上表 类型重心特征开发区 经济水平与环境：一般( 0 0 0 ) 第 发展与效率：很好( 2 2 0 )总计4 个 六 类 经营成本：低( 一1 2 7 )北京，漕河泾，上海金桥，闵行 管理体制：一般( - 0 1 4 ) 经济水平与环境：好( 1 2 1 ) 第 发展与效率：较快( 0 6 4 ) 总计1 个 七 类 经营成本：非常低( - 4 4 1 )虹桥 管理体制：差( - 1 0 8 ) 经济水平与环境：略低( - 0 5 6 )总计1 5 个 第 发展与效率：较差( - 0 7 4 )长春，连云港，营口，威海，南通，温州，秦皇 八 类 经营成本：一般( - 0 1 0 )岛，海南洋浦，昆明萧山，石河子，宁波大榭， 管理体制：较好( 0 5 7 )银j i ，南宁，东山 5 3 开发区的线性模型分析 本文以综合经济y 为衡量开发区经济发展情况的指标，其他因素：基础设施 屯，经营成本x 3 ，人力资源_ ，社会环境屯，技术g j 新x 6 ，管理体制而，发展 效率魂为自变量，来建立开发区的线性模型，见公式( 5 5 ) - y = , o o + 届五+ 厦而+ 屈恐+ 屈确+ 屈黾+ 成+ 届而 ( 5 5 ) 根据2 0 0 6 年各开发区的数据，用s p s s 线性拟合，结果如下： 3 9 第5 章基于传统方法的开发区经济研究 表5 1 3 模型拟合情况 m o d e ls u m m a r y a d j u s t e d s t d e r r o ro f m o d e irrs q u a r ers q u a r et h ee s t i m a t e 1 9 3 2 a8 6 98 6 6 16 2 5 8 6 8 2 9 4 0 b8 8 48 7 915 4 7 0 4 4 39 4 7 c8 9 68 9 01 4 7 7 6 5 4 a p r e d i c t o r s ：( c o n s t a n t ) 技术创新x 6 b p r e d i c t o r s ：( c o n s t a n t ) ，技术创新x 6 ，经营成本x 3 c p r e d i c t o r s ：( c o n s t a n t ) 技术创新x 6 ，经营成本x 3 基础 设施x 2 拟合优度r ，表示的回归直线对观测值的拟合程度。显然若观测点离回归直 线近，则拟合程度好，系数大；反之则拟合程度差。度量拟合优度的统计量是r 2 。 从表5 1 3 可得，逐步回归得出的三个方程，拟合优度尺2 分别为0 8 6 9 ，0 8 8 4 ，0 8 9 6 ， 说模型较好。 表5 1 4 方程的显著性水平 a n o v a d s u mo f ， 、 m o d e i s q u a r e s d f m e a ns q u a r e f k s i g ) 1 r e g r e s s i o n 8 9 3 7 7 2 2 918 9 3 7 7 2 2 93 3 8 1 0 9 硒0 8 r e s i d u a i1 3 4 8 1 5 7 95 12 6 4 3 4 5 t o t a l10 2 8 5 8 85 2 2 r e g r e s s i o n 9 0 8 9 2 0 8 524 5 4 4 6 0 4 31 8 9 8 8 5 0 0 0 b r e s i d u a i 11 9 6 6 7 2 25 02 3 9 3 3 4 t o t a i 10 2 8 5 8 85 2 3 r e g r e s s i o n 9 2 15 9 8 5 033 0 7 1 9 9 5 01 4 0 6 9 40 0 0 c r e s i d u a i10 6 9 8 9 5 74 92 1 8 3 4 6 t o t a i10 2 8 5 8 85 2 a p r e d i c t o r s ：( c o n s t a n t ) 。技术创新嫣 b p r e d i c t o r s ：( c o n s t a n t ) ，技术创新熵，经营成本) ( 3 c p r e d i c t o r s ：( c o n s t a n t ) 技术创新x 6 。经营成本) ( 3 ，基础设施垃 d d e p e n d e n tv a r i a b l e ：综合经济x 1 拟合方程的显著与否，是通过对由自变量引起的变化( 平方和) ，或者说是 能用方程解释的变化，与随机变量引起的变化之比的显著性检验来衡量，从表 5 1 4 可以看出，检验结果都为极高度显著( o o o o ) ，表明逐步回归后的方程能很好 的拟合给出的实际值。 第5 章基于传统方法的开发区经济研究 表5 1 5 线性回归模型 c o e f f i c i e n t s a u n s t a n d a r d i z e ds t a n d a r d i z e d c o e f f i c i e n t sc o e f f i c i e n t s m o d e ibs t d e r r o rb e t at s i g 1 ( c o n s t a n t )5 9 5 33 2 9 9- 1 8 0 50 7 7 技术创新x 61 6 4 60 9 0 9 3 2 1 8 3 8 80 0 0 2 ( c o n s t a n t ) 2 0 6 3 41 1 0 2 51 8 7 20 6 7 技术创新x 61 5 9 90 8 79 0 51 8 3 1