文档分类：
下载后只包含 1 个 PDF 格式的文档，没有任何的图纸或源代码，
下载前请先预览，预览内容跟原文是一样的，在线预览图片经过高度压缩，下载原文更清晰。
您的浏览器不支持进度条
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩?页未读，继续阅读
播放器加载中，请稍候...
该用户其他文档
下载所得到的文件列表可重组制造系统缓冲区容量的优化研究
buffer capacity optimization in reconfigurable manufacturing system.pdf
文档介绍：
可重组制造系统缓冲区容量的优化研究计算机集成制造系统宋士刚,李爱平,徐立云引言文章编号:—一现有制造系统基本不具备可重组性,当市场需求发生变化时,会导致大量设备闲置、报废,造成浪费,(ReconfigurableternRMS)[1]RMS柔性又具有高生产率的制造系统。当市场发生一定RMSRMS化构件,或通过移动、更换和添加可移动性设备,或以逻辑重组方式生成虚拟制造单元来进行。由于可重构机床目前仍在研究之中,通过可重构机床的方式实RMSRMS加工域缓冲区容量的不同配置是制造系统重组第卷第期么笱执圃旒际跹芯克虾摘要:为了确定可重组制造系统中的缓冲区容量,通过分析机床工作状态、生产需求量等因素对缓冲区容量的影响,建立了缓冲区状态数学模型。在此基础上,提出了缓冲区容量、机床可用度和任务需求率之间的函数关系。以满足生产任务为前提.将重组后加工域缓冲区容量最小化作为优化目标。通过粒子群优化算法,利用非可微精确罚函数法处理约束条件,采用可变惯性权重平衡搜索,以求得各工序间缓冲区容量。最后结合仿真实例,探讨了该生产线重组后系统缓冲区容量的最优配置。关键词:可重组制造系统;缓冲区容量;数学模型;机床可用度;任务需求率;粒子群优化算法810THl65A,Sys收稿日期:——;修订日期:——。863()(06JCl4066)FoundationitemProject作者简介:宋士刚,男,湖北当阳人,同济大学现代制造技术研究所博士研究生,主要从事疌疌集成、可重组制造系统等的研究。:甧.v0114.ShigangLI—,Liyun。,:,capacitythe甌瑃.琲reconfigurationBuffer—瑃琣.琣琲discusse;Apr2008甊ProgramChina(No)and,..——
数学模型MS(f)M0MtM+的方式之一,它直接影响到系统的运行效率。通过重新配置缓冲区,可以使重组后系统的性能达到最优。到目前为止,国内外对于缓冲区的容量问题进行了大量的研究,也提出了很多相关的算法。文献[2]工域缓冲区容量的优化配置提高系统性能的问题,给出了不同系统的缓冲区容量的最优配置方案;文[3]E43冲区容量设置模型;文献臀南譡用马尔可夫链模型对缓冲区容量进行了有效的分析。但这些研究建立在缓冲区状态基础上,系统状态随缓冲区容量增加而显著增加,故缓冲区容量状态给系统分析[7]区与机床工作状态的紧密关系,建立了缓冲区容量与机床可用度之间的关系模型,简化了求解过程,但忽略了任务需求率对缓冲区容量的影响。生产过程中,各缓冲区容量的大小随着生产任务的改变而变化,重组后,加工对象的变更或生产批量的改变,将直接影响缓冲区合理的配置。因此本文针对可重组制造系统,在建立缓冲区状态数学模型的基础上。提出了缓冲区容量、机床可用度和任务需求率之间的函数关系。根据这个函数的特性确定缓冲区容量,并通过粒子群优化算法对重组后系统的加工域缓冲区容量进行优化配置。简化生产系统的模型在研究加工域缓冲区容量的算法之前,要对生产系统的模型进行一些简化。假定当前生产任务共有拦ば颍褂肗台设备顺序加工。在每道工序之间有一个存放工件的缓冲区。则该生产系统共有个缓冲区。定义阮,,直鹞&庸さ趇道工序的机床的生产率、故障率和修复率,并服从指数分布形式,且S=(Prf)Mls=(SSS)床的加工特性。假设4淼趇和道工序之间的缓冲区,皇腔撼迩鳥,的容量,向量。,,?,以一描述了整个加工域缓冲区的容量结构。影响可重组制造系统缓冲区容量的因素较多,为便于分析,提出以下假设:(1)(2)发生故障。诘趇道工序的加工机床意外停机后,M充满在制品缓冲区R弧#缓笮蚧睲?也以原有的B(4)工序的机床不会因工件充满缓冲区而被阻塞。缓冲区状态数学模型为使研究带有普遍性,选取中间相邻三道工序1{(MSi(f)BS(t))0}t表示处于维修状态,为北硎敬τ诩庸ぷ刺3BS(f)B0中无工件,为北硎净撼迩杏衎件工件,为时表示缓冲区已满。ttBHMiBitM产。图隽巳ɑ驳牟恳皇奔涔叵怠。设猼时刻泄ぜ沽课獄时的概率,包括积压工件和正准备从霸氐組?计算机集成制造系统第卷加工完毕。12且
A(r)A撸换沧枞省问腔睲,阻塞的概得户品觚∽一警导。啪机2)=p(BSI=b)=p(ib)可知瑉旨户睢舐,则户∥Α一者≥,,瑉。(iz)(io)p(iz)=1∑。乞。百2的工件。系统处于稳态时,工件积压量增量的概率分布应为不依赖时间变量的常量‘川,由数学归纳法床待料率月和机床阻塞率∥两个变量,机床待料率∥是机床系母怕剩扔贐㈠为空的概p(MS=3)=P(BSi0)P(i10)率,它等于缓冲区崖母怕剩础产系统加工域缓冲区状态数学模型如下:0堋巍,,?,咒;01i=12l式中:为机床5睦砺劭捎枚龋籄:为实际可用DTd率,即为满足生产任务要求,单位时间内生产的产品数量。目标函数使得系统重组后加工域缓冲区容量(1)(2)(3)约束式硎净泊下屎妥枞饰2淮笥的非负数;约束式驮际表示满足生产任务时,任务需求率的限制。粒子群优化算法原理(ParticletionPSO)EberhartKennedy1995的一种新的进化算法嘲,它源于对鸟类群体寻食运PSO法相似,也是基于群体的,根据对环境的适应度将群D有隽W幼槌梢桓鲋秩海渲械趇个粒子的位置表示为向量¨住瑉日坏趇个粒子的历Pi=(PPP)Pbc=(P2P)giDK(n)决定粒子在搜索空间单位迭代次数的位移。每个粒子的位置按式褪进行变化:o}17-22+C1rand()(0z)+c2rand()(z)Cf2rand()[o1]数;硼为惯性权重,叫较大时适于对解空间进行大范围探查,硼较小时适于进行小范围精细搜索。如何找到一个合适的表达方法,使粒子与所求解对应,是实现算法的关键问题之一。本文根据加工域内机床总数,构造一个两倍机床数维的粒子空3105机床,统一定义第优个机床的待料率占据粒子第2m12mz后缓冲区容量之和最小。构造的第价粒子粒子群优化算法中各参数的选取PSO((7)和式,公式中参数的取值对算法的收敛速度和收敛到全局最优解的可靠性有很大的影响,尤其是惯性权重硼的取值更具有举足轻重的意义。一般认为,在搜索的前期,惯性权重硼大,可以提高全局搜索能力;随着搜索渐趋于全局最优解可逐渐减小硼,从而加强了局部搜索能力并加快了收敛速度?1疚慕ü咝匀ㄖ豔设为从到随时间线性减小的变量,计算如下:第期宋士刚等:可重组制造系统缓冲区容量的优化研究,?,以;dDT’—机床待料率与阻塞率3畉
=srnm叫—×粤。\一,∑琯,^(x)];式中:住耄W畲蟮问琲为当前迭代次数。3另外两个参数:蚦。2由于缓冲区容量的局部最优分布较为复杂,尽管粒子群算法有其优点,但在实验中还是发现在计算过程中有时会陷入局部最小,使得算法不再向最优解方向进化,整个系统因此呈现出早熟现象。本文借鉴混合遗传算法思想,将粒子群算1
内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
文件大小：382 KB
下载次数：君，已阅读到文档的结尾了呢~~
可重组制造系统缓冲区容量的优化研究,系统缓冲区空间不足,系统缓冲区,用友 提示系统缓冲区,系统缓冲区空间紧张,最小重组缓冲区大小,socket 系统缓冲区,wcf 系统缓冲区空间,由于系统缓冲区,保护系统的动态缓冲区
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
可重组制造系统缓冲区容量的优化研究
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='http://www.docin.com/DocinViewer--144.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口当前位置： >>
宁夏沿黄经济区城市群和产业集群的耦合探讨
宁夏大学硕士学位论文摘要摘要在现代化和全球化的浪潮下，新物质、新信息和新能量对人类生产活动的刺激已经遍布世界每一 个角落，城市群系统也在以不断改变的结构和能量来响应这种刺激，这主要体现在从劳动分工到产业 链分工的转型结果上。要打造持续、稳定、健康发展的城市群经济，只有通过培育具备强劲竞争力的 产业集群来实现。同样的，城市群通过自身的集聚和扩散效应来促进提高生产效率、降低交易成本， 为产业集群提供发展的平台。随着全球经济一体化格局的形成，城市群建设和产业集群发展都是区域 发展的重要途径，二者之间的相互依赖程度也在不断引起重视。 宁夏沿黄经济区城市群作为D呼-包-银-兰‖黄河经济带的重要一极，特殊的地理区位和资源优势使 得其在宁夏区域崛起之路上充当先锋角色， 在推进西部乃至全国经济地理版图的完善上意义深远且责 任重大。 由于当前沿黄城市群一些市县由于缺乏对于本地区的要素禀赋及由此带来的成本和效益的差 异充分考虑，存在重复投资、盲目引进，造成产业链缺损、产业结构趋同以及分工协作弱化等现象， 阻碍了地区优势的发挥。如何不断提高工业化和城镇化水平，为自治区经济发展培育新的增长点，已 成为迫在眉睫的问题。 城市群和产业集群建设的共同实现在于研究它们之间的耦合互动机制只有遵循产业集群和城市 群发展过程中的耦合规律，在良性合作与错位竞争的基础上形成二者不断演进的自增强机制，才是解 决上述问题的关键所在。本文在讨论城市群、产业集群的相关概念、内涵，以及城市群产业集群耦合 机理的基础上分别对沿黄经济区城市群和产业集群的现状和演化过程进行定量的测度和定性的分析， 发现沿黄经济区城市群的发展正处于大城市发展速度放缓、中小城市加速成长的时期；产业集群相对 于全国背景是增长的，而在沿黄经济区内部则出现能源产业扩散、制造业缓慢增长的趋势。通过沿黄 经济区城市群和产业集群的形成条件分析和耦合评价结果， 发现二者的耦合还处于磨合的初级阶段并 短期内基本保持不变，二者发展水平的提高受到了一定的阻滞。根据对二者演化影响因素和交互发展 可能性的讨论，提出了整合城市群空间格局、城市间以产业集聚为纽带的联动、增强区际联系、完善 区域创新网络、构建统一的管控体系等一系列耦合深化的建议。 关键词：宁夏沿黄经济区，城市群，产业集群，耦合，发展机制I宁夏大学硕士学位论文AbstractAbstractWith the development of modernization and globalization, the stimulation of new material、 information and energy to the human activities has been around in every corner of the world. In response to the stimulus, the urban agglomerations is changing its structure and energy, which mainly reflected the results of the transformation from the division of labor to the industrial chain divis ion. In order to make the urban agglomeration economy develop in a sustainable、 stable and healthy way, a strong competitive industrial clusters must be natured. Similarly, based on accumulative and spreading effects, urban agglomerations provide a platform for the development of the industrial clusters by improving production efficiency and reducing transaction costs. With the formation of global economic integration pattern, the construction of urban agglomerations and the development of industrial clusters become important to regional development, and their interdependence has been attracted more attention. Urban agglomeration along the Yellow River in Ningxia, as a significant part of Hu-Bao-Yin-Lan Economic Belt, its special geographical location and resource advantages has made it a vanguard role to the Ningxia region development, and it even playing a profound role in promoting the west and the economic geography of the whole China. Currently, some cities and counties of the urban agglomerations along the Yellow River do not take fully consideration of the gifts of every region and the difference of the cost and benefits from these gifts, overlapping investment and blind introduction has resulted in the industrial chain defects 、 the convergence of industrial structure and the weakening of the division of labor, which hindered regional advantages greatly. How to continuously improve the level of industrialization and urbanization, to cultivate new growth points for the autonomous region's economic development has become an urgent problem. Therefore, to solve above problems, we must study the coupling interaction mechanism between urban agglomerations and industrial clusters construction, because only in this way, can we get the formation of the evolving self-reinforcing mechanism which is basic on healthy cooperation and dislocation competition. In this paper, on the basis of the discussion of the related concepts, connotations of urban agglomerations and industrial clusters and the urban agglomeration of industrial clusters coupling mechanism , quantitative and qualitative analysis is given to describe the current situation and evolution process of urban agglomerations and industrial clusters along the Yellow River economic zone. The author found that the development of economic zone along Yellow River is in a slowdown speed compared with big cities, but a rapid one with small and medium-sized cities. Besides, industry cluster is improving compared to the national background. However, a trend of proliferation of the energy industry and slow -growth manufacturing industry has been appeared. Through the result of analysis and evaluation about urban agglomerations and industry clusters, it can be found that the coupling interaction is still in the beginning stage and will not change in the short term, and the developmental level has been retarded in a degree. Through the discussion of influencing factors and alternant development, a series of proposals about further coupling are presented in this paper including integrating urban agglomeration spatial pattern 、 linking industrial cluster between a couple of cities 、 enhancing connection of regions 、 perfecting innovation of areas network、structuring unified control system and so on.Key words: Economic Zone along the Yellow River in Ningxia, Urban Agglomerations, Industrial Clusters,Coupling, Development MechanismII宁夏大学硕士学位论文目录目录第一章 绪论 ................................................................................................................................... 1 1.1 选题背景及研究意义 ..................................................................................................................................................... 1 1.2 国内外相关研究述评 ..................................................................................................................................................... 2 1.3 研究方法和技术路线 ..................................................................................................................................................... 5 1.4 文章的基本结构 .............................................................................................................................................................. 6 第二章 研究的相关概念辨析及理论基础 ........................................................................................... 7 2.1 相关概念辨析 .................................................................................................................................................................. 7 2.2 城市群和产业集群耦合的理论基础 .......................................................................................................................... 9 第三章 宁夏沿黄经济区城市群系统分析 ......................................................................................... 11 3.1 宁夏沿黄经济区城市群系统结构现状分析 ........................................................................................................... 12 3.2 宁夏沿黄经济区城市群系统的历史演化回顾 ...................................................................................................... 14 3.3 宁夏沿黄经济区城市群形成的影响因素分析 ...................................................................................................... 15 第四章 宁夏沿黄经济区产业集群系统分析 ...................................................................................... 17 4.1 宁夏沿黄经济区产业集群的现状分析 .................................................................................................................... 18 4.2 宁夏沿黄经济区产业集群的空间演化分析 ........................................................................................................... 22 4.3 宁夏沿黄经济区产业集群的形成条件分析 ........................................................................................................... 26 第五章 宁夏沿黄经济区城市群和产业集群的耦合评价 ..................................................................... 27 5.1 评价的思想和基本原则 .............................................................................................................................................. 28 5.2 宁夏沿黄经济区城市群发展评价 ............................................................................................................................ 29 5.3 宁夏沿黄经济区产业集群发展评价 ........................................................................................................................ 35 5.4 耦合评价生成及耦合关系分析 ................................................................................................................................. 38 第六章 宁夏沿黄经济区城市群和产业集群耦合深化的建议............................................................... 39 6.1 整合城市群空间格局为产业集群提供良好的孵化环境 .................................................................................... 40 6.2 以产业集聚为纽带实现沿黄经济区城市间的联动发展 .................................................................................... 40 6.3 增强区际联系来实现城市群和产业集群共同融入外部生产格局 ................................................................... 41 6.4 打造科技高地来推进区域创新网络的完善和发展效率的提升 ....................................................................... 42 6.5 构建统一的管控体系来提高城市群和产业集群的耦合效率 ........................................................................... 42 第七章 结论 ................................................................................................................................. 43 7.1 研究的主要结论和方法探讨 ...................................................................................................................................... 43 7.2 研究的不足和进一步研究的展望 ............................................................................................................................. 43 参考文献 ...................................................................................................................................... 44III宁夏大学硕士学位论文图表目录图表目录表 3-1 表 3-2 表 3-3 表 4-1 表 4-2 表 4-3 表 4-4 表 4-5 表 4-6 表 4-7 表 5-1 表 5-2 表 5-3 表 5-4 表 5-5 表 5-6 表 6-1 宁夏沿黄经济区城市群等级规模现状（2010 年） 结构容量和均衡度对应的城市体系演化 宁夏沿黄经济区城市群结构容量和均衡度变化 宁夏沿黄经济区城市群分产业 2010 年从业人口 2010 年宁夏沿黄经济区城市群各产业 LQi 值 2010 年宁夏工业分行业区位熵 宁夏各市县主要工业产业及典型工业园区 宁夏沿黄经济区三次产业比重变化 宁夏沿黄经济区工业集群赫芬达尔指数（HHI） 宁夏沿黄经济区工业集群泰尔指数 宁夏沿黄经济区城市群发展水平评价指标体系 宁夏沿黄经济区城市群发展水平评价指标基础数据 宁夏沿黄经济区城市群发展水平评价指标原始数据标准化结果及权重 宁夏沿黄经济区产业集群发展水平评价指标体系 宁夏沿黄经济区城市群发展水平评价指标基础数据 宁夏沿黄经济区城市群发展水平评价指标标准化结果 宁夏沿黄经济区城市群空间整合示意图 1-1 图 2-1 图 3-1 图 3-2 图 3-3 图 3-4 图 3-5 图 4-1 图 4-2 图 4-3 图 5-1 图 5-2 图 5-3 图 5-4 图 5-5文章技术路线图 弗里德曼区域城市群空间结构演化模式 宁夏沿黄经济区城市群区位示意 宁夏沿黄经济区城市群规模空间分布 (2010) 宁夏沿黄经济区城市群位序-规模分布 宁夏沿黄经济区城市群位序-规模对数分布 宁夏沿黄经济区城市群综合交通 宁夏沿黄经济区工业三大类集群赫芬达尔指数变化() 宁夏沿黄经济区工业三大类集群空间差异指数变化() 宁夏沿黄经济区工业三大类集群泰尔指数变化() 宁夏沿黄经济区城市群发展水平评价结果 宁夏沿黄经济区城市群子系统发展水平变化 宁夏沿黄经济区产业集群发展水平变化 宁夏沿黄经济区产业集群子系统发展水平变化 宁夏沿黄经济区城市群和产业集群耦合度变化IV宁夏大学硕士学位论文第一章 绪论第一章 绪论1.1 选题背景及研究意义城市群作为城市化的高级产物，是城市化成熟地区的城市地域体系演进趋向，现代城市群在全球 竞争和地域分工中所表现出来的强劲活力和领头作用一直被城市、经济、地理、社会等领域的学者所 津津乐道，有关城市群形成和发展演变的规律、内部作用机制等问题也是上述学科研究的热点。城市 群的形成和发展是与区域的工业化进程密不可分的， 从最早的美国东北部大西洋沿岸到后来的许多发 展中国家城市群出现地区，无一不体现出经济发达、工业化和城市化水平较高的特征。这些地区城市 群是建立在高度专业化的产业集群以及合理配置的产业结构基础上的， 由于地区分割和行政垄断的被 打破[1]，市场经济条件下的微观经济主体在通过区位选择来追逐集聚经济的同时，不断地导致生产资 料和经济活动在地理上的集中和扩散，从而成为城市群发展的直接推动力[2]。 在现代化和全球化的浪潮下，新物质、新信息和新能量对人类生产活动的刺激已经遍布世界每一 个角落，城市群系统也在以不断改变的结构和能量来响应这种刺激，这主要体现在从劳动分工到产业 链分工的转型结果上[3]，集聚和扩散的方式每一次转变，都带来城市群空间结构的重新洗牌。城市群 形成的本质是集聚经济，整体的产业经济竞争力正是城市群竞争力的集中体现，这主要通过规模经济 和影响范围两个方面来实现 ，即产业集聚所带来的规模效益、设施效益、人才效益、技术效益、市 场效益等直接推动城市群的辐射半径的扩张和内部联系的紧密； 城市群的成长又为产业集群提供了有 利的发展环境， 促进了区域产业规模的扩大， 只有当人类生产活动和城市群的发展形成良性的互动时， 才能实现彼此发展的加速。 作为国家参与全球竞争与国际分工的全新基本地域单元， 城市群的发展不仅深刻影响着国家的国 际竞争力水平的高低，还对国家经济持续稳定发展起着至关重要的作用[5]。中国的城市化的进程一直 与工业化都是步调一致的，自改革开放以来就通过各种产业、人口和经济政策来鼓励各级城市之间的 合作， 并享受由此带来的红利。 多年来全国逐步形成了长江三角洲、 珠江三角洲和环渤海三大城市群， 中西部地区的一些城市群也在政府的强力推动和市场的双重作用下不断加快发展。根据方创琳的研 究，未来中国城市群的全国空间演进上将体现出“π ”字型的轴域格局，由东部沿海地区纵向城市群 连绵带、长江流域横向城市群连绵带和黄河流域横向城市群连绵带组成[6]。 党的十七大提出明确提出形成若干带动力强、联系紧密的经济圈和经济带，形成辐射作用大的城 市群，培育新的经济增长极的战略任务，也是西部大开发的战略重点。西部城市群是未来西部经济格 局中最具活力和潜力的核心地区，不仅肩负着新一轮西部大开发中创造新的经济增长点的重要任务， 还密切关系着均衡发展的实现、维护民族团结和国防安全的历史使命 。 宁夏地处西部欠发达地区，沿黄经济区城市群的建设正是贯彻落实党的十七大精神和《国务院关 于进一步促进宁夏经济社会发展的若干意见》的实践载体。宁夏沿黄经济区城市群作为“呼- 包-银兰”黄河经济带的重要一极，特殊的地理区位和资源优势使其在宁夏区域崛起之路上充当必然的先锋 角色，在推进西部乃至全国经济地理版图的完善上意义深远且责任重大。 前人的研究表明，中国经济发展水平与城市化水平是密切相关的，后发地区更是如此[8]。当前， 沿黄城市群一些市县由于缺乏对于本地区的要素禀赋及由此带来的成本和效益的差异充分考虑， 存在 重复投资、盲目引进，造成产业链缺损、产业结构趋同以及分工协作弱化等现象，阻碍了地区优势的1[7] [4]宁夏大学硕士学位论文第一章 绪论发挥。如何不断提高工业化和城镇化水平，为自治区经济发展培育新的增长点，已成为迫在眉睫的问 题。只有遵循产业集群和城市群发展过程中的耦合规律，在良性合作与错位竞争的基础上形成二者不 断演进的自增强机制，才是解决上述问题的关键所在。 目前，国内外学者对城市群和产业集群的相互关系研究多集中于两个方面：一是产业集群的发展 对城市群演进的推动研究，二是城市群发展所带来的产业集群空间格局的变化研究。关于城市群和产 业集群二者如何形成互促共进的耦合共生关系，则主要从制度、动力等方面入手，或者仅以经济学的 定量视角来进行分析，缺乏地学视角上的空间演变实证研究。基于以上考虑，本研究着眼于宁夏沿黄 经济区的城市群建设和产业集聚，对二者演化过程中的相互影响效应进行分析，以地学视角来探讨二 者在时空演变上的耦合问题，并根据它们耦合发展的必要性和可能性提供些许建议，具有一定的理论 价值和实践意义。1.2 国内外相关研究述评1.2.1 国外相关研究述评早期的城市群研究主要是从城市拓展区的功能结构以及城市之间的空间相互作用展开，1898 年， 英国学者霍华德(Ebenezer Howard) 就最先从城市群体(Town Cluster) 的角度来研究城市， 在其著名的论 著《明日的田园城市》一书中，“田园城市”正是通过铁路系统对中心城市和外围城镇连接所形成的 “组合群体”来实现的[9]，这甚至是现代城市群内部为何要构建快速通勤系统的最早启示。随后，英 国城市学家格迪斯(Patrick Geodes)在 1915 年对英国城市的研究中发现，城市的扩展使其诸多功能超 出了自身的边界，相邻近城市影响范围的相互重叠就产生了“城市区域”(City Region) ，格迪斯在其 专著《进化中的城市》里称地方性要素聚集的地区为“集合城市”(Conurbation)[10]。1918 年美国著名建筑师沙里宁(Eliel Saarinen) 在《城市：它的发展、衰败和未来》一书中强调，城市群应当从无序 的集中疏散为有序郊区中心、卫星城镇，以及社区单元等，并组织成为“在活动上相互关联的有功能 的集中点”，以达到“有机的”目的，他制定的大赫尔辛基规划方案正是在这种“有机疏散”的理论 指导下完成的[11]， 沙里宁的研究表明集聚所带来不经济因素逐渐被城市形态研究的学者重视并应用于 城市的空间规划的实践。 随之而来的是经济学者， 他们凭借敏锐的嗅觉将城市群研究投入于经济活动分布空间演绎的潮流 当中，最具代表性的是德国学者克里斯塔勒(Walter Christaller)在 1933 年提出的中心地理论被认为是 群体城市研究的理论基础，他认为行政区域的划分、市场经济的作用及交通网的出现这三个条件对城 市等级规模结构和地域空间结构形成起作用[12]。杰弗逊(M. Jefferson)在 1939 年对城市群体的规模分布进行探讨，提出首位城市(Primate City) 的概念[13]。同年，经济学家廖什(August Losch) 在其市场地理 论中对城市间、城市与腹地市场等级联系规律进行了研究，哲夫 (G. K. Zipf) 则在 1942 年首次将万 有引力定律引入城市群的空间分析，建立了城市群经济空间相互作用研究的理论基础，同年维宁(R. Vining)从理论上进一步阐明城市群存在的合理性与客观性[14]。 二战以后，多学科的交叉和新学科的产生给城市群研究者提供了前所未有的视野，各种新的研究 方法和技术手段也被投入于相关研究之中，无论是理论层面还是具体实践都取得了日新月异的进展。 邓肯(O. Duncan)在 1950 年在《大都市与区域》一书中首次引入“城市体系”(Urban System)的观点， 他强调把多个大城市链接为一个区域经济整体， 可以有助于区域生产优势的发挥和专业化分工的实现[15]。如果说邓肯拉开了现代意义上城市群研究的帷幕，那么法国地理学家戈特曼(Jean Gottmann) 则是2宁夏大学硕士学位论文第一章 绪论当仁不让的开拓者，他在 1957 年研究了美国东北部沿海地区城市密集区的空间组织过程之后，首次 提出的 Megalopolis 这一崭新的城镇群体发展空间理念得到了当今城市群研究者的广泛推崇。戈特曼 认为，支配空间经济的不再是单一的大城市或都市圈，而是由若干个都市圈聚集形成的在人口和经济 活动等方面有密切联系的巨大整体[16]。 产业集群理论发轫于古典区位理论， 其成果多集中于在规划和实证研究中广泛应用的产业综合体 模型[17]， 而英国经济学家马歇尔(A. Marshall) 1890 年提出的外部经济理论才是从纯粹经济分析上解释 产业集聚的滥觞所在。马歇尔认为，相似企业为了获得外部规模经济的好处而集中在一起形成专业化 产业集聚的特定地区并称其为“产业区”，“产业区”的形成是由于专业技术人员和中间产品投入的 共享，以及技术溢出所带来的外部经济[18]。第一次真正将集聚理论系统化的是德国经济学家韦伯(A. Weber)，他于 1909 年构建了以运费指向为核心的工业区位选择理论，量化解释了集聚形成的原因。 迈克尔? 波特(Michael E. Porter)在 1990 年在其论著 《国家竞争优势》 中首次提出 “Industrial Cluster ” 的概念，并在 1998 年对此定义进行解释：一些在特定领域内既竞争又合作的相互关联公司和机构在 特定地理位置上的集中[19]，对于集群产生的原因，马库森(A. Markusen) 在 1996 年给予了很好的阐述： 在开放的产业环境条件下，集中地内部存在吸引产业活动集中的特点 的企业追求信息共享而加入学习平台 来自于自然禀赋的优势 于运输成本[23] [22] [21] [20]。对于这种产生吸引的特点，不同学者也有着不同的解释。例如，摩根(K. Morgan)认为引力来自于先进技术在该区域的集中所导致 ；埃里森(G. Ellison)和格莱塞(E. Glaeser)则坚持认为这种引力 ，后者在随后和考尔哈斯(J. Kohlhase) 的共同研究中认为该引力更大的取决。实际上，无论是从信息共享还是要素禀赋，甚至于交易成本的解释，这些学者对产业集群机制的研究都是前述外部经济理论和区位理论的延伸或回归。 实际上最早将经济发展和空间演化 相联系的是弗里德曼(J. Friedmann) ， 他于 1964 年在罗斯托(W. W. Rostow)的经济发展阶段理论的基础 上提出区域城市群形成和发展的相关模式[24]。 无可否认的是，当城市群研究中无法回避产业集聚问题，或者说产业集群的研究者在考虑集聚结 果经济还是不经济的时候， 两方面的研究就自然而然地交汇了。 城市经济学家亨德森(J. V. Henderson) 在 1974 年权衡了城市内部结构在外部经济影响下所导致的集聚和分散，在承认专业化城市和市场自 由的基础上， 从城市发展者的角度建立了城市体系的结构均衡模型[25]。 城市经济学家所注重的是城市 间的劳动分工差异和相互作用， 新经济地理学家则更进一步地认识到了集聚经济在城市体系空间结构 演化中的作用， 克鲁格曼(Pual Krugman) 于 1991 年通过对产业集聚是如何导致制造业中心区形成的定 量演绎，证明了低运输成本、高制造业比例和规模经济有利于区域集聚的形成，他的研究揭示了集聚 经济是城市群形成的动力[26]， 他和藤田昌久在建立单中心空间经济模型的基础上， 解释了区域中单个 城市是如何在制造业的集中与分散作用下向城市体系演化的[27]， 随后的研究中， 他又采取人口和市场 增长驱动下的非线性模型对上述城市体系进行了层次等级划分[28]。基普尼斯(Baruch A. Kipnis)于 1997 年通过研究以色列沿海的大城市带， 得出其形成的主导因素来 自进入后工业化时代以后区域对于全球化的适应形式[29]。 杜兰特(G. Duranton) 和帕格(D. Puga)于 2001 年对利用动态模型来分析企业区位和产品周期， 从知识溢出的角度解释了专业化城市和多样性城市共 存的微观机理[30]。马丁(P. Martin) 和奥塔维诺(G. I. P. Ottaviano)通过建立经济增长和产业集聚之间的 自增强模型，证明了由于创新成本降低所带来的吸引力会使得二者互促共进[31]。安吉尔(Angel) 等学 者提出城市群内产业集聚原因在于其对于区域外生产资源的较强吸引力， 城市群产业集聚与区域经济 增长之间存在双向促进关系[32]。3宁夏大学硕士学位论文第一章 绪论经济活动的环节不仅仅是生产，当代学者在研究城市群劳动分工的同时，对专业化经济、交易效 率和消费偏好也产生了更多的兴趣，其中贝尔蒂内利(L. Bertinelli) 和布莱克(D. Black) 的研究最为典型 深入，他们指出城市群的本质就是全部经济活动环节的集中[33]。埃里森(G. Ellison) 等人则依然沿袭马 歇尔的学说，他们指出交易成本节约、劳动力的汇集以及知识溢出是城市群的集聚效应的体现[34]。1.2.2 国内相关研究述评早期中国学者最早意识到城镇体系研究重要性的是梁思成，然而受社会历史等因素的影响，直到 改革开放之前没有取得较大的进展。在国内许多学科专业尚处于百废待兴的上世纪 80 年代初，一些 学者通过引入西方发达国家的相关研究成果并进行中国特色的创新， 将城市群的研究纳入人文地理学 科之中。第一个界定并使用“城市群”术语的是宋家泰，他在 1980 年论证：“城市――区域”的关 系时将与城市发展有紧密联系的周围地区分为“相应于行政区域的城市经济区域”和“非行政区的城 市经济区域”分为两种，并将多中心的城市经济区域称为城市群[35]，于洪俊、宁越敏 1983 年在《城 市地理概论》中首次引入“巨大都市带(Metropolis) ”的译名来介绍戈特曼的理论[36]。考虑到中国城镇 的界定有别于西方国家，周一星 1986 年在参照国外城市空间地域体系的基础上，提出了中国城市的 地域概念体系，并在 1988 年提出了与“megalopolis ”相对应的中国概念“都市连绵区” (Metropolitan Interlocking Region, MIR)[37]。国内关于产业集群理论的研究起步较晚，王缉慈从上世纪 90 年代开始陆续把国外的产业集群的 研究成果介绍到国内，她在 2001 年出版的《创新的空间：企业集群与区域发展》一书中系统地回顾 和评价了产业集聚理论各学派研究的成果， 并且对国内外著名产业区进行了实证分析[38]。 仇保兴 1999 年交易关系的角度分析了企业集群的形成机制， 在理论和实践的基础上提出了小企业集群产业组织的 制约因素和深化机制[39]，盖文启 2002 年在区域创新网络的视角下运用交易费用、规模经济和创新集 群等理论，探讨了产业革命和全球化对区域经济发展的影响 有利于吸引外商投资[41]。 虽然国内学者早期在研究中没有将城市群和产业集群进行系统地联系， 但是一些学者在对城市群 研究的同时就已经关注过城市群的产业组织结构。王筱惠在 1987 年对鄂东沿江地区巨大城市带进行 研究时，就提出城市带形成有利于城市的专业化生产、大城市工业和人口的疏散，以及发挥经济中心 城市对周围地区的吸引、凝聚作用，从而组成经济区或经济网络来带动和促进地区经济的发展[42] [40]。梁琦 2003 年在空间经济理论的基础上分析，提出区域开放度和产业集聚间的关联度影响外商直接投资(FDI) 区位选择，高层次的专业化。肖枫和张俊江在 1990 年提出城市群能够通过组建“共同市场”来实现集聚效益和扩散效应的统一，促 成各中心城市功能配套与区域经济之间的产业关联和行业互补， 从而产生更大的整体效益[43]。 许学强 和周春山在 1994 年从外部交易费用的角度分析了企业在区域内的集聚和扩散机制，解释了城市群的 形成原理[44]。 随着信息革命的不断深化，国内学者对城市群和产业集群的关系探讨也愈演愈烈，加上中国特殊 的产业和政策环境，与西方国家不同的发展经验也促进国内学者在相关方面的研究取得了丰硕的成 果。仇保兴在 2004 年指出工业化、城镇化和企业集群三者之间有着相互促进的作用，城镇化的不同 阶段， 需要不同阶段的工业化来推动， 而发展企业集群是新型工业化与城镇化良性互动的途径之一[45]。 苏雪串提出聚集经济是城市化的基本动力，发展产业集群有利于提升城市竞争力从而促进城市化，城 市群的发展是城市化达到一定阶段的必然产物[46]。 葛海鹰、 丁永健等则指出产业集群对区域经济发展4宁夏大学硕士学位论文第一章 绪论具有积极作用，产业集群的发展依赖于城市功能的支持，优化城市功能可有效培养产业集群[47]。 徐维祥、唐根年等人 2005 年指出产业集群通过带动产业空间组织调整和地方经济结构的演化， 驱动地方城镇化发展，从而形成产业集群与工业化、城镇化互促共进的良性循环[48]。王乃静通过研究 国外城市群发现，工业化的发展、城市间的劳动分工、核心城市的辐射带动、发达的交通网络和政府 的协调是推动城市群发展的根本原因[49]。 王明浩等人通过对京津冀经济区的发展的研究， 指出京津冀 区域经济一体化是环渤海地区经济发展的先决条件[50]。孙森和卢紫B于 2007 年提出城市群的整体发 展可以实现资源在更大范围内的合理配置， 并通过集聚效应促进地区产业结构不断优化来形成良好的 产业布局[51]。郭凤城 2008 年提出在一定区域内产业群与城市群之间存在着耦合关系，对耦合的规律和机制进 行了论述，并对耦合度进行了定量分析。他认为耦合程度与所在区域的发展呈正相关性，耦合的形成 与发展是内在动力和外在压力共同作用的结果 效率，推动区域经济的发展[53]。 邬丽萍和柯颖于 2010 年提出包含空间集聚、产业集聚与全球生产网络区域空间镶嵌的价值区段 集聚的集聚经济三维研究框架，对城市群形成和发展战略进行了解释[54]。同年，陈剑锋在从制度、动 力、过程和模型 3 方面对城市群和产业集群的演化理论进行了回顾和分析，探讨了目前对城市群和产 业集群演化的研究存在的问题[55] [52]。李国平、杨洋 2009 年提出专业化分工的深入和分工在空间上的分化是促使城市群成长的根本动因，城市群的发展又进一步促进分工的深化，提高交易。1.3 研究方法和技术路线本研究着眼于宁夏沿黄经济区城市群和产业集群的历史演变和发展现状，从各自的演化机理入 手，着重探讨二者在发展过程中的相互影响。结合人文地理学科的背景和特点，分别运用定性和定量 的手段，从空间分异和整合的角度对宁夏沿黄城市群和产业集群的现状出发，通过对各自演变历程的 追溯回顾，对演化的影响因素进行剖析。在此基础上构建二者各自发展水平的耦合评价模型，分析各 自发展水平的历史变化和耦合关系， 着力梳理耦合作用的驱动因素， 提出二者进一步耦合发展的建议， 在研究中主要运用了文献综述法、定性描述、定量计算、综合评价等方法。 在研究中通过文献综述法分别就城市群、产业集群的国内外研究历史和现状进行全面回顾，总结 前人各种研究视角和手段并进行讨论，初步形成本文研究的方法体系和脉络；通过定性描述对经济区 城市群和产业集群的特点进行概括，确定本文研究的主要思想和切入视角；通过哲夫法则和位序―规 模法则构建了宁夏沿黄经济区城市群结构体系分形分析和演化的模型；根据“地点系数”、区位熵的 定量计算，结合统计资料对宁夏沿黄经济区的产业集群进行了定性识别；根据赫芬达尔指数和泰尔指 数对产业集群的整体演化和空间结构进行了定量分析； 在宁夏沿黄经济区城市群和产业集群演化规律 和空间分布的研究的基础上对二者的耦合情况进行了定性分析； 根据二者综合评价和耦合评价模型的 定量计算结果，对耦合的历史变化和影响因素进行讨论。 纵览本文的研究方法体系和研究流程，是基于一定理论基础上的定性分析到定量评价，仔细剖析 定量的计算结果，在反复论证的基础上，再回归于定性分析的过程。其目的首先在于发现城市群和产 业集群两大系统之共性，探讨二者耦合关系以及当前的耦合发展程度，再试图根据定性和定量的分析 结果来提出促进耦合深化的建议。研究的目的更在于对研究过程和结果进行反思，通过讨论研究存在 的缺陷，来提出改进的可能和更深层次的研究展望。5宁夏大学硕士学位论文第一章 绪论总体上来说，本文的技术路线可以概括如下：研究对象和论题的初步选定 研究对象的初步了解和相关文献的查阅和学习 研究意义和可行性讨论 论题的确定和开题报告的撰写资料的进一步收集研究区域的深入调查相关研究方法学习定量模型的选择研究方法的确定和资料的筛选现状分析 演变回顾定量研究定性研究 演变因素分析 耦合评价 研究结论 耦合机制分析 相关建议的提出 发展建议科学论证N进一步研究的启示和展望图 1-1文章技术路线图1.4 文章的基本结构全文共分为七章： 第一章为绪论，对本文的选题背景、研究意义进行了论证，并对国内外相关研究进行了述评； 第二章为研究相关概念辨析和理论基础的阐述； 第三章为宁夏沿黄经济区城市群系统分析， 分别从结构规模的现状和历史演化的角度讨论了沿黄 经济区城市群的结构，对其形成演化的因素进行了剖析论述； 第四章为宁夏沿黄经济区产业集群系统分析， 对宁夏沿黄经济区产业集群进行了辨识和空间演化 分析，讨论了其形成演化的影响因素； 第五章为宁夏沿黄经济区城市群和产业集群的耦合评价， 在分别对城市群和产业集群两大系统发 展水平评价的基础上，都二者的耦合度进行了评价和变化分析，讨论了二者的耦合关系； 第六章为宁夏沿黄经济区城市群和产业集群耦合深化的建议， 针对城市群和产业集群两大系统的 耦合关系，提出构建二者进一步耦合的建议； 第七章为研究结论，对本研究的结论和理论方法进行了讨论，提出研究的不足之处和进一步研究 的展望。6宁夏大学硕士学位论文第二章 研究的相关概念辨析及理论基础第二章 研究的相关概念辨析及理论基础2.1 相关概念辨析2.1.1 城市群的相关概念辨析与界定社会生产力不断进步导致城市化不仅在时间上发展飞速， 在空间上也呈现出相互联系越来越密切 的态势，在世界范围内表现为全球城市网络体系，区域内则表现为高度密集而又有着密切联系的城市 集聚体。由于世界各国学者对于上述现象理解的不一致，以及各自研究对象的发展特点不同，相关研 究在总体上呈现概念复杂纷繁、相似且替代混用的现象。根据使用频率和认可度，相关概念总体上来 说可以分为三类：城市带、都市圈和城市群。 城市带：城市带相近的概念有大都市带、大都市连绵带和城市经济带等，该类城市聚集体受地形 和交通的影响，在发展上一般呈带状布局。“大都市带”定义来自戈特曼，他认为大都市带是城市街 区大片地连在一起，消 灭了城市与乡村 明显的景观差别 的地区 [56] 。希腊学者帕 佩约阿鲁 (J. G. Papaioannou)认为大都市带就是由多个集合城市通过高度复杂的交通通讯网络连接形成的多核系统， 他的解释在形成机理的体现上则更为经典[57]。“大都市连绵带”的定义来自于国内学者诸大建，他认[58]为具有合理的层级关系和分工的各城市在发达的区域性基础设施网络的基础上所建立的在国家和世 界经济中具有枢纽作用的区域即为 “大都市连绵带” 。 “城市经济带” 的概念来自于杨凤和秦书生， 他们认为特定区域范围内，依托于某交通网络干线，服从于某种地理边界的划分，以一个或两个以上 的超大城市为核心形成狭长的带状城市群体， 上述城市群体建立的根本原因来自城市间的物质和信息 交流[59]。 都市圈：都市圈相近的概念有城市经济区和大都市区等。“都市圈”的概念于上世纪 90 年代被 国内学者所使用，王建认为都市圈的地理含义是指在现代交通技术条件下直径在 200-300km，面积在 km，人们可以在一天内乘汽车进行面对面交流的特定区域[60]。高汝熹给出的界定则是以经 济比较发达的城市为中心，通过经济辐射和经济吸引，带动周围城市和农村，以形成统一的生产和流 通经济网络空间[61]。顾朝林 1991 年指出“城市经济区”是中心城市与周围腹地共同组成的经济上紧密联系、生产上互相协作、在社会地域分工中形成的地域综合体[62]。“大都市区”是城市功能区的概 念，最早为宁越敏所使用，他指出“大都市区”是由具有一定人口规模的中心城市与周边与之有密切 联系的县域组成[63]。城市群：城市群相近的概念有城镇密集区等。“城市群”国内公认的概念由姚士谋提出，是指在 特定的地域范围内具有相当数量的不同性质、类型和等级规模城市，依托一定的自然环境条件，以一 个或两个超大或特大城市作为地区经济的核心，借助于现代化的交通工具和综合运输网的通达性，以 及高度发达的信息网络， 发生与发展着城市个体之间的内在联系， 共同构成的一个相对完整的城市 “集 合体”[64]。“城镇密集区”的定义则来自于孙一飞，他认为城镇密集区指两个或两个以上 30 万人口 以上的中心城市以及与中心城市相联的连片城市化地区[65]。 可以说，城市带一类定义所强调的是城市群体的空间分布形态，都市圈一类定义所强调的是中心 城市经济辐射范围和空间结构的圈层分布， 城市群一类定义所强调的是城市体系的等级规模和职能分 工。本文的研究对象从空间分布形态上来看，用城市带形容更为贴切，但为了强调各城市间的相互经 济联系，体现职能分工和均衡发展，本文沿用城市群的概念，为区别一般城市群的概念和体现本文研 究对象的特点，用经济区加以限定，定义如下：宁夏沿黄经济区城市群是将宁夏沿黄地区各城市的发7宁夏大学硕士学位论文第二章 研究的相关概念辨析及理论基础展要素进行有效的整合，以城市为核心具有内在紧密联系和相对独立的经济区城镇集群。2.1.2 产业集群的相关概念辨析与界定产业集群是经济活动的一种空间表现， 大量专业化的部门及其相关支撑机构在一定地域范围内的 集中所带来的共同产业文化和环境，有利于该产业的成长。作为经济地理学研究的重要内容之一，现 代产业集群已经不仅仅是单纯的产业组织形式，更是具有高度创新能力的社会生产系统。产业集群理 论糅合经济学、地理学、管理学、社会学等学科的思想，在经济学研究中主要视角为基础设施共享所 带来的生产成本降低，地理学研究主要从产业发展和区域竞争力的提升切入，管理学研究中主要以技 术的溢出和企业经济效率的提升为主， 社会学研究的层面则集中在经济个体间的合作关系网络以及制 度文化上的更新。不同的研究观点的提出正是产业集群本身复杂性的集中体现，但同时也在成了概念 上的模糊，目前产业集群类似的概念有企业集群和产业链等。 企业集群：该定义最典型的解释来自于仇保兴，他认为企业集群是企业按行业或相关产业在地域 空间集聚的现象，是产业组织在地理空间的表达形式[66]。该解释在广义上和产业集群没有根本区分， 但是单纯地替代容易使人感觉产业集群仅局限于产业的关联性， 从而忽视产业集群根植于区域社会经 济文化环境的特点。事实上，产业集群的结构不仅由代表核心层次的企业个体组成，硬件基础设施、 代理机构、公共服务机构等辅助层次也是产业集群必不可少的要素[67]。 产业链： 产业链的思想最早可追溯到 《国富论》 中的社会分工理论， 在书中亚当 ? 斯密(Adam Smith) 这样写道： “工业生产是一系列迂回生产的链条” ， 随后阿尔伯特?赫希曼(Albert Otto Hirschman) 在 《经 济发展战略》 一书中进一步从产业的前向联系和后向联系的角度对其进行了解释[68]。 尽管 “价值链” 、 “供应链”等术语经常为国外学者所使用，但真正将产业链这一特殊经济组织形式进行界定的还是国 内学者，龚勤林将其定义为“各个产业部门之间基于一定的技术经济关联并依据特定的逻辑关系和时 空布局关系客观形成的链条式关联关系形态”[69]。事实上，产业集群是一种复合型的有机网络组织。同企业集群相比，产业集群除了产业的关联性 之外，还糅合了社会经济文化的多重属性；同产业链相比，产业集群更加强调地理上的空间集中和支 撑配套环境。此外，产业集群和产业集聚也存在本质的区别，集聚表示一种动态过程，产业集群是一 种客观存在的实体经济，集群是集聚的结果，而集聚不一定就可以形成集群。本文所讨论的产业集群 沿用迈克尔? 波特(Michael E. Porter)的解释： 一些在特定领域内既竞争又合作的相互关联公司和机构在 特定地理位置上的集中。宁夏沿黄经济区产业集群既不等同与特色专业部门，也不等同于单纯企业上 的空间集中，而是在政府引导和企业选择双重动力作用下形成的多元化有机复合系统，有利于基础设 施共享、信息交流和降低交易成本的实现，具有很强的根植性和自主创新能力。2.1.3 耦合的概念界定“耦合”的概念来自于物理学，是指两个或两上以上的系统或运动方式之间通过各种相互作用而 彼此影响以至联合起来的现象，系统内各子系统间的良性互动下，相互依赖、相互协调、相互促进的 动态关联关系[70]。例如两个线圈之间的相互感应是彼此同时相互进行的，就称之为是磁场的耦合。在 社会经济等科学研究中，也可以通过随机变数之间的相互关系探讨系统间的类似交互机制。 本研究把宁夏沿黄经济区城市群和产业集群看作两个相互影响的系统， 进而讨论各自内部序参量 之间的协同作用，用耦合度来度量二者之间的交互作用，耦合度越高说明二者有机结合的程度越高， 反之就越低。在相关研究中，类似的研究概念中还涉及协调、共生等，但值得注意的是，在线性关联8宁夏大学硕士学位论文第二章 研究的相关概念辨析及理论基础程度和交互机制的体现上，“耦合”的概念显然更适用于本研究。2.2 城市群和产业集群耦合的理论基础2.2.1 产业集群对城市群演化的推动作用产业集群的发育过程是与地区生产力的高度集聚是密不可分的，根据弗里德曼(J. Friedmann) 的 “经济引起空间演化”的相关模型，城市群的形成和发展可以分为四个阶段[71]：图 2-1弗里德曼区域城市群空间结构演化模式资料来源：John Friedmann.第一阶段是工业化前的农业社会阶段，该时期由于社会生产水平整体低下加之交通不便，仅出现 依托于便利的海陆交通而出现零星的小港口和聚落，内陆地区各节点自给自足且很少与外界发生联 系，处于相对分散的孤立状态；第二阶段是工业化的初始阶段，工业化带动生产力的发展的同时城市 化开始起步，空间形态上开始出现点状分布的城镇。此时在运费指向的作用下的部门分工低下，生产 资料集中在大城市周围形成首位城市为核心的圈层结构， 经济区位好的节点快速增长而小城镇发育缓 慢；第三阶段是工业化的成熟阶段，由于市场经济与生产力飞速发展，产业分工向产品分工过渡导致 空间形态发生了扩散，城市体系也开始逐渐向垂直等级和网络化转变，各节点间的交流强度也随之增 大，演变成多核心形式；第四阶段是后工业化阶段，精细化的产品内分工形成导致产业集群的柔性和 分散布局，城市化进程也开始以扩散为主，各节点间联系普遍加强并相互作用明显，城市边缘地区在 城市群体的带动下也开始平衡稳定的增长，最终走向区域空间一体化[72]。 从经济学的角度，群体化的城市形态体现于其内部的密切经济社会联系和专业化分工协作，生产 过程在运行取决于城市群体在不同层面的辐射范围，由此带来生产系统的多尺度演化。不同产业的市9宁夏大学硕士学位论文第二章 研究的相关概念辨析及理论基础场规模所能容纳是人口和消费规模的变动，也是导致城市空间结构成长的根本动力。从本质上说，城 市群是经济要素空间分配的结果。产业结构、组织结构和创新结构的实体空间分布平衡一旦被打破， 进一步带来产业的空间转移、经济活动的扩散、创新扩散乃至生产和技术的进一步分离，从而导致城 市群内部分工的转变和功能置换，带来城市群空间结构演化，直至新的平衡产生。随着区域社会经济 条件的变化和经济社会体制的变迁，产业集群所带来的人口、物质和信息的聚集方式也在改变，从而 推动城市群的空间结构演变[73]。 产业集群主要通过要素集聚、规模集聚和技术集聚三个方面来推动城市体系空间格局的演化。要 素在地域空间及产业间的流动通过促进专业化分工的深化， 又进一步改变了城市功能分异和物质信息 交流的方式，使得城市的集聚和扩散功能加强；不同分工的城市导致不同产业规模效益在城市群内部 出现非均质分布， 驱动基于价值链的纵向关联产业和不同价值链间的横向关联产业在不同的产业区内 集中；产业结构高度化的同时，信息和技术的溢出效应也日益凸显，从而进一步加深了产业进群的进 一步发展和城市群空间结构的演化。2.2.2 城市群为产业集群提供优越的成长环境城市功能体现于经济效应和集聚效应，城市群更是如此。由于基础经济资源的不一致，不同的城 市群在不同的产业结构上会形成不同的区位优势，通过内在相互作用的机制来加强各种产业效应、凝 聚竞争优势，从而为产业集群的成长提供优越的环境，主要表现在基础设施支撑、提供社会需求和整 合生产要素等方面[74]。 城市群是城市化发展的先进地区， 完善的交通和通讯设施为物质和信息的流动 提供条件，专业化城市为产业集群提供了优质的专业化生产环境，使得产业集群的运作效率和创新能 力进一步提高；城市群内部发展的需要为产业集群提供了大量的社会需求，为满足国民经济发展的需 要和企业的生产规模的扩大提供可能；城市群汇集了大量优秀的专业技术人才、充足的资本等生产要 素，由于打破了系统内的行政界限，形成统一高效的要素流动和配置机制，从而促进产业集群的形成 和发展。2.2.3 城市群和产业集群耦合发展的必要性城市群控制和影响的范围正是由产业集群的竞争力来实现的，要打造持续、稳定、健康发展的城 市群经济，只有通过培育具备强劲竞争力的产业集群来实现。同样的，城市群通过自身的集聚和扩散 效应来促进提高生产效率、降低交易成本，为产业集群提供发展的平台[75]。城市群和产业集群建设的共同实现在于研究它们之间的耦合互动机制，随着全球经济一体化格局的形成，城市群建设和产业集 群发展都是区域发展的重要途径，二者之间的相互依赖程度也在不断引起重视。城市群和产业集群的 耦合的必然性来自于各自的内身，二者都是集聚经济的产物，产业集群以城市群为空间载体和成长平 台，城市群作为一种低于生产综合体又是通过产业集群发生联系的。耦合有利于集聚经济的实现和规 模优势的发挥，耦合红利又促使强有力的区域创新体系构建完善，这种双向的自增强机制不断促进耦 合的深化。 本章对本文研究的沿黄经济区城市群、产业集群以及耦合的概念进行了界定，着重讨论城市群、 产业集群的相关概念、内涵，以及城市群产业集群耦合的机理。通过上述研究，确定了本文研究对象 的特点，研究的切入点以及要解决的关键问题。基于以上观点，下面的研究着重探讨城市群和产业集 群的演化动力，通过对两大系统水平发展进行比较客观的评价来探讨二者耦合发展的机制，从影响各 自演化的因素寻求二者进一步耦合的对策。10宁夏大学硕士学位论文第三章 宁夏沿黄城市群系统分析第三章 宁夏沿黄经济区城市群系统分析在研究对象的界定上，通常是主张根据宁夏沿黄市县分布的交通基础和流域限定，称其为沿黄城 市带，这里为强调内部个体间的经济联系和职能分工，主张采取扩展性比较强的城市群叫法，在地域 上实际是和通常所说的沿黄城市带范围是一致的，为了避免混淆和体现一体化的内涵，用经济区加以 限定，即宁夏沿黄经济区城市群。 沿黄经济区城市群是以黄河为纽带，以引黄灌区为依托，以银川市为中心；以石嘴山、吴忠、中 卫 3 个地级市为主干；以青铜峡市、灵武市、永宁县、贺兰县、平罗县、中宁县及若干建制镇为基础 的大中小城市相结合的城镇集合体， 区域国土面积 2.87 万 km2 。 作为我国西部第二条南北综合运输通 道与欧亚大陆桥复线两大交通走廊交汇点，沿黄经济区是华北、东北连接青藏高原的重要通道，是国 务院确定的 18 个国家级重点开发区之一，是新一轮西部大开发战略的重点区域，已成为“呼包银” 、 “陕甘宁”和能源化工“金三角”的重要组成部分。图 3-1宁夏沿黄经济区城市群区位示意沿黄经济区城市群的核心意义在于将宁夏沿黄地区各城市的发展要素进行有效组合、整合，以城 市为核心具有内在紧密联系和相对独立的经济区城镇集群。根据全国人口第六次普查结果，2010 年 沿黄经济区城市带总人口 405.42 万人，其中城镇人口 242.64 万，城镇化率达 59.84%。该区域以占全 区 43.22%的国土面积集中了 64.33%的人口，84.59%的城镇人口、82.81%的 GDP 和 68.68%的财政收 入，辐射区域包括宁夏全境，甘肃省的平川区、靖远县、环县，内蒙古自治区的乌海和阿拉善盟、鄂 托克前旗，陕西省的定边县和靖边县等区域。11宁夏大学硕士学位论文第三章 宁夏沿黄城市群系统分析3.1 宁夏沿黄经济区城市群系统结构现状分析3.1.1 规模体系现状按照人口规模分级，宁夏沿黄经济区城市群包含大城市 1 座（银川），中等城市 1 座（石嘴山）， 小城市 8 座，其中 10-20 万的小城市四座（吴忠、中卫、中宁、青铜峡），5-10 万的小城镇 3 座（平 罗、贺兰、灵武），小于 5 万的小城镇 1 座（永宁），各类城市数量比例为 0∶1∶1∶8。按照规模 大小来看，可将沿黄经济区的城镇划分为 4 个等级（见表 3-1）。 表 3-1 宁夏沿黄经济区城市群等级规模现状（2010 ）单位：万人、个 城镇类别 特大城市 大城市 中等城市 人口规模 &100 50-100 20-50 数量 0 1 1 银 川 92.29 36.98 18.33 18.3 13.65 11.85 7.9 6.64 5.74 3.62 27.33 242.64 石嘴山 吴 小城市 中 10-20 4 中 忠 卫 宁 城镇名称 城区（县城）人口青铜峡 平 小城镇 小城镇 县城以下其它建制镇 合计 数据来源: 宁夏回族自治区住房和城乡建设厅,宁夏城市、县城和村镇建设统计年报(2010). 5-10 &5 3 1 约 40 贺 灵 永 略 罗 兰 武 宁图 3-2 宁夏沿黄经济区城市群规模空间分布 (2010)12宁夏大学硕士学位论文第三章 宁夏沿黄城市群系统分析由于特大城市缺位，当前沿黄经济区城市群仍没有形成有效的层级完整、支点稳定的城镇体系。 首位城市银川人口低于 100 万还未跨入特大城市门槛， 与其西北地区东部区域中心城市的定位不相适 应，中等城市数量偏少且规模偏小；小城市规模也明显过小。3.1.2 规模结构的分形测度根据马克? 杰斐逊(M. Jefferson)首位城市分布律计算 2010 年宁夏沿黄经济区城市群首位城市指数[76]，一般认为首位城市指数应包括 2 城市指数、4 城市指数和 11 城市指数，由于样本数量有限，这里仅计算 2 城市指数和 4 城市指数。2 城市指数远远大于 2，4 城市指数大于 1，说明首位城市银川市 规模远远大于第二位城市石嘴山市，具有很强的垄断地位。S2 ? P 1/P 2 ? 2.49567 ； S4 ? P 1 / (P 2 ?P 3 ?P 4 ) ? 1.25377按照位序-规模法则， 城市规模结构的理想 2 城市指数和 4 城市指数的理想数值分别为 2 和 1。 对 其位序-规模分布进行分析，规模曲线从首位城市到第二位城市陡降，说明第二位城市规模偏小，规 模曲线在其他城市出现明显的转折且基本呈直线分布， 这说明整个沿黄经济区城市群在银川市垄断地 位明显的条件下，中小城市不仅数量少，而且在规模远远达不到理想要求（见图 3-3）。图 3-3 宁夏沿黄经济区城市群位序-规模分布图 3-4 宁夏沿黄经济区城市群位序-规模对数分布进一步对位序-规模取对数分析，也进一步说明了上述结论的成立，以 2010 年位序规模的对数为 自变量，以非农业人口的对数为因变量进行一元线性回归，公式如下：y ? a ? bx相关系数 R ? 0.971 ，说明回归结果具有相当高的可信度。宁夏沿黄经济区城市群 2010 年城市2非农人口位序-规模对数回归方程即为：y ? 4.538-1.281x城市体系等级规模分布服从幂定律， 在上式中 x 的系数称哲夫维数， 用 q 表示。 式中 q=1.281 ? 1 ， 说明宁夏沿黄城市群体系规模分布比较集中，银川市的垄断地位较强，中间位序城市较少且人口分布 呈不均衡态，城市体系发育尚未成熟[77]。13宁夏大学硕士学位论文第三章 宁夏沿黄城市群系统分析3.2 宁夏沿黄经济区城市群系统的历史演化回顾宁夏沿黄经济区城市体系萌芽于秦汉时期， 由于农业生产力的进步在隋唐时期形成点状分布的城 镇格局，宋元时期随着地方政权的建立逐步形成短暂的以银川为核心的圈层局面，明清时期随着资本 主义萌芽的产生，经济为纽带的原始城镇体系才开始略见雏形。国际上公认的真正具备现代意义的城 市群是二战以后形成的， 由于历史发展阶段和经济体制的差异一般认为国内城市群的成长是改革开放 以后。宁夏回族自治区成立以来，行政区划经历多次调整，直至改革开放以前，沿黄城市体系发展仍 旧缓慢，1978 年以后才进入快速发展阶段，伴随着市场经济和信息经济的冲击，城镇数量、人口和 城镇化水平也在显著提升，城镇职能体系和规模体系也在不断完善之中[78]。3.2.1 演化模型的建立在大多数情况下，区域城市规模分布没有严格地服从哲夫法则，城市系统或者城市群层级的规模 分布规律的动态变化过程中需要进一步地进行推演。 这里采取反函数变换重构的帕雷托公式来建立沿 黄经济区城市群系统的抽象模型，将其整体规模分布视为相空间，而把各市县的人口规模作为填充相 空间的尺度，对于取不同人口规模尺度下的相空间填充情况进行回归，从而得到城市体系演化的数学 抽象过程[79]，公式如下：ln P ? Sc ? Eq ln r式中 r 表示不同等级尺度下的人口规模， P 表示不同等级规模尺度下的对应数量， Sc 表示该尺 度测度下的城市群抽象容量，称“结构容量” 。结构容量越大，城市体系越复杂，规模越大；结构容 量越小，城市体系越简单，结构容量越小。Eq 表示城市体系的内部差异，称“均衡度” ，均衡度越高， 城市群内部规模差异就越小，反之各级城市间的规模差异越大（见表 3-2） 。 表 3-2均衡度 结构容量 减小结构容量和均衡度对应的城市体系演化不变 增加 城市体系整体衰减。 大城市衰减的速度 较快， 小城市的地位相对增强， 但中小 城市数量相对较少。 城市体系整体衰减。 大城市衰减的速度 较快， 小城市地位相对增强， 中小城市 数量相对较多。 小城市发育， 大城市地位相对减弱。 大 城市发育的速度较慢， 或者大城市绝对 衰减。大城市地位增强，小城市相对衰减。 各级城市同幂衰减， 减小 大城市以小于小城市衰减的速度衰 减，或者大城市绝对发育。 城市体系整体发育。大城市发育的 不变 速度较快，大城市地位相对增强,小 城市数量相对较少。 城市体系整体发育。大城市发育的 增加 速度较快，大城市地位增强但小城 市数量相对较多。 但城市体系的规模结 构保持不变。 城市体系处于停滞状 态，但城市体系规模 结构保持不变。 各级城市同幂发育， 但城市体系规模结构 保持不变。资料来源:仵宗卿,戴学珍,杨吾扬.帕雷托公式重构及其与城市体系演化[J].人文地理,):15-19.3.2.2 数据的代入及计算实际上，计划经济时代中国的城市间很少发生经济联系，各城市间的发展是相对孤立进行的，直 至改革开放以后，随着市场经济的发展，区域间城市的联系才开始逐渐密切。这里选取 、14宁夏大学硕士学位论文第三章 宁夏沿黄城市群系统分析 等 4 个年份数据沿黄经济区城市群各市县非农人口历史数据，分别计算各时期宁夏沿黄 经济区城市体系的结构容量和均衡度，结果见表 3-3： 表 3-3 宁夏沿黄经济区城市群结构容量和均衡度变化均衡度 0.971 0.568 0.322 0.417 相关系数 0.957 0.931 0.898 0.988结构容量 00
2.432 2.429 2.778数据来源:宁夏回族自治区统计局,宁夏统计年鉴();宁夏回族自治区住房和城乡建设厅,宁夏城市、县城和村镇 建设统计年报(2010).从拟合的相关系数可以看出，拟合结果的可信度比较高。对比 4 个时段的结构容量和均衡度计算 结果，可以看出宁夏沿黄经济区城市群结构容量在 2000 年以前大致保持不变（略有下降），均衡度 不断降低，数据表明从改革开放以后到西部大开发前，整个城市体系大城市发育速度较快，小城市相 对成长缓慢且数量较少，该阶段沿黄城市体系呈现极核式发展的特点，区域中心城市发挥了很强的主 导作用；伴随着西部大开发的进行，其他城市也开始争先恐后地进入信息经济时代，整个城市体系从 2000 至今结构容量降低和均衡程度都在增加，说明小城市开始加快发展的情况下大城市的发展速度 相对放缓。但从现有规模结构来看，银川市作为城市群的核心仍具有很强的主导作用，由于发展趋势 和增强核心城市规模的要求不一致，及时进行政策转变来调控城市规模体系是十分必要的。3.3 宁夏沿黄经济区城市群形成的影响因素分析区域空间结构的形成和演变以自然环境为载体，受诸多因素的影响，在不同的历史阶段，各种因 素的作用程度也不尽相同，城市体系的空间格局特征也随之变化。宁夏沿黄经济区城市群整个演化起 伏的过程影响因素众多，自然条件、交通条件和社会经济等条件的共同作用造就其不同时段的成长经 历和现状特色。3.3.1 自然环境条件自然条件既包括地形、水文、气候等因素，也包括矿产资源的分布情况，上述因素可以说是宁夏 沿黄城市群空间格局造就的基础。由于地势从西南向东北逐渐倾斜，黄河泥沙在贺兰山与中部台地之 间的淤积形成的平原为核心区域的城镇兴起提供了良好的地形条件。 宁夏地处大陆性气候控制下的半 干旱地区，水资源是限制人类发展的先决条件，沿黄经济区城市带集中了全区 90%以上的水资源，光 热条件好，昼夜温差大，粮食产量占全区近 70%，取水的便利使得农业生产和工业活动向黄河两岸集 中，宁夏沿黄经济区城市群所隶属的 4 个地级市也正是沿河分布的。沿黄经济区具备 1000 万人口的 承载能力，具备建设国际化城市群及面向能源“金三角”、面向西部、面向阿拉伯国家和穆斯林地区 大型服务业基地的良好条件。 如果说前者是促使了宁夏沿黄经济区城市群的主体带状格局的话， 工业经济主导下的小城镇的兴 起大多是由于矿产资源的开发引起的，以煤炭为主的矿产资源集中分布在沿黄经济区城市群，其中煤 炭已探明储量超过 310 亿吨，远景储量超过 2000 亿吨，煤炭开采和煤化工等产业具有相当规模，风15宁夏大学硕士学位论文第三章 宁夏沿黄城市群系统分析能、 太阳能等新能源发展势头良好， 矿产资源集中分布使得沿黄经济区城市群已成为我国 “西煤东运” 、 “西气东输”、“西电东送”的重要基地。3.3.2 交通运输条件发达的交通运输干线为紧密衔接的城市空间带来物质和信息交流的便利， 有利于城市群中心城市 集聚与扩散效应的发挥，从而促进了宁夏沿黄经济区城市群的发展。公路、铁路、航空设施的快速发 展使得沿黄经济区初步形成了比较完善的综合交通支撑体系， 并使之成为辐射范围内客货运集散与中 转的枢纽。 从外部看， 沿黄经济区城市群处于天津、 青岛等港口与大西北、 中亚之间亚欧大陆桥的中枢位置， 既是连接西北地区与华北、东北地区的重要通道，也是亚欧大陆桥国内段的重要交通枢纽，随着太中 银铁路及京藏、青银、福银等高速公路建成通车，包兰线、宝中线复线、银川至西安快速铁路、临河 铁路至中卫连络线的规划建设，银川河东国际机场三期扩建及国内国际航线的开辟，以及中卫沙坡头 机场的对外通航，沿黄经济区城市群的区位条件和综合交通优势将更加凸显。图 3-5宁夏沿黄经济区城市群综合交通从内部看，沿黄经济区城市带集中了全区大部分的铁路、高速公路和高等级公路，是宁夏综合交 通最发达的地区。沿黄经济区城市带集中了全区大部分的铁路、高速公路和高等级公路，铁路里程、 高速公路里程和高等级公路里程占自治区的比重都很高，是宁夏综合交通最发达的地区。石中高速公 路和中宁高速公路贯穿沿黄经济区城市带，公路交通系统发达；区域性铁路枢纽正在逐步完善，初步16宁夏大学硕士学位论文第三章 宁夏沿黄城市群系统分析形成了以银川为中心的“一小时经济圈”，以石嘴山、吴忠、中卫为次中心的“半小时通勤圈”。3.3.3 社会经济条件社会经济条件变化对城市体系最显著的作用表现于推动城市空间的演化， 随着城市文化的传播和 城市经济结构的不断升级， 沿黄城市群内部的职能结构在不断调整中促进了与之相适应的空间形态的 变化。沿黄经济区城市群是全区的政治、经济、文化中心，社会经济发展的先进性使得区内外优质公 共服务资源及人才、技术、资金等生产要素不断向这里集中。此外，旅游资源丰富、回族文化优势凸 显，使得沿黄经济区具备与阿拉伯国家和穆斯林地区发展经贸合作和文化交流的有利条件。社会经济 的进步不仅仅给城市群的兴起带来物质和文化的基础， 更大意义上的是经济活动的发生使城市间紧密 地联系在一起。农业生产力的剩余为工业化提供了原始资本和剩余劳动力，工业化进程的加深又带来 区域基础设施的完善和城市文化的传播，一方面是物质的流通更加密切，另一方面则是人力资源向人 力资本的转化，诱使区域内部实现现代化的产业体系的构建。 从 2010 年数据可以看出，沿黄经济区城市群三次产业比重分别为 7.63%、52.96%和 39.41%，基 本实现了“哑铃型”经济向“橄榄型”经济的过渡，以全国为背景进行比较可以看出第二产业比重要 高于全国 46.8%的同期水平，第三产比重则显得过低。应当注意到的是，工业型经济主导下的沿黄经 济区城市群第三产业以传统的物流和服务业为主， 从 2001 年的 36.87%至今仅仅上升了 2.54 个百分点， 在一定时期内无法取代工业制造业成为经济增长的动力， 沿黄经济区城市群构建现代区域生产网络仍 应以第二产业为主，在保持第二产业发展良好态势的基础上加快发展第三产业。3.3.4 行政制度条件行政制度条件作为城镇化动力机制的主体对城市体系演化具有很强的导向作用， 建国以后中国政 府就一直把少数民族地区的发展作为国民经济建设的主要内容之一。2005 底的自治区党委九届十二 次全委扩大会议首次提出加快以银川为龙头的沿黄城市带建设这一议题；进入第十一个五年计划以 后，宁夏像全国其他地方一样，强调提出城市群发展作为区域发展的战略重点，2006 年举行的自治 区党委九届十四次全体 （扩大） 会议上对沿黄城市带的地域范围进行了具体确定。 党的十七大提出 “形 成若干带动力强、联系紧密的经济圈和经济带，形成辐射作用大的城市群，培育新的经济增长极”更 是在新一轮西部大开发之际赋予宁夏沿黄经济区城市群建设新的内涵。 国家和自治区政府通过特殊的 政策和资金扶持等手段，不断实现沿黄地区城镇人民生活水平的提升和基础设施的不断完善。 如果说城市群的自然生长得益于自然禀赋，基础设施和社会经济的发展，那么行政制度的适时转 变更加有利于城市体系的有机整合。首先是行政区划的调整更加有利于集聚优势的发挥，实现行政型 的城市群体系或区域体系向经济型转变[80]。 例如， 灵武市划归银川管辖使得银川的资源和辖区得以扩 充，实现了“大银川”建设的物质和空间基础；惠农县和陶乐县的撤并使得石嘴山市实现了城市发展 空间的拓展和产业布局的优化；中卫的撤县设市实现了职能优势得以更好地发挥，培育了宁夏中西部 地区新的增长极。 通过本章的研究可以得出，自然资源是城镇兴起的基础，交通运输是城市之间物质和信息交流的 必要， 在此基础上产生原始的地域城镇体系； 社会经济的发展为城市的壮大和职能分工演进提供前提， 行政制度为城市体系的优化和空间拓展提供保障。实际上，上述影响条件各自之间也存在一定的相互 影响，交叉作用之下的宁夏沿黄经济区城市群体系演化带有很强的阶段性和时代性。17宁夏大学硕士学位论文第四章 宁夏沿黄经济区产业集群系统分析第四章 宁夏沿黄经济区产业集群系统分析产业集群作为一种世界性的经济现象，在全球范围内都起到经济增长的示范作用，在生产水平相 对落后的西部地区，生产活动的集群化发展无疑是取得经济增长突破的最佳手段。如果说沿海地区产 业集群的早期发育大多是自然形成的集聚现象， 那么西部地区当今产业集群的发展往往是在政府指导 下的一种“嵌入式”结果。尤其在无论传统产业还是高新产业都在以集群作用发挥优势的今天，制定 区域产业集群培养政策已经引起大多数地方政府的共鸣。沿黄经济区产业集群的成长也不例外，行政 指导下的产业集群通常是以工业园区的建设为空间载体， 通过基础设施与工业物业的完善来打造集群 成长的软硬环境以促进其成长。4.1 宁夏沿黄经济区产业集群的现状分析产业集群的辨识在统计口径上尚未具备统一的标准，微观尺度上大多从企业等生产个体来展开， 宏观上大多以特定的行政区域为默认假设研究对象来测度产业集群或产业集聚的发展程度， 而产业集 群的实际溢出范围的大小都是超出上述假设的[81]。 基于数据获得手段的约束和研究的可行性考虑， 本文所涉及的产业集群都是以沿黄经济区城市群 10 个市县为界限的。4.1.1 基于“地点系数”的分行业测度产业集聚最典型的特征是相关从业人口的地区聚集，在不考虑技术差异的前提下，组成集群企业 通过向区域外部的出售产品或服务来获得经济利益， 现实中对于上述出口导向最有效的测度方法是计 算“地点系数”(location quotient, LQ)来计算某产业的区域专业化水平[82]，公式如下：LQi ?ei Ei?ei ?1 n i ?1ni?Ei式中， LQi 表示某行业 i 的“地点系数” ， ei 表示目标区域该产业的从业人数， Ei 表示上级区域 该行业的从业人数， n 表示产业总数，文中 n=6 。公式含义即为某产业从业人数占从业总人口比重与 上级区域同类比重的比值，若 LQi ? 1 ，可以认为是形成了产业集群，反之则表示该产业在该地区不 存在集聚效应。2010 年沿黄城市群各市县分产业从业人口数据见表 4-1。18宁夏大学硕士学位论文第四章 宁夏沿黄经济区产业集群系统分析表 4-1宁夏沿黄经济区城市群分产业 2010 年从业人口单位：人 电力、燃气及水 的生产和供应业 53
79 335 159
交通运 建筑业 47
99 300 385 输、仓储 和邮政业 01
从业总人口地区农林牧渔业 58
70 4 644 890 2450采矿业 19 制造业 410 34 全国 宁夏 沿黄城市群 银 川 市 永 宁 县 贺 兰 县 灵 武 市 石嘴山市 平 罗 县 利 通 区 青铜峡市 沙坡头区 中 宁 县89 3822370
52 631数据来源:宁夏回族自治区统计局,宁夏统计年鉴(2011); 中华人民共和国统计局,中国统计年鉴(2011).结合全国同期分行业从业人口数据进行计算， 分别得出以沿黄经济区城市群以全国为背景和宁夏 以全国为背景的 LQi 值，见表 4-2。 表 4-2 2010 年宁夏沿黄经济区城市群各产业 LQi 值宁夏 1.1 0.2 0.3 全国 1.9 0.1 0.2产业 农林牧渔业 采矿业 制造业 电力燃气及水的生产和供应业 建筑业 交通运输、仓储和邮政业计算结果显示，沿黄经济区城市群在农林牧渔业、采矿业、电力燃气及水的生产和供应业、交通 运输、仓储和邮电业四大类产业不论是在全国背景还是宁夏全区背景都具有较高的 LQi 值，进一步比 照发现，以宁夏全区为背景的六大类产业 LQi 都要低于以全国为背景的同类值。这一方面说明了沿黄 经济区城市群在带动宁夏全区产业发展上具有很高的主导地位和辐射作用，另一方面又说明“印随” 作用下的宁夏中南部后发地区和沿黄经济区城市群之间存在明显的产业同构现象，并且明显落后，不 利于错位竞争的实现。解决上述问题的关键在于，增强既有产业集群的根植性，加强其与地方特色优 势产业之间的关联性，大力扶植关联产业和支撑产业的发展。4.1.2 基于区位熵的分行业测度前已述及，上述分析是在不考虑技术差异的前提下进行的，这样就存在一个明显的缺陷：若某产19宁夏大学硕士学位论文第四章 宁夏沿黄经济区产业集群系统分析业集群具备很高的科技竞争水平，其生产单位产品所需耗费劳动力要低于上级区域的平均水平的话， 那么意味着相同经济规模下区域内产业集群的研究将被忽视；同样的，由于生产条件或者技术落后的 被忽视，容易把本不存在集聚行为发生的某行业误判为产业集群。尽管经济全球化的前提下，技术交 流的可能在产品交流的速度面前总是相形见绌的， 但是我们就不难发现以经济单位的各种方法比照以 从业人口为研究对象的各种手段在测度产业集群时所体现出来的优越性， 这也从侧面反映了科技创新 对于产业集群发展的重要之处。 本文主要讨论产业集群成长和城市群的相互关系， 由于农林牧渔业生产活动主要发生在城市建成 区以外的地区，上述分析所得到的集群也都属于工业集群，所以下面着重对工业集群进行讨论。研究 产业集群需要对产业专业化系数进行度量， 介于沿黄城市群在产业结构上对于宁夏中南部地区的强支 配作用和上述分析中存在的产业同构现象，同时考虑到数据获取手段的局限，这里选取宁夏全区工业 分产业 2010 年数据进行全国区位熵计算，并和上面分析进行对比。 区位熵是区域产业的效率与效益分析的定量工具， 通过区位熵的计算可以找出该区域在相对于全 国背景下具有一定地位的优势产业，从而衡量其专门化率，其计算方法类似“地点系数”，是用给定 区域中产业占有的份额与全国背景下该产业占有的份额相比，函数表达式为：?=nqij q j qi qmqij 表示 j 地区中 i 产业的产值， q j ? ? qij 是 j 地区的工业总产值， qi ? ? qij 是该产业 i 的全i ?1j ?1国总产值，q ??? qj ?1 i ?1mnij是全国工业总产值。 一般来说， 如果区位熵值大于 1 就意味着高于平均集聚，如果某产业的区位熵大于 1.5，可以认为该产业就具有在该地区具备很高的集聚水平，计算结果见表 4-3。 表 4-3产业 煤炭开采和洗选业 食品制造业 纺织业 造纸及纸制品业 石油加工、炼焦及核燃料加工业 化学原料及化学制品制造业 橡胶制品业 非金属矿物制品业 有色金属冶炼及压延加工业 电力、热力的生产和供应业 燃气生产和供应业 水的生产和供应业2010 年宁夏工业分行业区位熵区位熵 3.5 1.4 2.3 1.8 2.0 1.5数据来源:宁夏回族自治区统计局,宁夏统计年鉴(2011); 中华人民共和国统计局,中国统计年鉴(2011).20宁夏大学硕士学位论文第四章 宁夏沿黄经济区产业集群系统分析计算结果显示，在煤炭开采和洗选业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、有色金属冶炼及延展加 工业、电力、热力的生产和供应业，以及燃气生产和供应业等行业方面，宁夏全区具备很高的集聚水 平和比较优势，另外在食品制造业、纺织业、造纸及纸制品业、化学原料及化学制品制造业等行业方 面也是高于全国平均水平的，这基本上也可以说明沿黄经济区城市群在同样方面具备专业化优势。 通过分产业“地点系数”的测度和分行业的区位熵测度进行对比，可以发现基于劳动力分析的制 造业不存在集聚优势，而基于产值分析的包括有色金属冶炼及压延加工业、石油加工、炼焦及核燃料 加工业、造纸及纸制品业、橡胶制品业等制造产业具备全国背景下的集聚优势。这就存在两个可能， 一是这些行业具备很高的劳动生产率，专业化水平要高于全国平均水平，而且制造业中其他不具备集 聚效应的部门劳动生产率的低下， 导致了两种测度结果的冲突； 另一种可能是来自于数据来源的缺陷， 即上述制造业生产活动主要分布于宁夏中南部地区且份额上占绝对优势。4.1.3 产业空间分布格局的讨论在数据获取手段有限的前提下，要解决上述研究中出现的矛盾，就需要结合现状进行讨论。通过 整理全区各市县的第十一个五年计划期间（）国民经济和社会发展统计公报和相关资料， 得出各市县的主要工业职能分工，具体见表 4-4。表中宁东能源化工基地按照实际生产活动发生地统 计在灵武市， 规划建设中工业园区如泾源县蒿店工业园区、 彭阳县王洼工业园区， 由于尚未形成规模， 暂不列入统计中。 表 4-4地区 银 川 市 永 宁 县 贺 兰 县 灵 武 市 石嘴山市 平 罗 县 吴 忠 市 青铜峡市 红寺堡区 盐 池 县 同 心 县 沙坡头区 中 宁 县 海 原 县 原 州 区 西 吉 县 隆 德 县 泾 源 县 彭 阳 县宁夏各市县主要工业产业及典型工业园区主要工业产业 典型工业园区 银川经济技术开发区 永宁望远工业园 宁夏贺兰工业园 宁东能源化工基地 宁夏石嘴山工业园区 宁夏精细化工基地 吴忠市金积工业园 青铜峡市嘉宝工业园区 宁夏吴忠红寺堡工业园区 宁夏盐池工业园区 宁夏同心羊绒产业园区 宁夏中卫工业园区 宁夏中宁工业园区 \ 宁夏固原经济开发区 西吉金豆工业园区 \ \ \机械装备及再制造、新材料、新能源、煤化工、石油天然气化工 生物制药、农副产品加工 纺织、物流及农副产品加工 能源化工和羊绒产业 新材料、新能源、新装备及农业产品加工 精细化工、能源化工、新材料 清真食品加工、能源化工、新材料、造纸 能源化