基于GM（1，1）模型的钦州市海洋经济发展预测研究

王大蜜 劳燕玲 何旻航

（北部湾大学，广西 钦州 535011）

0 引言

钦州市位于广西南部沿海地区，具有发展海洋经济得天独厚的地理优势，在国家海洋强国战略背景下，钦州市凭借其“一带一路”南向通道陆海节点重要城市地位，大力发展海洋经济和港口物流贸易，使得海洋经济得到快速发展。2019年，钦州市海洋经济生产总值为624亿元，比上年增长9.6%，占全市GDP的46.01%。海洋经济在钦州市经济发展中占据重要组成部分。同时，钦州市海洋经济在发展中仍面临不少问题，具体表现为钦州市海洋经济生产总值远低于发达地区沿海城市，海洋发展水平在全国处于较低水平，其主要原因在于：海洋产业结构单一、缺乏特色，海洋环境污染加剧，海洋资源利用率不高或未合理利用等。凡事预则立，不预则废，以预测为依据的决策，才是有长远见识的决策。因此，构建完善的钦州市海洋经济发展预测模型并科学合理地预测海洋经济发展情况，进而正确引导钦州市海洋经济的高质量发展对于相关政府部门来说十分有必要[1]。

1 文献综述

国内学者在对海洋经济发展预测研究方面。殷克东基于数列灰预测对2001—2006年我国海洋生产总值进行预测分析，认为该模型对于海洋经济预测适用性较好[2]。乔俊果用指数平滑模型、ARIMA（1，1，1）模型和灰色预测模型三种方法对2007—2010年我国主要海洋产业产值进行预测分析，得出灰色系统拟合误差最小，预测精度最高的结论[3]。白福臣选用线性回归、三指数平滑和灰色GM（1，1）三种预测模型，分析多影响因素下的广东海洋经济发展变化趋势[4]。此外，李拓晨等人采用GM（1，1）灰色系统模型对2001—2010年我国主要海洋产业的增加值进行预测[5]。朱念采用灰色模型对广西海洋经济增加值进行预测分析[6]。刘文龙运用灰色模型对天津市海洋经济发展趋势进行分析[7]。徐雪艳等人选用灰色预测模型对上海市海洋经济发展情况进行预测，得出预测结果可靠的结论[8]。陈凤桂对海南省海洋生产总值进行预测，得出灰色预测模型在预测方面比时间序列模型更有效的结论[9]。

由文献综述可知，在我国灰色预测模型对于海洋经济发展的预测有很好的适用性，而目前还没有相关文献对钦州市海洋经济发展进行预测研究，又因为灰色预测模型由于其建模所需信息少，建模精度高等特点；目前被广泛应用于我国的社会、经济和科学技术等领域。灰色预测模型有很多，GM（1，1）模型使用最为广泛。因此，本文基于GM（1，1）模型灰色预测模型，根据2013—2019年钦州市海洋生产总值，对钦州市海洋经济发展趋势进行预测研究。

2 模型构建与检验

2.1 数据和指标的选择

为更好地预测钦州市海洋经济发展的情况和鉴于数据的可得性，本文选取2013—2019年钦州市海洋生产总值为原始数据进行预测和分析。2013—2019年钦州市海洋生产总值如图1所示，总体上钦州市海洋生产总值呈稳定增长的趋势。

图1 2013—2019年钦州市海洋生产总值（百亿元）

2.2 级比检验

由原始数据序列{3.36 3.44 4.05 4.57 5.23 5.64 6.24}得，所有的λ（k）均落在可容区间[0.8187，1.2214]内，因此该序列通过级比检验，满足建模要求。

2.3 GM（1，1）模型的构建

（1）累加一次原始数列，生成新数列X（1）：

（2）建立X（1）满足的微分方程，定义微分方程：

其中a为发展灰数，b为内生控制灰数。

解此微分方程得：

最终得到GM（1，1）模型：

2.4 GM（1，1）模型的有效性检验

为保证所建模型合理性和准确性，本研究通过如下3种方法分别对模型进行检验。模型精度检验标准如表1所示。

表1 模型精度检验等级表

2.4.1 残差检验

表2 钦州市海洋经济发展预测模型预测值检验

其中，残差：E（k）=X（0）（k）-X^（0）（k）（k=1，2，...n），相对误差：。根据计算结果，相对误差均小于10%，平均相对误差=0.0165＜0.05，由精度检验等级表，可判断此模型精度为良好（二级）。

2.4.2 关联度检验

计算关联系数：

式子中，ρ为分辨率，取ρ=0.5。X（0）（k），X^（0）（k）的关联度：

经计算，该模型的关联度为0.64706，因为r=0.64706＞0.60，所以模型精度等级勉强合格（四级）。

2.4.3 后验差检验

计算原始数列的均值：

计算原始数列的标准差：

计算残差的均值：

计算残差的标准差：

计算方差比：

计算小误差概率：

由C=0.105385＜0.35，P=1＞0.95，可以判定该模型的预测精度等级较高（一级）。

2.5 钦州市海洋生产总值预测

根据GM（1，1）模型对2020—2024年钦州市海洋生产总值进行预测，预测结果如表3所示。由表3可以看出，2020—2024年钦州市海洋生产总值保持持续增长的趋势。2020年钦州市海洋生产总值为7.08百亿元；2021年，钦州市海洋生产总值为7.93百亿元；预计到2024年，钦州市海洋生产总值将达到11.13百亿元。

表3 2020—2023年钦州市海洋生产总值预测值（百亿元）

同时，基于Matlab对钦州市2013—2024年海洋生产总值进行GM（1，1）模型程序操作，运行结果如图2所示：可明显看出真实值与预测值具有相同的变化趋势，说明使用GM（1，1）预测其拟合效果较好。通过进行精度检验：P=1＞0.95；C=0.00976＜0.35，说明预测等级好。

图2 基于Matlab实现的GM（1，1）预测结果

3 结论和建议

根据灰色模型的预测结果，2022年，钦州市海洋生产总值将达到708.12亿元，而《2020年广西海洋经济统计公报》公布数据，初步核算，钦州市2020年海洋生产总值为614亿元，预测值明显低于预测值，说明预测值与实际值不是很相符。分析主要原因，其实是受2020年新冠肺炎疫情的冲击、国内外复杂的形势和区域内改革开展稳定任务的影响。

根据预测结果和实际结果的比较，为推动钦州市海洋经济的健康可持续发展，相关政府部门必须采取相应举措来保证钦州市海洋经济的稳定增长，结合前面文章指出钦州市目前影响海洋经济发展的三个主要问题，本文提出以下建议供政府部门参考。

3.1 坚持以港兴市，优化海洋产业结构

钦州市的区位优势决定了钦州市海洋经济的发展必须以钦州港为依托，因此，钦州市应当实施“以港兴市”“凭港兴工”的发展战略，科学优化和调整现有海洋产业结构，利用先进的科学技术对传统海洋产业进行改造升级，推动传统海洋产业创新化和集约化发展[10]。在产业结构方面，以钦州港建设为“龙头”，发展港口工业，并相应带动二、三产业的发展。坚持以高新科学技术为支撑，发展港口物流、海洋能源和船舶制造业等主导产业，着力临海化工、造船、海洋生物制药、海洋牧场等新兴产业，推动海洋第二产业快速发展；以港口优势和独特的区位优势为依托，大力发展滨海旅游业、商贸业、海陆交通运输业和信息业，助推海洋第三产业的发展。通过海洋产业结构的逐步优化和海洋产业布局升级，促进钦州市海洋经济的协调发展[11]。

3.2 坚持生态立市，保护海洋生态环境

坚持以生态立市，在海洋经济发展中要秉持“防治兼顾，预防为主”的政策导向，以绿色生态为导向引领钦州市海洋经济的高质量发展。首先，制定严格环境准入机制，全面排查污染源头，确保近岸海域海水水质、入海河流水质、入海排污口排放等达到年度考核目标要求，从源头上加强治理，彻底实现截污、拔污、治污。其次，制定并完善相关的海洋环境法律法规，如海域开发、海岛管理和海岸带保护等海洋环境防护和治理相关法律法规的制定。再次，加大政府部门的巡查和监管力度，鼓励各涉海部门相互配合，积极发挥海洋经济区域联动的协同效应，如钦州市要加快促进沿海地区产业的转型升级，逐步减少污染物排海总量等，来积极推进钦州市海洋环境污染防治和保护。最后，钦州市要全面提高海洋资源利用率，科学有序开发现有海洋资源，积极建设资源节约型和环境友好型的海洋经济发展模式，从而促进钦州市海洋经济的可持续发展。

3.3 坚持发展强市，拓展海洋经济新空间

“一带一路”倡议为钦州市海洋经济发展提供了巨大机遇，作为北部湾经济区核心城市，钦州市要抓住面向湾区经济合作发展的新机遇，积极拓展海洋经济发展空间。首先，加大对外开放力度，钦州市可凭借其西部陆海新通道枢纽城市的独特区位优势，积极拓宽同“一带一路”国家和合作交流，实现与其在科技、产业和人才方面的互联互通和互利共赢。其次，积极探寻海洋经济发展新模式，加快海洋科技成果转化体系的构建，如要充分调动涉海企业研发积极性，培养一批海洋高层次领军企业，全力助推钦州市海洋经济的快速发展。再者，加大海洋科技创新力度，如钦州政府要加大对海洋科技创新的鼓励，加大海洋科技方面研发经费的投入。最后，积极引进和培养海洋科技高层次人才，完善相应政策扶持和补贴制度，要建立健全人才培养、引进和评价机制，使人才留得住，用得好。