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整数规划是线性规划中的一类典型问题,应用于解决生产实际的许多问题,有着广泛的应用前景。对于这类问题,运筹学中已有解决方法,如分枝定界法、穷举法等,但很繁琐。也有借助于Matlab、Mathematics和 Lingo等软件求解,但专业性太强。相比之下,Excel功能强大,汉化水平高,菜单操作方便,拥有大量的函数、公式等,不需专门购买和安装。为解决整数规划问题提供了一种很好的工具。本文结合实例说明利用在Excel软件中“规划求解”工具,建立数学模型并求解整数规划问题。
1 “规划求解”工具
Microsoft Excel的“规划求解”工具取自于Leon Lasdon和Allan Waren共同开发的非线性最优化代码。“规划求解”是Execl中的一个加载宏。
1.1 安装 “规划求解”
加载宏是Excel的一个可选安装模块,在安装Microsoft Excel时,系统默认的安装方式不会安装宏程序,只有在选择“完全/定制安装”时才可选择安装这个模块。如果采用“典型安装”,则“规划求解”工具没有安装 ,就必须重新启动Office安装程序并且选择Excel选项,在加载宏区段中选择 “规划求解”,然后进行安装。
1.2 加载“规划求解”
安装了“规划求解”之后,在“工具”菜单下可能仍然找不到“规划求解”,此时您可以选择“工具/加载宏”,在打开的“加载宏”对话框中选中 “规划求解”复选框,确定后,就可以将“规划求解”命令添加到“工具”菜单栏中了。
2 整数规划的一般模型
整数规划是线性规划的特殊情形,它的变量x仅取整数,其数学表达式有标准式、缩简形式、向量式、矩阵式等多种表现形式。本文只讨论标准形式,具体表达式如图1。
3 实例及求解过程
例1:某工厂有资金13万元用于购置新机器,可在两种机器中任意选购,已知机器A每台购置费2万元,机器B每台购置费4万元。该厂维修能力只能维修7台机器B;若维修机器A,1台折算2台机器B。购置1台A可增加年产值6万元,1台B可增加年产值4万元,问应购置A和B各多少台才能使年产值增加最多?
第一步,建立数学模型(如图2)。第二步,建立整数规划问题的电子表格模型(如图3)。
第三步,选定可变单元格和目标单元格,输入目标函数和约束条件。选定可变单元格,用它来记录最终的最优解。将单元格B6和C6作为可变单元格(分别代表x1,x2)。在其中输入任意初值,不妨都输入0。确定目标单元格,用它来记录目标函数值。当问题求解结束时,它将显示最优的目标函数值。选定D5作为目标单元格(代表变量Z),其中输入目标函数公式为D5=SUMPRODUCT(B5:C5,B6:C6),含义是D5=B5×B6+C5×C6。输入约束条件。选定单元格D3和D4,依次输入约束条件。利用SUMPRODUCT函数,分别输入D3=SUMPRODUCT(B2:C2,B6:C6),D4=SUMPRODUCT(B3:C3,B6:C6),见图3。
第五步,设置规划求解参数。单击菜单栏“工具”中的“规划求解”命令,弹出“规划求解参数”的对话框后,在设置的目标单元格中输入“$D$5”,可变单元格中输入“$B$6:$C$6”。设置约束条件,单击“添加”按钮,出现“添加约束”对话框,在单元格引用中输入“$D$3:$D$4”约束值输入“$F$3:$F$4”。对于变量的整数值限制,需要再次输入$B$6:$C$6,约束值为“int整数”。如下图4、图5所示:
第六步,计算得出规划求解结果。完成了参数的设置后,单击“选项”按钮,弹出“规划求解选项”,见图6,勾选“假定非负”和“采用线性模型”,单击“确定”退出。单击“求解”按键,就可得到相应的结果,见图7。图中的单元格B6和C6里的数据就是得到的最优解。D5中的数据是Z最大的值,即Z=22万元。
特别地,如果是“0-1”型整数规划,只须对于变量的整数值限制,约束值为“bin两进制”即可。
参 考 文 献
下面以题目为例,说明“调整估算验证法”的运用。
例1 要将甲乙两种长短不同的钢管截成A,B,C三种规格的短钢管,一根甲钢管可同时截得A,B,C三种规格的钢管数量分别是2,1,4根,一根乙钢管可同时截得A,B,C三种规格的钢管数量分别是2,3,1根,今需要A,B,C三种规格的钢管各13,16,18根,问截甲乙这两种钢管各多少根可得所需的三种规格的钢管,且使用的甲乙钢管根数之和最小?
令Z=10,得整数解为x=0, y=5;x=2, y=2.将这两组整数解依次代入可行域中检验得x=2, y=2.
所以最优整数解为x=2, y=2,即用甲种规格的原料2张,乙种规格的原料2张.
例3 某人有楼房一幢,室内面积共180m2,拟分隔成两类房间作为旅游客房. 大房间每间面积为18m2,可住游客5名,每名游客每天住宿费为40元;小房间每间面积为15m2,可住游客3名,每名游客每天住宿费为50元. 装修大房间每间需1000元,装修小房间每间需600元,如果他只能筹款8000元用于装修,且游客能住满客房,他应隔出大房间和小房间各多少间,才能获得最大收益?
所以最优整数解为x=0, y=12或x=3, y=8,即应隔出大房间和小房间0间、12间或3间、8间.
注:以上3题中,Z的理想值都比较小或者不太大,所以对理想值进行微调可以较便捷地得到最优整数解,若Z的理想值比较大,则不宜采用此法.
例4 某实验室需购某种化工原料106克,现在市场上该原料有两种包装,一种是每袋35千克,价格为140元;另一种是每袋24千克,价格为120元,在满足需要的条件下,最少花费多少元?
所以最优整数解为x=1,y =3,即购买35千克的原料1袋,24千克的原料3袋,此时花费最少为Z=500元.
例5 某运输公司有7辆载重量为6 t的A型卡车与4辆载重量为10 t的B型卡车,有9名驾驶员. 在建筑某段高速公路中,此公司承包了每天至少搬运360 t沥青的任务,已知每辆卡车每天往返的次数为A型卡车8次,B型卡车6次,每辆卡车每天往返的成本费为A型车160元,B型车252元,每天派出A型车与B型车各多少辆公司所花的成本最低?
解:设每天派出A型车x辆,B型车y辆,则
48x+60y≥360,x+y≤9,x≤7,y≤4,x,y∈N.
目标函数Z=160x+252y.
所以最优整数解为x=5, y=2,即每天排派出A型车5辆,B型车2辆.
注:在例4、例5中,Z的理想值比较大,此时不宜对Z的理想值进行微调,应采取估算方法得出x 或y的整数取值范围,从而进一步得到x,y的最优整数解.
关键词:市政设施;市政规划;分析
中图分类号:TU99文献标识码: A 文章编号:
一 市政与市政规划
城市市政规划内容包含供给水、电力、通信、燃气、防灾等各项工程,同时也包含其各项附属设施规划。市政设施建设是关乎城市生存与发展的大事,完善的市政设施能有效促进城市经济繁荣、投资金额增长、人民生活水准提升。市政设施作为城市发展的重要指标,已经成为城市展现综合实力的一种方式。
市政设施规划是城市规划总课题下的子课题,其关键是对城市内部土地、空间等资源的划分,这也是相关部门进行专项讨论的一大话题。市政设施规划需要城市规划的配合,因此城市规划的各个项目分层要注意满足市政设施规划的要求,并将其贯彻在城市后期建设中。
二 目前市政基础设施规划的难题
1缺乏科学规划方法
目前的市政设施规划一般是围绕设施的规模和布局以及管线走向三方面展开,对设施规模大多采取直接预测的方法,并将城市人口和有关指标作为预测依据。然而将城市人口作为主要预测依据的方式,将导致市政设施规划形成按需供给的模式;有关指标大多是经过夸大的数据,因为国家和相关部门为了扩大指标的适用范围,需要适量扩大指标取值,被扩大后的指标有的城市并不适用,如人均用水量取值,因为人口数量的急剧上升,市内人均综合用水量也在快速增长,传统的市政设施规划技术,将按照趋势直接预测未来的用水量,但将会忽视节约用水理念的作用。传统的市政设施规划是将市政规划和城市规划分开进行的,在规划时仅考虑市政设施是否占据其他用地,而从不考虑此处的城市规划是否需要市政设施,并不对市政设施周围环境进行考察和模拟校正,设施在布局以及规模分布上论证不够严密,进而很难对城市发展走势和其他设施分布产生引导作用,城市管线分布资料的残缺不全,导致管线分布资料和实际分布情况误差较大,使得市政设施管线布局规划缺乏较高的准确性以及合理性,同时也削弱了规划的可操作性。
3缺乏先进的规划理念
先进的规划理念不仅体现在市政设施规划中既能熟练应用已发展成熟的老系统又能敢于尝试先进的新技术,而更多的是体现在对传统市政规划模式的改进,防止出现只重视满足需求的情况。低碳经济、高效节约的观念在传统市政规划模式下,只能是书面概述,不会得到落实,而只重视满足需求的市政规划模式将会造成资源大量消耗、环境日益恶化的问题。同时这种按需规划的思想将会给人带来错觉,认为经济的增长将解决资源不足和环境恶化的问题,而社会现实告诉我们,以资源消耗和生态恶化作为代价的经济发展,代价将会是效益的两倍。
三 某市市政规划范例
1、缺乏战略指导
2012年,某城城市建设发展面临土地资源缺乏的问题,为了解决这个难题,该市率先采取战略规划,以突破土地资源不足对城市发展的桎梏,该市制定出“大干快上”的策略,使城市建设发展呈现扩张式以及突破式的形式,并希望据此解决土地资源贫乏与城市建设之间的矛盾。综合看待该市在2012年制定的战略规划,其拥有三个基本点,分别是土地利用、生态保护以及综合交通。“土地利用”说明扩张走向,“生态保护”辅论证扩张合理化辅,“综合交通”配合扩张,这三项在城市范围扩张中必不可少。
该市在2012年的扩张战略规划中,没有将市政设施规划考虑进去。
2、沦为城市规划的附属品
依据该市2012的战略规划方案,市政规划将沦为城市规划附属产物,在城市规划总战略的划分下,市政设施分散在A、B、C三个城市片区内,相互独立的三个城市片区造成了市政体系的分化。《城乡规划法》与《城市规划编制办法》两项法规明确对城市规划总战略和市政规划的关系做了要求,前者是后者的依据,后者要在前者的统筹下制定。但规划在实行时暴露出总规统筹市政规划的力度没有达到要求,设计单位参照以往经验和实际需求编制的市政建设规划,并没有得到较好的实施。
一般的市政规划缺乏实际可操作性,这是规划实行面临的难题之一:第一点,例如总规等上位规划在进行编制时,仅考虑市政建设目标、方针以及总体布局等因素,但市政设施的各个专项却对于土地、空间等资源有着明确要求,但各类上位规划却忽视了这点,没有安排其位置,各个专项设施的位置大多在下层规划中被选定。第二点,例如控规的下层规划在选定设施位置前,虽参照了总规要求,但却缺乏强有力的选择依据,在面对现有用地不足的情况下,只能使用见缝插针的方式完成市政设施建设,使得城市市政设施功能被大大削弱。
四 .现代市政实施的战略思考
城市发展不能离开市政设施建设,而市政规划的地位却被定义为城市总规划战略的附属物品。在市政规划的落实过程中,呈现出专项乏力、层级分布不严的现象,并从客观上导致市政设施建设出现“总量不够、用地贫乏”的情况。
市政设施规划需要树立“大市政”的观点,从整体出发加大总规划对其的统筹力度,从体制与技术两方面控制市政规划各个专项建设,使得规划既包含技术层面又包含体制层面。技术层面要求在市政规划中应重视“量与位”的统一,既在确定市政设施数量与占地面积的基础上,再选定设施位置。体制层面要求要重视城市总规划对市政设施规划的协调作用,并据此编制健全规划体系,促进城市规划和市政规划的全面协调发展。
1制定完善的规划体系
制定出完善的规划体系其目的是在明确城市规划要求的基础上,分层级解决市政规划中存在的问题。如参照总规,确定市政设施供给的来源和机制,确定供给的主要运输形式;参照总规要求,制定出符合发展模式的市政总量,并完成选址与大概走向;参照下层级规划例如控规,确定设施用地边界位置和通道线位置,并将其记录在控规要求中,指导市政设施建设。
2 技术创新
市政设施规划不仅是规划设施自身,还需对“管线和廊道”进行规划,所以在市政规划中既要考虑设施又要考虑通道,并据此提出相应的解决方案:
(1)市政设施规划
第一,使传统的规划技术更加实用有效。在传统的规划理念中,将市政规划分为三步,提出专项规模、采纳进总规、选定设施用地。传统的市政规划理念在实际操作中出现许多问题,原因在于实际操作的主体和制定规划的主体存在大的出入,实行过程中难题林立,市政规划只能采用“个案处理”的形式实行。市政设施在进行规划以及建设时,要秉承“专业分配对口、按需提要求、主管职能跟进”的理念,从而在统筹考虑的情况下解决规划实行难题。
第二,认真对待定量和定位。对待定量,市政设施规划部门参照城市总规,确定市政设施最大和最小规模,并明确规定控制指标;对待定位,市政设施规划部门将选定的位置以及占地面积呈报总规策划部门。符合总规要求的,在总规中进行落实;不符合总规要求,总规策划部门提出变更意见,并将其落实在总规的各个层级规划中。
(2)市政管道规划
传统模式下的市政管道规划中存在不少缺陷,例如管道铺设中出现的“马路拉链”问题,此类问题出现的原因是市政设施规划过于分散,各专项各自主管与实行,难以实行集约式管理模式。所以,市政规划要求在条件较好的规划区域使用“综合廊道与共同沟”的措施,使得市政设施分布形成理想化和远景式的布局。
第一种为是地上市政管道,又称综合廊道。综合廊道设立的目的是为市政管道提供布局空间,并将生态以及交通两大廊道作为布局基础。如,某市由于缺乏综合廊道规划,导致生态廊道在城市发展中被逐渐蚕食,而市政廊道也因缺乏秩序随意分割设施用地。这些问题给市政设施规划与建设创造了不少困境,也对设施用地的布局产生影响。所以综合廊道在建设前务必要进行合理规划。
第二种是地下市政管道,又称综合管沟和“共同沟”。此类管道的位置大多在地下,利用隧道将电能、信息、燃气、给排水等不同的管道集中布局。由于综合管沟需要投入大量资金,而且其所创造的利益大多为社会效益,因此综合管沟必须要由政府牵头来协调各类管线所在单位。但是要注意综合管沟项目在成立前务必要展开合理规划:不能是一哄而上,也不能具有排他性,防止出现“只建设不使用”的状况。
四.结束语
总之,城市的发展离不开市政规划的支持,但市政设施在城市中又具备“厌恶性”。市政设施规划的目的主要是解决市民生活中必须的各项资源和生态环境以及信息获取等需求。城市规划由古到近都是将满足城市发展物质需求为第一要务,但却忽视掉城市生态环境保护以及市政设施规划的本质特性。当前的社会发展提倡走可持续的道路,因此有必要探寻科学的市政规划技术。
参考文献
关键词资本深化;技术进步;雇佣规模;工资增长
中图分类号F404
文献标识码A
文章编号1002-2104(2013)06-0160-09doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2013.06.024
中国工人工资的增长给企业经营带来成本压力,已引起全球性的关注。中国对最近的全球工资增长几乎贡献了一半,2008年和2009年全球实际工资平均增速分别为1.5%和1.6%,若不包括中国数据则增速降低一半,分别为0.8%和0.7%[1]。实际工资的上升意味着企业人工成本的上升,在一定程度上挤压企业的利润空间,这种影响在经济环境恶化时尤为明显,甚至可能使得一些微利企业在经济衰退中失去生存的机会。澄清工资增长对企业和劳动力市场的真实影响可以为政府和企业的决策提供依据。如果工资增长是一个不可逆转的趋势,那么它会给企业经营带来什么样的冲击?它会对资本深化带来怎样的影响?它又会对技术进步①产生怎样的影响?而所有的这些,又会对就业产生何等影响?本文可能的贡献体现在以下两方面:一方面,在CobbDouglas生产函数的分析框架下,将劳动力边际产品与工资的缩减指数纳入模型,更为贴切地解释了中国新世纪以来的资本深化现象;另一方面,从微观层面对企业的雇佣、技术进步、资本深化等现象进行分析,并利用微观数据对国企与民企在工资增长与雇佣规模、技术进步、资本深化等变量之间略有差异的关系进行了检验。
1文献综述
关于工资增长的研究大多在宏观层面展开,国内研究长期关注职工工资增长与劳动生产率增长的关系[2-6]及其与国民生产总值增长的关系[7-12]。而有关工资增长对微观企业影响的研究大多讨论工资水平与企业绩效的关系,比如工资增长中是否存在“工资侵蚀利润”[13-14]、工资增长是否带来了更高的企业绩效[15-17]。事实上,工资增长中企业的经营选择才是其产生宏观或微观影响的基础,而近期有大量文献讨论工资增长中的资本深化、技术进步、雇佣规模调整的问题。
就企业层面而言,工资增长带来的成本压力也必然会带来企业经营行为的改变,其中最典型的就是资本深化。低技能工人工资的上升一方面会让企业用资本替代劳动,另一方面还会让企业用高技能工人替代低技能工人[15,18-19]。Bernard等[20]发现随着劳动力成本压力的增大,美国制造业加速了资本深化和技能升级的过程,1972至1997年间随着时间的推移就更多地分布于资本和技能密集型行业。对中国而言,劳动需求的快速上升对工资的上升有积极影响,但工资水平的大幅度增长可能提高微观企业的生产成本,造成企业加快资本替代劳动的速度,减少资本吸纳劳动的速度[21]。袁富华和李义学[22]利用固定替代弹性(CES)生产函数建立了中国制造业行业就业调整和资本深化关系模型,进一步的经验分析发现资本替代劳动的情形正作为一种客观趋势在中国制造业部门广泛出现。
巫强:资本深化、技术进步与雇佣规模调整
中国人口·资源与环境2013年第6期
工资增长对就业的影响存在争论,其作用机制仍不甚明晰。我们经常观察到工资增长与就业增长同时出现、工资下降与就业下降同时出现,Elsby和Shapiro[23]的研究发现美国1970年代以来伴随着生产率降低的总工资的下降趋势影响了稳定状态下的就业量,这印证了Bruno和Sachs[24]、Staiger等[25]低工资带来低就业的研究结论。但一般而言,实际工资增长对就业产生的直接影响是负向的[26],因为一方面资本对劳动的替代会造成工作岗位的损失,而事实上由于资本深化趋势的发展,中国的增加值产出就业吸收能力在持续下降[22],另一方面人工成本的上升会通过影响新投资的进入而影响工作岗位的创造[21]。
尽管工资增长对就业的直接影响容易理解,但它的间接影响却存在较大不确定性。对这种不确定性的讨论集中在技术进步的影响上。工资增长会促进企业的技术进步,而技术进步对就业的影响既有减少传统岗位就业的直接效应,也有增加就业的补偿效应,大多研究认为技术进步会降低就业水平。程大中[27]对1978年至 2000 年服务业研究发现,我国服务业的技术进步并不是劳动增强型的,而是略微资本增强型的。姚占琪和夏杰长[21]使用2000至2002年中国31个省及直辖市的截面数据,对资本深化、技术进步与就业之间的关系进行了理论分析和实证检验,发现对就业影响最大的因素是工资总额的变动,其次是人力资本的增加,技术进步造成了就业的减少。叶仁荪等[28]对1990年至2005 年中国省际面板数据的分析发现现阶段技术进步对中国就业增长产生了不利影响。朱轶和熊思敏[29]利用1985年至2005 年的省际面板数据进行分析,发现我国二、三产业的技术进步在促使产业结构不断优化调整的同时并没有对整体就业产生促进作用,甚至在服务业产生了负面的就业影响。冉光和和曹跃群[30]利用1952年至2004 年时间序列样本数据分析发现,资本投入与劳动供需协调之间存在稳定的正相关关系,技术进步则与劳动供需协调呈稳定的负相关关系,偏离比较优势的资本深化与技术进步弱化了就业促进功能并加速了劳动市场的分化。
也有部分研究认为技术进步对就业的影响是正向的、不显著的或变动的。丁仁船和杨军昌[31]通过对全国数据的计量分析,认为1978至1998年间技术进步对中国劳动力总的影响是增加了就业。唐国华[32]利用1991年至 2007 年的时间序列数据分析发现,技术创新的就业创造效应大于破坏效应,总就业效应为正。冯泰文等[33]采用层级回归方法对1986 年至2006 年中国制造业的时间序列数据进行了分析,发现劳动力价格与制造业的就业弹性呈显著的正相关关系,而技术进步对制造业就业弹性并没有表现出显著的影响。齐建国[34]对1977至1999年的全国数据的分析显示,20 世纪80 年代的技术进步对就业有正面影响,90 年代技术进步则减少了对劳动力的吸纳。
总体而言,已有研究表现出以下特点:宏观层面的研究占绝大多数,尽管大多文献的模型都是基于微观企业利润最大化的构建的,但对于理论命题的检验都是通过行业或省际数据进行了,这在一定程度上拉大了理论预测与实证检验间的距离;尽管资本深化与工资增长的负向关系是明确的,但促使资本深化加速的原因并不明晰;技术进步对雇佣规模调整的影响存在争议,而且对技术进步对雇佣规模影响的大多基于行业特征展开的,而针对其他特征(比如企业性质)的深入探讨则少见。本文的工作正是试图在上述几方面对之前的文献提供补充。
2理论模型
对企业行为的分析需从其生产决策过程开始,设定生产函数为CobbDouglas形式,假定i企业在t 时期的生产函数为:
其中,Y为实际产出,K为资本存量,L为所使用的劳动力,A为技术系数。参数α、β、γ分别是资本、劳动力和技术的产出弹性。用P表示产品价格,根据企业利润最大化的一阶条件,劳动力的边际产品等于工资w,资本的边际产品等于资金成本r(r为常数),即:
由于企业生产的收益需要在劳动者与资本家间进行分配,使得所谓的劳动力的边际产品事实上既有来自成本的成分也有来自收益的成分。这就使得对劳动力的边际产品其实可以有多种理解,狭义的理解可以是等于劳动力的边际成本,广义的理解可以是等于劳动力的边际成本加上分享的收益,只是劳动力的边际成本与分享的收益其实
①袁富华和李义学[22]将资本深化定义为人均资本量的变化率ΔKLtKLt,而此处的人均资本量的对数差分值
LnKLi,tKLi,t-1在0附近与其在数值上极为接近,但后者在一定程度上消除了极端值对计量结果的影响,从而为后续的分析带来一些便利。后文的工资增长、技术进步、雇佣规模调整均按此方式处理。
②事实上,在转型经济体中边际产品与工资的缩减系数δ也是一个变量,它在一定程度上由劳动分配率决定。在同等情况下,劳动分配率越高,意味着劳动力相对于资本的成本更高,雇佣规模扩张将受抑制,资本替代劳动则受激励。
是很难区别开的。在中国目前的情况下,至少有以下原因
使得工资w明显低于劳动力的边际产品:首先,工人的组织化程度较低或工人组织的议价能力弱,“强资本,弱劳动”的状态在过去一段时间持续存在;其次,一度存在的劳动力供给增长带来的城镇就业压力;第三,部分企业在获取资本上的便利使其在劳资谈判中占据更有利的地位。如果以δ作为劳动力边际产品与工资的缩减指数,(2)式可表达为:
(8)式左边以对数差分表示的人均资本量增长率的即可衡量资本深化的速度①,增长率越大资本深化越剧烈。
一个经济中的人均资本量的变化路径是厂商对生产技术(投资)的选择结果,在“标准的市场体系”中,要素的比率决定于要素的比价,但对于转轨的经济来说,则有一些其他影响因素[35]。在这里,劳动力边际产品与工资的缩减指数就是一个在转轨经济体中的特殊影响因素,它在一定程度上决定于劳动分配率(劳动分配率在一定程度上反映了劳动者对企业经营收益的分享程度),进而会影响企业的投资决策②。
由此得到,
假设1a:资本深化速度受工资增长速度的正向影响,影响程度由劳动分配率决定。
由于国企与民企在经营目标上存在一定差异,在类似资本这样的资源的获取能力上也不一样,使得二者的劳动分配率也存在差异[14,36],当劳动力市场趋紧时,二者反映在劳动分配率上的变化也是不一样的,从而使得二者的资本深化趋势不同。当然,即使不存在国企或民企这样标签式的区别,不同劳动分配率的企业在面对劳动力市场变化时的调整空间也不一样,因而资本深化的趋势也会表现出一定差异性。由此得到,
3数据与描述性统计
本文数据来源于国泰安经济金融数据库沪深股市上
①人均工资为人工成本总额除以员工人数,实际上是人均人工成本。人均工资与人均人工成本之间稳定的比例大致为7:10,因为人均人工成本与人工工资之间的主要差异在于五险一金,这部分约占职工税后工资的40%左右,若以税后工资表示人均工资则有前述的比例关系存在。由于本文主要研究工资增长的问题,以人均人工成本代表人均工资不会对研究结果产生影响。
②根据对数据抽查的结果,出现翻番或折半的情况最大的可能是数据错误或出现并购、借壳上市等,对这些情况下工资增长、技术进步、雇佣规模等变量的讨论已超出本文的研究范畴,故将此类数据剔除。
③将变量中的极端值替换,使小于1%分位数和大于99%分位数的连续变量分别等于1%和99%分位数。
④本文所有计量分析均利用stata10.0软件完成。
⑤由于自变量与因变量皆取对数,回归系数即可视为弹性系数。
市公司2000至2011年相关数据,其中剔除了数据缺失的项。
根据原始数据计算了雇佣规模年增长率、人均资本量、人均资本年增长率、人均工资①、人均工资年增长率、劳动分配率、全要素生产率等数据。雇佣规模年增长率为当年与上一年员工人数的对数差分值,人均资本量为企业总资产除以员工人数,人均资本年增长率为当年与上年人均资本量的对数差分值,人均工资为企业支付给职工以及为职工支付的现金除以员工人数,人均工资年增长率为当年与上年人均工资的对数差分值。后续的分析中剔除了包含极端值的数据项,包括人均资本年增长率、人均工资年增长率大于100%(翻番)或小于-50%(折半)的项②。劳动分配率为人工成本除以工业增加值,工业增加值为人工成本、税收、折旧、净利润之和,其中涉及的变量均为以工业品出厂价格指数(PPI)平减为2000年实际值,总资
产以固定资产投资价格指数平减为2000年的实际值。全要素生产率参考鲁小东和连玉君[37]使用过的LP方法估算出。人工成本、劳动分配率和全要素生产率为防止极端值的影响都winsorize到1%③。
本文所涉及的相关变量及变量说明如表1:
表2为主要变量的描述性统计结果,就2000年至2011年总体平均的结果来看,人均工资年增长率(0.11)大于人均资本年增长率(0.06),大于雇佣规模年增长率(0.02),劳动分配率均值为0.3,全要素生产率均值为2.31。
4实证检验结果
本部分应用前述数据对第三部分提出的假设命题进行检验,并对检验结果进行进一步分析。
资本深化伴随着人均工资增速的上升而加剧,随着劳动分配率的提高而加剧。表3为根据(8)式构造回归模型得到的结果,回归模型在(8)式的基础上增加了对数化资产、企业年龄、行业、年份为控制变量。2001至2011年平均的弹性系数由面板数据回归获得,在进行随机效应回归之后,使用stata④命令xttest0检验得到的P 值为0.000 0,表明随机效应模型优于混合OLS 模型。Hausman检验得到的P值为0.000 0,表明固定效应模型优于随机效应模型。2001至2011各年度弹性系数则由OLS回归获得。从结果来看,人均资本量的工资增长弹性系数⑤不论是总
①囿于篇幅,具体计算结果未在文中列出,有兴趣的读者可向作者索取。图3、图4情况与此一样。
体还是分年度、分企业性质,都是在1%水平上显著为正的,资本深化速度受人均工资增长的正向影响。人均资本量的工资增长弹性总体从2001年至2011年基本保持震荡上升趋势,也就是同样的工资上涨速度带来了更大的资本深化,可以认为总体上资本深化在加剧。图1中的总体弹性、国企弹性、民企弹性均来自表3,另增加了2001至2011年间上市公司劳动分配率中位值的变化趋势。可以看出,总体弹性系数与劳动分配率的变化趋势极为相似。由此可以认为,这里展示的数据与资本深化受工资增长速度、劳动分配率影响的假设一致,假设1a得到验证。
国企和民企的资本深化趋势不同。从图1可以看出,对国企而言,人均资本量的工资增长弹性从2003至2011年呈现明显的上升趋势。而对民企而言,人均资本量的工资增长弹性在2003至2011年间似乎在0.25至0.45之间震荡,并未表现出明显的趋势。国企与民企在资本深化上的不同趋势,可能源自二者在融资成本上的差异。在本文的模型中假定资金成本r为常数,而事实上民营企业与国有企业在融资难度上有显著的差别,二者的资金成本也就完全不一样。对于资金成本更低的国企而言,面对工资上升更倾向于从资本替代劳动的角度寻求解决方案,所以人均资本增长的工资增长弹性呈上升趋势,而民企由于存在更强的资金成本约束而没有表现出这样的趋势。由此,假设1b得到验证。
不同劳动分配率的企业资本深化趋势不同。图2展示了将企业样本以劳动分配率高低分组后计算的人均资本量的工资增长弹性①,首先将每年度的企业按劳动分配率的高低分为高于中位值的组和低于中位值的组,然后分别计算每年的人均资本量的工资增长弹性。可以看出,对劳动分配率高于中位值的企业而言,人均资本量的工资增长弹性呈明显的上升趋势,而对劳动分配率低于
图1人均资本量的工资增长弹性(分企业性质)
Fig.1Wage growth elasticity of capital per capita (grouped by enterprise property)
图2人均资本量的工资增长弹性(以劳动分配率分组)
Fig.2Wage growth elasticity of capital per capita (grouped by distribution rate)
中位值的企业而言则不存在这样的趋势。可以认为,劳动分配率更高的企业存在更为明显的资本深化倾向。由此,假设1c得到验证。
根据公式(9),以雇佣规模年增长率为自变量,以全要素生产率年增长率、营业收入年增长率、人均工资年增长率为自变量,增加对数化总资产、企业年龄、年份、行业为控制变量,应用面板数据回归的固定效应模型得到表4的结果。模型1、模型2、模型3中的样本分别是总体样本、国企样本、民企样本,模型4、模型5、模型6则分别对应于模型1、模型2、模型3增加了三个自变量上一年的值作为自变量。
从表4的结果来看,六个模型在自变量的符号上完全一致,全要素生产率的上升带来雇佣规模的向下调整,营业收入的上升带来雇佣规模的向上调整,职工工资的上升带来雇佣规模的向下调整。假设2a、2b、2c轻松得到验证。
同时,对比国企和民企的系数可以发现,与国企相比,民企的雇佣规模受全要素生产率的影响似乎更小一些(模型3的-0.108和模型6的-0.110的绝对值均比模型2的-0.131和模型5的-0.137小),受营业收入的影响也更小一些(模型3的0.173和模型6的0.169的绝对值均比模型2的0.225和模型5的0.233小),受职工工资变化的影响则没有显著差异(模型3的0.372和模型6的0.383与模型2的0.353和模型5的0.364差别并不大)。事实上真是这样的吗?这使得对不同性质企业特征的进一步讨论显得有必要。
图3展示了雇佣规模调整的技术进步弹性在总体样本、国企样本、民企样本中在时序上的变化情况。民企的雇佣规模调整对于技术进步的弹性值得关注。尽管总体样本与国企样本的技术进步弹性并没有表现出特别的趋
注:①模型1为全体样本的回归结果,模型2为国企样本回归的结果,模型3为民企样本回归的结果,模型4、5、6分别对应模型1、2、3增加了滞后一期的变量;②控制变量:对数化总资产、企业年龄、年份、行业;③括号内为标准差;④*** p
势,民企的技术进步弹性在大多数年份都低于国企样本的,但民企雇佣规模调整的技术进步弹性却表现出较为明显的上升趋势。换言之,民企的雇佣规模对技术进步变得越来越敏感,这可以理解为在工资增长的趋势下,民企更倾向于通过技术进步来缓解人工成本上升的压力。
图4展示了雇佣规模调整的工资增长弹性在总体样本、国企样本、民企样本中在时序上的变化情况。总体样本和国企样本的弹性系数的绝对值在2001至2011年间基本呈上升趋势,而民企样本则没有表现出明显的趋势。可以认为国企的雇佣规模变得对工资增长越来越敏感。值得注意的是,在2008年及以后,国企和民企雇佣规模调整的工资增长弹性更加趋于一致,有可能是在2008年之后企业的人工成本压力普遍上升,在高人工成本压力下,企业的雇佣规模选择变得更为相似。
5结论与建议
通过理论分析与实证检验,本文发现,在工资增长的趋势下,以资本替代劳动是企业的理性选择,资本深化总体上呈加剧的态势,资本深化速度受工资增长和劳动分配率的影响。国有企业或许是因为拥有更好的融资条件,相对于民营企业而言以资本替代劳动的倾向表现得更是越来越强烈。劳动分配率较高的企业由于人工成本压力越来越大,其资本深化的倾向也越来越强。就企业的雇佣规模调整而言,技术进步和工资增长对其有显著的负向影响,营业收入则有显著的正向影响。民企的雇佣规模调整对技术进步越来越敏感,国企的雇佣规模调整对工资增长越来越敏感。
本文的经验结论所蕴含的启示表现在以下几个方面:首先,未来一段时间的就业压力仍可能较大,但其表现形式有所变化,由以往的劳动力市场供给带来的压力逐渐转向为劳动力市场需求方的压力。由资本对劳动替代形成的就业压力,不是仅仅通过提高经济增长速度就能化解的,而是需要新的劳动力市场政策来应对,比如鼓励劳动倾向型的技术创新等。其次,国有企业在资本获取上的优势应该受到限制。国有企业由于能以低于市场水平的成本获取资本,在人工成本上升之时也就更容易以资本替代劳动,同时也更不倾向于以技术进步的方式来解决问题,限制其低成本获取资本的可能性不仅有助于扩大就业也将促进技术进步。再次,在提高劳动分配率的同时要关注资本深化的趋势,尤其是对于一些劳动密集型产业,提高劳动者工资的手段不能搞一刀切、不能靠行政手段,而应注意市场化手段的应用。当然,本研究所使用数据均来自上市公司,相对于整体企业而言,上市公司的平均规模相对更大、平均绩效也相对更好,本文结论的稳健性仍可以在进一步研究中进行验证。
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【 关键词 】 数据库架构;全局数据库;中心数据库;数据清洗;数据转换
The Overall Planning of University Data Integration
Du Wei
( Southwest University of Science and Technology Network Information Center SichuanMianyang 621010 )
【 Abstract 】 database integration is the cornerstone of University information, as the University information system and the rapid development of digital campus, university data integration approach can not meet its requirements. The following three models from the start database integration, itemized analysis of the advantages and disadvantages of each method, and data from which to seek consistent development model integrated university program.
【 Keywords 】 database structure;global database;center database;data cleaning;data conversion
目前很多高校的数据集成仍旧停留在“按需集成、自下而上”的单点工作模式。随着高校业务系统逐渐增加,系统间的数据关系也日趋多元化。如果仍然使用原有的构架对数据进行集成显然是不科学的,同时也无法满足信息化校园建设的需求。因此从整体上重新规划数据的集成构架,设计出符合高校信息化建设要求的数据集成环境,已成为当务之急。
1 高校数据库集成现状分析
1.1 架构分析
现行高校的业务系统,一般采用相互独立的业务系统,如:财务系统、人事系统都有其相对独立的数据系统。这种单一的存储方式虽然简化了各个部门的管理,提高了独立部门的工作效率,但是就整个校园的数据架构而言,数据之间并没有构成相互的连接通道,每个部门都是一个单独的信息源。换言之各个部门的数据形式存在方式为孤岛点。
另一方面,就实际的系统搭建环境而言,其环境可能在时间、存储格式、存储形式上也是不统一的。
1.2 工作环境关系分析
毕竟,学校是一个整体,每个部门之间存在着相互的工作关系,其数据是需要交互的。例如:财务系统需要从人事系统中提取新招聘教工的相关信息;教务系统需要从财务系统获取学生的缴费情况等。
目前很多高校都是从“需要到实现”,并没有从整个的工作环境去分析,只是单纯的从工作需要去进行被动的数据交互,其弊端所显现的杂、乱是显而易见的。
综上所述,如何对高校的数据库进行科学、合理的集成设计尤为重要。
2 数据库集成框架讨论
2.1 网状架构
网状架构是数据库集成的最初雏形,它是一个点对点的结构,在高校信息化建设的初期,各个部门的的业务系统刚刚使用,数据集成是一种自发的“按需集成”。
当某个部门需要某数据时才会进行数据的提取、交换、集成。方式多采用的是邮件传输、磁盘拷贝等方式。集成周期也不确定通常是“即用即采”。
数据集成在点对点架构中存在着:集成范围小、质量差、周期混乱、方式落后等弊端,从根本上就满足不了快速增长的高校信息化建设。
2.2 星形架构
所谓的星形架构就是每两个业务系统之间互有关联,从而形成一个大的星形结构。
在星形架构下,任意两点间需要数据交换、集成;
另一方面,操作方式,开始使用ETL(Extract、Transform、Load)等工具对数据进行抽取、转换、集成、清洗等工作,当然对异构的数据结构集成也做到了相应的加强。
这里要特别强调的是,星形结构使高校数据集成彻底了告别了“信息孤岛”。
但是星形结构下还是存在着以下问题:
虽然星形结构解决了单点问题,但是在可扩展性、抗干扰、数据统一、安全等方面还是存在着不足的地方。
试想如果在星形结构中添加一个中心节点,类似于在多个计算机之间加一个集线器以完成它们之间的通信。以上星形结构中所显现的问题是否可以解决呢?
2.3 中心节点结构
通过设计一个中心节点,使得星形结构成为辐射状。也就是说,在核心节点做一个数据的集成,使得各个系统对于其自身感兴趣的数据进行集成,其工作的具体流程如下:
(1)所有的业务系统按照统一的模型将自己的数据加载到中心节点;
(2)按照各个部门所感兴趣的数据,集成到各个业务系统中去。
中心节点的数据结构充分的解决了星形结构中的问题,是较为先进的一种数据集成方式。
以上我们分析了数据库集成的三种方式,从中找到了一种适合高校数据库集成的架构,下面我们对“中心节点”进一步的分析,使其更加符合高校的数据库集成环境。
首先我看下面这张图2,下图展示的是高校数据集成的一个模板图,可以在此基础上进行扩展、衍生。
名词解释:
* 业务系统数据库:业务系统数据库是高校中各个部门最基础数据的提供者、受益者。各个库把互相感兴趣的数据提交到中心数据库,已达到互相交换的目的。
* 全局数据库:全局数据库是面向综合应用的业务数据源.
* 数据仓库:主要功能是数据的统计、分析挖掘等数据存储。其基本数据来源是从数据集成平台提供数据,按照相应的约定、规则(如:时间)来进行数据的存储和集成。
* 数据集成平台:数据集成平台主要完成的是数据的集成过程,主要完成的功能有集成、调用、转换以及加载。一般情况下使用的工具有Oracle的ODI等。
数据集成平台提供的功能主要有:
在数据集成平台存在一个临时的数据存储空间,一般我们定义它为数据集成中心库,该库的作用是:保证数据及时、有效的集成。它不面向任何一般的用户,其中存在时间戳、操作位等明显的字段标识。
3 符合高校数据集成架构特点
3.1 数据库集成流程图
整个集成过程分为三个阶段:
第一阶段:数据集成平台通过ETL过程把业务系统中的数据抽取到集成中心数据库,抽取到集成中心数据库的数据经过清洗转换,使格式变得标准能够供其他业务系统所用。各个业务系统根据自身需要,从集成中心数据库中提取自身需要的数据,经过集成平台清洗转换为自有业务系统所要求的格式;
第二阶段:数据集成平台提供数据给全局数据库,用以支撑全局数据应用;
第三个阶段:数据仓库从数据集成平台中获取各业务系统中的主题数据,为统计数据分析、数据挖掘所用。
将整个数据集成工作划分为以上三个阶段,在条理、结构上变得清晰。并且能够和应用进行关联,可以了解到每个阶段的用户价值。
3.2 架构中的数据流向
在整体架构中,从数据流向上来看,数据集成平台与业务系统之间的数据流是双向的,即业务系统中的业务数据可以上行到数据集成中心,数据集成平台的数据也可以下行给各业务系统;数据集成平台与全局数据库之间的数据流也是双向的,即数据集成平台中的数据下行至全局数据库,提供基础业务数据,全局数据库提供校数据标准,为其他业务系统使用;数据集成平台与数据仓库的数据流是单项的,即数据集成平台的数据提供给数据仓库,用户数据的分析和辅助决策。
3.3 以数据集成平台为中心节点
通过以上分析不难看出,我们建立了一个以数据集成平台为中心的交互平台,一方面提供了包含全局,一致的、细节的、当前或接近当前的数据,用于系统间集成;另一方面,通过对集成过程中数据的沉淀,起到了全局数据落定的效果。
此平台可以保证:
(1)保证数字化校园信息编码的统一;
(2)保证任何两个业务系统之间没有冗余业务数据;
(3)保证“谁产生、谁维护”原则;
(4)保证所有的数据都只有唯一的维护者;
(5)保证提供反映整个学校的全面信息;
(6)保证为整个学校决策提供所需的数据信息。
4 分析
4.1 将全局库作为中心节点的不合理性
在很多高校的数据库集成部署方案中,将全局数据库作为整个架构的中心节点。从全局的部署来看是合理的,能够满足我们以上所提出的架构方案,但是在具体的实践中却暴露出很多问题:
我们定义的全局数据库是为上层应用服务的,是为数据需求者进行数据分析、查询等工作提供基础数据的。既然是最“基层”的数据提供者,那么对其本身的架构要求必然是稳定的,而实际数据库集成过程中是要经常变动的。
其次,从整个系统性能上来讲:假设全局数据库即为上层应用服务又要完成中心数据库的工作,那么势必影响整个系统架构的性能。
最后,从安全性的角度出发,如果经常在全局数据库上操作,势必影响其为“上层应用”服务。
综上所述,把全局数据库作为中心节点是不科学的。只能将其脱离出来,只完成其为上层应用服务的功能就能够解决以上问题。
5 结束语
信息化校园建设要达成高效、统一的建设目标需要校内各个部门相互协作,而各个部门的数据库关联又是重中之重,只有找到一种科学的、合理的集成方案才能达到其目的。所以说一个合理的数据库架构集成方案才是信息化校园建设的基石!
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