灰色關聯度模型的基本步驟如下：
第一步，指標初始化。首先將評價指標原始觀測數進行無量綱化處理，即進行指標數值初始化運算；
第二步，確定參考序列。選取初始化指標的最優值作為最終進行比較的參考序列，設參考序列為γi，j，比較序列為yi，j。灰色關聯係數的計算公式如（1）式所示，其中分辨率取ρ=0.5。
其中，ri，j即為γi，j與yi，j的關聯度；ri，j越大，越接近於1，說明j因素對因變量影響越大。
第四步，根據關聯度ri，j的大小對待評的指標進行排序。ri，j越大，越接近於1，說明j因素對因變量影響越大，從而得出各因素之間的關聯程度大小。根據經驗，當ρ=0.5時，兩個因素的關聯度大於0.6時表示其具有顯著的關聯性。
（二）評價指標選擇
為了評價港口城市綜合經濟力，確定詳細的評價指標及其度量的內容至關重要。本文選取香港、新加坡、上海以及天津共四個港口城市作為評價對象進行評價，從腹地經濟狀況、港口能力、集疏運能力、運輸服務能力、航運市場發達程度、航運產業集聚度、航運產業發展程度、地區創新能力水平以及政府政策傾向九大方麵構建9個一級港口城市綜合競爭力評價指標和25個二級指標。
（三）評價指標處理
由於評價指標的計量單位彼此之間各不相同，為保證其具有可比性，首先對港口城市綜合競爭力評價指標進行無量綱化處理。目前為止，對指標進行無量綱化處理的方法較多，本文借鑒馬社強（2011）的研究，采用功效係數方法將港口城市綜合競爭力評價指標值轉化為屬於區間[0，1]的指標值，具體見（4）式所示。
其中，a和b為常數，a表示對變換後的指標值進行平移，b表示對變換後的指標值進行相應倍數的增大或縮小；Nj為最滿意值，即目前條件下可以達到的最優值；nj為不允許值，即該指標不應出現的最低值。此外，為了突出指標之間的差異性，設定：a=0.3，b=0.7。
港口城市綜合競爭力評價分析
（一）評價指標權重的確定
為了更為客觀地評價港口城市綜合競爭力，本文首先采用突出局部差異的均方差法對港口城市綜合競爭力的指標進行賦權。該方法的基本原理見式（5）所示：
其中，ωj為評價指標體係中的第j項指標的賦值權重，yij表示第i個評價地區的第j項評價指標的具體樣本值，n表示被評價地區的數量，m表示為指標的數量。這裏，n=4，m=29。
通過對指標數據運用局部差異的均方差法可確定港口城市綜合競爭力指標權重，29個評價指標的權重大小依次為：信息基礎設施水平>城市綜合實力>服務業集聚度>集裝箱吞吐量>物流業發展水平>腹地經濟實力>金融行業規模>貨物吞吐量>碼頭長度>港口運輸服務水平>水路貨運能力>交通基礎設施水平>航空貨運能力>貿易比率>萬噸級泊位數>製造企業集聚度>工業發展水平>地區創新能力>航運交易水平>物流企業集聚度>金融服務水平>政策優惠力度>航空運輸服務水平>服務業發展水平>市場融資能力。其中，地區的信息基礎設施水平、城市綜合實力、服務企業集聚度、以集裝箱吞吐量為代表的港口發展水平、物流業發展水平、腹地經濟實力以及金融行業規模等指標的權重較高。這也說明，港口城市綜合競爭力主要受到上述因素的影響。
（二）港口城市競爭力評價結果分析
下麵運用灰色關聯分析方法對天津、新加坡、香港和上海等城市競爭力進行評價。根據式（1）、式（3）和表2提供的指標權重值，使用2011年天津、新加坡、香港和上海的指標值來測算四大港口城市的競爭力，結果顯示，新加坡和香港城市綜合競爭力評價結果具有顯著性，通過了灰色關聯係數大於0.6的檢驗，綜合評價值分別為0.67409和0.68873。因此，新加坡和香港的港口城市競爭力較強。與之相比，上海和天津發展水平的綜合評價結果分別為0.56705和0.44834，低於0.6的臨界值，不具有顯著性。
根據提供的一級指標評價結果顯示：在腹地經濟狀況、集疏運能力、港口能力、運輸服務水平、航運產業集聚度等方麵，天津城市競爭力與新加坡還有較大差距，處於較低的水平；在航運市場發達程度方麵，香港和上海優勢明顯，而天津的發展水平較低，與之差距較大；在地區創新能力方麵，上海位於絕對高的水平，相比之下，天津與香港、新加坡的水平相當，差距並不明顯；在航運產業發展水平方麵，天津在綜合評價中位於第三的位置，仍具有一定的發展空間；在政府政策傾向方麵，目前天津的政策優惠力度位於首位，高於香港、上海和新加坡，這也說明現階段天津的港口城市建設具有一定的政策支持力度，擁有較為優越的政策條件。