主成分分析論文

1、利用主成分分析對江蘇省沿江地區(qū)物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綜合評價【摘要】現(xiàn)代物流的發(fā)展程度已經(jīng)逐漸成為衡量一個區(qū)域或國家現(xiàn)代化程度和綜合競爭力的 重要標(biāo)志之一。物流產(chǎn)業(yè)的實質(zhì)體現(xiàn)為技術(shù)密集和勞動密集相結(jié)合，是具有第三產(chǎn)業(yè)特征的跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨部門特點的產(chǎn)業(yè)形式。物流產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟(jì)增長，特別是區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長和區(qū)域產(chǎn)業(yè)協(xié)作的推動，都有著不可替代的重大意義，在區(qū)域經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)布局研究過程中，都不能忽 視物流產(chǎn)業(yè)在其中的基礎(chǔ)保障作用。本文在構(gòu)建江蘇省沿江地區(qū)物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜合指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，運(yùn)用多元統(tǒng)計分析中的主成分分析方法，對江蘇省沿江地區(qū)20個地市的物流發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合評價，為江蘇省各地市物流產(chǎn)業(yè)主管部門制定相應(yīng)

2、政策提供一定的理論依 據(jù)，旨在提高江蘇省沿江地區(qū)整體物流發(fā)展水平?！娟P(guān)鍵詞】主成分分析物流產(chǎn)業(yè) 綜合評價一. 研究背景經(jīng)濟(jì)的快速增長對物流業(yè)產(chǎn)生了巨大的需求，促使物流業(yè)以及與物流相關(guān)的交通運(yùn)輸、倉儲配送和郵電通信業(yè)等都有較快的發(fā)展。同時，作為經(jīng)濟(jì)增長的加速器”物流業(yè)的快速發(fā)展將會改變國民經(jīng)濟(jì)增長方式 ，降低國民經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行成本，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。物流對 于經(jīng)濟(jì)增長的影響以及物流業(yè)與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系已經(jīng)成為物流領(lǐng)域的一個研究重點。本文擬從主成分分析的角度出發(fā)，以江蘇省數(shù)據(jù)為例來探討哪些因素是物流發(fā)展的主要因素， 對江蘇省物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行綜合評價，從而為江蘇省乃至全國的物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供

3、一定的啟示。二. 主成分分析方法介紹主成分分析是把原來多個變量化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)的一種統(tǒng)計分析方法，從數(shù)學(xué)角度來看，這是一種降維處理技術(shù)。 假定有n個地理樣本，每個樣本共有p個變量描述，這樣就 構(gòu)成了一個nxp（】）如何從這么多變量的數(shù)據(jù)中抓住主要的變量指標(biāo)呢？要解決這一問題，自然要在p維空間中加以考察，這是比較麻煩的。為了克服這一困難，就需要進(jìn)行降維處理，即用較少的幾 個綜合指標(biāo)來代替原來較多的變量指標(biāo)，而且使這些較少的綜合指標(biāo)既能盡量多地反映原來較多指標(biāo)所反映的信息，同時它們之間又是彼此獨(dú)立的。那么，這些綜合指標(biāo)（即新變量）應(yīng)如何選取呢？顯然，其最簡單的形式就是取原來變量指標(biāo)的線性組合，

4、適當(dāng)調(diào)整組合系數(shù)，使新的變量指標(biāo)之間相互獨(dú)立且代表性最好。如果記原來的變量指標(biāo)為x1 , x2，xp,它們的綜合指標(biāo)- 新變量指標(biāo)為x1, x2，,zm（詐p）。貝UX1口尋+，=111X1 +L泌3斗,+瞄勺在（2）式中，系數(shù)lij由下列原則來決定：種降維處理技術(shù)。階的數(shù)據(jù)矩陣:（1）zi與zj （i勺；i , j=1 , 2,，m）相互無關(guān);（2）z1是x1 ,x2，xp的一切線性組合中方差最大者；z2是與z1不相關(guān)的x1 ,x2，, xp的所有線性組合中方差最大者；zm是與z1 , z2 , zm-1都不相關(guān)的x1 , x2, xp的所有線性組合中方差最大者。這樣決定的新變量指標(biāo)z1,

5、z2,，zm分別稱為原變量指標(biāo)x1, x2,，xp的第一， 第二，第m主成分。其中，z1在總方差中占的比例最大，z2 , z3,，zm的方差依次 遞減。在實際問題的分析中，常挑選前幾個最大的主成分，這樣既減少了變量的數(shù)目，又抓住了主要矛盾，簡化了變量之間的關(guān)系。從以上分析可以看出，找主成分就是確定原來變量xj （j=1 , 2,，p）在諸主成分zi（i=1, 2,， m）上的載荷lij（i=1 , 2,， m; j=1, 2,， p） ,從數(shù)學(xué)上容易知道，它們分別是x1, x2,，xp的相關(guān)矩陣的m個較大的特征值所對應(yīng)的特征向量。主成分分析是社會經(jīng)濟(jì)問題中研究應(yīng)用最多的多元統(tǒng)計方法之一，其原理

6、是利用降維的思想，在保證原始數(shù)據(jù)信息損失最小的前提下，將原來指標(biāo)重新組合成一組新的互相無關(guān)的幾個綜合指標(biāo)，這幾個綜合指標(biāo)是原始指標(biāo)的線性組合。并且保留了原始指標(biāo)的主要信息， 彼此間又互不相關(guān)，使復(fù)雜的問題簡單化，抓住主要矛盾進(jìn)行分析。基本步驟為：確定分析變量，收集數(shù)據(jù)；原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理；由標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)求協(xié)方差矩陣；求R的特征值、特征向量和主成分的方差貢獻(xiàn)率；提取主成分；求主成分分值，計算 綜合分值。三. 實證分析（一）數(shù)據(jù)選取以及指標(biāo)來源根據(jù)上文主成分分析的基本原理，本文以江蘇省為例， 考慮到統(tǒng)計數(shù)據(jù)可獲得性，本文選取 地區(qū)生產(chǎn)總值”作為物流需求規(guī)模影響指標(biāo)；選取 公路里程以及民用汽車擁有量”

7、作為物流供給的影響因素；選取第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值 ”作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響因素。具體選擇的指標(biāo)為：地區(qū)生產(chǎn)總值x1、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值x2、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值x3、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值x4、公路里程x5以及車輛擁有量x6等。其中，三大產(chǎn)業(yè)不僅考慮了區(qū)域經(jīng)濟(jì)總量，還考慮了江蘇省經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)對物流需求規(guī)模影響。（具體的原始數(shù)據(jù)見表1所示）表12009年江蘇省沿江地區(qū)主要指標(biāo)地區(qū)地區(qū)生產(chǎn)總值（億元）第一產(chǎn)業(yè)（億元）第二廣業(yè)（億元）第二產(chǎn)業(yè)（億元）公路里程（公里）民用汽車 擁有量 （萬輛）江蘇省區(qū)3825.7698.721694.962032.08758163.85江陰市1713.1932.211028.40652.582

8、34714.47常州市區(qū)1919.4244.111098.67776.64385929.56常熟市1230.7026.93691.77512.00304213.51張家港巾1402.0019.98870.32511.70145211.52太倉市612.0124.66355.35232.0011686.41南通市區(qū)1144.9041.32652.70450.88305115.91啟東巾359.5049.29188.48121.7326394.30如皋市355.1536.97198.28119.9029974.31海門市415.0033.43247.97133.6022564.03揚(yáng)州市區(qū)830.

9、8719.77483.79327.3118989.59儀征市227.2913.05137.2776.9714571.90江都市402.0832.63228.04141.4121163.64鎮(zhèn)江市區(qū)741.2616.51442.62282.1314767.73丹陽市502.2129.38285.37187.4619914.55揚(yáng)中市213.487.56125.8480.089581.82句容市215.1221.60119.2574.2723071.56泰州市區(qū)458.5311.79291.89154.8510454.77靖江巾364.4315.41214.69134.3311823.38泰興市3

10、37.0727.01193.23116.8319673.26數(shù)據(jù)來源：江蘇省統(tǒng)計年鑒2010（二）數(shù)據(jù)處理以及計算結(jié)果對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。 計算特征值、方差貢獻(xiàn)率以及各指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣。 筆 者利用SAS9.1.3軟件對標(biāo)準(zhǔn)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 特征值、方差貢獻(xiàn)率的結(jié)果如表2所示， 各指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值如表3所示，各地區(qū)的綜合得分如表4所示，表2方差分析表主成 分初始特征值提取的主成分載荷的平方和特征 值方差貢獻(xiàn)率%累計方差貝獻(xiàn)率%特征 值方差貢獻(xiàn)率%累計方差貝獻(xiàn)率%15.429890.5090.505.429890.5090.5020.46587.7698.260.46587

11、.7698.2630.05870.9899.2440.03610.6099.8450.00960.16100.00600100.00提取方法：主成分分析法表3各指標(biāo)相關(guān)系數(shù)矩陣的特征量Prin1Prin2Prin3Prin4Prin5Prin6X10.419061-.3120720.104114-.007028-.219835-.817180X20.3815470.6315090.571777-.3555460.0439540.018578X30.399822-.4896530.4914940.3970040.2160010.393125X40.423129-.176339-.282026-.

12、368583-.6301980.421100X50.4001010.477188-.3584610.687302-.1064510.000000X60.424067-.072414-.461121-.3281580.7032800.000000表4綜合排序綜合排名namey綜合排名namey1南與市區(qū)3.3784511江都市-0.276572常州市區(qū)1.0250412丹陽市-0.277533江陰市0.4213413鎮(zhèn)江市區(qū)-0.357184南通市區(qū)0.4012914太倉市-0.380875常熟市0.2543115泰興市-0.390966張家港巾-0.0059916句容市-0.470827啟東巾

13、-0.0297317靖江巾-0.617528如皋市-0.1150018泰州市區(qū)-0.623479揚(yáng)州市區(qū)-0.2018919儀征市-0.6780010海門市-0.2390620揚(yáng)中市-0.81584四.結(jié)果分析提取主成分。如表2所示，提取前2個特征值的主成分， 這兩個主成分的累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)到98.26%，表明提取的前2個主成分可以基本反映全部6個指標(biāo)所具有的信息，能在一定程度上說明區(qū)域物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綜合因素。筆者利用SAS9.1.3統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，得出相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值（見表3）,進(jìn)而得到主成分的表達(dá)式可以表述為：Prin1=0.419061x1+0.381547x2+0.3998

14、22x3+0.423129x4+0.400101x5+0.424067x6Prin2=-0.312072x1+0.631509x2-0.489653x3-0.176339x4+ 0.477188x5 -0.072414x6對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理計算出各地區(qū)的綜合得分（見表4）,負(fù)分值不表示物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力差，評價分值只是反映了物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力的相對強(qiáng)弱。從表4的綜合排名可以看出，得分為正值的地區(qū)只有5個，得分為負(fù)值的市有15個,這信息說明江蘇省的物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前不容樂觀，并且地區(qū)之間的發(fā)展不平衡， 易形成兩極分化的局勢。五.政策建議針對本文影響物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力的主要因素的分析，提高地區(qū)物流

15、產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力具體政策建議如下：（一）加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，構(gòu)建合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從上述結(jié)果看第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與江蘇省物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)了高度的相關(guān)性，而并非第 三產(chǎn)業(yè)，說明當(dāng)?shù)谝弧⒍?、和第三產(chǎn)業(yè)構(gòu)成比例不合理時，對物流需求就出現(xiàn)了削弱作用。 因此，在發(fā)展江蘇省物流產(chǎn)業(yè)時必須先加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，構(gòu)建合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。（二）加快物流產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，完善物流發(fā)展平臺基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)越的區(qū)域， 運(yùn)輸條件便利， 就可以吸引更多的物流， 這與本文最終分析的 結(jié)果是一致的。因此，在江蘇省物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程之中，必須不斷完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加 大鐵路、公路以及內(nèi)河的里程。加大投資，增加車輛的擁有量。構(gòu)建合理的物流信息平臺，

16、加大物流人才的培養(yǎng)等。（三）加強(qiáng)政府對物流業(yè)發(fā)展的規(guī)劃，制定人才開發(fā)戰(zhàn)略各級政府要加強(qiáng)對物流業(yè)發(fā)展的規(guī)劃和指導(dǎo)，加強(qiáng)宣傳引導(dǎo)，營造物流業(yè)發(fā)展的良好環(huán)境，制定物流人才開發(fā)戰(zhàn)略，建立吸引人才的有效機(jī)制。在貫徹落實好國家和省現(xiàn)有推動物流業(yè)發(fā)展有關(guān)政策的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究制定促進(jìn)物流業(yè)發(fā)展的土地、稅收、融資和交通管理等方面的政策措施。省及地方各級人民政府在財政資金安排上，支持重點物流項目建設(shè)、物流人才培養(yǎng)、物流科技研發(fā)和物流基礎(chǔ)性工作。在符合國家、省用地政策的前提下，優(yōu)先安排省級重點物流項目用地。對全省重點物流企業(yè)的土地和房屋使用稅實行適當(dāng)減免，用足用好物流營業(yè)稅抵扣政策。制定城市物流配送車輛通行便利措施和降低物流企業(yè)規(guī)費(fèi)負(fù)擔(dān)的 政策。（四）加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高最終消費(fèi)支出實踐證明，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)地區(qū)對物流的需求規(guī)模越大，經(jīng)濟(jì)增長對物流需求有很大促進(jìn)