主成分分析論文

1、利用主成分分析對(duì)江蘇省沿江地區(qū)物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綜合評(píng)價(jià)【摘要】現(xiàn)代物流的發(fā)展程度已經(jīng)逐漸成為衡量一個(gè)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(shí)質(zhì)體現(xiàn)為技術(shù)密集和勞動(dòng)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(diǎn)的產(chǎn)業(yè)形式。物流產(chǎn)業(yè)對(duì)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(dòng)，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(jì)分析中的主成分分析方法，對(duì)江蘇省沿江地區(qū) 20 個(gè)地市的物流發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，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(píng)價(jià)一.研究背景經(jīng)濟(jì)的快速增長對(duì)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(chǔ)配送和郵電通信業(yè)等都有較快的發(fā)展。同時(shí)，作為經(jīng)濟(jì)增長的加速器”物流業(yè)的快速發(fā)展將會(huì)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(duì)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(gè)研究重點(diǎn)。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(duì)江蘇省物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而為江蘇省乃至全國的物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供一定的啟示。

3、二.主成分分析方法介紹主成分分析是把原來多個(gè)變量化為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)的一種統(tǒng)計(jì)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(gè)地理樣本，每個(gè)樣本共有 p 個(gè)變量描述，這樣就構(gòu)成了一個(gè)nXp 階的數(shù)據(jù)矩陣：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(gè)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(shí)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(mp)。貝 UXj=1UX1+112X2+-FL6i+1篦叼+，+1不叼，小在(2)式中，系數(shù) lij 由下列原則來決定：(1)zi 與 zj(iwj；i,j=l,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,z2,，z

5、m 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(shí)際問題的分析中，常挑選前幾個(gè)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(gè)較大的特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量。主成分分析是社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題中研究應(yīng)用最多的多元統(tǒng)計(jì)方法之一，其原理是利用降維的思想，在

6、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(gè)綜合指標(biāo)，這幾個(gè)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?；静襟E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(jì)算綜合分值。三.實(shí)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(jì)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”作為物流供給的影響因素；選取

7、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(duì)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）第二產(chǎn)業(yè)（億元）第二產(chǎn)業(yè) （億元）公路里程（公里）民用汽車擁啟量（萬輛）江蘇省區(qū)3825.7698.721694.962032.08758163.85江陰市1713.1932.211028.40652.5823471

8、4.47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南通巾區(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)州巾區(qū)830.8719

9、.77483.79327.3118989.59儀征巾227.2913.05137.2776.9714571.90江都市402.0832.63228.04141.4121163.64鎮(zhèn)江巾區(qū)741.2616.51442.62282.1314767.73丹陽市502.2129.38285.37187.4619914.55揚(yáng)中巾213.487.56125.8480.089581.82句谷巾215.1221.60119.2574.2723071.56泰州巾區(qū)458.5311.79291.89154.8510454.77靖江市364.4315.41214.69134.3311823.38泰興市337.0

10、727.01193.23116.8319673.26數(shù)據(jù)來源：江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒 2010（二）數(shù)據(jù)處理以及計(jì)算結(jié)果對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。計(jì)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(duì)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力差貢獻(xiàn)率累計(jì)方差貢獻(xiàn)率特征值力差貢獻(xiàn)率%累計(jì)方差貢獻(xiàn)率15.429890.5090.505.429890.5090.5020.46587.7698.260.46587.7698

11、.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-.368

12、583-.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南京市區(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南通巾區(qū)0.4012914太倉市-0.380875常熟市0.2543115泰興市-0.390966張家港巾-0.0059916句谷巾-0.470827啟東巾-

13、0.0297317靖江市-0.617528如皋市-0.1150018泰州巾區(qū)-0.623479揚(yáng)州巾區(qū)-0.2018919儀征巾-0.6780010海門市-0.2390620揚(yáng)中巾-0.81584四.結(jié)果分析提取主成分。如表 2 所示，提取前 2 個(gè)特征值的主成分，這兩個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到 98.26%,表明提取的前 2 個(gè)主成分可以基本反映全部 6 個(gè)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(jì)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+0.38154

14、7x2+0.399822x3+0.423129x4+0.400101x5+0.424067x6Prin2=-0.312072x1+0.631509x2-0.489653x3-0.176339x4+0.477188x5-0.072414x6對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理計(jì)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(píng)價(jià)分值只是反映了物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力的相對(duì)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(gè)，得分為負(fù)值的市有 15 個(gè),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(duì)本文影響物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力的

15、主要因素的分析，提高地區(qū)物流產(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?、二、和第三產(chǎn)業(yè)構(gòu)成比例不合理時(shí)，對(duì)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(shí)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(tái)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

16、流信息平臺(tái)，加大物流人才的培養(yǎng)等。（三）加強(qiáng)政府對(duì)物流業(yè)發(fā)展的規(guī)劃，制定人才開發(fā)戰(zhàn)略各級(jí)政府要加強(qiáng)對(duì)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(shí)好國家和省現(xiàn)有推動(dòng)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(jí)人民政府在財(cái)政資金安排上，支持重點(diǎn)物流項(xiàng)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(jí)重點(diǎn)物流項(xiàng)目用地。對(duì)全省重點(diǎn)物流企業(yè)的土地和房屋使用稅實(shí)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(shí)踐證明，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)地區(qū)對(duì)物流的需求規(guī)模越大，經(jīng)濟(jì)增長對(duì)物流需求有很大促進(jìn)作用，這點(diǎn)