基于主成分分析法的河北省交通運輸與區域協調發展互適性評價

□孫明山

交通運輸與區域經濟之間存在著緊密聯系，但如何判斷二者之間的數量關系則存在一定的難度。本文將對河北省整體展開定量分析，構建交通運輸與區域協調發展的互適性評價指標，引進主成分分析法進行分析，用以判斷河北省整體的交通運輸與區域協調發展狀態，為河北省交通運輸發展政策提供參考。

一、評價思路

一個區域的交通運輸發展水平和區域協調發展的互適性分析應包括以下三個方面:一是系統結構上，兩者的結構要合理。二是整體性上，兩者之間要實現整體最優。三是相關性上，兩者目標相輔相成。交通發展與區域協調發展的適應性評價的思路和方法如圖1 所示。

圖1

圖2

二、評價指標選取及其體系構建

(一)指標體系構建方法應遵循的原則。一是可操作性原則。二是系統性原則。三是普遍性與特征性相結合原則。四是動態性和靜態性相統一原則。

根據研究的現實性和必要性，本文主要采用問卷調查法、頻度統計法、文獻研究法和專家咨詢法等多種方法來選取指標，指標選取方法和流程具體如圖2 所示。

(二)構建評價指標體系。

1．交通運輸發展評價指標體系。要想如實反映一個區域的交通運輸發展水平，選取的指標就要有代表性和客觀性，既要有數量指標，還要有效率指標，具體如表1 所示。

2．區域協調發展評價指標體系。衡量一個區域的協調發展水平時，指標選擇上要以效率和公平作為區域協調發展的指標選擇依據。具體指標選取如表2 所示。

對上述指標通過相關性分析，根據實際情況確定相關系數的臨界值(取0．85)，刪除相關系數r 小于0．85 的指標，可得如表3 所示的指標體系。

三、主成分分析法應用

綜合分析回歸分析法、層次分析法、神經網絡分析法等方法的優缺點，本文采用主成分分析法對河北省交通運輸與區域協調發展的互適性進行分析。

(一)主成分分析法的基本步驟。應用主成分分析法，可以將多個變量精簡為少數幾個線性無關的綜合指標變量，減少了分析問題的難度。其基本步驟如下:

第一，對原始數據X 進行標準差標準化處理:

第二，計算X* 的協方差矩陣C:

第三，計算協方差矩陣C 的m 個特征值λ1，λ2，．．．，λm及其對應的特征向量I1，I2，…，Im。

第四，確定主成分個數主成分Zk 的貢獻率為:

累計貢獻率為:

一般取累計貢獻率85%以上的特征值λ1 ，λ2 ，．．．，λk對應的主成分即可。

第五，計算主成分載荷。主成分Zk 與變量Xi 之間的相關系數，用p(zk，xi)表示:

第六，計算主成分得分:Z=Iλ*

表1 交通運輸評價指標體系表

表2 區域協調發展評價指標體系表

表3 河北省交通運輸與區域協調發展指標體系

表4 交通運輸主成分提取表Total Variance Explained

表5 區域協調發展主成分提取表Total Variance Explained

(二)主成分分析法應用。結合河北省交通運輸子系統發展情況，把近年來河北省交通運輸發展和區域協調發展的數據帶入SPSS 軟件進行主成分計算分析，按照特征值λ 大于0．85 提取主成分。

由表4 可以看出，Z1、Z2、Z3 主成分的貢獻率分別為74．982%、16．176%和7．246%，總方差超過了95%，為了減少信息重疊，選用這3 個主成分作為綜合評價指標。

由表5 可看出，Z1、Z2 主成分的貢獻率分別為78．053%和14．516%，總方差超過了90%，為了減少信息重疊，選用這兩個主成分作為綜合評價指標。

計算可得，河北省交通運輸和區域發展指標的主成分得分系數矩陣表6 所示。

利用SPSS 統計分析軟件進行主成分變量計算分析后，分別計算河北省交通運輸與區域協調發展各主成分得分值，具體數值如表7 所示。

表7 河北省交通運輸各主成分得分值

由表7 可知，其分值越高說明交通運輸與區域經濟系統的發展越有序，分值越低表明兩者之間還存在不協調、不一致的方面。具體而言，交通運輸發展和區域協調發展的第二和第三主成分的得分值存在波動，表明兩者有時存在不協調的情況。但第一個主成分的值都是逐年遞增的，表明近年來河北省交通運輸和區域發展是逐步上升，且均朝著有序的方向良性發展。

綜上所述，根據計算確定的河北省交通運輸發展與區域協調發展序變量各個主成分，可以確定:近年來河北省交通運輸與區域經濟發展總體上都正朝著有序的方向發展。

四、結語

本文以效率和公平作為區域協調發展的指標選擇依據，使用了頻度分析等指標篩選方法，建立了用于表征區域協調發展程度以及交通運輸發展現狀的指標體系，并使用主成分分析方法，對河北省整體進行了實證計算，并對結論進行了分析。結論認為:河北省交通運輸與區域社會經濟總體上均向著有序的方向發展，但交通運輸發展滯后于區域經濟發展的需要。

［1］張云，孫啟鵬，丁海鷹．交通運輸與區域經濟有關問題的探討［J］．長安大學學報(社會科學版)，2004，9:43～47

［2］曾珍香，段丹華，張培，王欣菲．基于主成分分析法的京津冀區域協調發展綜合評價［J］．科技進步與對策，2008，9:44～49

［3］石京，張丹，吳照章．區域協調發展與交通體系之間互動關系的考察與借鑒［J］．鐵道工程學報，2009，11:104～108

［4］張生瑞，邵春福．交通運輸系統協調發展理論與模型研究［J］．數學的實踐與認識，2007，3:1～6