基于多元統計分析的城市競爭力研究

王中+鄧瓊+王躍恒

摘要應用多元統計分析方法對34個省會城市和計劃單列市的競爭力進行了綜合評估.首先設立城市競爭力評價指標，由于指標之間存在相關性，采用因子分析法選取公共因子作為評價的綜合指標，然后構造評價函數，根據城市競爭力在各公因子上的得分及其綜合排名，分析各城市的發展特色和競爭優劣點.基于因子分析法得到的公因子替代原始變量，分別采用系統聚類分析法和K均值聚類分析法給各城市劃分類型，比較兩種不同聚類法得出的結果，分析聚類結果可靠性.最后基于綜合評估結果給出了提高城市競爭力的合理建議.

關鍵詞區域經濟學；競爭力與綜合實力正相關；多元統計分析；聚類分析

中圖分類號F224.7文獻標識碼A

Research on Urban Competitiveness Based on Multivariate Statistical Analysis

Zhong WANG，Qiong DENG，Yueheng WANG

（School of Mathematics and Statistics，Changsha University of Science and Technology，410114，China）

AbstractThis paper made a comprehensive study on the urban competitiveness of 34 provincial capitals and municipalities.First，the evaluation index of urban competitiveness was set up.Due to the correlation between the indicators，the factor was used as the comprehensive index of the evaluation，and then the evaluation function was constructed.According to the scores of the city's competitiveness on the common factor and its comprehensive rank，the development characteristics of the city and the advantages and disadvantages of competition were analyzed.Based on the factor analysis，the common factors were replaced by the common variables.The clustering types and the Kmeans clustering analysis were used to classify the cities respectively.The results of the two different clustering methods were compared and the reliability of the clustering results was analyzed.Finally，based on the comprehensive evaluation of the results，some recommendations were put forward to improve the competitiveness of the cities.

Key wordsUrban competitiveness；Factor analysis；System clustering；Kmeans clustering method；Comprehensive evaluation

1引言

在研究35個省會城市和計劃單列市的競爭力綜合評估中，采用的具體分析方法為因子分析法和聚類分析法.

李如（2008）[1]認為隨著經濟全球化的到來，城市在全球競爭中主體特性表現得越發鮮明，在經濟和社會發展中影響力越來越顯著.然而，有多方面因素會影響城市具體功能，不能僅僅通過城市特定某個或某幾個方面就確定其相應的定位.需要綜合考慮社會經濟的各個方面.通過利用多元統計學中的因子分析和聚類分析方法，建立城市競爭力綜合評估模型.根據系統性、科學性原則考慮關于城市綜合發展評價的指標體系，對34個省會城市和計劃單列市（其中有部分數據不完整）的城市競爭力發展水平進行定量分析并給出合理建議.徐俊杰（2004）[2]提出隨著中國經濟的迅速發展，中國城市競爭力探討逐漸成為一項具有深遠意義的全新課題.城市競爭力的研究能夠幫助城市了解自身的競爭機遇和威脅、地位和環境等等.能夠幫助城市掌握其他城市的發展情況.能夠幫助城市學習其他城市發展的長處和優勢，從而制定科學的競爭與區域合作策略.許東（2003）[3]認為中國各城市充分積極的合作，合理有效的競爭，有利于形成科學的區域經濟.

對一個復雜系統通過收集有關信息和客觀評價營運狀態的過程為綜合評估.

系統的多目標性是綜合評估的難點.王燕飛（2015）[4]指出進行綜合評估，往往需要綜合觀察許多運行指標，然而只有在一維空間中才能實現排序評估，在眾多的指標中，很難直接比較其實力，所以解決綜合評估的核心問題的方法就是客觀、科學的用單指標的形式綜合替換多指標.寧越敏，唐禮智（2001）[5]說因子分析主要是一種降維思想，以較少的幾個綜合因子反映原始變量的大部分信息，將多個指標綜合為少數幾個公因子去描述與因素之間的聯系.它的優點在于不受主觀因素的影響，它是基于由數據分析而得出的指標之間的內在結構關系確定的權數，由于抽取的公因子之間相互獨立，從而減少信息的交叉，這對于分析評價十分有力.endprint

因子分析法做加權評估主要是構造公因子F1，F2，…，Fm的線性組合，由于公因子的方差較大，則該公因子反映原始信息量越多，故以各公因子Fj的方差貢獻率aj作為權數構造一個綜合評價函數，即形如y=a1F1+…+amFm，對每個城市計算出y的值，并按照其大小進行排序或城市分類劃級.

鐘靈，張瑩，伍艷春（2011）[6]介紹了關于城市競爭力的研究，國外起步較早，主要是圍繞城市競爭機制、城市競爭影響因素、城市競爭評價、以及城市競爭力提升戰略等開展的.國內起步相對較晚，主要是對城市競爭力評價指標體系的研究，總體上還未形成一個權威、科學、統一的評價體系.

周振華，陳維，湯靜等（2001）[7]的文章表明，上海社會科學院首次提出現代市場競爭是最有價值的生產要素，另外，比較有代表性的是倪鵬飛（2005）[8]的“弓弦模型”，模型認為城市競爭力為一個城市在發展過程中與其他城市相比較所具有的吸引、競爭、占有和轉化資源，占領和控制市場、創造價值及為其居民提供福利的能力.他把影響城市競爭力硬要素比作弓，把軟要素比作弦，把城市產業比作箭，它們相互作用形成城市競爭力.

2研究方法

2.1構建評價指標體系

根據系統性原則、可比、可量、可行性原則及全面與重點相結的原則設立7個一級評價指標、21個二級評價指標.一級指標為：國民經濟核算、人口與就業、房地產、財政和金融、運輸和郵電、經濟貿易、教育、衛生文化.二級指標為：x1國內生產總值、x2第一產業增加（億元）、x3第二產業增加（億元）、x4第三產業增加（億元）、x5年末總人口（萬元）、x6在崗職工平均工資（元）、x7房地產開發投資額（億元）、x8房地產開發企業購置土地面積（萬平方米）、x9地方財政預算內收入（億元）、x10地方財政預算內支出（億元）、x11城鄉居民儲蓄年末余額（億元）、x12旅客運輸量（萬人）、x13貨物運輸量（萬噸）、x14郵政局數（所）、x15固定電話用戶數（萬戶）、x16社會商品零售總額（億元）、x17貨物進出口總額（百萬美元）、x18普通高等學校在校學生數（萬人）、x19醫院衛生院數（個）、x20職業（助理）醫師數（萬人）、x21劇場影院數（個）.

2.2多元統計學方法

在使用上述方法構建指標、收集樣本數據后，檢驗指標間的相關性，若變量之間存在相關性，采用因子分析法，通過線性變換，將原始變量綜合為少數幾個公共因子，公共因子之間相互無關，并且這少數幾個公因子包含原始變量的大部分信息，然后把方差貢獻率作為權重，構造公因子的線性函數，該函數值即城市的綜合競爭力大小.

何曉群（2015）[9]基于因子分析法得到的公因子替代原始變量，分別采用系統聚類分析法和K均值聚類分析法給各城市劃分類型，并比較兩種不同聚類法得出的結果，分析聚類結果可靠性.

2.3分析工具

（1）EXCEL：數據錄入EXCEL，對收集到的數據進行指標篩選，處理數據缺失值，再進行指標分類.

（2）SPSS：統計分析用SPSS統計分析軟件.在SPSS軟件上，實現因子分析法、系統聚類法及K均值聚類法.

3研究結果

3.1樣本特征

研究對象是35所省會城市和計劃單列市，研究數據來源于2014年中國統計年鑒，數據處理包括：

1.數據有嚴重缺失的拉薩市沒有列入本文的討論范圍.

2.深圳的x21指標數據缺失，因為該指標數據波動小，所以通過將其前五年的數據平均補充該缺失值.

3.由于各指標有量綱差別，在因子分析中是從相關矩陣出發求公共因子，各城市的聚類分析，是利用公因子替代原始變量進行聚類的.

3.2因子分析法結果

3.3聚類分析結果

4結論

根據上面計算的結果可以得出以下幾個結論.

1.競爭力與經濟總量正相關

根據表1可知，抽取3個公因子，累計貢獻率達86%，Factor_1的貢獻率最大為65.084%.由表2與表3結合表4可知，Factor_1與經濟變量的相關性較大，主要表現的是各城市經濟總量情況，由于在公因子中權重最大，在綜合評價上起決定性作用.整個地區的競爭力基本體現在城市經濟總量的水平.上海作為中國的金融中心，改革開放以來上海是經濟飛速發展龍頭城市，在公因子Factor_1上面得分遠超于其它城市的得分，北京作為中國首都，在地理位置、國家政策便利、對外開放程度等方面都有得天獨厚的優勢，北京在這項的得分也很高；而西部城市、沒有經濟依靠的東部城市和沿海城市或是內陸城市的公因子Factor_1得分均為負值.

2.競爭力與公共事業正相關

Factor_2主要反映的是城市人口，還包含著為居民所提供的條件，包含城市交通、郵電通訊、醫療及文化娛樂.因此，要提高城市競爭力，可以從改善城市交通條件、郵電通訊設施以及進行醫療改革、控制人口數量方面著手.

3.競爭力與文化教育正相關

Factor_3主要反映的是城市高校的教育水平.通過比較，不難發現教育水平和綜合競爭力的關系，教育水平較高的，綜合競爭力基本都靠前.當今是一個創新驅動發展的時代，創新依靠人才培養，所以各個城市提高綜合競爭力的當務之急是提高教育水平、加快教育改革步伐.

因子分析法得出的排名情況和基于公共因子得出的兩種聚類法的聚類結果是基本一致的.表5和表6聚類結果一致，聚類結果中北京、上海、深圳聚為一類，上海、北京成一類，它們的各項指標均位于前列，具有各種優勢；對于深圳，它是我國最具活力的新興的工業城市；廣州、武漢為一類，廣州的各項指標均衡發展，武漢發展的特點是商貿中心、重工業基地，位于中國主要城市帶的中心，也位于中國大城市帶的正中心，基本上連貫東西，承接南北，武漢又有長江水道和漢江水道，武漢有希望發展成為中國最大的商貿集散和物流中心.重慶單獨為一類，從原始數據分析看來，作為我國人口數量最多的城市，重慶的客運量和人口遠超于其余城市.其它城市聚為另一類，由因子分析法排名結果可知：上海、北京、深圳、天津、重慶、廣州它們的競爭力排名分數高于其它城市，且具有顯著優勢，從地理位置來看，我國的主要經濟圈是以這些城市為中心的地區組成的，這些城市分別是長江三角洲、環渤海地區及珠江三角洲的領頭城市.成都、杭州、寧波、青島的競爭力排名分數均為正數，武漢、大連、沈陽的排名分數也趨近于正值，除武漢、重慶、成都以外，以上城市均位于我國的東部地區.除此以外的其它城市競爭力排名分數均為負值，由于諸如自然條件、歷史條件、經濟政策等因素的差異，我國各城市發展程度極不均衡，在社會商品零售總額和固定資產投資上，綜合排名為負值的城市均低于排名為正值的城市.要形成各區域經濟的均衡發展態勢，必須增加對這些區域的資金投入，同時給予政策上一定的支持和便利，當然授人以魚不如授人以漁各地區應該了解自身的發展特色、深入挖掘發展潛力擴展發展空間，通過揚長避短努力提高自身的競爭實力.

參考文獻

[1]李如.多元統計分析方法在評估城市競爭力中的應用[D].天津：南開大學數學科學學院，2008.

[2]徐俊杰.城市競爭力研究—以西安為例[D].西安：西安理工大學理學院，2004.

[3]許東.我國典型案例城市競爭力的分析和評價-兼論鄭州市城市競爭力的提升[D].河南：河南大學數學與統計學院，2003.

[4]王燕飛.基于多元統計分析法的吉林省城市競爭力評價[J].吉林化工學院學報，2015，12（32）：98-103.

[5]寧越敏，唐禮智.城市競爭力的概念和指標體系[J].現代城市研究，2001，10（3）：19-22.

[6]鐘靈，張瑩，伍艷春.基于多元統計分析法的城市綜合實力評價研究—以黑龍江省為例[J].金融經濟，2011，32（6）：50-52.

[7]周振華，陳維，湯靜等.國內若干大城市綜合競爭力比較研究[J].上海經濟研究，2001（1）：14-24.

[8]倪鵬飛.中國城市競爭力報告No.3[M].北京：社會科學文獻出版社，2005.

[9]何曉群.多元統計分析[M].北京：中國人民大學出版社，2015.endprint