基于主成分分析的廣東省郵電業發展狀況研究

黎詩梅 李雄英

摘要通過主成分分析方法，選取2006、2011和2016年廣東省各市郵電業務數據，對廣東省21個地級市的郵政和通信事業發展狀況進行分析和發展水平層次劃分，從時間和地域空間兩個維度對廣東省各地區郵電業發展情況進行排名分組.結果表明，當前廣東省各地區郵電業發展狀況存在顯著的地區差異.

關鍵詞產業經濟學；地區差異；主成分分析；郵電業；廣東省

中圖分類號F603 文獻標識碼A

Study on Post and Telecommunications Industry

Development in Guangdong Province Based

on Principal Component Analysis

Shimei Lia ， Xiongying Lib

（a School of finance， b School of Statistics and Mathematics ， Guangdong University

of Finance and Economics， Guangzhou， Guangdong510320，China ）

AbstractBased on the post and telecommunications industry business data of 21 prefecture-level cities in Guangdong province in 2006， 2011 and 2016， principal component analysis method has been applied to analyze and give a ranking order of 21 prefecturelevel cities in terms of their post and telecommunications industry development levels from two dimensions of time and geographical space. The results showed that the regional differences among prefecturelevel cities of Guangdong province were obvious.

Key wordsindustrial economics； regional differences； principal component analysis； post and telecommunications industry； Guangdong province

1引言

郵政和通信是重要的國民經濟部門，同時也是社會服務部門，與人們日常生活密切相關，關系到人民群眾的切身利益.21世紀以來，廣東省郵電業開始快速發展，郵電業務總量從2000年的757.22億元增加到2016年的6892.41億元，年均增長率達到14%.與此同時，隨著科學技術的進步和互聯網、快遞等產業的興起，廣東省郵電業務的結構和規模發生了顯著的變化，這體現在移動電話、互聯網、快遞等相關指標數據的大幅度上升，成為評判一個地區郵電業發展水平的重要指標，如互聯網寬帶接入用戶從2000年的216.41萬戶增長到2016年的2851萬戶，年均增長率達到17%，函件、報刊以及本地電話等傳統業務規模逐漸縮減.廣東省作為我國現代化進程最快的地區之一，其郵政和通信事業的發展也領先國內大部分地區，但其發展存在一定的地區差異.依據《廣東統計年鑒》，計算2006、2011和2016年各地級市郵電業務總量占全省總量比重.結果顯示，近十年間，廣州、深圳以及東莞的郵電業務總量約占全省的50%，各地區間郵電業務總量差距較大，且逐年擴大.

“十三五”時期是郵政深化改革、轉型升級的重要時期，《郵政業發展“十三五”規劃》提出“三個全面”、“三個突出”和“六個注重”，更加明確行業發展方向，推動我國由郵政大國向郵政強國邁進.及時調整廣東省郵電業發展結構，使各地區的郵電業務趨向平衡，并朝著更優更強的方向前進是時代發展的必然趨勢.因此，研究該省各地區郵電業的發展狀況顯得尤為必要.

近年來，已有不少學者針對郵電業的地區差異問題展開研究.吳建民等（2008）[3]運用相關分析法，分析我國郵政發展的省際差異，并指出經濟收入是影響各地區郵政發展的空間差異的最終決定因素.康國棟等（2008）[4]采用時間序列和空間差異相結合的方法，分析了近 20 年來我國郵電業的發展，通過對我國 31 個省區人均郵電業務量的分析，將其劃分為5個等級，結果發現人均郵電業務量與人均 GDP 呈正相關關系.在此基礎上，以人口和人均 GDF 為變量，建立了我國郵電業的地域需求模型，發現科技進步和經濟發展是我國各省區郵電需求的關鍵增長因素.曹小曙和李琳娜（2009）[5]利用基尼系數，分析廣東省郵電通信業務量 1980～2006 年的變化趨勢，在此基礎上，選取1985年、1995年和2005年3個時間斷面，利用因子分析剖析郵電業務水平的空間分布格局，進而構建郵電通信發展指數P，反映各市的郵電通信發展速度.封燁等（2017）[6]通過對全國與省域層面的郵政函件業務量及人均函件量的時空演變及影響因素的分析，揭示了郵政函件業務在大陸31個省市的空間分布極不均衡等現象.

在此，以先前學者的研究成果為基礎，把廣東省21個地級市作為研究對象，分別選取2006、2011和2016年廣東省各市郵電業務指標，利用R語言統計分析軟件，采用主成分分析法，研究廣東省郵政與通信事業發展的空間差異，并展現各地區郵電業發展水平的排名趨勢.通過相關分析和層次劃分，有助于找出當前廣東省郵電業在地區差異問題上具體表現，最終找到平衡區域差異的途徑.

2研究方法

多元統計分析是數理統計學中的一個重要的分支學科，是一種綜合分析方法.重要的多元統計分析方法有：回歸分析、判別分析、聚類分析、主成分分析、因子分析、多元方差分析等.蘇為華（2012）[7]認為，從評價方法看，應用與關注最多的方法依然是多元統計綜合評價方法與運籌優化方法.文獻數量最多的前十位分別是： 聚類分析、因子分析、主成分分析、AHP 法、模糊評價、判別分析、綜合指數、功效系數、DEA、灰色系統評價等.

在研究廣東省21個地級市郵電業發展狀況中，采用的研究方法為主成分分析法.

2.1主成分分析法

主成分分析是將多指標化為少數幾個綜合指標的一種統計分析方法，由 K.Pearson（1901）提出，再由 Hotelling（1933） 加以發展起來.主成分分析是通過降維技術把多個變量化為少數幾個主成分的方法，這些主成分保留原始變量的絕大部分信息，它們通常表示為原始變量的線性組合.通過主成分分析，可以從事物錯綜復雜的關系中找出一些主要成分，從而能有效利用大量統計數據進行定量分析，揭示變量之間的內在關系，得到一些對實物特征及其發展規律的深層次啟發，把研究工作引向深入.

主成分分析的計算步驟如下：

（1）求標準化數據的相關矩陣.

（2）求相關矩陣的特征值和特征向量.

（3）計算方差貢獻率與累積方差貢獻率：每個主成分的貢獻率代表了原數據總信息量的百分比.

（4）確定主成分：設 C1，C2，…，CP 為p個主成分，其中前m個主成分包含的數據信息總量（即其累積方差貢獻率）不低于80%時，可取前m個主成分來反映原評價對象.

（5）用原指標的線性組合來計算各主成分得分.以各主成分對原指標的相關系數（即載荷系數）為權，將各主成分表示為原指標的線性組合，而主成分的含義則由各線性組合中權數較大的指標的綜合意義來確定，即

Cj=μj1χ1+μj2χ2+…+μjpχp，j=1，2，…，m.

該式稱為主成分得分函數， 由它來計算每個樣品的主成分得分.若取m =2，則將每個樣品的p個變量代入上式即可算出每個樣品的主成分得分C1和C2，并將其在平面上做主成分得分的散點圖，進而對樣品進行分類或對原始數據進行更深入的研究.

（6）綜合得分與排名.以各主成分的方差貢獻率為權，將其加權求和得到綜合得分.

C=λ1C1+λ2C2+…+…λmCmλ1+λ2+…+λm=∑mj=1WjCj.

這里Wj 是主成分的權重，利用總得分就可以得到得分名次[8].

在廣東省21個地級市郵電業發展狀況的研究中，如何科學、合理地對各地區郵電業發展狀況進行綜合評價和分析，是當前調整廣東省郵電業發展結構中的一個重要問題.反映廣東省各地區郵政和通信事業發展狀況的指標眾多，各指標間差別各異，針對多指標統計問題，蔣亮，羅漢（2003）[9]指出通過采用主成分分析法選取評價的綜合指標，能在數據信息損失最少的原則下構建主成分綜合評價模型，抓住客觀事物的主要矛盾，對客觀事物作出綜合評價，從而增強評價結果的客觀性.因此，將主成分分析法應用于廣東各地區郵電業發展差異的研究是科學的和可行的.

2.2指標選取

反映廣東省各地區郵政和通信事業發展狀況的指標眾多，同時，各地區之間的情況各異，統計的指標難以統一.為此，綜合考慮指標的性質和影響程度以及指標數據獲取的難度后，從中國統計出版社出版的 《廣東統計年鑒》獲得2006、2011和2016年廣東省21個地級市郵電業發展的基本數據，選取了7項指標：

x1：郵政業務總量（億元）；

x2：函信件（萬件）；

x3：報刊累計數（萬份）；

x4：快遞（萬件）；

x5：移動電話用戶（萬戶）；

x6：本地電話用戶（萬戶）；

x7：通信業務總量（億元）.

其中，以x1表示郵政規模，以x2、x3和x4反映郵政業務量情況，以x5和x6反映電信業務量情況，以x7表示電信規模.

所用數據來自2007、2012和2017年《廣東統計年鑒》，也可在廣東統計信息網直接下載。

2.3分析工具

R是一種編程語言，也是一種用于數據處理、統計分析以及制圖的軟件系統.相較于SPSS、SAS等統計學或數學專用的軟件，R更便捷、簡單，有利于廣大初學者掌握，而更為重要的是，R軟件是一個完全免費的自由軟件.近年來，由于其優秀的多種統計學及數字分析功能，R得到越來越多的關注.

在此，將基于R語言的主成分分析函數展開相關分析.

3數據分析

通過R語言的主成分分析，將指標的原始數據標準化后建立相關系數矩陣，分別求出2006、2011以及2016年的相關系數矩陣的特征值、方差貢獻率及累計方差貢獻率見表1，和主成分載荷見表2.

主成分的選取一般要滿足兩個原則，一是主成分對應的特征值>1，特征值越大代表重要程度越大；二是前m個主成分的累計方差貢獻率不低于80%.由表1可以得知，2006，2011和2016年第一個主成分的特征值分別為2.587，2.569和 2.571，遠遠大于要求的1.此外，累積方差貢獻率分別為95.625%，94.307%和94.437%，大于85%的標準，故選取第一個主成分即可反映原來7個指標所反映的絕大部分信息，此時原有變量信息丟失較少，大大簡化了計算，分析效果比較好.因此在此使用第一個主成分構成了原指標數據的主成分，并進行下一步分析.

表2是第一個主成分因子載荷矩陣，從中可以分別看到2006、2011和2016年所選定的第一主成分與原始變量的相關系數，主成分的載荷值越大，說明此變量對主成分的解釋越多，影響越大.可以看出，在2006、2011以及2016這3年間，各個變量的系數都為負，而且各數值相差不大，第一主成分在每個變量上具有相近的載荷，說明每個變量對主成分的貢獻都差不多，第一主成分基本反映了這些原始變量的信息.其中，2006年，第一個主成分中所包含的原始變量郵政業務總量以及通信業務總量變量的系數最大，同時達到0.382，說明這兩個變量對第一主成分影響最大， 郵政業務總量以及通信業務總量能夠綜合代表第一主成分的發展狀況.2011和2016年， 相關系數最大的都是通信業務總量，由此看出，隨著移動互聯網、大數據、物聯網等新型信息服務的發展，通信業務總量保持加速增長勢頭，通信業在社會經濟中占據越來越重要的位置.

由表2主成分載荷矩陣得到各年份第一個主成分得分，分別建立主成分綜合評價模型如下：

F2006=-0.382x1-0.376x2-0.375x3-0.378x4-0.377x5-0.376x6-0.382x7，

F2011=-0.381x1-0.377x2-0.355x3-0.382x4-0.375x5-0.386x6-0.388x7，

F2016=-0.381x1-0.378x2-0.351x3-0.380x4-0.384x5-0.384x6-0.387x7.

4綜合得分以及排名

遵循主成分分析步驟，用原指標的線性組合來計算各主成分得分，可以得到2006、2011和2016年廣東省21個地級市郵電事業發展狀況的主成分得分，結果見表3.

根據表3中的綜合排名，大體上可以將廣東省21個地級市郵電業的發展層次劃分為高發展區、中等發展區和低發展區.同時，依據《廣東統計年鑒》（2017）對廣東各地區經濟發展水平的劃分，將各地級市歸類為珠江三角洲、東翼、西翼和山區等區域.

從2006年的排名情況看，廣東省郵電業高發展區包括廣州、深圳、東莞、佛山、江門、中山和汕頭，它們的排名都在整體排名的前7名.其中，除了汕頭外，排名較高的地區都屬于經濟發展水平高的珠江三角洲區域；中等發展區包括惠州、湛江、珠海、茂名、揭陽、梅州和肇慶，它們的排名都在平均排名附近；低發展區包括韶關、陽江、清遠、潮州、河源、汕尾和云浮，它們的排名在整體排名的后10位，其中有4個地區屬于經濟發展水平較落后的山區.

根據2011年的排名情況，不同地區所處的層次發生了變化.與2006年相比，高發展層次的地區發生的變化較小，原先處于中等發展區的惠州市新增到高發展區，而原先處于高發展區的汕頭市降到中等發展區，高發展區包含的其它地區排名不變.中等發展區的包含的地區發生的變化也不大，除了已提及的惠州市和汕頭市以外，增加了原先處于低發展區的清遠市，同時，肇慶市由先前的中等發展區降到低發展區，除此之外，低發展區所包含的地區與2006年相比沒有不同，可見，原屬于珠江三角洲區域的肇慶市在郵電業遇到發展的瓶頸，最終拖了珠江三角洲的后腿.

與2011年相比，2016年不同地區的郵電業所處的發展層次發生了細微的變化.高發展區所包含的地區及其排名保持不變，而原先處于低發展層次的肇慶市的排名升到中等發展層次，原先處于中等發展層次的清遠市降到低發展層次.此時，廣東省各地級市的郵電業發展差異及相關排名已趨向穩定.

5結論

通過運用主成分分析法對廣東省21個地級市的郵電業發展的研究，可以得知，當前廣東省各地區郵電業發展狀況存在顯著的地區差異.這首先體現在經濟發達、基礎設施完善的珠江三角洲地區擁有發展郵電業得天獨厚的條件和需求，而經濟較落后、地處偏遠的部分區域排名總體靠后.以2016年各地區排名和層次劃分的情況為例，除了肇慶市和珠海市屬于中等發展區，其余珠江三角洲地區都位居高發展區.其次，東翼和西翼各地區大都位于郵電業發展的中等層次，而山區各地區大都位于低發展層次.因此，盡管歷年來整體上廣東省各地區郵電業的業務量以及相關指標數據不斷增長，但無法回避的現實是，廣東省郵電業的地區發展水平越來越不平衡.與此同時，在時間上各地區郵電業不平衡的發展狀況越發明顯.這主要體現在，隨著時間的推移，各地級市郵電業發展的差異及相關排名漸趨穩定.從2006、2011和2016年各地區的排名情況看，高發展層次發生排名變動的情況越來越少，盡管近年來，珠海市和汕頭市郵電業發展越來越成熟以及相關排名漸趨穩定，但仍無法躋身高發展層次.與此同時，處于低發展區的汕尾和陽江的排名不進反退.這表明，可能在很長一段時間內，廣東省各地區的郵電業發展水平以及排名情況不會發生變動，地區間郵電業發展的差異會越來越明顯.

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