主成分分析與聚類分析在物流園區(qū)空間類型定位中的應(yīng)用

[摘要] 本文利用主成分分析和聚類分析法對(duì)泛珠三角物流園區(qū)的空間類型進(jìn)行分類。在目前物流園區(qū)熱中，從宏觀角度對(duì)物流園區(qū)空間類型進(jìn)行合理劃分，在這基礎(chǔ)上對(duì)物流園區(qū)進(jìn)行合理的功能定位，可以實(shí)現(xiàn)各省區(qū)物流園區(qū)建設(shè)投資合理、物流系統(tǒng)優(yōu)化等目標(biāo)，并有效避免資源的重復(fù)配置和物流園區(qū)功能定位不清等問題。

[關(guān)鍵詞] 主成分分析聚類分析物流園區(qū)功能定位

一、引言

近年來，我國物流業(yè)發(fā)展迅速，物流園區(qū)作為物流發(fā)展中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，作用日益突出，各個(gè)地方紛紛興起建設(shè)物流園區(qū)的高潮。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國至少有20多個(gè)省市和30多個(gè)中心城市政府制定了區(qū)域性物流發(fā)展規(guī)劃和政策，還有數(shù)不勝數(shù)的城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)甚至街道辦事處都要發(fā)展物流園區(qū)。各個(gè)地區(qū)物流園區(qū)的盲目建設(shè)致使物流園區(qū)規(guī)劃建設(shè)中存在功能定位不清、盲目攀比、變相圈地等現(xiàn)象。

2004年國務(wù)院針對(duì)各地由于紛紛盲目建設(shè)物流園區(qū)出現(xiàn)的不少問題決定將物流園區(qū)列入整頓范圍。今后的物流園區(qū)建設(shè)將進(jìn)入冷靜、科學(xué)和多元化發(fā)展階段。在全國各地區(qū)、 部門和行業(yè)分割的管理下，為了防止物流園區(qū)在各地布局結(jié)構(gòu)趨同及資源重復(fù)配置，有必要對(duì)物流園區(qū)作更高層次的統(tǒng)籌規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)物流園區(qū)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

本文針對(duì)各地物流園區(qū)建設(shè)中存在的功能定位不清，資源重復(fù)建設(shè)等問題，試圖從宏觀層面通過對(duì)物流園區(qū)依托地區(qū)的條件分析，以及對(duì)各有關(guān)地區(qū)的橫向比較研究，確定物流園區(qū)宏觀布局載體的層次結(jié)構(gòu)體系，判斷某地區(qū)適宜建設(shè)的物流園區(qū)層級(jí)，對(duì)物流園區(qū)的空間類型進(jìn)行合理劃分，進(jìn)而對(duì)物流園區(qū)進(jìn)行合理定位。為此，借助主成分和聚類分析方法，通過使用多個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)物流園區(qū)空間類型劃分，以期望對(duì)我國的物流園區(qū)建設(shè)提供一定的指導(dǎo)與借鑒作用。文中選取泛珠三角地區(qū)進(jìn)行實(shí)證分析。

二、物流園區(qū)空間類型及功能

物流園區(qū)空間類型是指物流園區(qū)的空間層次類別。物流園區(qū)空間層次主要是指物流園區(qū)空間布局體系中的層次等級(jí)問題。物流園區(qū)的層次定位主要取決于其在整個(gè)物流服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的地位和作用。根據(jù)物流園區(qū)主要空間服務(wù)地域?qū)哟慰梢詫⑵鋭澐譃閲H性物流園區(qū)、區(qū)域性物流園區(qū)和城市性物流園區(qū)。其布局的空間層次關(guān)系如表2.1所示。

對(duì)物流園區(qū)宏觀空間布局層次的劃分主要是對(duì)其載體層次的劃分。分析物流園區(qū)宏觀布局層次類別，主要是判斷作為其宏觀布局載體的省區(qū)和城市能夠建設(shè)的最高級(jí)別物流園區(qū)種類情況。物流園區(qū)空間布局載體主要分為如下3個(gè)層次類別。

上層為國際樞紐型物流園區(qū)載體城市，也可稱為物流中心城市，該類城市具有良好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和優(yōu)越的交通區(qū)位優(yōu)勢，建有或具備條件建設(shè)國際樞紐型物流園區(qū)，其物流服務(wù)輻射范圍廣，物流相關(guān)作業(yè)規(guī)模大。

中層為區(qū)域集散型物流園區(qū)載體城市，該類城市具有較好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和較好的交通區(qū)位優(yōu)勢，建有或具備條件建設(shè)區(qū)域集散型物流園區(qū)，其物流服務(wù)輻射范圍一般在本區(qū)域內(nèi)。在物流園區(qū)布局層次體系中，此類城市主要承擔(dān)聯(lián)結(jié)上下兩類層次城市的功能。

基層為物流本地生成城市，該類城市是物流服務(wù)的本源需求地和最終消費(fèi)地，因此每個(gè)地級(jí)城市一般都需要建設(shè)本地配送型物流園區(qū)。此外，隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展，城市群作為空間經(jīng)濟(jì)體系不斷出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)考慮在密集的城市群間規(guī)劃布置公共的配送型物流園區(qū)。

三、主成分分析與聚類分析在泛珠三角物流園區(qū)功能定位中的應(yīng)用

1.主成分分析及聚類分析基本原理

主成分分析(Principal Component Analysis)是多元統(tǒng)計(jì)分析中一種重要的方法，用來考察多個(gè)定量(數(shù)值)變量間的相關(guān)性。在多指標(biāo)(變量)的研究中，由于變量的個(gè)數(shù)較多，并且彼此之間存在一定的相關(guān)性，因而使得所觀測的數(shù)據(jù)在一定程度上反映的信息有所重疊，而且當(dāng)變量較多時(shí)，在高維空間中研究樣本的分布規(guī)律及特征比較麻煩。它是研究如何通過少數(shù)幾個(gè)主分量(即原始變量的線性組合)來解釋多變量的一種方差-協(xié)方差結(jié)構(gòu)。主成分分析的應(yīng)用使問題得到簡化，即采用降維的方法找到幾個(gè)綜合因子來代表原來眾多的變量，使這幾個(gè)綜合因子盡可能反映原來的信息，而且彼此之間不相關(guān)。

聚類分析(Cluster Analusis)是統(tǒng)計(jì)學(xué)所研究的“物以類聚”問題的一種方法，它屬于多變量統(tǒng)計(jì)分析的范疇。它是一種建立分類的方法，能夠?qū)⒁慌鷺颖緮?shù)據(jù)(或變量)按照它們?cè)谛再|(zhì)上的親疏程度在沒有先驗(yàn)知識(shí)的情況下自動(dòng)進(jìn)行分類。這里，一個(gè)類就是一個(gè)具有相似性的個(gè)體的集合，不同類之間具有明顯的非相似性。在分類過程中，不必事先給出一個(gè)分類標(biāo)準(zhǔn)，聚類分析能夠從樣本數(shù)據(jù)出發(fā)，客觀地決定分類標(biāo)準(zhǔn)。

2.主成分分析與聚類分析在泛珠三角物流園區(qū)功能定位中的應(yīng)用

“泛珠三角區(qū)域合作與發(fā)展論壇”的舉行，標(biāo)志著包括華南九省區(qū)以及港澳兩個(gè)特別行政區(qū)的泛珠三角合作全面啟動(dòng)。目前，泛珠三角區(qū)域正在協(xié)力打造全中國最為龐大的一體化產(chǎn)業(yè)帶、交通網(wǎng)以及信息流，在發(fā)展物流業(yè)的過程中，泛珠三角區(qū)域各大城市應(yīng)根據(jù)各自的產(chǎn)業(yè)布局，以及優(yōu)勢，實(shí)行對(duì)物流產(chǎn)業(yè)的合理定位與規(guī)劃，進(jìn)而達(dá)到各城市在物流基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和布局方面要相互協(xié)調(diào)發(fā)展的目標(biāo)。本文利用主成分及聚類分析法，對(duì)泛珠三角各省區(qū)的物流業(yè)進(jìn)行綜合分析，對(duì)各省區(qū)的物流園區(qū)空間類型進(jìn)行科學(xué)定位，從而得出各省區(qū)適宜建立的物流園區(qū)層級(jí)。

(1)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取。建立分類指標(biāo)體系的目的是為了對(duì)物流園區(qū)宏觀布局載體樣本進(jìn)行分類研究，在進(jìn)行物流園區(qū)空間布局載體分類指標(biāo)體系的選取時(shí)，建立科學(xué)合理的指標(biāo)體系關(guān)系到分類結(jié)果的正確性。因此，在選擇指標(biāo)體系時(shí)，應(yīng)充分考慮各種因素的影響，然后選擇出影響較大的因素和條件進(jìn)行分析。

本文從研究的總目標(biāo)出發(fā)，采用系統(tǒng)分析的方法，結(jié)合物流園區(qū)與其空間載體的相互關(guān)系，注意空間載體對(duì)不同層次類別物流園區(qū)的適應(yīng)性，建立一個(gè)系統(tǒng)完整、有機(jī)可行的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。采用頻度統(tǒng)計(jì)法、理論分析法和專家咨詢法以滿足指標(biāo)選擇的各項(xiàng)原則。本文選取GDP(X1)、人均GDP(X2)、GDP增長率(X3)、居民消費(fèi)水平(X4)、工業(yè)總產(chǎn)值(X5)、工業(yè)增加值(X6)、社會(huì)消費(fèi)品零售總額(X7)、交通運(yùn)輸倉儲(chǔ)及郵電通信業(yè)(X8)、批發(fā)零售貿(mào)易業(yè)總額(X9)、制造業(yè)總額(X10)、實(shí)際利用外資額(X11)、進(jìn)出口總額(X12)、外商投資企業(yè)數(shù)(X13)、社會(huì)貨運(yùn)量(X14)、鐵路貨運(yùn)量(X15)、公路貨運(yùn)量(X16)、水路貨運(yùn)量(X17)、鐵路網(wǎng)密度(X18)、公路網(wǎng)密度(X19)、公路貨物平均運(yùn)距的倒數(shù)(X20)、地理區(qū)位(X21)、是否為全國性交通樞紐規(guī)劃城市(X22)等22項(xiàng)指標(biāo)。

(2)主成分分析結(jié)果。以泛珠三角區(qū)域內(nèi)9個(gè)省區(qū)為研究對(duì)象(考慮到數(shù)據(jù)的可得性，以及香港和澳門的特殊地位，文中未將兩個(gè)特區(qū)納入研究范圍)，將9個(gè)省區(qū)的22項(xiàng)指標(biāo)用主成分法進(jìn)行分析，得到22個(gè)主成分。根據(jù)累計(jì)方差貢獻(xiàn)率超過85%的原則，提取前5個(gè)主成分作為第一、第二、……第五主成分，其累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)98.064%(見表2)。這說明前5個(gè)主成分已提供了全部原始數(shù)據(jù)的98.064%的信息。

(3)聚類分析結(jié)果。根據(jù)主成分的計(jì)算方法，得到各主成分的特征向量，根據(jù)各主成分特征向量，計(jì)算前5個(gè)主成分的標(biāo)準(zhǔn)得分系數(shù)，將主成分的得分系數(shù)代替原始指標(biāo)進(jìn)行聚類分析。利用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS12.0中的系統(tǒng)聚類方法，對(duì)9個(gè)省份進(jìn)行R型聚類，即對(duì)個(gè)案聚類，得到聚類結(jié)果，如圖所示。

(4)泛珠三角區(qū)域物流園區(qū)空間類型定位。通過對(duì)各省區(qū)的聚類分析，從圖可以看出，泛珠三角地區(qū)物流園區(qū)空間類型可分為3類，廣東為一類，江西和湖南為一類，福建、廣西、貴州、海南、四川和云南等5省為一類。

結(jié)合實(shí)際可見，聚類分析的結(jié)果較符合實(shí)際。這3類都有各自的特點(diǎn):

①廣東省是泛珠三角地區(qū)重要的交通樞紐，港口、機(jī)場和陸路交通十分發(fā)達(dá)，省區(qū)內(nèi)多種運(yùn)輸方式骨干線網(wǎng)交匯，工業(yè)商業(yè)、宏觀環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等優(yōu)勢明顯，發(fā)展物流所依托的各方面資源都很好，因此，廣東省具備建成國際樞紐型物流園區(qū)的條件，廣東省在泛珠三角地區(qū)處于物流園區(qū)空間布局的最高層次，是物流園區(qū)布局的1類地區(qū)。

②江西和湖南兩省在泛珠三角地區(qū)中除廣東省外地區(qū)實(shí)力較強(qiáng)的省區(qū)，發(fā)展物流的綜合實(shí)力比較突出，因此，這兩個(gè)省份適于建成區(qū)域集散型物流園區(qū)，是物流園區(qū)空間布局的2類地區(qū)，適宜建成跨省區(qū)區(qū)長途運(yùn)輸和省區(qū)城市間配送體系的轉(zhuǎn)換樞紐，承擔(dān)周邊省區(qū)與城市物流的集散功能。

③福建、廣西、貴州、海南、四川和云南5省發(fā)展物流的實(shí)力較弱，屬于物流園區(qū)空間布局的3類地區(qū)，即物流本地生成城市，適于建成城市型物流園區(qū)，主要保障商貿(mào)與城市生產(chǎn)，承擔(dān)各自省區(qū)的物流配送業(yè)務(wù)。

四、結(jié)語

文中選取反映物流業(yè)發(fā)展的22項(xiàng)指標(biāo)，通過主成分分析法，建立主成分模型，在主成分分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行聚類分析，以主成分得分系數(shù)代替原始指標(biāo)進(jìn)行聚類，在聚類分析時(shí)，用多種聚類方法進(jìn)行分析，聚類結(jié)果較為一致，這表明將主成分與聚類分析法相結(jié)合，可有效避免原始指標(biāo)間存在相關(guān)性造成聚類偏差，聚類結(jié)果較為客觀準(zhǔn)確。

本文在分析泛珠三角區(qū)域物流業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，為了合理對(duì)泛珠三角區(qū)域內(nèi)各省區(qū)的物流園區(qū)進(jìn)行定位，首先從宏觀層面，采用聚類分析法分析泛珠三角范圍內(nèi)各省區(qū)的物流園區(qū)的空間類型，然后，從微觀層面，在確定各省區(qū)物流園區(qū)空間類型的基礎(chǔ)上，對(duì)各省區(qū)的物流園區(qū)功能進(jìn)行定位，分析的結(jié)果較符合客觀實(shí)際。在目前物流園區(qū)建設(shè)熱中，可將該方法應(yīng)用在確定全國物流園區(qū)的宏觀空間布局規(guī)劃中，通過分析全國物流園區(qū)空間類型，以便提高物流園區(qū)規(guī)劃建設(shè)的決策科學(xué)性，避免和減少極易出現(xiàn)的盲目投資和重復(fù)建設(shè)。

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