基于主成分分析法的徐州創(chuàng)新型城市建設(shè)能力評價研究

馬娜戎曉紅

（1.徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院工商管理學(xué)院江蘇徐州221140；2.徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑學(xué)院江蘇徐州221140）

基于主成分分析法的徐州創(chuàng)新型城市建設(shè)能力評價研究

馬娜1戎曉紅2

（1.徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院工商管理學(xué)院江蘇徐州221140；2.徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑學(xué)院江蘇徐州221140）

創(chuàng)新型城市評價是通過評價城市的綜合創(chuàng)新水平，進(jìn)而評價創(chuàng)新型城市的實(shí)現(xiàn)程度。本文在理論分析的基礎(chǔ)上構(gòu)建創(chuàng)新型城市競爭力評價指標(biāo)體系，運(yùn)用主成份分析法對徐州市及江蘇省其他12個地級市的創(chuàng)新能力進(jìn)行評價分析，根據(jù)評價結(jié)果提出改建建議，以期為徐州市創(chuàng)新能力的提供決策依據(jù)。

城市型城市；評價指標(biāo)體系；主成份分析法；徐州市

進(jìn)入21世紀(jì)以來，創(chuàng)新已經(jīng)成為了一個國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第一推動力，由此“創(chuàng)新型城市”成為國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和實(shí)業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。研究徐州市創(chuàng)新型城市建設(shè)評價指標(biāo)體系，旨在通過指標(biāo)體系監(jiān)測評價徐州市的創(chuàng)新能力水平，形成對徐州城市創(chuàng)新性發(fā)展的跟蹤監(jiān)測機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對城市創(chuàng)新性建設(shè)的有效管理，推動徐州創(chuàng)新型城市科學(xué)、有效發(fā)展。

1.徐州市創(chuàng)新型城市建設(shè)能力評價方法

1.1 指標(biāo)確定與體系框架

表1 創(chuàng)新型城市建設(shè)綜合評價指標(biāo)體系

根據(jù)創(chuàng)新型城市的內(nèi)涵、特征和創(chuàng)新型城市發(fā)展的相關(guān)理論研究和實(shí)踐研究成果，從創(chuàng)新型城市建設(shè)的框架、內(nèi)容、內(nèi)部系統(tǒng)和外部環(huán)境等方面，結(jié)合徐州市近年來城市創(chuàng)新性發(fā)展的相關(guān)數(shù)據(jù)，采用了相應(yīng)的創(chuàng)新城市評價指標(biāo)體系[1]：包括1個目標(biāo)層：徐州市創(chuàng)新型城市建設(shè)綜合創(chuàng)新能力，5個一級指標(biāo)和15個二級指標(biāo)，具體見上表1所示。

1.2 創(chuàng)新型城市建設(shè)綜合評價方法的選擇

本文運(yùn)用主成分分析法(Principal Component Analysis)來評價徐州市城市創(chuàng)新能力狀況，主成分分析法基本思路[2]：建立原始變量的相關(guān)線性組合，利用降維的思路，將這些原本相關(guān)的變量，組合成新的不相關(guān)的變量代替原始變量來分析問題和解決問題。主成分分析法計算步驟如下[2]：(1)原指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化變換；(2)求出指標(biāo)樣本的相關(guān)系數(shù)矩陣；(3)計算相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值和特征向量；(4)計算各特征值的貢獻(xiàn)率，并按累計貢獻(xiàn)準(zhǔn)則提取主成分；(5)用主成分對評價問題做出綜合分析。

2.徐州市創(chuàng)新型城市建設(shè)能力綜合評價

2.1 原始數(shù)據(jù)庫的建立及標(biāo)準(zhǔn)化

徐州創(chuàng)新城市發(fā)展數(shù)據(jù)根據(jù)《江蘇省統(tǒng)計年鑒2013》、《江蘇科技年鑒2013》、《2013年各個城市的國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公布》整理后進(jìn)行了采集獲取，運(yùn)用江蘇省內(nèi)13個城市創(chuàng)新能力橫向比較的方式。鑒于各指標(biāo)數(shù)量單位的不統(tǒng)一，個別指標(biāo)數(shù)量方差較大的情況，為

了避免對因子荷載的較大影響，首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理，即對江蘇13個樣本城市的15個指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

2.2 提取因子

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理過后，運(yùn)用降維確定主成分因子個數(shù)，設(shè)定主因子的特征值大于1，并依據(jù)因子分析的原則，選定的主因子對方差解釋的累計百分?jǐn)?shù)應(yīng)該達(dá)到85%以上。如圖1的碎石圖所示，其中拐點(diǎn)為3，說明前三個因子能概括大部分信息，進(jìn)行保留。

圖1 碎石圖

由降維結(jié)果，看出這三個特征值大于1的因子對方差的累計百分?jǐn)?shù)達(dá)到93.178%（見表2），符合設(shè)定條件，因此提取前三個成分做為三個主成份，分別為：F1、F2、F3。

表2 指標(biāo)特征值及貢獻(xiàn)率

使用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出方差極大正交旋轉(zhuǎn)后的主成份荷載矩陣（見表3）。

表3 旋轉(zhuǎn)后主成分荷載矩陣

旋轉(zhuǎn)后主成分荷載矩陣中，每一個載荷量表示主成分與對應(yīng)的變量的相關(guān)關(guān)系[3]，從表中可以看出，第一主成分F1在評價指標(biāo)專利申請授權(quán)量、高新技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)值、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、政府財政支出；第二主成份F2對R&D支出占GDP的比重、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)值占地區(qū)比重、每萬人科技活動人員數(shù)、城鎮(zhèn)家庭居民人均可支配收入、人均地區(qū)生產(chǎn)總值；第三主成份F3在R&D全時當(dāng)量、普通中等學(xué)校數(shù)兩個指標(biāo)上具有較大荷載。

2.3 因子得分及排序

以各因子的方差貢獻(xiàn)率占各因子總方差貢獻(xiàn)率的比重做為權(quán)重加權(quán)匯總，得出各城市的綜合因子得分，即每個城市的因子總得分= F1×37.329/93.178+F2×36.439/93.178+F3×19.410/93.718，得到的各個因子及綜合因子的得分?jǐn)?shù)值及排序見表4，表中因子得分情況及其正負(fù)表明該城市與平均水平的相對位置。

表4 各城市創(chuàng)新能力因子得分及排名

3.結(jié)論和建議

3.1 研究結(jié)論

（1）在江蘇省13個地區(qū)城市創(chuàng)新能力綜合排名中徐州市位于第八，屬于中等偏后水平，與排名前列的城市存在較大的差距。其中，第一主成分排名第4，即在專利申請授權(quán)量、高新技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)值、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、政府財政支出上排名第4；第二主成份排名11，即R&D支出占GDP的比重、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)值占地區(qū)比重、每萬人科技活動人員數(shù)、城鎮(zhèn)家庭居民人均可支配收入、人均地區(qū)生產(chǎn)總值這幾個指標(biāo)排名較為落后；第三主成份排名第2，即R&D全時當(dāng)量、普通中等學(xué)校數(shù)這兩個指標(biāo)較其他地區(qū)排名較好。

（2）徐州市城市創(chuàng)新能力相對較弱，其原因主要為：與江蘇經(jīng)濟(jì)核心區(qū)相距較遠(yuǎn)，城鎮(zhèn)家庭居民人均可支配收入、人均地區(qū)生產(chǎn)總值這兩個指標(biāo)相對蘇南地區(qū)較弱，城市創(chuàng)新效益水平低下；另外R&D支出占GDP的比重、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)值占地區(qū)比重、每萬人科技活動人員數(shù)上投入也相對較少（?。┻@說明徐州市創(chuàng)新投入能力和創(chuàng)新研究能力也較弱。

3.2 提升徐州市創(chuàng)新能力的建議

3.2.1 政府應(yīng)加大對教育、科研方面的投入力度，以及創(chuàng)新型人才的引進(jìn)

城市的創(chuàng)新性的發(fā)展，離不開具備創(chuàng)新精神、方法的專業(yè)性人才。這就要求政府發(fā)揮主導(dǎo)作用，在積極引進(jìn)掌握創(chuàng)新理念、方法的人員的同時，更要發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢，引導(dǎo)當(dāng)?shù)馗叩葘W(xué)校在教育中優(yōu)化學(xué)科專業(yè)布局，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，強(qiáng)化創(chuàng)新性的教育硬件和軟件。在科研投入方面，地方政府應(yīng)從當(dāng)?shù)貙?shí)際出發(fā)，結(jié)合自身優(yōu)勢領(lǐng)域，通過財政政策的合理制定，支持企業(yè)增加R＆D經(jīng)費(fèi)的投入。

3.2.2 優(yōu)化城市創(chuàng)新技術(shù)環(huán)境，為城市創(chuàng)新因子的培育營造良好的氛圍

良好的創(chuàng)新環(huán)境氛圍，是支撐城市創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基本保障。信息化的技術(shù)是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要手段，徐州市在改善創(chuàng)新環(huán)境時，應(yīng)運(yùn)用先進(jìn)的信息技術(shù)對城市基本硬件，如基礎(chǔ)公用、民用設(shè)施建設(shè)進(jìn)行改善，刺激大眾的創(chuàng)新意識；支撐高新技術(shù)企業(yè)的發(fā)展；加強(qiáng)同周邊區(qū)域的合作，特別是高新技術(shù)方面的研究與合作，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)跨區(qū)域發(fā)展。

3.2.3 優(yōu)化創(chuàng)新發(fā)展的制度，強(qiáng)化政府服務(wù)職能

熊彼特認(rèn)為創(chuàng)新分為技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新，技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展離不開良好的制度。政府是城市運(yùn)行的管家，是制度、規(guī)則的制定者。城市空間內(nèi)創(chuàng)新性的制度可以更加科學(xué)、合理、高效的配置利用各種資源，政府要強(qiáng)化服務(wù)職能，確保創(chuàng)新性制度的運(yùn)行和作用的發(fā)揮。

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A Comprehensive Evaluation of the Construction of Innovation Cities in Xuzhou CityBased on Principal Component Analysis

Mana1Rongxiao－h(huán)ong2

(1.School of business administration,Xuzhou College of Industrial TechnologyJiangsuXuzhou221140；2.School of architecture,Xuzhou College of Industrial TechnologyJiangsuXuzhou221140)

The evaluation of innovation cities assesses the realization level of innovative cities through the evaluation of the comprehensive innovative level.In this paper,the author builds an innovative city competitiveness evaluation index system based on the theoretical analysis,and evaluates Xuzhou city and other 12prefecture-level cities the innovation capacity through principle analysis method.Alterations made recommendations based on the evaluation results,in order to provide the ability to provide innovative Xuzhou basis for decision making.

Innovative city；Evaluation index；Principal component analysis；Xuzhou City

TU984.2

A

2095-7327（2016）-10-0129-03

江蘇高校哲學(xué)社會科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目：大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的徐州智慧化城市的構(gòu)建模式研究，項(xiàng)目批準(zhǔn)號為2014SJB427。

馬娜，女，江蘇徐州人，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)榻?jīng)濟(jì)管理。戎曉紅，女，河北鹿泉人，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)橥恋刭Y源資產(chǎn)管理研究。