基于主成分分析的交通經濟效益評價研究

摘要：交通運輸在社會經濟發(fā)展中一直占據(jù)著先導性和戰(zhàn)略性地位，為科學認識交通運輸對我國經濟發(fā)展影響，可從經濟、社會、環(huán)境三方面構建評價指標，并運用主成分分析法對我國近年來的交通經濟效益進行分析，結果顯示：我國交通經濟效益在2015—2018年之間呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，且規(guī)模經濟因素對效益分值的影響度最高。

關鍵詞：交通經濟;基礎設施建設;社會經濟效益;“交通強國”戰(zhàn)略;物流業(yè);公共交通;區(qū)域發(fā)展;主成分分析法

收稿日期：2020-10-22

作者簡介：黃楊茜，西南交通大學公共管理學院碩士研究生，主要從事公共工程組織與管理研究，E-mail：3067683277@qq.com。

交通運輸是國民經濟中的戰(zhàn)略性、引領性和服務性行業(yè)。隨著我國電商業(yè)的發(fā)展，在加快國民經濟增長的同時，極大帶動了各地區(qū)人員及物資的流動速率，也使社會對運輸總量需求不斷攀升。政府對建設生態(tài)型社會和現(xiàn)代化交通強國日益重視，更是向我國交通運輸提出了高層次的要求。交通運輸作為社會經濟發(fā)展的先行官，在當今的社會經濟形勢下，只有搶抓發(fā)展機遇，積極應對風險挑戰(zhàn)，主動爭取化“?！睘椤皺C”，才能加快實現(xiàn)社會經濟與交通業(yè)的協(xié)同發(fā)展，達成交通治理能力現(xiàn)代化目標〔1〕。

現(xiàn)階段學者們對于交通經濟效益的研究側重點略有不同，國內主要側重于理論研究及效益評價。孫鈺等人通過組合評價法對城市公共交通基礎設施的經濟效益展開研究，并以我國四大直轄市為例，提取出影響社會經濟效益協(xié)調發(fā)展的主要因素，并提出增強區(qū)域發(fā)展的建議〔2〕。黃宇等人從運輸生產、區(qū)域協(xié)同和行業(yè)發(fā)展三個層面評價了鐵路對我國內陸31個省市地區(qū)發(fā)展的效益情況，在對比分析基礎上提出了交通強國戰(zhàn)略背景下鐵路支撐力的發(fā)展措施〔3〕。其中，學者們大都采用層次分析、專家調查、因子分析等方法對某一類交通工具所帶來的經濟效益進行評價，但很少有人從綜合交通角度對其整體經濟效益進行定量評價分析。因此，本文立足于交通強國本質屬性下經濟、高效、便捷、安全、綠色等主要特征，運用主成分分析法構建一套科學合理的評價指標體系，以綜合交通形式為核心，從縱向角度評價近年來交通運輸對我國經濟、社會與環(huán)境的協(xié)同發(fā)展能力，全面分析在交通強國戰(zhàn)略下我國交通運輸?shù)陌l(fā)展水平，為進一步加強交通運輸業(yè)的協(xié)同發(fā)展能力以及實現(xiàn)交通強國發(fā)展目標提供有價值的建議。

一、評價模型的建立

主成分分析法是將原來具有一定相關性的眾多指標重新組合成一組新的互相無關的綜合指標來代替原來指標的方法，它的核心是用較少互相獨立的主成分反映原有變量的絕大部分信息〔4〕，主成分分析法不僅可以對效益進行科學評價，更能客觀地確定評價標體系中的指標權重。

其次，對于因子的劃分命名，需要先將因子載荷矩陣右乘一個正交矩陣后得到一個新的矩陣，即旋轉后的因子載荷矩陣，它不會影響變量的共同度，但會改變因子的方差貢獻率〔5〕。本文在利用SPSS軟件進行因子旋轉時，將使用正交旋轉方式中的最大方差法;當確定的因子個數(shù)為k時，需將原始因子載荷矩陣作C2k次旋轉，直至G基本不變或達到指定的迭代次數(shù)。因子旋轉時通過改變坐標軸，能重新分配各個因子解釋原始變量方差的比例，將更便于理解因子。

最后，選擇k（k≤p）個主成分，以對應的解釋方差貢獻率作為權重，將指標權重做歸一化處理后得到λ的值，計算出我國近四年的綜合得分水平，進而作出具體評價。綜合評價模型為：

F=λ₁F₁+λ₂F₂+…+λ_kF_k

二、評價指標體系的構建和結果分析

（一）評價指標的選取原則

（1）科學性和通用性原則。指標要定義明確，能夠集中體現(xiàn)綜合交通的運輸能力和服務經濟發(fā)展能力;同時要注意遵循普遍認同的價值追求，選擇通俗易懂、便于進行橫向或縱向對比分析的指標。（2）多視角和完整性原則。選取的指標要幾乎涵蓋社會、生態(tài)、經濟等各個方面的支撐與貢獻，要站在國家發(fā)展戰(zhàn)略的角度，所選取的指標需是合理的、嚴謹?shù)摹?/p>

（二）評價指標的構建與數(shù)據(jù)收集

為了保證數(shù)據(jù)的真實可靠，本文采用的相關數(shù)據(jù)都來自《中國統(tǒng)計年鑒》和國家統(tǒng)計局所發(fā)布的數(shù)據(jù)，這里選取了42項指標，部分指標需要進行計算，如交通運輸產業(yè)生產總值占國內生產總值比重為兩者間的比值，居民人均交通支出占年總支出比重則是居民人均交通支出與居民人均年總支出之比。利用SPSS軟件對其進行降維因子分析，得到了三個主成分分析的旋轉矩陣，同時采用熵權法進行指標權重計算，結果如表1所示。

因為評價指標體系是由多個指標共同構成的，考慮到最終的綜合評分問題，需要先對評價指標進行同趨勢化。可以將正向指標轉化為負向指標，或者將負向指標轉化為正向指標，這里我們采用后一種方式，即對指標作正向化處理。轉化方法使用倒數(shù)法，將表中負向指標X_i（i=1，2，…，42）通過X_i=1/X_i變化而轉化為正向指標，然后得出同趨勢化的數(shù)據(jù)表。

另外，為避免量綱和數(shù)量級造成的影響，會將同趨勢化后的數(shù)據(jù)矩陣進行標準化處理，即轉化為無量綱的數(shù)據(jù)后分析，使用標準差標準化方法的公式如下：

（三）評價結果分析

根據(jù)SPSS軟件降維分析結果可知，相關系數(shù)矩陣中的相關系數(shù)基本都大于0.3，說明主成分分析法是有效可行的;對指標數(shù)據(jù)進行因子分析，得到3個主成分的特征值皆大于1，故這里選取3個主要因子是合理的。此外，基于因子分析所得出的成分評分共變系數(shù)矩陣（見表2），3個主成分因子在旋轉后仍然保持著正交，說明其主成分間的相關系數(shù)不大，對主成分的選取是正確的。

（1）整體來看，2015—2018年我國交通經濟效益是逐漸提高的。根據(jù)綜合評分模型可知，交通經濟效益綜合分值主要受第一主成分的影響，其指標的權重最大，即與規(guī)模經濟因素呈正相關。經濟發(fā)展越快，越離不開交通運輸業(yè)的支持。由表4知，2015年的交通經濟效益主要受到資源社會因素影響，從建立的指標體系和對應的原始數(shù)據(jù)可以看到，2015年國家對交通運輸預算支出的數(shù)值在近幾年中最大，但對應的運輸產值卻較為低下。另外，交通高級設施還不夠完善，交通運輸總產值和居民人均交通消費也不高。

（2）2016年的交通經濟效益受規(guī)模經濟因素影響較大，根據(jù)對第一主成分指標的解釋，其與上一年相比，雖然在科研創(chuàng)新能力上有小幅度下降，即交通運輸業(yè)科研人員、經費和科研項目所占比重都呈現(xiàn)微弱的下滑趨勢，但在交通設施建設、裝備規(guī)模及運輸產值等方面都有了很大的提升。同時，由于資源社會和安全環(huán)保兩指標下的對應分值都有明顯的提高，故綜合分值也有了很大幅度上升。

（3）2017年的交通經濟效益受安全環(huán)保因素影響較大，對比原始指標數(shù)據(jù)，當年交通事故發(fā)生起數(shù)和受傷人數(shù)相比上一年都有很大程度的降低。而在規(guī)模經濟和資源社會兩個指標維度下，相應指標數(shù)據(jù)都有小幅度的提升，所以最終的綜合分值也呈現(xiàn)出了一定的增長。

（4）2018年的交通經濟效益受規(guī)模經濟因素影響較大，隨著社會發(fā)展，各類交通基礎設施更加完善，裝備規(guī)模也日益擴大，帶動了運輸產值的增長〔6〕。該年是交通發(fā)展效益值最高的一年，在上述幾方面對應的指標數(shù)據(jù)幾乎都能達到這四年的最高值，這使得該年的綜合分值較好。另外，在2018年黨的十九大會議中，由于交通強國戰(zhàn)略被提出，更帶動了國家對交通的重視程度和發(fā)展力度，有效推動了我國交通對經濟、社會和環(huán)境等方面效益的支撐力。由此可以說明建立的該交通經濟效益評價指標體系較為合理，分析結果也符合我國交通運輸業(yè)的實際發(fā)展情況。

三、加強交通運輸業(yè)對經濟效益支撐力的措施

根據(jù)上述分析結果可知，規(guī)模經濟是影響我國交通經濟效益的最主要因素，而資源社會和安全環(huán)保也對我國的交通經濟效益帶來了一定程度的影響。因此，可以針對各不同指標對交通經濟效益的影響程度，提出對應的措施促進交通帶來的經濟效益，進一步提升我國城市交通的服務能力〔7〕，加快實現(xiàn)交通強國的戰(zhàn)略目標。

（1）繼續(xù)擴大我國交通運輸路網規(guī)模、基礎設施建設，提高線網覆蓋率〔8〕，形成交通“點-軸-面”的空間結構系統(tǒng)，加強各地區(qū)之間的有效銜接，以便最大程度地滿足城市發(fā)展和市民交通出行需求增長的需要，即根據(jù)城市結構和出行特點，建立干支相聯(lián)、點面結合、功能清晰、便捷高效的常規(guī)交通網絡。

其次，加快交通業(yè)結構優(yōu)化，一是增加國家對交通設施投資預算，政府要將交通發(fā)展資金納入公共財政體系，重點增加大容量公共交通、綜合交通樞紐以及車輛設備購置和更新的投入;二是拓寬交通發(fā)展專項資金的來源渠道，確保交通專項資金的合理規(guī)模并逐年適度增加。另外，政府應遵循“多方參與、規(guī)模經營、適度競爭”的交通行業(yè)發(fā)展基本原則〔9〕，進一步推動交通行業(yè)投融資體制改革，發(fā)揮好市場機制的作用，即支持交通企業(yè)利用優(yōu)質存量資產，通過特許經營、戰(zhàn)略投資、股權融資等多種形式，吸引和鼓勵社會資金參與交通基礎設施建設和運營，且在市場準入標準和優(yōu)惠扶持政策方面，同等對待對各類投資主體，綜合促進交通經濟效益的提升。

（2）加強對交通運輸行業(yè)的科學研究和投入，尤其是對高新技術的研發(fā)，有效促進能源利用。我們要充分利用各種對外渠道和資源，開展高新技術合作，尤其鼓勵與高校之間的產學研合作，即通過與各高校合作努力研發(fā)一些能源節(jié)約技術，加強我國交通科技創(chuàng)新能力，重點培養(yǎng)高新科研技術人才，在增加交通行業(yè)就業(yè)崗位的同時充分促進能源使用。另外，政府和各單位要做好應對自然災害和意外事件的防范措施，并采用多種方式，全方位加強安全交通和綠色出行的宣傳和引導，提高公眾意識，以便減少突發(fā)性交通事故帶來的相關損失和影響。

（3）發(fā)揮各類交通在建設現(xiàn)代化交通體系和交通強國中的戰(zhàn)略支撐作用，包括鐵路、公路、港口、航道等裝備設施。即按照智能化、綜合化、人性化的要求，推進信息技術在交通運營管理、服務監(jiān)管和行業(yè)管理等方面的應用，重點建設公眾出行信息服務系統(tǒng)、車輛運營調度管理系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)和應急處置系統(tǒng)。加強各類交通方式與城市道路交通管理系統(tǒng)的信息共享和資源整合，提高服務效率〔10〕。此外，推動智能交通發(fā)展，進一步完善城市交通移動支付體系建設，逐步實現(xiàn)跨市域交通“一卡通”的互聯(lián)互通，加強居民交通支出意識，促進交通消費支出。

四、結論

從經濟、社會、環(huán)境三個維度出發(fā)，通過縱向層面的數(shù)據(jù)分析對我國近四年交通經濟效益進行了評價研究，針對具體問題提出了對應的優(yōu)化措施，可以更好地提高和改善目前我國的交通經濟效益，促使交通運輸?shù)玫骄C合發(fā)展，并進一步推進我國交通強國和交通治理現(xiàn)代化建設的步伐。但本研究也存在一定的不足，考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性，對于難以量化和無法運用主成分方法的指標進行了科學客觀的取舍，且研究樣本只選取了我國近四年數(shù)據(jù)，樣本數(shù)較少。所以在未來研究中，將進一步完善現(xiàn)有評價指標體系，并選取更多年份來擴大樣本數(shù)據(jù)，以便增強結果的可靠性和說服力。

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Evaluation of Traffic Economic Benefit

Based on Principal Component Analysis

HUANG Yangxi

Abstract： Transportation has always occupied the leading and strategic position in the social and economic development. In order to scientifically understand the impact of transportation on economic benefitsan indicator framework has been set up from the economic， social and environmental levels， the principal component analysis is used to evaluate the economic benefits of transportation in recent years in China. The results show that the economic benefits of transportation in China are increasing year by year from 2015 to 2018， and the scale economy factor has the highest influence on the efficiency score.

Key words： transportation economy; infrastructure construction; social and economic benefits; “Transportation Power” strategy; logistics; public transportation; regional development; principal component analysis

（責任編輯：葉光雄）