基于非線性主成分分析法的省域物流發(fā)展綜合評價模型李飛new

1、基于非線性主成分分析法的省域物流發(fā)展綜合評價模型 摘 要：本文建立了省域物流發(fā)展評價客觀的指標體系，利用非線性主成分分析法對各地區(qū)的物流發(fā)展狀況進行分析，再利用新得到的綜合主成分指標代替原來較多的評價指標建立模型，對河南各個地區(qū)的物流發(fā)展綜合實力進行評價。結(jié)果表明，該方法能夠把復(fù)雜的問題簡化，所得結(jié)論客觀、可信、有說服力。 Pick to: this paper established the provincial logistics development evaluation objective index system, using the nonlinear principal com

2、ponent analysis of the regional logistics development, and then analyze the new obtained integrated principal component index was used to replace the many evaluation index model building, the henan the regional logistics development comprehensive strength are evaluated. The results show that this me

3、thod can simplify the complex problem, the conclusion is objective and reliable, persuasive. 【關(guān)鍵詞】：區(qū)域物流；非線性主成分分析法；綜合評價 1 引言 區(qū)域物流是指在區(qū)域范圍內(nèi)的一切物流活動，包括運輸、保管、包裝、裝卸、流通加工和信息傳遞等功能實體性的流動以及物流過程中各環(huán)節(jié)的物品運動。它是區(qū)域經(jīng)濟核心競爭力的組成都分，也是經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志。因此科學(xué)地評價區(qū)域現(xiàn)代物流發(fā)展水平，對科學(xué)決策、改善現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境、促進物流企業(yè)的發(fā)展和其它企業(yè)的物流發(fā)展、提升區(qū)域現(xiàn)代物流競爭力和推動整個區(qū)域國民經(jīng)濟

4、健康發(fā)展都具有十分重要的意義2。 物流（Logistics）是指物品從供應(yīng)向接收地的實體流動過程。根據(jù)實際需要，將運輸、存儲、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能實施有機結(jié)合。流通領(lǐng)域中的物流成本一般包括庫存/運送成本、運輸成本、發(fā)代方面的費用（貨主費用）和管理費用，其中：庫存/運送成本：利息、倉儲、稅收、折舊、殘損、人力和保險費用；運輸成本：貨運成本（公路、鐵路、水運、空運、管道）；貨代方面的費用（貨主費用）；管理費用：Ax（庫存成本+運輸成本，A為一常量，其取值范圍視具體情況而定）。企業(yè)的物流成本由供應(yīng)物流子系統(tǒng)、生產(chǎn)物流子系統(tǒng)、銷售物流子系統(tǒng)和廢棄物物流子系統(tǒng)中的顯性成本

5、（固定成本）和隱性成本（變動成本）構(gòu)成。顯性成本存在于運輸、倉儲、裝卸、搬運、配送、流通加工和信息傳遞等具體的基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備資源和運作過程中，隱性成本存在于由于物流運作不暢導(dǎo)致的庫存費用增加所形成的資金利息成本、庫存資金占用的機會成本和市場反應(yīng)慢的損失及管理不善造成的貨物損失和損壞的成本。? 物流被經(jīng)濟學(xué)家稱為“第三利潤源泉”。與許多發(fā)達國家物流業(yè)比較，中國物流成本要高得多。有關(guān)資料顯示，美國物流業(yè)成本僅占整個運營成本的9左右，而中國物流業(yè)成本則占20。從庫存情況來看，中國企業(yè)產(chǎn)品的周轉(zhuǎn)周期為35天45天，而國外一些企業(yè)的產(chǎn)品庫存時間不超過10天。另外，中國企業(yè)更愿用自己的車隊，但貨物空載率達

6、37以上，同時因包裝問題而造成的貨物損失每年達150億元，貨物運輸每年損失500億元人民幣。國家有關(guān)權(quán)威部門的數(shù)據(jù)表明，發(fā)達國家物流成本占GDP比重為10，我國這一數(shù)據(jù)占到了GDP比重的16以上，我國如果能在未來3年內(nèi)將此數(shù)據(jù)成功地降到15，那么節(jié)省的社會經(jīng)濟總值將達到2400億元。近年來我國物流業(yè)的各種經(jīng)濟指標有大幅增長。據(jù)中國物流信息中心測算：2003年，全國社會物流總產(chǎn)值達295437億元，同比增長27；2004年達到38.4億元，同比增長29.9，增幅比上年同期提高2.9個百分點。物流總值高速增長，表明經(jīng)濟增長對物流需求越來越大，經(jīng)濟發(fā)展對物流的依賴程度越來越高。 根據(jù)中國物流與采購聯(lián)

7、合會、中國物流信息中心的測算，如果踢除價格因素，2004年需要運輸?shù)膶嵨锪吭鲩L率約為20，而實際完成的貨運總量只增長了10.6%，供給與需求增幅之間存在9個百分點的差距，我國物流業(yè)存在巨大的發(fā)展?jié)摿Α?近年來，盡管對物流領(lǐng)域有不少研究,但對區(qū)域物流發(fā)展評價的研究較少。文獻3建立了區(qū)域現(xiàn)代物流發(fā)展評價指標體系；文獻4采用層次分析法制定評價指標并采用模糊評價方法進行了研究；文獻2從區(qū)域物流系統(tǒng)目標研究入手，通過目標逐步分解建立物流系統(tǒng)評價指標體系，并采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行具體的評價，然而文獻24卻帶有一些主觀成分；文獻5構(gòu)建了區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)評價指標體系，用雷達圖進行了分析，但選用指標太少，不夠全面

8、。還有一些文章從區(qū)域物流發(fā)展與區(qū)域經(jīng)濟的關(guān)系、存在的問題和對策，以及區(qū)域物流發(fā)展規(guī)劃和戰(zhàn)略等方面進行了研究，它們沒有給出具體的評價結(jié)果。本文應(yīng)用非線性主成分分析法建立了省域物流發(fā)展的綜合評價模型，并對河南各個地區(qū)的物流發(fā)展水平進行綜合評價。 2 非線性主成分分析法 為了全面的進行評價，所選用的評價指標常常較多，進行評價時非常復(fù)雜。主成分分析法利用降維的思想，把原來較多的評價指標用較少的綜合主成分指標來代替，綜合指標保留了原始變量的絕大多數(shù)信息，且彼此間互不相關(guān)，能夠使復(fù)雜問題簡單化。因此，可以采用主成分分析對省內(nèi)各地區(qū)的物流發(fā)展進行綜合評價12。 但是傳統(tǒng)主成分分析方法存在兩個不足之處13,1

9、4：一是綜合評價的實際結(jié)果與評價指標間的相關(guān)程度高低成正比，評價指標間相關(guān)程度越高，主成分分析的結(jié)果越好。當指標間相關(guān)性小時，每一個主成分承載的信息量就少，為滿足累計方差貢獻率達到一定水平(通常為85%以上)，可能需要選取較多的主成分，這樣主成分分析法的降維作用就不明顯；二是主成分分析是一種線性降維技術(shù)，只能處理線性問題。實際問題常常存在非線性關(guān)系，如果簡單地用進行線性處理，必然導(dǎo)致評價結(jié)果的偏差?；谝陨戏治?，本文運用非線性主成分分析方法，對省內(nèi)各地區(qū)的物流發(fā)展進行綜合評價。 設(shè)有n個區(qū)域，p個指標。 1. 對原始數(shù)據(jù)作對數(shù)中心化變換： yij=logxij-1pi=1plogxij其中，x

10、ij表示第i個區(qū)域的第j個指標值，i=1,2,n,j=1,2,.,p。2. 計算對數(shù)中心化的樣本協(xié)方差矩陣S=(Sij)p×p。3. 從樣本協(xié)方差矩陣S出發(fā)求主成分。設(shè)特征值為12.p0和相應(yīng)的特征向量ej,得到主成分Yj=eji=1pxi。4. 第j個主成分的方差貢獻率為j=jj=1pj。當累計方差貢獻率j=1mj達到一定值（一般不小于85%）時，取前m個主成分，即認為這m個主成分就以較少的指標綜合體現(xiàn)了原來p個評價指標的信息。用各個主成分的方差貢獻率作為權(quán)重，線性加權(quán)求和得到綜合評價函數(shù)Zt=i=1miYi,Zt即反映了第t個地區(qū)物流發(fā)展的綜合實力Zt值越高，說明該地區(qū)物流發(fā)展綜

11、合實力越強，反之則越弱。 3 區(qū)域物流發(fā)展綜合評價 3.1 區(qū)域物流發(fā)展綜合評價指標體系 根據(jù)可比性、完整性、易獲取性、重疊性、客觀性等原則，結(jié)合省域物流的基本特征，建立了省域物流發(fā)展評價指標體系。這些指標從不同角度反映了省域物流的發(fā)展特征：社會經(jīng)濟發(fā)展類：綜合反映了各地區(qū)物流發(fā)展的社會經(jīng)濟基礎(chǔ)，包括GDP（X1萬元)、人均GDP(X2元)、城鎮(zhèn)居民平均可支配收入(X3元)、農(nóng)村居民人均純收入(X4元)；生產(chǎn)消費流通類：包括農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值(X5萬元)、工業(yè)總產(chǎn)值(X6萬元)、建筑業(yè)總產(chǎn)值(X7萬元)、社會消費品零售總額(X8萬元)。它們分別從生產(chǎn)、消費等不同角度反映了區(qū)域物流服務(wù)的需求狀況和需求規(guī)

12、模；交通運輸類：反映了省域物流發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，包括全社會貨運量(X9萬噸)、公路密度(X10km-1)；人力資源類：反映了物流發(fā)展的人力資源，包括高等學(xué)校在校人數(shù)(X11萬人)；信息發(fā)展水平類：反映了物流信息發(fā)展水平，包括郵電業(yè)務(wù)總量(X12萬元)、電話部數(shù)(X13萬部)、互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)(X14戶)3.2 區(qū)域物流發(fā)展綜合評價模型的建立 應(yīng)用非線性主成分分析法對河南各個地區(qū)的物流發(fā)展綜合評價，評價指標體系原始數(shù)據(jù)表1 河南各個地區(qū)物流發(fā)展綜合評價原始數(shù)據(jù)（2004） Table 1 The data of regional logistics developmental integrated e

13、valuation in Henan, 2004地區(qū)X1X2X3X4X5X6X7X8X8X9X10X11X12鄭州13778862123393644183630833593545814442811558694260760.97855857923541.35開封3457413723146603238197137721111781192674128622632431.10514181568136.13洛陽242454635635646778635786824236983535674356488523132.34532134245342.32平頂山23425221562653234245422135

14、6342336753646747434243.2321343242213.32安陽456234652334235456233425342435235223215543574523451.5314452345213.32鶴壁2341344525353256734436745776547454564856544523122.4313563563123.35新鄉(xiāng)45235424352352353542352355235234529767754576434232.7643567564342.43焦作643534554324643532327543564534587774543454465453.344

15、345636175.23許昌2341335635543254323542754967966734546754545634531,115674353321.54用MATLAB6.5進行數(shù)據(jù)處理，求出各主成分的特征值和特征向量，并求得對應(yīng)的方差貢獻率及累計方差貢獻率為了減少信息損失，使綜合評價最大程度地接近原始狀態(tài)，本文取前5個主成分，此時累計方差貢獻率為96.18%，這5個主成分以96.18%的精度體現(xiàn)了原始指標體系。這5個主成分和各指標的線性關(guān)系式如下： Y1=0.1267X1-0.4332X2-0.2755X3-0.3163X4+0.3358X5-0.0102X6-0.1679X7+0.22

16、96X8-0.0049X9-0.4243X10+0.2185X11+0.3365X12+0.2679X13+0.1172X14Y2=0.0204X1+0.1054X2-0.2169X3-0.1884X4-0.7755X5+0.1687X6+0.1612X7+0.051X8+0.0288X9-0.1113X10+0.2003X11+0.1214X12+0.0761X13+0.4166X14Y3=-0.0847X1+0.1741X2+0.1551X3+0.194X4-0.0015X5-0.0174X6-0.7798X7-0.1523X8-0.1895X9+0.0711X10-0.0686X11+0

17、.2092X12+0.0725X13+0.4178X14Y4=0.1952X1+0.3058X2+0.1174X3+0.1381X4+0.0128X5+0.4141X6+0.085X7+0.047X8-0.5499X9-0.4769X10-0.1714X11+0.1437X12+0.0121X13-0.2728X14 Y5=0.1933X1-0.041X2+0.1754X3+0.2548X4+0.0796X5-0.5807X6+0.3902X7-0.1913X8-0.4085X9-0.1667X10+0.2414X11+0.0935X12+0.0987X13+0.248X14 以主成分的特征值

18、與方差貢獻率構(gòu)造出物流發(fā)展綜合評價模型Z，Z是主成分Y1、Y2、Y3、Y4、Y5的線性組合，即 Z=0.2926Y1+0.0755Y2+0.0636Y3+0.0271Y4+0.0126Y54 模型應(yīng)用和分析 利用此模型可以得到河南各個地區(qū)物流發(fā)展的綜合評價結(jié)果，見表3。 根據(jù)表3的物流發(fā)展綜合評價結(jié)果，可以將河南各個地區(qū)物流發(fā)展綜合實力大致分為下面5個層次：第1層次（Zt0.9）為鄭州地區(qū)，物流發(fā)展綜合實力遙遙領(lǐng)先；第2層次（0.85Zt0.9）包含周口、南陽、商丘、洛陽4個地區(qū)，物流發(fā)展綜合實力很強；第3層次（0.75Zt0.85）包括駐馬店、信陽、平頂山安陽、許昌、新鄉(xiāng)、開封7個地區(qū)，物流

19、發(fā)展綜合實力較強；第4層次（0.6Z0.75）包括濮陽、焦作、漯河、三門峽、鶴壁5個地區(qū)，物流發(fā)展綜合實力稍弱；第5層次（Zt0.6）為濟源地區(qū)，物流發(fā)展綜合實力最弱。 這5個層次都有自己各自的特點：鄭州市是河南省政治、經(jīng)濟、文化中心，為全國重要的交通、通訊樞紐，是新亞歐大陸橋上的重要城市，處于我國交通大十字架的中心位置；商貿(mào)發(fā)達，是國務(wù)院確定的3個商貿(mào)中心試點城市之一；是國家開放城市和歷史文化名城。工業(yè)商業(yè)、人才科研、交通信息等優(yōu)勢明顯，發(fā)展物流所依托的各種資源都是最好的。周口、南陽、商丘、洛陽等地區(qū)，總體經(jīng)濟實力優(yōu)勢明顯，生產(chǎn)消費活躍，交通設(shè)施完善，信息發(fā)展水平較高。這5個地區(qū)發(fā)展物流的基礎(chǔ)都很好，物流發(fā)展的綜合實力很強。駐馬店交通便利，是國家和省重要的糧油生產(chǎn)基地，工業(yè)門類齊全，有一批具有一定知名度的骨干企業(yè)；信陽農(nóng)業(yè)生產(chǎn)初步實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)化、規(guī)模化、特色化，工業(yè)有一定實力；平頂山以能源工業(yè)為主體，工業(yè)結(jié)構(gòu)比較合理，農(nóng)村經(jīng)濟全面發(fā)展，商業(yè)貿(mào)易繁榮活