1、基于PCA的南通港港口物流竞争力评价研究基于PCA的南通港港口物流竞争力评价研究摘 要随着经济的不断全球化，现代物流已经从国内走向国际，而港口的结构体系也随之在不断的改变中，因此，对于南通港来说这既是机遇又是挑战。本文先对港口物流竞争力的影响因素进行探讨，在此基础上构造港口物流竞争力评价指标体系，再对南通港港口物流的现状进行总的概括，然后结合SPSS软件使用PCA法对南通港和长三角沿海港口就建立的指标来评价研究，分析出南通港港口与长三角沿海港口相比的竞争力水平，最后提出了一些使南通港港口物流竞争力提升的措施。【关键词】南通港；港口物流；主成分分析法Study on Evaluation of
2、Nantong Port Logistics Competitiveness Based on PCAAbstractWith the continuous economic globalization, modern logistics has from domestic to international, and the port structure system is in the constant change, therefore, for the port of Nantong is both an opportunity and a challenge. This paper f
3、irst discusses the factors affecting the competitiveness of the port logistics, port logistics competitiveness evaluation index system is constructed on the basis of this, again the current situation of Nantong port logistics for the total sum, and then use the PCA method to Nantong port and the Yan
4、gtze River Delta coastal port on the establishment of the indicators to evaluate the research with SPSS software, analysis of Nantong port compared with the Yangtze River Delta coastal port competitiveness, and finally puts forward some to Nantong Enhance the port logistics competitiveness.Key words
5、 Nantong port; Port logistics; Principal component analysis 一、绪论（一）研究背景、目的与意义 1.研究背景伴着区域贸易的全球化，物流业也因此迎来了自己的商机，而港口又在物流活动中占着相当大的比重，利用港口优势来带动自己的物流业,从而促进经济的提升已成为现如今的一种盛行的方式。目前，港口集群、集疏运网络不完善、腹地经济等因素的存在，导致还有不少港口物流竞争力处于劣势状态。南通港濒江临海，坐落于海、江、河的要道位置,也是上海组合港重要的北翼。1996年，南通港务集团有限公司成立；2017年，南通市政府又发布了要将建造南通港集团有限公司的
6、消息。可见随着现代经济的不断飞速上升，南通港也迎来了它自己的机遇。不过，南通港有沿江、沿海双重挤压。那如何让南通港口的地位一直处于稳步上升的状态，变为国家统筹的枢纽港的一员，需要去深入分析和探讨的。2.研究目的与意义探讨怎样使南通港的竞争力得以提高，不光对江苏省的经济发展有作用，对江苏省外港口也有引导作用。查阅已有研究成果，大多以EDA、AHP法、模糊矩阵法等方式来评论港口竞争力。而本文采取PCA分析法,对南通港与长三角沿海港口通过相关数据进行评价分析，得出南通港现所处的竞争力地位以及现如今还存在的不足，并提出相应的解决办法，从而使南通港的物流竞争力持续提升。 （二）国内外研究综述1.国内研究
7、现状郭晓清（2015)1在文中用AHP-模糊综合评价相联合的方法。结合AHP法找出厦门港与高雄港港口地位影响要素。其次，讲解了模糊综合评价法，构造港口竞争力评论模型，计算得出各港口总体得分值并对此比较。提出了优化港口经营环境、扩大港口发展规模、改善港口管理能力、提升港口基础设施水平、拓展港口经济腹地的对策，来使厦门港和高雄港协同发展。郁雯颖(2016)2 的文中，舟山港是深水岸线最繁多的地区,并且有宁波舟山港一体化的大背景,从集疏运基本管制以及其方式方面进行解析，得出了集疏运体系对港口发展的重要性，以及集疏运管制上存在集疏运分配方式不尽合理，以至于铁路和内河运输发展落后和环保节能的优势不能得以
8、充分利用。针对以上问题，论者采取了加强一体化运行、提高集疏大通关服务水平、强化宁波舟山港港口信息管制以及完善集疏运网络结构的措施。张潇丹（2015)3先通过构造港口竞争力评论指标，然后得出Topsis。以国内10个港口就2009年-2013年的数据来实证探究各港口竞争力，得出了各港口优劣势，最后发表了能使港口 你8与区域协调生存的有效意见。邵红伟(2013)4、刘沛东(2016)5、魏雯青(2015)6等分别从层次-灰色关联分析计算出五个样本港口的竞争力关联度，来发现厦门竞争力上存在的问题、研究锦州港物流发展现状以及策略、提升我国港口网络物流竞争力研究等方面进行了探讨。2.国外研究现状Xin
9、Tan，Liming Liu，K.K.Lai,Shouyang Wang7等对港口的集装箱吞吐量方面建立了预测模型，通过对香港港的集装箱吞吐量系列作为一个案例研究，实证分析得出该因素对港口物流的竞争力影响甚大。Biljana Kovacevic8的研究表明港口物流有着广阔的发展空间和集装箱营业额的逐年增长，必须将海港业务伙伴及所有利益相关者联网，全部人必须遵守全部优化运行环节，港口的成长才会越来越完善。 Khalid Bichou,Richard Gray9的文案中提到了将物流中的功能流程和供应链之间的成本权衡分析，提出一个端口性能相关的框架来促进端口效率和引导港口战略应对相关增值物流活动。3
10、.国内外研究评述现国内外学者大致从港口物流的发展以及运行模式、竞争力水平、港口物流与区域经济的发展等，通过用SWOT分析、AHP、因子分析、建立协同模型等方法，得出了港口物流的发展要因地制宜；港口竞争力有地域的差异，需协同发展；以及通过优化运营环节，提高集疏运网络管理等来提升港口竞争力的一些结论。二、港口物流竞争力评价指标的建立（一）港口物流竞争力影响因素分析 港口竞争力影响因素是建立评价指标的基础。由于影响因素涉及的较多，所以本文就港口比较有针对性的因素进行分析，选取了基础设施、运作能力、腹地条件、自然条件进行介绍和解释。1.港口基础设施港口基本设施指完成港口物流最基本所需要，包括水上、陆上
11、设施。水上设施包含防波堤、港池等等；陆上设施有码头、泊位、堆场等，以上基础设施的用处、效率都是港口是否能吸引来船舶、货品的前提条件。2.港口运作能力港口运作水平包括货物、集装箱以及外贸吞吐量等等。一个港口的真实水平可以通过吞吐量的多少来反应，吞吐量的高低可以大体看出港口规模及在物资运输中的地位。现今，由于集装箱可以确保物品安全并且充分利用空间，加快运输的效率又能减少成本，所以已经是比较受欢迎的一种运输方式。集装箱吞吐量也是竞争力的重要指标之一。3.腹地条件港口城市是港口最基本的腹地，腹地条件可以策动该地的商流和物流，相对的港口货源也会较多。如：长三角经济区上海港，上海港由于整个大环境，使它在长
12、三角遥遥领先，是以，腹地实力会影响港口竞争力。不能单单用腹地GDP当做可否带来国际货源的独一条件，城市的进出口额也是能反映港口的竞争力实际情况的。4.自然条件自然条件包括航道水深、岸线条件等，随着船舶的大型发展，航道水深、岸线条件对港口的发展尤为重要，比如深水岸线有利于深水泊位的修建。而枢纽港或干线港更需要深水岸线和航道，如果缺少了，是很难成为枢纽港或岸线港的。（二）建立港口物流竞争力评价指标1.指标体系建立原则评价指标是评价的前提，依照客观、统一、可操作、系统、动态原则构造指标体系，择取统一的标准并结合有效数据，可以对港口物流竞争力作出客观的评论。2.指标体系根据上文分析以及结合相关文献研究
13、，最后决定评价指标：万吨级泊位、港口泊位、堆场面积、货物吞吐量、集装箱吞吐量、航道水深、岸线条件、港口城市GDP、年进出口额、港口城市GDP增长速度，图1-1是指标体系示意图。图1-1港口物流竞争力指标体系示意图3.指标含义以上指标的具体所代表的含义如表1-1所示。表1-1指标含义指标指标含义万吨级泊位万吨级泊位个数港口泊位泊位个数堆场面积港口空间面积货物吞吐量报告期内通过水运出入港口并装卸的货量集装箱吞吐量由水运出入港口并装卸的集装箱量航道水深航道内水面到底部的距离岸线条件各码头岸线总长港口城市GDP港口城市经济活动带来的GDP年进出口额港口城市出入总量港口城市GDP增长速度港口城市GDP增
14、进速度三、基于PCA的南通港港口物流竞争力评价（一）南通港港口物流概况南通港处在T型经济带相汇处，是个江海组合港。南通港优点在于有黄金海岸、水道，隔江就是上海。南通港有洋口和吕四2个沿海港区，以及南通、如皋、任港、天生、狼山港区、富民、通海、启海和江海9个沿江港区，南通港现与世界各地三百多个港口互通。洋口港是大宗散货以及油品运输地。吕四港是长江三角难得的拥有10万至30万吨级以上泊位的深水港。长江沿线港区拥有92个泊位，生产性的泊位有81个。南通港以散货、1q件杂货、集装箱转运和货运代理等业务为主。2013年开始，南通港的货物吞吐量开始突破2亿，集装箱吞吐量也在持续上升中，2016年首破80万
15、标箱。（二）PCA主成分分析原理PCA是由降维的数学变换的想法，将多个的评价指标变为几个概括指标，提升数据分析效率并且不会使原有信息失效的分析方法。PCA将原本一些有关的变量通过公式转换变成另外无关，并且依着方差从大到小的次序排序的变量。转变过程中变量的总方差固定，方差最高的变量是第一主成分，次大又与第一变量无关的作为第二主成分，由此，即n个变量有n个主成分。选取n个主成分,.,权数是主成分的方差的贡献率，成立归纳评论函数：。此文旨在探讨南通港与长三角沿海口岸相比较的地位排名，本文采用PCA分析法，从定量的角度分析，避免了定性分析的主观性。（三）南通港港口物流竞争力评价通过对长江三角沿海的上海
16、港、连云港、舟山港、嘉兴港、温州港、台州港和南通港的竞争力进行横向比较分析，来得出南通港竞争力水平。1.数据收集选取了长江三角沿海的上海港、连云港、舟山港、嘉兴港、温州港、台州港和南通港就上述的10个指标查找了南通市以及上海市统计局公报、连云港市统计年鉴以及舟山市、台州市、温州市、嘉兴市2016国民经济和社会发展统计公报上找到了相关的2016全年的数据，港口泊位数、万吨级泊位数2016全年的数据还未统计出来，就横向都找了2015年的对比分析。为了便于描述，用参数来表示各个指标，具体如下：港口泊位个数（个）X1、万吨级的泊位个数（个）X2、堆场面积（万平米）X3、货物吞吐量（万吨）X4、集装箱吞
17、吐量（万标箱）X5、航道水深（米）X6、岸线条件（米）X7、港口城市GDP（亿元）X8、年进出口额（亿元）X9、港口城市GDP增加速度（%）X10。统计的数据如下表3-1：表3-1长三角沿海10个指标数据 指标南通港上海港连云港舟山港嘉兴港温州港台州港X1105123864703121215183X2511885715732199X33437330.816.73010.699X422600701002210067436681662876771X582.6937134692330134.239.7816.02X61112.51022.7869X71809512692115608111443117
18、85122469895X867682668823761228.537605045.53842.8X92035.328700487.4696.112067.91192.81310.8X1011.79.59.311.68.38.58.7(数据来自中华人民共和国国家统计局2.实证分析本文采用SPSS对前文的长江三角沿海港口的竞争力的10个指标的原数据采用PCA分析，详细的流程如下：（1）原始数据标准化n个样品，向量，,为了消弥数据的量纲，一般就是对其标准化，公式是：对数据标准化的目的是为了统一变量单位，单位不同的变量之间不好直接就比较分析，标准化使所有变量的单位统一为sd。数据比较多，全部手算耗时会
19、比较大，所以利用SPSS进行对原数据的标准化：点击analysisDescriptive statisticsdescriptive，在弹出的描写对话框的数字标准化下打钩，得到表3-2：表3-2标准化数据矩阵指标南通港上海港连云港舟山港嘉兴港温州港台州港X1-0.61831.97082-0.7120.74824-0.5818-0.3669-0.44X2-0.31671.6301-0.23141.18959-0.5867-0.7714-0.9135X3-0.28572.26127-0.3098-0.4157-0.3158-0.4609-0.4735X4-0.22281.4642-0.24051.
20、3695-0.7833-0.8021-0.7849X5-0.60491.8723-0.34140.92854-0.5698-0.6342-0.6505X6-0.05780.21803-0.24172.09363-0.6094-0.9772-0.4256X7-0.49441.60578-0.54241.3071-0.6162-0.6073-0.6526X8-0.03782.2211-0.5359-0.6659-0.3789-0.2331-0.3695X9-0.30632.26398-0.4555-0.4354-0.3032-0.3875-0.3761X101.4328-0.1102-0.2505
21、1.36266-0.9519-0.8116-0.6713（2）相关系数矩阵了解各个指标相互之间的相关性，计算需求相关系数矩阵。标准化的矩阵,相关系数矩阵其中，为原变量与的相关系数，计算公式如下：，即相关系数矩阵是对称矩阵，对角线值为1，一般为弱相关，为中等相关，就是有比较大的相关性，通过计算得表3-3。 表3-3相关系数矩阵X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X110.9150.8510.8860.9750.5170.9510.7920.8560.207X20.91510.7210.990.9740.7370.980.6170.6990.474X30.8490.72110.6450.81
22、70.0930.6960.980.997-0.026X40.8860.990.64510.9490.8090.9770.5420.6230.562X50.9750.9740.8170.94910.6190.9780.7250.8060.295X60.5170.7370.0930.8090.61910.749-0.0270.0720.744X70.9510.980.6960.9770.9780.74910.6040.6890.425X80.7920.6170.980.5420.725-0.030.60410.986-0.046X90.8560.6990.9970.6230.8060.0720.6
23、890.9861-0.052X100.2070.474-0.0260.5620.2950.7440.425-0.046-0.0521由表3-3得出，泊位个数X1和万吨级泊位个数X2的相关系数达到了0.915，万吨级泊位X2和货品的吞吐量X4的相关系数是0.99，可以看出港口泊位X1、万吨级泊位X2、货物吞吐量X4等存在着相关联系；堆场面积X3和港口城市GDPX8的相关系数为0.98，可见这两个指标也有着相关性。因此，许多变量之间有很大的联系性，信息上有重叠。因此，需要去提取主成分。（3）利用SPSS提取主成分终极主成分的确定，即中的m的指定要根据方差累计贡献率要在到，利用SPSS软件得表3-4
24、。表3-4解释的总方差成分初始的特征值提取平方和载入合计方差的%累计%合计方差的%累计%17.20972.09272.0927.20972.09272.09222.27722.77294.8642.27722.77294.86430.4384.37999.24340.0530.53599.77850.0190.18999.96660.0030.034100.0070.00010250.0001025100.0080.00000260.0000026100.0090.00000150.0000015100.0010-0.000003-0.000003100.00由表3-4,前2个成分的累积贡献率
25、是94.864%，满足了一般取累计贡献率在到且特征值1的为主成分的前提条件，所以提取这2个主成分。（4）计算主成分载荷为了知道主成分与原变量之间的联系程度，所以接下来要利用SPSS求出成分矩阵，也是主成分载荷矩阵，如下表3-5：表3-5成分矩阵指标成分12港口泊位个数（个）X10.974-0.105万吨级泊位个数（个）X20.9710.199堆场面积（万平米）X30.847-0.510货物吞吐量（万吨）X40.9470.309集装箱吞吐量（标箱）X50.9900.013航道水深（米）X60.5970.783岸线条件（米）X70.9670.195港口城市GDP（亿元）X80.774-0.585年
26、进出口额（亿元）X90.837-0.533港口城市GDP增长速度（%)X100.3610.770由表3-5可以看出：港口泊位X1、万吨级泊位数X2、货物吞吐量X4、集装箱吞吐量X5、堆场面积X3、港口城市GDPX8、岸线条件X7以及年进出口额X9的比重在第一主成分中的载荷较大，因此，第一主成分大致可以描述上述指标；航道水深X7、港口城市GDP增长速度X10在第二主成分中比重大，因此第2主成分可以大致描述这些指标的内容。因此，提取的2个主成分可以描述上述的10个指标的内容，所以，可以用提取的2个主成分来替代原来的10个指标来进行对南通港和长三角沿海港口的竞争力的比较评价。(4)得分排名求长三角沿
27、海港口的竞争力得分排名，要知道主成分表达式，成分得分系数矩阵即是主成分特征值对应得特征向量，将其与标准化后得原始矩阵相乘，即是主成分的表达式，两个主成分的得分系数矩阵见表3-6：表3-6成分得分系数矩阵指标成分12港口泊位个数（个）X10.135-0.046万吨级泊位个数（个）X20.1350.087堆场面积（万平米）X30.118-0.224货物吞吐量（万吨）X40.1310.136集装箱吞吐量（标箱）X50.1370.006航道水深（米）X60.0830.344岸线条件（米）X70.1340.086港口城市GDP（亿元）X80.107-0.257年进出口额（亿元）X90.116-0.234
28、港口城市GDP增长速度（%)X100.0500.338由成分得分系数矩阵表3-6得主成分表达式为：Y1=0.135X1+0.135X2+0.118X3+0.131X4+0.137X5+0.083X6+0.134X7+0.107X8+0.116X9+0.05X10Y2=-0.046X1+0.087X2-0.224X3+0.136X4+0.006X5+0.344X6+0.086X7-0.257X8-0.234X9+0.338X10综合得分公式通常用各自的主成分的方差贡献率为权重乘以相应的主成分，计算后可得：Y=0.72092Y1+0.22772Y2表3-7第一主成分得分排名港口得分1上海港1.929309752舟山港0.814466923南通港-0.31097814连云港-0.45763975嘉兴港-0.63214636台州港-0.67003827温州港-0.6729747表3-8第二主成分得分排名港口得分1舟山港1.920233632南通港0.53422913连云港0.07711214台州港-0.31028045嘉兴港-
