基于非線性主成分分析法的省域物流發(fā)展綜合評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)模型 摘 要：本文建立了省域物流發(fā)展評(píng)價(jià)客觀的指標(biāo)體系，利用非線性主成分分析法對(duì)各地區(qū)的物流發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析，再利用新得到的綜合主成分指標(biāo)代替原來較多的評(píng)價(jià)指標(biāo)建立模型，對(duì)河南各個(gè)地區(qū)的物流發(fā)展綜合實(shí)力進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，該方法能夠把復(fù)雜的問題簡(jiǎn)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(píng)價(jià) 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(dòng)，包括運(yùn)輸、保管、包裝、裝卸、流通加工和信息傳遞等功能實(shí)體性的流動(dòng)以及物流過程中各環(huán)節(jié)的物品運(yùn)動(dòng)。它是區(qū)域經(jīng)濟(jì)核心競(jìng)爭(zhēng)力的組成都分，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。因此科學(xué)地評(píng)價(jià)區(qū)域現(xiàn)代物流發(fā)展水平，對(duì)科學(xué)決策、改善現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境、促進(jìn)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(jìng)爭(zhēng)力和推動(dòng)整個(gè)區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)

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(shí)體流動(dòng)過程。根據(jù)實(shí)際需要，將運(yùn)輸、存儲(chǔ)、裝卸、搬運(yùn)、包裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能實(shí)施有機(jī)結(jié)合。流通領(lǐng)域中的物流成本一般包括庫存/運(yùn)送成本、運(yùn)輸成本、發(fā)代方面的費(fèi)用（貨主費(fèi)用）和管理費(fèi)用，其中：庫存/運(yùn)送成本：利息、倉儲(chǔ)、稅收、折舊、殘損、人力和保險(xiǎn)費(fèi)用；運(yùn)輸成本：貨運(yùn)成本（公路、鐵路、水運(yùn)、空運(yùn)、管道）；貨代方面的費(fèi)用（貨主費(fèi)用）；管理費(fèi)用：Ax（庫存成本+運(yùn)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(dòng)成本）構(gòu)成。顯性成本存在于運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、裝卸、搬運(yùn)、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(yùn)作過程中，隱性成本存在于由于物流運(yùn)作不暢導(dǎo)致的庫存費(fèi)用增加所形成的資金利息成本、庫存資金占用的機(jī)會(huì)成本和市場(chǎng)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(jì)學(xué)家稱為“第三利潤源泉”。與許多發(fā)達(dá)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(gè)運(yùn)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(shí)間不超過10天。另外，中國企業(yè)更愿用自己的車隊(duì)，但貨物空載率達(dá)

6、37以上，同時(shí)因包裝問題而造成的貨物損失每年達(dá)150億元，貨物運(yùn)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(dá)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(huì)經(jīng)濟(jì)總值將達(dá)到2400億元。近年來我國物流業(yè)的各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有大幅增長(zhǎng)。據(jù)中國物流信息中心測(cè)算：2003年，全國社會(huì)物流總產(chǎn)值達(dá)295437億元，同比增長(zhǎng)27；2004年達(dá)到38.4億元，同比增長(zhǎng)29.9，增幅比上年同期提高2.9個(gè)百分點(diǎn)。物流總值高速增長(zhǎng)，表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)物流需求越來越大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)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(huì)、中國物流信息中心的測(cè)算，如果踢除價(jià)格因素，2004年需要運(yùn)輸?shù)膶?shí)物量增長(zhǎng)率約為20，而實(shí)際完成的貨運(yùn)總量只增長(zhǎng)了10.6%，供給與需求增幅之間存在9個(gè)百分點(diǎn)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(duì)物流領(lǐng)域有不少研究,但對(duì)區(qū)域物流發(fā)展評(píng)價(jià)的研究較少。文獻(xiàn)3建立了區(qū)域現(xiàn)代物流發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；文獻(xiàn)4采用層次分析法制定評(píng)價(jià)指標(biāo)并采用模糊評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)2從區(qū)域物流系統(tǒng)目標(biāo)研究入手，通過目標(biāo)逐步分解建立物流系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行具體的評(píng)價(jià)，然而文獻(xiàn)24卻帶有一些主觀成分；文獻(xiàn)5構(gòu)建了區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，用雷達(dá)圖進(jìn)行了分析，但選用指標(biāo)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(jì)的關(guān)系、存在的問題和對(duì)策，以及區(qū)域物流發(fā)展規(guī)劃和戰(zhàn)略等方面進(jìn)行了研究，它們沒有給出具體的評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)模型，并對(duì)河南各個(gè)地區(qū)的物流發(fā)展水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。 2 非線性主成分分析法 為了全面的進(jìn)行評(píng)價(jià)，所選用的評(píng)價(jià)指標(biāo)常常較多，進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)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(píng)價(jià)指標(biāo)用較少的綜合主成分指標(biāo)來代替，綜合指標(biāo)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(jiǎn)單化。因此，可以采用主成分分析對(duì)省內(nèi)各地區(qū)的物流發(fā)展進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)12。 但是傳統(tǒng)主成分分析方法存在兩個(gè)不足之處13,1

9、4：一是綜合評(píng)價(jià)的實(shí)際結(jié)果與評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相關(guān)程度高低成正比，評(píng)價(jià)指標(biāo)間相關(guān)程度越高，主成分分析的結(jié)果越好。當(dāng)指標(biāo)間相關(guān)性小時(shí)，每一個(gè)主成分承載的信息量就少，為滿足累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)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(shí)際問題常常存在非線性關(guān)系，如果簡(jiǎn)單地用進(jìn)行線性處理，必然導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的偏差。基于以上分析，本文運(yùn)用非線性主成分分析方法，對(duì)省內(nèi)各地區(qū)的物流發(fā)展進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。 設(shè)有n個(gè)區(qū)域，p個(gè)指標(biāo)。 1. 對(duì)原始數(shù)據(jù)作對(duì)數(shù)中心化變換： yij=logxij-1pi=1plogxij其中，x

10、ij表示第i個(gè)區(qū)域的第j個(gè)指標(biāo)值，i=1,2,n,j=1,2,.,p。2. 計(jì)算對(duì)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(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率為j=jj=1pj。當(dāng)累計(jì)方差貢獻(xiàn)率j=1mj達(dá)到一定值（一般不小于85%）時(shí)，取前m個(gè)主成分，即認(rèn)為這m個(gè)主成分就以較少的指標(biāo)綜合體現(xiàn)了原來p個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的信息。用各個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，線性加權(quán)求和得到綜合評(píng)價(jià)函數(shù)Zt=i=1miYi,Zt即反映了第t個(gè)地區(qū)物流發(fā)展的綜合實(shí)力Zt值越高，說明該地區(qū)物流發(fā)展綜

11、合實(shí)力越強(qiáng)，反之則越弱。 3 區(qū)域物流發(fā)展綜合評(píng)價(jià) 3.1 區(qū)域物流發(fā)展綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系。這些指標(biāo)從不同角度反映了省域物流的發(fā)展特征：社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展類：綜合反映了各地區(qū)物流發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(fèi)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(huì)消費(fèi)品零售總額(X8萬元)。它們分別從生產(chǎn)、消費(fèi)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(yùn)輸類：反映了省域物流發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，包括全社會(huì)貨運(yùn)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(píng)價(jià)模型的建立 應(yīng)用非線性主成分分析法對(duì)河南各個(gè)地區(qū)的物流發(fā)展綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系原始數(shù)據(jù)表1 河南各個(gè)地區(qū)物流發(fā)展綜合評(píng)價(jià)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(jìn)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(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率及累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為了減少信息損失，使綜合評(píng)價(jià)最大程度地接近原始狀態(tài)，本文取前5個(gè)主成分，此時(shí)累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為96.18%，這5個(gè)主成分以96.18%的精度體現(xiàn)了原始指標(biāo)體系。這5個(gè)主成分和各指標(biāo)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(xiàn)率構(gòu)造出物流發(fā)展綜合評(píng)價(jià)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(gè)地區(qū)物流發(fā)展的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，見表3。 根據(jù)表3的物流發(fā)展綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，可以將河南各個(gè)地區(qū)物流發(fā)展綜合實(shí)力大致分為下面5個(gè)層次：第1層次（Zt0.9）為鄭州地區(qū)，物流發(fā)展綜合實(shí)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(gè)地區(qū)，物流發(fā)展綜合實(shí)力很強(qiáng)；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(gè)地區(qū)，物流

19、發(fā)展綜合實(shí)力較強(qiáng)；第4層次（0.6Z0.75）包括濮陽、焦作、漯河、三門峽、鶴壁5個(gè)地區(qū)，物流發(fā)展綜合實(shí)力稍弱；第5層次（Zt0.6）為濟(jì)源地區(qū)，物流發(fā)展綜合實(shí)力最弱。 這5個(gè)層次都有自己各自的特點(diǎn)：鄭州市是河南省政治、經(jīng)濟(jì)、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(dá)，是國務(wù)院確定的3個(gè)商貿(mào)中心試點(diǎn)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(shì)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(jì)實(shí)力優(yōu)勢(shì)明顯，生產(chǎn)消費(fèi)活躍，交通設(shè)施完善，信息發(fā)展水平較高。這5個(gè)地區(qū)發(fā)展物流的基礎(chǔ)都很好，物流發(fā)展的綜合實(shí)力很強(qiáng)。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(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)化、規(guī)?；?、特色化，工業(yè)有一定實(shí)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(jì)全面發(fā)展，商業(yè)貿(mào)易繁榮活