基于主成分分析法的蕪湖市三次產(chǎn)業(yè)綜合競爭力評價

劉二林，蔡書凱，俞葵

（1.安徽工程大學(xué)人文學(xué)院，安徽蕪湖，241000；2.中國社會科學(xué)院財經(jīng)戰(zhàn)略研究院，北京，100045）

基于主成分分析法的蕪湖市三次產(chǎn)業(yè)綜合競爭力評價

劉二林1，蔡書凱2，俞葵1

（1.安徽工程大學(xué)人文學(xué)院，安徽蕪湖，241000；2.中國社會科學(xué)院財經(jīng)戰(zhàn)略研究院，北京，100045）

三次產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度是衡量一個區(qū)域甚至一個國家的經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志，同樣也是一個國家在工業(yè)化過程增加就業(yè)和吸收社會剩余勞動力的主要部門。在對產(chǎn)業(yè)綜合競爭力認(rèn)識的基礎(chǔ)上，采用系統(tǒng)的分析方法，根據(jù)產(chǎn)業(yè)競爭力的原則，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)競爭力、產(chǎn)業(yè)成長力、產(chǎn)業(yè)的科學(xué)文化競爭力、產(chǎn)業(yè)國際競爭力和產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境競爭力等五個方面構(gòu)建了蕪湖市產(chǎn)業(yè)競爭力綜合評價指標(biāo)，并且運用主成分分析法選取了安徽省其他15個城市產(chǎn)業(yè)競爭力指標(biāo)對蕪湖市的產(chǎn)業(yè)競爭力進行綜合評價比較。主成分分析結(jié)果表明：蕪湖市的產(chǎn)業(yè)綜合競爭力在省內(nèi)的排名第二，位置靠前。但同時也存在一些問題，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、勞動效率低、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展緩慢，未來蕪湖市的產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)當(dāng)是優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高第一產(chǎn)業(yè)的科技含量；加大科技投入，扶植高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，促進蕪湖市裝備制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級；同時加快現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展。

競爭力；主成分分析；三次產(chǎn)業(yè)

蕪湖，是安徽省第二大經(jīng)濟城市，地理位置在皖東南部，同時也是全省的副中心城市，與安徽省的首府合肥市一起被稱為稱為全省的“雙核”城市。蕪湖不僅是長江沿岸的重要開放城市和港口城市，同時也是安徽省皖江城市帶承接國家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移的核心城市，是南京都市圈的七大成員之一，而且蕪湖還是合蕪蚌自主創(chuàng)新試驗區(qū)的重要成員城市。蕪湖作為安徽省的產(chǎn)業(yè)發(fā)展重鎮(zhèn)，而且是促進安徽省經(jīng)濟快速發(fā)展的增長極之一，蕪湖作為安徽省經(jīng)濟快速發(fā)展的增長極必須要充分體現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綜合競爭力。

蕪湖雖然作為安徽省的經(jīng)濟增長極，作為省內(nèi)的次中心城市，但是在產(chǎn)業(yè)規(guī)模規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量以及產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展等方面與安徽省內(nèi)其他方面還存在著差異，所以我們需要對蕪湖市三次產(chǎn)業(yè)綜合競爭實力到底如何以及處于什么樣的地位，進行客觀評價，希望能夠為蕪湖在未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)布局方面提供一些思路和參考。

一、文獻綜述

有關(guān)如何來衡量競爭力這一問題最早可以追溯至1980年由瑞士洛桑國際管理發(fā)展學(xué)院與世界經(jīng)濟論壇兩個組織共同提出來的，后來歷經(jīng)了將近30多年的發(fā)展和完善，無論從競爭力衡量的原理到方法，還是從競爭力衡量的概念到理論都得到了長足的發(fā)展，當(dāng)前針對于區(qū)域競爭力衡量和評價的研究都希望可以通過在研究中引入更多的變量，從而能夠更加全面和真實的反映不同區(qū)域的競爭力情況，同時在研究中對于不同計量模型和運籌方法的運用，則是要確保我們在進行多指標(biāo)變量綜合競爭力衡量和評價時的合理性以及客觀性。［1］這里最典型和我們最熟悉的競爭力衡量和評價模型是波特提出的“鉆石模型”，波特認(rèn)為衡量某個國家在某一產(chǎn)業(yè)方面的國際綜合競爭力，其實質(zhì)就是這個國家可不可以創(chuàng)造出一個有利于商業(yè)發(fā)展的環(huán)境，從而使得一國的企業(yè)和產(chǎn)業(yè)獲得競爭力，波特只要從生產(chǎn)要素，需求條件，企業(yè)戰(zhàn)略、企業(yè)結(jié)構(gòu)、同業(yè)競爭，相關(guān)和支持行產(chǎn)業(yè)等四個不同的角度來綜合分析某一個產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力。而且，波特還認(rèn)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇以及國家政府部門的產(chǎn)業(yè)政策也會對產(chǎn)業(yè)競爭力產(chǎn)生重大影響，所以上述六個要素就組成了波特著名的“鉆石模型”。［2］Tanja運用了數(shù)量經(jīng)濟模型對環(huán)境因素與城市旅游競爭力二者之間的相互作用和聯(lián)系進行了相關(guān)的實證分析。［3］Enrigh和Newton等人在研究中把概念模型運用到了對旅游地區(qū)旅游產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力分析中來，并同時對分析結(jié)果進行了詳細(xì)的分析和點評。［4］而Gomezelj和Mihalio等人也對旅游產(chǎn)業(yè)競爭力問題展開了實證研究，并就對該產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生主要影響的要素和分析模型進行了研究。［5］

目前國內(nèi)外的眾多學(xué)者都對產(chǎn)業(yè)競爭力評價做了許多研究，但是從研究的情況來看又多是針對某一特定行業(yè)的綜合競爭力的研究占絕大多數(shù)。陸凌運用多元統(tǒng)計分析的方法，對中國的31個省市的城市旅游綜合競爭力進行了因子分析和聚類分析；［6］蔣學(xué)對湖南省服務(wù)業(yè)的綜合競爭力做了研究和評價，同時還通過與廣東等7省在服務(wù)業(yè)綜合競爭力進行4個不同層面的對比分析，最終得出湖南服務(wù)業(yè)綜合競爭力的優(yōu)劣；［7］鄭珍遠(yuǎn)等人對福建省高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力進行了評價分析；［8］孫慧等人對新疆煤炭產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力進行了PCA分析，并且針對PCA的分析結(jié)果給出了新疆煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對策；［9］房從卉等通過運用層次分析法對江西等七省（自治區(qū)），關(guān)于2005年鎢礦資源綜合競爭力進行了準(zhǔn)確的衡量。［10］由上面整理的文獻可以看出，學(xué)者的研究多集中于某些特定領(lǐng)域，而沒有將三次產(chǎn)業(yè)作為一個整體來分析。本文將對蕪湖的三次產(chǎn)業(yè)作為一個整體來分析。

二、評價方法研究

（一）主成分分析的原理

本文主要選用主成分分析方法對蕪湖市三次產(chǎn)業(yè)的競爭力進行分析。主成分分析，簡稱PCA，它主要是設(shè)法通過將原來眾多而且在一定程度上有關(guān)聯(lián)性的指標(biāo)和變量，重組合為一組新的而且是互相沒有關(guān)聯(lián)的綜合性指標(biāo)用以替換原始指標(biāo)變量，而這些提取出來綜合性指標(biāo)是對原始指標(biāo)的線性組合，通過這種方法我們就可以確保在數(shù)據(jù)信息丟失最少的情況下，對高維變量空間做降維處理，于是我們就可以簡化分析，最終通過對不同的主成分進行分析，來進一步說明影響產(chǎn)業(yè)競爭力的主要因素有哪些，并據(jù)此計算出不同產(chǎn)業(yè)競爭力的排名情況。［11］

（二）主成分分析方法的步驟

1.指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化

因為經(jīng)濟各個經(jīng)濟指標(biāo)都有其自身的量綱，在比較中難免會有所失誤，所以在對指標(biāo)進行主成分分析以前我們有必要將數(shù)據(jù)先進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，去掉量綱。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的方法如下公式：

其中，Xij表示第i個城市的第j個指標(biāo)的值；表示在第j個指標(biāo)下所選取的所有城市該指標(biāo)的平均值；Sj表示所有城市的第j個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差。

2.主成分分析過程

過程一：計算出標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣，即原始數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣；

過程二：計算出Z的相關(guān)系數(shù)矩陣d的特征值（λ1，λ2…λV）和正交單位化特征向量（em1，em2，……emv）

過程五：提取前v個主成分，把貢獻率當(dāng)成權(quán)重求出各個城市的綜合得分，然后絕對結(jié)果進行相應(yīng)的排名

三、評價指標(biāo)的選取

本文在研究國內(nèi)外學(xué)者文獻的基礎(chǔ)上，全面考慮各個角度，從產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)競爭力、產(chǎn)業(yè)成長力、產(chǎn)業(yè)的科學(xué)文化競爭力、產(chǎn)業(yè)國際競爭力和產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境競爭力五個方面構(gòu)建了蕪湖市產(chǎn)業(yè)綜合競爭力的評價指標(biāo)，以此來反映蕪湖市的產(chǎn)業(yè)競爭力。構(gòu)建的三次產(chǎn)業(yè)競爭力的綜合評價指標(biāo)如表1所示。

四、實證分析

筆者以2013年安徽省統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)為實證數(shù)據(jù)，選取了安徽省的合肥、淮北、亳州、宿州、蚌埠、阜陽、淮南、滁州、六安、馬鞍山、蕪湖、宣城、銅陵、池州、安慶及黃山共16個城市。運用SPSS19.0對安徽省16個城市的產(chǎn)業(yè)競爭能力進行綜合實證分析。表2為主成分提取表，表3為初始因子載荷矩陣，表4為16個城市產(chǎn)業(yè)競爭力綜合排名。

由表2的數(shù)據(jù)可以看出：前面5個主成份的累計貢獻率達(dá)到90.833%，這說明前面的5個主成份可以解釋所有成分的大部分信息。我們對不同的主成分進行命名，其中我們稱F1為第一主成份，F(xiàn)2稱為第二主成份，F(xiàn)3稱為第三主成份，F(xiàn)4稱為第四主成份，F(xiàn)5稱為第五主成份。

由表3可以看出，在第一主成分中各城市GDP總值（X1）、第二產(chǎn)業(yè)增加值（X3）、第三產(chǎn)業(yè)增加值（X4）、固定資產(chǎn)投資（X8）、高等學(xué)校在校學(xué)生數(shù)（X15）、外商投資總額（X17）、外商投資企業(yè)年末企業(yè)數(shù)（X18）及商品進出口總額（X19）所占的載荷比較大，我們將第一主成分（F1）命名為產(chǎn)業(yè)發(fā)展及潛力。在第二主成分中人均生產(chǎn)總值（X2）、第二產(chǎn)業(yè)占生產(chǎn)總值份額（X5）、第二產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員增長速度（X10）、第三產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員增長速度（X12）和第三產(chǎn)業(yè)占生產(chǎn)總值份額（X6）所占在載荷比較大，我們將第二主成分（F2）命名為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及成長。在第三主成分中工業(yè)固體廢物綜合利用率（X20）、工業(yè)廢水治理設(shè)施處理能力（X21）、工業(yè)廢氣去除量（X22）、可吸入顆粒物（X23）所占載荷比較大，我們將第三主成分（F3）命名為環(huán)境競爭力。在第四主成分上第二產(chǎn)業(yè)增加值增長速度（X9）、第三產(chǎn)業(yè)增加值增長速度（X11）以及三次產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)（X7）所占載荷比較大，我們將第四主成分（F4）命名為產(chǎn)值規(guī)模及就業(yè)。第五主成分上專利申請受理量（X16）、R＆D活動支出（X13）、R ＆D活動從業(yè)人員（X14）命名為科技潛力。

表1 蕪湖市產(chǎn)業(yè)綜合競爭力評價指標(biāo)體系

表2 主成分提取表

表3 初始因子載荷矩陣

我們根據(jù)主成分分析結(jié)果的得分系數(shù)矩陣和表準(zhǔn)化后得到各個變量，分別計算五個主成分的得分表達(dá)式，表達(dá)式如下：

以每個主成分所對應(yīng)的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權(quán)重來計算主成分綜合模型，即可得到蕪湖市產(chǎn)業(yè)綜合競爭力的主成分綜合模型的表達(dá)式：

筆者根據(jù)上文中的6個公式，對本文中所選取的安徽省16個城市產(chǎn)業(yè)競爭力的5個主成分得分及綜合模型得分進行計算，并且進行了綜合得分的排名，結(jié)果如表4所示。

對安徽省16個城市的主成分綜合排名結(jié)果進行分析：

從第一主成分F1得分可以看出，省內(nèi)得分最高的城市為合肥，11.73分，其次是蕪湖和淮南，排在最后的是亳州、池州和黃山，蕪湖市排名第二，得分為3.18分，說明在安徽省內(nèi)蕪湖市的產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿?，除合肥省會以外，要高于明顯高于安徽省其他城市。這是因為近幾年蕪湖市的總產(chǎn)值、第二和第三產(chǎn)業(yè)的增加值相比都高于其他城市，高校學(xué)生人數(shù)規(guī)模不斷擴大，外商投資和進出口綜合業(yè)明顯高于其他城市，這些都為蕪湖產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平和發(fā)展?jié)摿ψ⑷肓司薮蟮膭恿?。在未來一段時間內(nèi)蕪湖應(yīng)當(dāng)積極抓住皖江城市帶承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的機遇，努力發(fā)展蕪湖市的四大支柱產(chǎn)業(yè)，重點發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，努力培養(yǎng)更多的高素質(zhì)人才，同時積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級和更新?lián)Q代。

表4 安徽省16個城市產(chǎn)業(yè)競爭力綜合排名

從第二主成分F2的得分可以看出，得分最高的是銅陵，其次是馬鞍山、淮南和淮北，排名最后是六安和阜陽。蕪湖在F2中排名第五。比銅陵、馬鞍山、淮南和淮北低，排名為前1/3。排名前四的城市都是安徽省的資源大市，銅陵市有色金屬冶煉，馬鞍山是鋼鐵，淮南和淮北的是煤炭，蕪湖在礦產(chǎn)和資源上不是很充分，但是依然能排名第五，這說明蕪湖市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比較合理，產(chǎn)業(yè)規(guī)模很大，蕪湖市的產(chǎn)業(yè)競爭力在省內(nèi)是靠前的。

從第三主成分F3的得分可以看出，得分最高的是阜陽，其次是淮北淮南和滁州，最后是宿州和池州。蕪湖排名第十。由于蕪湖的四大支柱產(chǎn)業(yè)都是重工業(yè)，所以在近幾年隨著支柱產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對環(huán)境的污染業(yè)越來越重，環(huán)境的負(fù)擔(dān)也越來越重，所以排名靠后，未來一段時間內(nèi)，蕪湖需要抓住機會，大力發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)，注重節(jié)能減排，扶植高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，淘汰落后產(chǎn)業(yè)，提高蕪湖市產(chǎn)業(yè)的環(huán)境競爭力，做到產(chǎn)業(yè)發(fā)展效益與環(huán)境雙贏，最終促進產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

從第四主成分F4的得分可以看出，得分最高的是合肥，其次是蕪湖、宿州和馬鞍山，排名最后的是六安和安慶。合肥作為安徽省的省會，是安徽的經(jīng)濟文化中心，伴隨著中部崛起合肥的投資環(huán)境不斷改善，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大。同樣，蕪湖在此排名第二，作為安徽省的次中心城市地位得到體現(xiàn)，伴隨著中部城市崛起和安徽省承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重鎮(zhèn)，蕪湖市的產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴大，吸納就業(yè)能力持續(xù)提高，尤其是第二和第三產(chǎn)業(yè)成為吸納就業(yè)的主要經(jīng)濟空間，雖然與省會合肥有差距，但是整提的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和吸納就業(yè)能力要高于其他城市。

從第五主成分F5來看，排名最高的是合肥，其次是蕪湖、馬鞍山和蚌埠，排名最后的是六安。蕪湖的排名在第二位，雖然排名靠前，但是與排名第一的合肥相距甚遠(yuǎn)，2013年合肥高等學(xué)校在學(xué)生為105.2萬人，2013R＆D活動支出為341.8億元，R＆D活動從業(yè)人員為15.6萬人，而蕪湖在2013年等學(xué)校在學(xué)生為15.45萬人，2013R＆D活動支出為53.35億元，R＆D活動從業(yè)人員為13.5465萬人，基本上各項指標(biāo)僅為合肥市的1/4。但是與安徽省其他城市相比，蕪湖的競爭能力在省內(nèi)還是很強的。人才是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵和主要動因，所以要想持續(xù)的促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，就必須加大科技投入和對人才的培養(yǎng)。

最后，從綜合得分排名來看，得分最高的是合肥，其次是蕪湖和馬鞍山，排名最后的是黃山和六安。蕪湖在綜合得分中排名第二。這表明蕪湖在各項指標(biāo)的綜合競爭能力比較中實力在省內(nèi)是比較強的，無論是經(jīng)濟及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)競爭力、產(chǎn)業(yè)成長力、產(chǎn)業(yè)的科學(xué)文化競爭力、產(chǎn)業(yè)國際競爭力還是產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境競爭力都在安徽省內(nèi)排名靠前，這與這些年蕪湖市經(jīng)濟的快速發(fā)展是分不開的。

五、結(jié)論分析

綜合以上的分析，蕪湖的產(chǎn)業(yè)競爭力在安徽省排名第二，而且各項指標(biāo)也明顯高于其他城市，但是在我們看到蕪湖市經(jīng)濟快速發(fā)展、產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)業(yè)競爭能力不斷增強的同時，也要看到發(fā)展中存在的問題：第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，勞動生產(chǎn)率低下；第二產(chǎn)業(yè)“大”而不強，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級緩慢；第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后。雖然蕪湖市的產(chǎn)業(yè)競爭力在安徽省影響很大，但是與東部沿海城市相比，競爭力嚴(yán)重不足。未來蕪湖市的產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)當(dāng)是大力發(fā)展現(xiàn)代綠色農(nóng)業(yè)，結(jié)合本地特色，提高第一產(chǎn)業(yè)的科技含量；加大科技投入，扶植高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，促進蕪湖市裝備制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，大力發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)；同時應(yīng)加快現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)金融、現(xiàn)代物流、醫(yī)療、衛(wèi)生和養(yǎng)老，加大對教育的投入，不斷增加科研經(jīng)費。最終提高蕪湖市在全國的產(chǎn)業(yè)綜合競爭力，從根本上徹底實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和轉(zhuǎn)型升級。

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F290

A

國家自然科學(xué)基金項目“資產(chǎn)收益模型具有不確定性下的連續(xù)時間動態(tài)資產(chǎn)組合優(yōu)化問題研究”（71271003）；2014年安徽省高校優(yōu)秀青年人才支持計劃；2014年度蕪湖市決策咨詢委托研究課題“蕪湖城市商務(wù)成本研究”

劉二林（1990-），男，碩士研究生，研究方向為產(chǎn)業(yè)發(fā)展與區(qū)域經(jīng)濟。蔡書凱（1979-），男，博士后，副教授，研究方向為新型城鎮(zhèn)化、城市經(jīng)濟學(xué)。