基于聚类分析的中原经济区城市工业化水平评价

翟晓丽

(华北水利水电大学 数学与信息科学学院，河南 郑州 450046)

基于聚类分析的中原经济区城市工业化水平评价

翟晓丽

(华北水利水电大学 数学与信息科学学院，河南 郑州 450046)

以中原经济区内的河南省28个市县为研究对象，对其工业化水平进行定量分析，同时提出了加快工业化建设的建议与对策.根据2014年《河南统计年鉴》数据，选取地方生产总值GDP(亿元)等10个指标，采用主成分分析法对城市的工业化水平进行定量分析，通过对比各市县的工业化水平，将28个市县划分为发达工业区、一般工业区和弱工业区.由于制约各市县工业化水平的因素不相同，各市县应当因地制宜，加大工业投入，提高工业化水平.

主成分分析；工业化；聚类分析；中原经济区；定量分析

1 中原经济区概况

中原经济区[1]覆盖河南全省及其周边省区的部分市县，地理位置显示十分重要，而且作为国家改革和发展的重要地区，更是国家明确提出的主体功能区的重点开发区域.2011年国庆前夕，中原经济区的建设成为国家战略的一部分,其中以河南省为主要地区，还包含山东、安徽、河北及山西省的部分县区，在总面积约为289 000 (km2)的城市中，总人口约1.5亿.

在全国有示范性的中原经济区提出的“三化”协调发展是必然要求，是以坚持农业为基础，工业为主导，以城镇为依托的发展方针[2]；而在推进加强工业化结合各个城市的城镇化发展以及加快农业现代化的进程中，主要强调的是以工业化发展为主导.若从现代化发展的本质来看，加快工业化进程是目前加快城镇化和推进农业现代化必须经历的重要基础阶段，也是实现各个城市现代化不可逾越的重要部分.

2 变量选择和研究数据预处理

郭国锋指出[3]，在中国国内非农产业占国民经济的比重比较能够代表工业化发展进程.计算公式为

但是从信息的权威性和可用性方面考虑，再结合知识经济和信息化的新形势以及中原经济区的实际情况，本文选取10个指标，组成了工业化指标体系.这些指标体系分别为[4]：地方生产总值GDP(亿元)X1，人均社会消费品零售总额(元)X2，GDP增长率X3，第二产业总值(亿元)X4，第三产业总值(亿元)X5，固定资产总投入(亿元)X6，固定资产投资第二产业(亿元)X7，固定资产投资第三产业(亿元)X8，规模以上工业企业增加值(亿元)X9，规模以上工业实现利税(亿元)X10.

根据2014年《河南统计年鉴》的数据，调用统计分析软件对上述10个指标进行处理.首先，由于指标的度量单位不同，而且取值范围差异又非常大，所以需要对选取的原始数据进行标准化处理(注：这里是z标准化处理)，这样不仅能够使观测量纲之间存在的差异被消除，而且所得新数据的数量级之间不会相互影响，从而使得标准化后的变量最后变成均值为0、方差为l的新的标准化数据.

3 主成分分析法

3.1 基本原理

主成分分析[5]的主要原则是使用降维的思想，研究指标体系的内在结构关系.其主要特点是把多指标转化成少数几个相互独立，而且包含原有指标大部分信息，其中每个主成分都是原始向量的线性组合，且它们之间互不相关.通过主成分分析可以从错综复杂的关系事物中找到主要的影响变量，更有效地利用大量的统计数据，更好地揭示变量之间的内在关系，从而简化问题，提高分析效率.它确定的数据权数是基于对数据分析而得到的指标之间的内在逻辑关系和结构关系.由于它不受主观因素的影响，可以得到客观性和确定性的数据[6].

3.2 主成分分析法的具体步骤

1)根据所要研究的问题选取初始的分析变量，根据初始变量特性判断由协方差矩阵求主成分还是由相关矩阵出发求主成分[7].

3)通过观察特征值变化趋势确定主成分个数的方法与按照累计贡献率确定的主成分个数一般是一致的；也有的研究者会喜欢或者习惯于保留那些由特征值大于1所代表的那些主成分.这里，第一主成分的方差可以达到最大，最大方差为λ1，而且它是以变化最大的方向向量的各个系数的原始变量的线性函数[8].

图1 碎石图Fig.1 Gravel chart

根据以上步骤就可以得到主成分的表达式，一般是按照特征值从大到小写出来的，从而可对m个主成分进行综合分析.

3.3 分析结果

通过统计软件[9]对中原经济区中选取的标准化处理过的河南省的数据进行分析，输出结果中的碎石图(图1).

表1 成分矩阵Tab.1 Component matrix

续表1

表2 成分系数得分矩阵Tab.2 Matrix of component coefficient score

由表2得到两个主成分：

可以发现这10个指标有很强的依赖性，通过主成分计算后，选取2个具有明显经济意义的主成分.第一主成分可以定义为产业结构主成分，第二主成分定义为工业基础实力.

最后，对于样本主成分得分进行排序的问题，这里只选取第一主成分作为评价指标，这是因为第一主成分与原始变量综合相关度最强，从而能够使得数据信息损失最小，精度最高[11].在第一主成分表达式中带入标准化的原始数据可以得到28个市县的第一主成分得分并在统计软件中对其进行排名(表1).可以看到排名前三的为郑州、南阳、三门峡，定义为强工业区；洛阳、信阳、驻马店定义为一般工业区；其余的为一组，定义为弱工业区.

4 工业化发展建议与对策

从评价得分来看，中原经济区河南各市县工业化水平存在差异，有些差别更大.工业化水平高的市县主要集中在郑州、洛阳、南阳、三门峡，这些地方大多有丰富的矿产资源和良好的重工业基础，多数位于陇海线上，郑州又是京广线与陇海线的铁路枢纽，能够很好地带动周边市县的工业发展.为提高各市县的工业化水平，南阳的数据有些例外，需在以下方面加强.

1)提高城市的基础设施建设.各市县政府发挥着主要的领导作用，需要改善各市县的基础设施，形成各市县的工业发展模式和价值体系，从而进一步影响各市县聚拢人才、吸收资金、创新资源等，最终影响城市的产业发展.

2)提高各市县的产业等级.一个行业的竞争优势在一定程度上来自互相关联的产业集群获取和释放能量的能力，这种能力能够推动该行业的发展，进而提升产业的竞争力.低层次的工业化城市意味着产业等级弱势，应该注重吸收重点骨干企业，发挥自己独特的市县资源，注重于形成产业集聚群，从而发展成为带动周边区域发展的关键市县.

3)要更快地提高各市县的产业集聚度.由于大多数市县主要是小规模分散管理结构，根本就没有形成所谓的聚集效应，有必要进行工业化的战略调整，各市县的工业企业和服务业重点在于城市和产业集中发展区，达到各市县城镇规模的不断扩大，进而提高各市县的城镇产业集聚度.

4)加强在工业技术、人才和管理方面的互相交流沟通的工作.首先，要着重加大在工业新技术方面的引进力度，扬长避短，不断引进国内其他城市或是国外先进技术及其成果，尽量做到最大限度地吸收和更多程度上的转化，从而达到工业化发展的科技创新；其次，要大力引进其他区域的先进管理经验，可以从工业技术研发推广和市场营销方面着手，同时又不能忽略对农业合作建设；最后，在专业领域的人员培训和技术交流方面，更应该积极引进掌握高科技的优秀人才.

5)各市县要根据各自的资源特征和各自比较优势的条件，继续发挥自己市县的独特优点，采取积极的发展方针战略；在进行合理明确的分工协作之后，要继续促进产业方面的专业化及深化分工.每个城市都应该充分利用各自的优势作为合作的资本，比如人力资源、土地资源、矿产资源等，形成优势互补的局势，并依托铁路(高铁)、公路等便利的交通条件，建立坚持以信息化带动工业化的发展模式.

总体来说，对于那些工业化实力强的市县，应该建立以产业集聚区为中心的发展方式，扩大市县的框架规模(当然也要考虑加快产业和人口的聚集)，把工业发展速度高、主导产业有明显优势的小城镇纳入管理范围中.一些仍旧依靠农业生产为主的市县，政府可以采取积极鼓励的政策措施，提供一些方便的服务政策，让有实力的企业和管理者有机会进入城镇，进而提高市县的工业化水平.

[1] 百度百科合作平台.中原经济区规划 [EB/OL].2012-11-13[2015-05-01]. http://baike.baidu.com/view/9145299.htm.

[2] 刘媛媛，李德山，尚航飞.基于因子分析方法的中原经济区城市竞争力研究[J].西南农业大学学报：社会科学版，2011,9(10):9-10.

[3] 郭国锋，张玮.中原经济区城市经济发展水平的竞争力评价[J].郑州航空工业管理学院学报，2012,30(2):39-41.

[4] 孙长青.基于VAR模型的城镇化、工业化与金融发展关系分析[J].经济经纬，2014(6):18-19.

[5] 薛薇.统计分析与SPSS的应用[M].3版.北京：中国人民大学出版社,2012:122-136.

[6] 何晓群.多元统计分析[M].3版.北京：中国人民大学出版社，2012:114-143.

[7] 张尧庭，方开泰.多元分析引论[M].北京：科学出版社，2008:89-108.

[8] 张吉献，张艳领.中原经济区各城市经济发展水平评价及发展对策[J].经济师，2009(1):277-278.

[9] 张科静，高长春.基于主成分分析法的城市创意竞争力评价[J].情报杂志，2014,29(4):69-71.

[10] 蔡世忠.中原经济区建设中“三化”协调发展问题研究[J].河南农业科学，2011,40(6):1-4.

[11] 王永苏.试论中原经济区工业化、城镇化、农业现代化的协调发展[J].中州学刊，2011(3):73-76.

Evaluation on City Industrialization Level of Central Plains Economic Area Based on Cluster Analysis

ZHAI Xiaoli

(DepartmentofMathematicsandInformationScience,NorthChinaUniversityofWaterResources
andElectricPower,Zhengzhou450046,China)

The 28 cities and counties in Henan Province of Central Plains Economic Area are taken as researching object, and the quantitative analysis of the industrialization level is carried on. Then the suggestions to speed up the industrialization construction are put forward. According to the data of Henan Statistical Yearbook 2014, the localGDP(100 million yuan) and other 9 indicators are selected to carry on the quantitative analysis on the level of industrialization through principal component analysis. By contrasting the level of industrialization, the cities are divided into developed industrial zone, industrial zone and weak industrial zone. The factors restricting the industrialization level of each city are different. Each city should suit its own measures to local conditions, increase industrial investment, and improve the level of industrialization.

principal component analysis; industrialization; cluster analysis; Central Plains Economic Area; quantitative analysis

2015-05-10

翟晓丽(1988—)，女，河南郑州人，华北水利水电大学数学与信息科学学院在读硕士研究生.

10.3969/j.issn.1007-0834.2015.04.014

F222

A

1007-0834(2015)04-0054-04