基于PCA的山西省區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平實證分析

穆志莉 劉彥 郝彥臣

摘要：山西省作為能源發(fā)展重要區(qū)域，長期秉持著“一煤獨大”的發(fā)展特點。近年來，山西經(jīng)濟(jì)不斷尋求新發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，第三產(chǎn)業(yè)的比重逐漸增大。但是在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平方面，山西省在全國經(jīng)濟(jì)排名中依舊處于較后的位置，但是得益于我國整體向好的經(jīng)濟(jì)環(huán)境以及山西省群眾自身努力，經(jīng)濟(jì)總值不斷提高。文章以 2019 年山西省11座城市的地區(qū)生產(chǎn)總值為因變量，運用主成分分析法（PCA）對11座城市的發(fā)展水平進(jìn)行比較，并對其結(jié)果進(jìn)行評價與分析，從而對比查找山西省區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展機會，為政府部門決策提供理論參考。

關(guān)鍵詞：主成分分析法;山西省;區(qū)域經(jīng)濟(jì);發(fā)展水平

得益于得天獨厚的能源優(yōu)勢，山西省在過去的發(fā)展中“一煤獨大“的特點非常突出，隨著環(huán)境保護(hù)政策的不斷出臺以及能源開采的限度要求，能源行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r不容樂觀。2019年，山西省經(jīng)濟(jì)總值達(dá)到 1.68萬億元，年增長率為 6.8%。在能源行業(yè)的發(fā)展中，山西省“身先士卒”對祖國發(fā)展做出來巨大貢獻(xiàn)。近幾年，山西省積極響應(yīng)習(xí)近平新時代中國特色社會主義發(fā)展道路，為了在建設(shè)社會現(xiàn)代化國家中發(fā)揮該有作用，山西要落實好能源革命綜合改革試點要求，持續(xù)推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化，實施一批變革性、牽引性、標(biāo)志性舉措，從根本上摒棄粗放型發(fā)展方式。培育新動能、發(fā)展新產(chǎn)業(yè)，是山西高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展的希望和出路所在。

本文就十個經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分析，研究山西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題。數(shù)據(jù)處理以及分析后所呈現(xiàn)的結(jié)果對比現(xiàn)實情況可知比較可靠且具有現(xiàn)實意義。針對此研究結(jié)果就山西省存在的問題提出了可行建議，幫助山西省從多個維度提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，響應(yīng)時代發(fā)展號召。

一、山西省區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平評價模型構(gòu)建

（一）山西省區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集

為了后面的數(shù)據(jù)分析，從中國統(tǒng)計年鑒官網(wǎng)上采集到了山西省各項基本數(shù)據(jù)，以山西省11座城市（2019年）的地區(qū)生產(chǎn)總值、第三產(chǎn)業(yè)占總產(chǎn)業(yè)比重、常住人口數(shù)量、城市常住居民人均年消費支出、農(nóng)村常住居民人均年消費支出、社會消費品零售總額、常住人口城鎮(zhèn)化率、外商及港澳臺投資企業(yè)資產(chǎn)總計、固定資產(chǎn)投資、金融機構(gòu)存款總和10個方面為研究對象。

（二）研究方法及模型的構(gòu)建

要衡量一個地區(qū)的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平情況，不能只看一個地區(qū)的生產(chǎn)總值就一概而論，應(yīng)該考量社會各方面的綜合發(fā)展水平構(gòu)建模型來達(dá)到分析區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的目的。因此在數(shù)據(jù)采集方面，本文采集了山西省多方面的數(shù)據(jù)，通過變量之間的相關(guān)性，運用主成分分析的方法考察山西省各個市的發(fā)展?fàn)顩r，對山西省的各方面發(fā)展建言獻(xiàn)策。

（三）構(gòu)建主成分分析模型

在實際分析當(dāng)中，變量之中存在一定的相關(guān)性，多變量中的部分信息可能會重疊。主成分分析是通過構(gòu)造原始變量的線性組合以產(chǎn)生一系列不相關(guān)的新變量，克服原始變量中的相關(guān)性、重疊性，來達(dá)到降維目的的分析方法。新變量之中包含了原始變量的大部分信息，數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于原始變量，并且新變量之間互不相關(guān)，從而使得新變量可以代替原始變量分析問題，提高分析效率。主成分分析的目的是減少變量的個數(shù)，因此不會選用所有的主成分，忽略一些方差較小的主成分并不會給結(jié)果帶來大的影響。而如何選取主成分，則從主成分的方差貢獻(xiàn)率來看，即單個主成分的方差與所有主成分的方差之和的比。

通常第一主成分貢獻(xiàn)率最大，綜合能力最強，而第二、第三主成分的能力依次遞減。若只取m個主成分，則稱為主成分的累計貢獻(xiàn)率ψm，m的取值應(yīng)使得累計貢獻(xiàn)率ψm達(dá)到85%以上。

綜上所述，主成分分析的模型為：

二、山西省區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平實證分析

從山西省各個城市的經(jīng)濟(jì)總量來看，2019年末山西省達(dá)1.68萬億元， 相較2018年的1.59萬億元有所增長。在山西省十一作城市中，僅有太原市經(jīng)濟(jì)總量大于三千五百億元，同時有兩個城市（忻州市，陽泉市）經(jīng)濟(jì)總量小于一千億元，其他城市經(jīng)濟(jì)總量均為一千億元到兩千億元之間，經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較落后。

（一）對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行適用性分析

為檢驗數(shù)據(jù)是否適合因子分析，因此在分析之前將數(shù)據(jù)錄入SPSS 25.0中進(jìn)行KMO 和Bartlett 分析。表 1 的結(jié)果中，KMO 值為 0.638（>0.60），Bartlett 球形度檢驗顯著性水平為 0，可以說明10個變量之間具有較強的相關(guān)關(guān)系，數(shù)據(jù)滿足適應(yīng)性分析要求，適合進(jìn)行因子分析。

（二）原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

在原始數(shù)據(jù)中，11座城市的一部分指標(biāo)數(shù)值之間具有較大的差距（如山西省地區(qū)生產(chǎn)總值等指標(biāo)數(shù)據(jù)與第三產(chǎn)業(yè)占總產(chǎn)值比重這類比重數(shù)據(jù)），直接進(jìn)行主成分分析將導(dǎo)致?lián)p失數(shù)據(jù)的一部分信息，并且可能得到不理想的分析結(jié)果。因此，本文將對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化之后再進(jìn)行下一步的分析。通過對標(biāo)準(zhǔn)化之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使得不同數(shù)量級或者不同單位的數(shù)值具有可比性，大幅度降低了數(shù)據(jù)分析時的難度并且提升了其準(zhǔn)確性。

（三）提取主成分

在進(jìn)行因子分析之前設(shè)置所提取的主成分特征值大于1，并且所提取的主成分方差累積貢獻(xiàn)率應(yīng)達(dá)到85%以上。那么從表3得到的結(jié)果中可以看出，所提取的主成分特征值達(dá)到要求并且累積貢獻(xiàn)率也達(dá)到了94.1%，提取結(jié)果十分優(yōu)秀。而表2中，大部分變量的提取率都非常高，只有一個變量提取率比較低（農(nóng)村居民人均年消費支出的提取率為0.762），可以說因子提取的總體效果從整體上來看是也是良好的。綜上所述，因子分析的結(jié)果是比較理想的。

（四）計算主成分得分，各城市綜合得分和排名

根據(jù)山西省11座城市2019年10項指標(biāo)數(shù)據(jù)，運用主成分分析的方法得出各個城市的主成分得分F1、F2、F3，再根據(jù)表3中的三個主成分的方差貢獻(xiàn)率占方差累積貢獻(xiàn)率得到的權(quán)重乘以各個主成分得分，就到了每個城市的綜合得分F（即F=0.6662F1+0.2133F2+0.1205F3）將其計算結(jié)果按照降序的方式進(jìn)行排名（如下表表四所示）。

三、提高山西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對策建議

山西省作為煤炭大省，在其他行業(yè)發(fā)展相對落后，創(chuàng)新環(huán)境尚未形成，營商環(huán)境仍需優(yōu)化，產(chǎn)業(yè)協(xié)作亟待加強。要提高山西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，應(yīng)當(dāng)全面推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級調(diào)整。

山西省委十一屆十次全會提出，要站在戰(zhàn)略高度謀劃和推動實施一批變革性、牽引性、標(biāo)志性舉措，為山西高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展再造新優(yōu)勢、構(gòu)建新格局。因此，本文提出如下具有針對性以及可操作性的一些建議。

（一）強化創(chuàng)新理念

重視基礎(chǔ)科學(xué)研究工作。發(fā)展本省穩(wěn)固并且長期的基礎(chǔ)理論研究的人才隊伍，穩(wěn)步增強本省科研創(chuàng)新能力，吸引大型企業(yè)基礎(chǔ)研究投入，從根本上解決山西企業(yè)對于研發(fā)的不重視問題，改善創(chuàng)新環(huán)境。與此同時，要進(jìn)一步落實山西科技成果轉(zhuǎn)化的相關(guān)政策，科技成果轉(zhuǎn)化相關(guān)考核、激勵機制。加大人才培養(yǎng)與引入力度，尤其是大數(shù)據(jù)等專業(yè)方面人才，降低山西省對于資源的高度依賴。

打造科學(xué)發(fā)展的科技創(chuàng)新體系，加大在基礎(chǔ)應(yīng)用研究及關(guān)鍵核心技術(shù)上的投入。推進(jìn)產(chǎn)教融合發(fā)展，支持一批高水平大學(xué)和科研院所組建跨學(xué)科、綜合交叉的科研團(tuán)隊。打造支撐創(chuàng)新的一流人才隊伍。強化 “高精尖缺”人才精準(zhǔn)引育，聯(lián)合開展前沿性的技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)，為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整儲備充足的人力資源。

（二）優(yōu)化營商環(huán)境

積極貫徹落實省委、省政府決策部署，優(yōu)化營商環(huán)境。鼓勵群眾創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，培養(yǎng)服務(wù)理念，推進(jìn)營商環(huán)境建設(shè)涉及的眾多相關(guān)職能部門要加強細(xì)節(jié)性工作，解決部門存在的碎片化問題，推進(jìn)投資項目試行的承諾制和無審批管理。讓各職能部門能在短期內(nèi)實現(xiàn)無縫隙對接，達(dá)到同頻共振。

在產(chǎn)業(yè)政策制定上率先轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)從選擇型向服務(wù)型產(chǎn)業(yè)政策轉(zhuǎn)型，從扶持優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)和企業(yè)向優(yōu)化企業(yè)發(fā)展環(huán)境和營商環(huán)境轉(zhuǎn)型，從關(guān)注大中型企業(yè)向關(guān)注技術(shù)型創(chuàng)新型中小微企業(yè)轉(zhuǎn)型。構(gòu)建服務(wù)小微企業(yè)的社會化服務(wù)體系，要打造良好的發(fā)展環(huán)境，建立信用網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)信用產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用。

（三）加強產(chǎn)業(yè)協(xié)作

進(jìn)一步改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展多元化支柱產(chǎn)業(yè)，重視大數(shù)據(jù)行業(yè)的發(fā)展，數(shù)據(jù)技術(shù)處理和大數(shù)據(jù)集群產(chǎn)業(yè)發(fā)展不足，不能為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供充足的數(shù)據(jù)支撐和保障，不利于規(guī)劃產(chǎn)業(yè)集群的深層次分工與協(xié)作。產(chǎn)業(yè)之間也未能形成完整合理的產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步轉(zhuǎn)型升級。

推動行業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)和攻關(guān);統(tǒng)籌布局協(xié)同，避免低水平重復(fù)建設(shè)、同業(yè)競爭、無序競爭;對外合作協(xié)同，提升招商引資的影響力和成功率;強化管理協(xié)同，推動管理流程優(yōu)化、管理模式創(chuàng)新;深化人才協(xié)同， 推動企業(yè)間高端人才共享。提升山西省制造業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、價值鏈中的地位，推動形成功能齊全、結(jié)構(gòu)合理的第三產(chǎn)業(yè)體系。

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（作者單位：華北科技學(xué)院）

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