田時中, 孫陽貫?zāi)? 占沁嫣

(安徽大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，合肥 230601)

基于主成分分析的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平評價實證*
——來自30個省份2007—2016年面板數(shù)據(jù)

田時中, 孫陽貫?zāi)? 占沁嫣

(安徽大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，合肥 230601)

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是實現(xiàn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵條件，為準(zhǔn)確把握中國省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展對地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長和社會發(fā)展的貢獻(xiàn)，通過構(gòu)建省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平評價指標(biāo)體系，以中國30個省(區(qū))市2007—2016年的面板數(shù)據(jù)為樣本，運用主成分分析法進(jìn)行綜合評價與比較。結(jié)果表明：我國基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平極不平衡，三大地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展呈現(xiàn)“東—中—西”遞減趨勢，存在較為明顯的區(qū)域差異和省域差異，尤以東部地區(qū)最為顯著；發(fā)展趨勢上看，東部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平相對穩(wěn)定，而中西部地區(qū)呈現(xiàn)波動發(fā)展趨勢。建議三大地區(qū)因地制宜，創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，推動省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平的提高。

基礎(chǔ)設(shè)施；發(fā)展水平；指標(biāo)體系；主成分分析；面板數(shù)據(jù)

新常態(tài)下，“協(xié)調(diào)發(fā)展理念，聚焦全面建成小康社會目標(biāo)”成為各級地方政府的工作重心，基礎(chǔ)設(shè)施作為城市建設(shè)和發(fā)展的前提[1]，對于推動地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長和社會進(jìn)步具有深遠(yuǎn)意義。如何發(fā)揮基礎(chǔ)設(shè)施在推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用成為各界熱議的話題，而對中國省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平的定量評價能夠從整體上把握我國基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的整體水平，為新時期推進(jìn)全面小康社會建設(shè)提供理論參考。國內(nèi)學(xué)者對基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平的研究主要集中在以下幾個方面：一是對基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平評價對象的選取存在差異，李如友和黃常州[2]主要評價交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展；林偉斌[3]則評價街道、公園等綠色基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平。二是對基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平評價體系的研究沒有統(tǒng)一，武力超、孫浦陽[4]主要從教育、通訊、城市交通等9個方面入手；滕敏敏[5]考慮社區(qū)公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。三是選取不同樣本進(jìn)行實證研究，向鵬成、曹園園[6]、劉宇琴[7]、袁曉玲、張躍勝[8]選取多個省市作為樣本進(jìn)行評價，張艦[9]更是定量分析我國54個城市基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平。四是運用不同的定量評價方法進(jìn)行實證分析，如二次目標(biāo)函數(shù)的DEA交叉效率模型[10]、熵值法[11]、系統(tǒng)廣義矩法(SYS-GMM)[12]等。前人的研究成果為本文的研究提供了理論和方法指導(dǎo)，但仍存在可以拓展的空間：一是僅停留在評價基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平，缺少對評價結(jié)果、結(jié)論的運用，難以體現(xiàn)評價體系的真正價值。二是評價體系不完善，評價指標(biāo)不充分，樣本量較少，缺少全國性基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平的分析比較。三是技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的定量評價方法運用較少?；诖?，通過構(gòu)建水資源設(shè)施、能源動力設(shè)施、交通道路設(shè)施、郵電通訊設(shè)施及生態(tài)環(huán)境設(shè)施5個維度的評價體系，以我國30個省份2007—2016年的面板數(shù)據(jù)為依據(jù)，采用主成分分析法進(jìn)行綜合評價，比較分析我國省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平及演變特征，為各省(區(qū))市持續(xù)提高基礎(chǔ)實施發(fā)展水平提供參考。

1 評價指標(biāo)及數(shù)據(jù)來源

1.1 指標(biāo)體系

基礎(chǔ)設(shè)施是“直接或者間接地有助于提高產(chǎn)出水平和生產(chǎn)效率的經(jīng)濟(jì)活動”，世界銀行將基礎(chǔ)設(shè)施分為經(jīng)濟(jì)性基礎(chǔ)設(shè)施和社會性基礎(chǔ)設(shè)施，其內(nèi)容涵蓋了交通、郵電、醫(yī)療、衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等多個領(lǐng)域，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的保障。

滕敏敏[5]、潘彬，黃靖[13]、孫海玲，李旭偉[14]、尹宏玲[15]等學(xué)者對基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展評價指標(biāo)體系進(jìn)行了深入研究，為省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平評價指標(biāo)體系的構(gòu)建提供了指導(dǎo)。借鑒上述指標(biāo)體系，按照科學(xué)性、可比性、系統(tǒng)性、可操作性的原則，構(gòu)建了中國省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平評價指標(biāo)體系，如表1所示。

表1 中國省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平評價指標(biāo)體系Table 1 Evaluation index system of China’s provincial infrastructure development level

1.2 數(shù)據(jù)選取

由于香港、澳門、臺灣地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的統(tǒng)計口徑不一致，不適宜作為橫向比較樣本進(jìn)行評價，此外，西藏地區(qū)數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重，為保證評價結(jié)果的科學(xué)性和可信度，剔除西藏地區(qū)數(shù)據(jù)，只選取中國大陸30個省、自治區(qū)和直轄市2007—2016年的面板數(shù)據(jù)作為樣本，指標(biāo)值均具有可獲得性，皆來源于《中國統(tǒng)計年鑒》與《中國城市統(tǒng)計年鑒》，部分指標(biāo)缺失數(shù)據(jù)通過二次計算得出。

2 評價模型與結(jié)果分析

2.1 評價模型引入

主成分分析法(PCA)是一種利用降維思想把多個指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個指標(biāo)的多元統(tǒng)計方法。它能夠在保證原始數(shù)據(jù)信息損失最小的情況下，以少數(shù)的主成分取代原有的多維指標(biāo)變量，既能夠減少系統(tǒng)變量的數(shù)量復(fù)雜程度，又能夠保留原系統(tǒng)絕大部分有用信息的特征，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)得到較大程度簡化，已被廣泛應(yīng)用到了自然、社會科學(xué)等領(lǐng)域。

(1) 評價指標(biāo)原始數(shù)據(jù)無量綱處理：原始指標(biāo)由于存在量綱的影響，無法直接進(jìn)行比較，故而運用模糊隸屬度函數(shù)(極值法)，通過提取極大值和極小值，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。所有評價指標(biāo)均為效益型指標(biāo)，故采用公式：

(2) 計算相關(guān)矩陣R:R=(rij)m*n，其中，rij是ci和cj的相關(guān)系數(shù)：

i,j=1,2,…,m

2.2 實證分析

依據(jù)建立的評價指標(biāo)體系與評價指標(biāo)值，采用模糊隸屬度公式對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，運算中使用的軟件為SPSS19.0，由于面板數(shù)據(jù)量較大，僅以2016年數(shù)據(jù)為例作出解釋。

計算KMO和巴特利特球形檢驗(表2)，列出解釋的總方差(表3)。

表2 KMO 和 Bartlett檢驗Table 2 Results of KMO and Bartlett Test of Sphericity

表3 初始特征值Table 3 Initial eigenvalues

計算主成分矩陣的權(quán)重系數(shù)(表4)。

表4 主成分矩陣的權(quán)重系數(shù)Table 4 The weights coefficient of component matrix

依據(jù)線性加權(quán)求和公式，即可得到當(dāng)年各省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平綜合指數(shù)，整理后如表5所示。需要說明的是，目前我國地區(qū)劃分包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和地理位置等標(biāo)準(zhǔn)，本文依據(jù)國家統(tǒng)計局地區(qū)劃分方法，將全國分為三大地區(qū)，東部地區(qū)有黑龍江、遼寧、吉林、河北、北京、山東、江蘇、浙江、上海、廣東、福建；中部地區(qū)有內(nèi)蒙古、河南、山西、湖北、湖南、安徽、江西、廣西；西部地區(qū)有陜西、青海、甘肅、寧夏、重慶、四川、云南、貴州、新疆(西藏)。

表5 全國各省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平綜合指數(shù)(2007—2016)Table 5 The comprehensive index of China’s provincial infrastructure development level(2007—2016)

在此基礎(chǔ)上，對綜合指數(shù)進(jìn)行時間加權(quán)，并對評價結(jié)果進(jìn)行排序，計算樣本排序的方差，結(jié)果如表6所示。

表6 綜合指數(shù)排序及方差(2007—2016)Table 6 Rank and variance of the comprehensive index (2007—2016)

2.3 結(jié)果分析

(1) 從整體上看，在樣本考察期間，綜合指數(shù)前10的高低次序為廣東、江蘇、北京、上海、浙江、山東、天津、福建、遼寧、河北，表明這幾個省市的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平較高。湖北、四川、安徽、陜西、重慶、新疆、湖南、江西、海南、山西的綜合指數(shù)位于11至20名之間。綜合指數(shù)排在最后的10個省份依次為貴州、甘肅、云南、吉林、寧夏、黑龍江、河南、青海、內(nèi)蒙古、廣西，表明這幾個省市的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平較低，亟待加強(qiáng)建設(shè)。

(2) 分地區(qū)來看(圖1)，在樣本考察期間，東部地區(qū)綜合指數(shù)均高于中西部，中部地區(qū)整體高于西部。具體而言，東部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平平均綜合指數(shù)最高(0.464 1)，其次是中部地區(qū)(0.405 9)，最后是西部地區(qū)(0.295 9)，表明東部地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平總體上高于中西部地區(qū)，西部地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平相對較低，反映了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和地區(qū)優(yōu)勢在很大程度上影響了基礎(chǔ)設(shè)施的地區(qū)差異化水平。

圖1 各地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平綜合指數(shù)(2007—2016)Fig.1 Comprehensive index of infrastructure development level in different regions (2007—2016)

(3) 從基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平的時空差異來看，2007年至2016年西部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平綜合指數(shù)最低，中部其次，東部最高，三大地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平綜合指數(shù)呈現(xiàn)“東—中—西”下降演變格局。其中，2008年中西部綜合指數(shù)差異較??；2010年與2011年，東部與中西部綜合指數(shù)差異較小，其他年份東部與中西部指數(shù)差異較大。從未來基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平變化趨勢來看，東部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施仍舊保持良好的發(fā)展水平，中西部次之。

(4) 從基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平綜合指數(shù)動態(tài)演變特征來看(表6)，各省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平綜合指數(shù)的方差大小排名前10依次為青海、河南、天津、海南、廣西、新疆、內(nèi)蒙古、重慶、四川、湖南，表明這幾個省市的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平變化較大。方差倒數(shù)10名依次為甘肅、江蘇、貴州、北京、吉林、浙江、湖北、寧夏、山東、遼寧，表明這幾個省市的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平相對穩(wěn)定。其余省份的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平存在一定波動，表明各省級的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平不夠穩(wěn)定。對此各地區(qū)應(yīng)加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，形成各地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)穩(wěn)中增長的新局面。

(5) 參考前人采用的發(fā)展水平分類方法，根據(jù)各省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平的最大序差與方差，將各省市基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平進(jìn)行分類(表7)。

表7 中國30個省(區(qū))市基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展類型Table 7 Patterns of China’s provincial infrastructure development level

第一類，平穩(wěn)型(Rmax5，S24)。這個類型覆蓋范圍最廣，包括北京、遼寧、吉林、上海、江蘇、浙江、安徽、福建、山東、湖北、貴州、甘肅、寧夏，主要集中在東部地區(qū)。其中北京、江蘇的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平一直保持在全國前4，表明這兩個省市具有平穩(wěn)且較高的發(fā)展水平。遼寧、浙江、山東、湖北的最大序差均不超過5，方差均不超過3，最低排名不低于11，表明這幾個省市也屬于高水平的平穩(wěn)發(fā)展類型。吉林、貴州、甘肅、寧夏的最高排名不超過22，最低排名30，表明這幾個省屬于低水平的平穩(wěn)發(fā)展模式。

第二類，波動型(5

第三類，跳躍型(Rmax>10，S2>13)。這個類型覆蓋了天津、內(nèi)蒙古、河南、廣西、海南、重慶、青海、新疆等省份，這些省份的排名變化大，除了東部的天津、海南之外，各省的排名均靠后，變化趨勢具有無序性。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié) 論

中國基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平自低到高的省份依次是貴州、甘肅、云南、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、寧夏、河南、山西、青海、海南、廣西、江西、湖南、新疆，基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平由高到低的省份分別是廣東、江蘇、北京、上海、山東、浙江、天津、遼寧、福建、河北、湖北、四川、重慶、安徽、陜西。

在評價期內(nèi)，東部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平綜合指數(shù)最高，中部地區(qū)次之，西部地區(qū)最低，表明我國三大地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平存在顯著差異。

我國基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展趨勢呈現(xiàn)“東部平穩(wěn)，中西部跳躍波動”的格局。東部地區(qū)個別省份跳躍波動發(fā)展，例如黑龍江、海南，但其發(fā)展均維持在較低水平；中西部地區(qū)河南、青海基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展極不穩(wěn)定，水平不高；個別省份的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展較為穩(wěn)定，水平高于中部地區(qū)平均水平，但遠(yuǎn)低于東部平均水平，例如湖北、安徽。

我國各地區(qū)內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平存在差距。東部地區(qū)內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施水平極差為0.391 3，發(fā)展不均衡，黑龍江、吉林、遼寧、天津、河北、福建、海南發(fā)展低于東部地區(qū)平均水平。中部地區(qū)內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平綜合指數(shù)極差為0.124 8，差距不大。西部地區(qū)內(nèi)部綜合指數(shù)極差為0.189 2，存在很大差距。

通過構(gòu)建的評價體系，運用主成分分析法對我國2007—2016年30個省級基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平進(jìn)行定量分析與實證評價，得到的結(jié)果與現(xiàn)實情況基本吻合，表明評價指標(biāo)體系和評價方法具有科學(xué)性與較強(qiáng)的可操作性。

3.2 建 議

首先，準(zhǔn)確定位，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)新突破。東部地區(qū)在保持目前良好發(fā)展趨勢的同時，注重加強(qiáng)國內(nèi)外合作，協(xié)調(diào)促進(jìn)地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展。憑借東部地區(qū)較高的科技水平，深入推進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)革新，以改革帶來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展成果推動基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)向縱深發(fā)展，從而實現(xiàn)東部地區(qū)整體高效發(fā)展。政府出臺相應(yīng)政策、措施，搭建平臺，發(fā)揮東部地區(qū)輻射帶動作用。加大對中部地區(qū)的財政資金投入，不斷挖掘中部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)潛力，實現(xiàn)中部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施水平有效提升。國家應(yīng)當(dāng)加大對西部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)政策傾斜特別是資金投入的傾斜力度，依托“一帶一路”建設(shè)，積極吸收民間資本，促進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目投資主體多元化，確?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目資金充足，分散項目投資風(fēng)險。

其次，不斷提高經(jīng)濟(jì)實力，夯實基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金保證。經(jīng)驗研究表明，各省基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平差異顯著，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、刺激經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的過程中，應(yīng)進(jìn)一步引進(jìn)國外基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)新模式，促進(jìn)自身基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平的提高。經(jīng)濟(jì)發(fā)展較慢省份要進(jìn)一步創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，調(diào)動地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力，為地區(qū)內(nèi)各省份基礎(chǔ)設(shè)施項目提供可靠的自有資金保證。經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)省份需要找準(zhǔn)自身基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的“短板”，優(yōu)先發(fā)展瓶頸項目。

最后，拓寬基礎(chǔ)設(shè)施項目建設(shè)投融資渠道。單純的政府資金投入與政策補(bǔ)貼難以滿足我國基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的要求，各地區(qū)應(yīng)積極引入市場競爭機(jī)制，積極開展招商引資工作，鼓勵東部對中西部開展幫扶，推動?xùn)|部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)財政資金的橫向轉(zhuǎn)移，增加中西部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目的可用資金，確保中西部基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平持續(xù)提高。

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責(zé)任編輯：李翠薇

Evaluation of Infrastructure Development Level Based on Principal Component Analysis——Panel Data from 30 Provinces from 2007 to 2016

TIAN Shi-zhong, SUN Yangguan-nan, ZHAN Qin-yan

(Economics School, Anhui University, Hefei 230601, China)

Infrastructure construction is the key condition for the realization of regional economic development, in order to accurately grasp the contribution of the development of China provincial infrastructure to regional economic growth and society, through the construction of the provincial infrastructure development level evaluation index system, the panel data of 30 provinces from 2007 to 2016 are comprehensively evaluated and compared using principal component analysis, the results show that the level of China's infrastructure development is very uneven, that the development of infrastructure in three areas is decreasing from the East to the West, accompanied with obvious regional and provincial differences, especially in the eastern region;from the development trend, the level of infrastructure development in the eastern region is relatively stable, while the central and western regions experience fluctuations in the development. The author suggests that the three regions should suit measures to local conditions, innovate the development strategies, and promote the development of provincial infrastructure.

infrastructure; development level; index system; principal component analysis; panel data

2016-03-22；

2016-04-20.

安徽省哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃項目(AHSKY2015D51).

田時中(1984-)，男，安徽岳西人，博士，從事資源產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與綜合評價方法研究.

10.16055/j.issn.1672-058X.2017.0004.008

O29

A

1672-058X(2017)04-0041-09