指标体系方法

本节主要介绍指标分析的聚类分析和拟合优度分析方法。按照指标筛选的原则，设计出了城市创新指标体系。在港口方面，主要以港口服务能力为一级指标，以港口管理、经营、处理能力为二级指标；在产业方面，以产业发展为一级指标，派生出传统产业发展和新兴产业发展为两个二级指标；在外部环境方面，以环境资源支撑能力为一级指标，以城市环境发展和港口可持续发展为二级指标。最终在二级指标的基础上逐步得出三级指标，指标体系得以建立。

一、聚类分析

聚类是指按照事物的某些属性，把事物聚集成类，使得类间相似性尽量小，类内相似性尽量大的一个无监督学习过程。聚类分析在经济管理及工程等许多领域有大量的实践背景。在聚类分析中，如果聚类信息（一般指聚类对象特征指标值或相似矩阵以及指标权重）是精确数值的，那么相关的聚类分析方法具有十分丰富的研究成果。但在许多实际问题中，由于被聚类的信息估计不精确或测量的误差以及人为判断等原因，常常以区间数、三角模糊数、语言短语以及不完全信息等这些不确定性信息的形式出现，针对具有不确定性信息的聚类分析问题的研究也有了一些研究成果。但这些研究大多要求聚类信息是同一种形式的信息，而由于聚类问题的复杂性，聚类对象的指标中可能包含有多种形式的信息，针对特征指标值包含确定性信息或多种不确定性信息在内的混合多指标信息聚类分析问题更贴近现实情况，目前，这方面的研究还很少。因此，对此类问题的研究，无论在理论方面，还是在应用方面，都具有重要的意义。

聚类分析的基本思想是，从一批样品中的多个指标变量中，定义能度量样品间或变量间相似程度（或亲疏关系）的统计量，在此基础上求出各样品（或变量）之间的相似程度度量值，按相似程度的大小，把样品（或变量）逐一归类，关系密切的类聚集到一个小的分类单位，关系疏远的聚合到一个大的分类单位，直到所有的样品（或变量）都聚集完毕，把不同的类型一一划分出来，形成一个亲疏关系谱系图，以便更直观地显示分类对象（样品或变量）的差异和联系。

聚类分析的一般方法是，根据已知数据，观察各样品或变量之间亲疏关系的相似程度，依照某种准则，把一些相似程度较大的样品或变量聚合为一类，把另外一些相似程度较大的样品或变量聚合为另外一类，使同一类内差别较小，而类与类之间的差别较大，最终将观察样品或变量分为若干类聚类分析需要处理两个核心问题：用什么统计量来表征样品之间的相似程度；采用何种具体系统聚类方法，或者说采用何种准则确定类与类之间的相似程度。

聚类分析提供了丰富多彩的分类方法，这些方法大致可以归纳为：系统聚类法、模糊聚类法、K—均值法、有序聚类法等。每一类又有若干具体方法。对于聚类分析的第二个问题，即依照何种准则将类与类聚集成一个新类，常用的系统聚类方法有最短距离法、最长距离法、中间距离法、重心法、离差平方和法等。

本书在指标选取过程中，充分地发挥了聚类分析的优势，对能够归类的相关变量采取聚类的方法，例如港口管理能力以及经营能力，都是聚类分析的结果。在聚类分析方法的指引下，我们得出了能够充分反映港口的性能和产业发展能力指标体系，为科研研究提供了科学的理论支撑。

二、拟合优度分析

指标的拟合优度分析是对指标的实际数据与理论数据之间拟合程度的分析，主要通过拟合优度的检验来表明指标模型的实际意义大小。

拟合优度检验是用来检验实际观测数据与依照某种假设或模型计算出来的理论数之间的一致性，以便判断该假设或模型是否与观测数相配合。

该检验包括两种类型：第一种类型是检测观测数据和理论数据之间的一致性；第二种是通过检验观测数据和理论数据之间的一致性来判断事件之间的独立性。这两种类型的问题都使用χ2检验，但这个χ2检验与假设当中的χ2检验是不同的，假设的χ2检验是一个利用正态总体方差差异显著性进行检验的方法。

拟合优度检验的一般方法为：

1.将观测值分为k种不同的类别：如在遗传学中，将两对独立的等位基因自由组合，在F2代可以分为四种类型，即k＝4；

2.共获得n个独立的观测值，第i类观测值的数目为Oi，如果共获得656个F2代个体，其中双显性性状F2代个体350个，即O1＝350；

3.第i类的概率为pi，上例中第一类的概率p1＝9/16；

4.第i类的期望数，即理论数为Ti，Ti＝npi；

5.Oi与Ti进行比较，判断两者之间的不符合程度是否由于机会或者抽样的随机性造成。

拟合优度检验的一般程序：

1.对数据按类型进行分组。

2.根据总体分布类型和样本含量n计算理论数Ti。

3.有时需用样本数据估计总体参数，记所估计参数的个数为a。

4.合并两个尾区的理论数，使每组理论数不小于5，合并后的组数记为k。

5.相应于2的自由度为k－1，相应于3的自由度为k－1－a。

6.零假设：因为拟合优度χ2检验不是针对总体参数做的，因而零假设不需提出具体参数值，只需要判断观测数是否符合理论数或者某一理论分布。它的零假设是观测数与理论数相符合。可以记为 H0：O－T＝0。

7.按上述公式计算出χ2值，并与χ2临界值做比较，当χ2＞χ2α时拒绝H0；当χ2＜χ2α时接受H0。

通过以上对指标的拟合优度分析，我们选取了那些拟合优度较好的指标，摒弃了拟合优度较差的相关指标，使整个指标体系在构建的过程中，既考虑理论意义又考虑实际应用的价值，充分选取了代表港口与产业之间实际互动效果的指标体系。

三、指标筛选

筛选指标时，上述各项原则既要综合考虑，又要区别对待。一方面要综合考虑评价指标的科学性、完备性、主成分性、独立性，不能仅由某一原则决定指标的取舍；另一方面由于各项原则各具特殊性及目前认识上的差距，对各项原则的衡量方法和精度不能强求一致。例如，评价指标的科学性由于受认识水平的限制，目前还难以定量衡量，只能依赖于评价者对可持续发展内涵的理解程度和对评价区域的了解程度；而主成分性和独立性则可采取一定的数学方法定量研究，因而不必要也不可能采用同样的方法和精度。再如，完备性是相对的，它包含了两层含义：一是指所选指标应尽量全面反映区域发展的各项特征；二是指根据评价目的、评价精度决定指标的数目。如果区域范围很大，对评价精度的要求可相应降低，指标数目可相应减少；如果区域范围较小，对评价精度的要求可相应提高，指标数目可相应增多，在指标的完备性方面同样缺乏定量的衡量方法。

在指标体系建立中，关键在于所采用的指标能否反映研究对象的本质，因此必须根据指标权重的大小做出一定的取舍，剔除那些对影响评价结果较小的指标，避免由于指标因素过多而引起专家判断上的失误。具体步骤如下：综合考虑指标体系F＝｛1，2，… ，n｝中每一指标因素的重要性后，采用AHP法确定各指标的权重，并建立权重集λ＝｛λ1，λ2，… ，λn｝。其中λi∈［0，1］（i＝1，2，… ，n）。再选择取舍权重为λk对指标进行筛选，通常λk∈［0，0.1］；当λ≥λk时，保留指标i；当λ＜λk时，则筛选掉指标i。需要特别指出的是，取舍权重λk∈［0，0.1］只是一个参考值范围。指标的设计者应根据研究对象的性质在此范围内确定适当的取舍权重λk。

四、指标体系的确定

通过以上方法，我们初步得到了下面的港口与产业互动的指标体系（见表2‐1）。按照指标体系建立原则和科学的筛选方法，该指标体系能够较好地反映港口能力、产业现状以及外部环境支撑。该指标体系遵循从大到小原则，逐级分析研究，全方位、多层次表述各指标选取意义，全面系统地保证研究的科学性、全面性以及实际应用价值。

在港口方面，从建立港口服务经济发展的初衷出发，选取了港口服务能力作为代表港口具体价值的指标。港口服务能力的实际实现来源于港口自身的管理能力、港口对外的经营能力和港口处理实际业务能力，因此确定管理能力、经营能力和处理能力为二级指标。港口对内管理能力的实现主要依赖于硬件措施即港口的信息化水平，软件即人员素质和创新能力的提升；港口对外的经营能力主要体现在自身业务的经营收入和增值业务的收入方面；港口处理货物的能力主要是货物的吞吐量、集装箱进出口量、码头泊位数和集装箱航线总数。

在产业发展方面，首先对宁波地区产业有一个清晰的认识和高度的概括。按照现行产业划分，产业可以划分为传统产业和新兴产业。传统产业主要指在宁波发展相对比较成熟，相对来说已经发展过一段时间，包括像石化、造纸、汽车和修造船。其中传统产业的转型升级必须要有研发经费的投入，考虑到工业研发经费投入比重相对来说比较大，我们这里选择临港工业研发投入作为代表指标。新兴产业主要是在宁波地区刚刚起步或者规划的产业，它包括新兴的临港工业和新兴的临港服务业。以上产业发展能力的衡量均采用产值来表述，这样能够充分评价产业发展能力。

港口和产业两方面代表了整个港口指标体系主体，它们之间的存在需要一定的载体。为了增加指标的完备性和系统性，我们引入了环境资源支撑能力作为保证港口和产业之间互动的催化剂。支撑性的环境主要来源于现有的城市环境，它包括与港口息息相关的进出口总额，地区发展动力的人才总量，基础设施的城市交通投入，城市货运的铁路货运量。同时支撑性作用的可持续性也是不可忽视的，包括衡量地区发展实力的国内生产总值，环境可持续的单位GDP能耗，港口的发展驱动的科技投入，地区发展动力源泉的年度授权专利量和研发经费投入。以上指标充分反映了城市现有基础和未来发展潜力，为港口和产业之间实现良好互动提供了有力的支撑环境。

表2‐1 港口与产业互动指标体系

（一）港口管理能力

港口的管理衡量了港口的信息化水平，代表了港口整体人员的文化素养，同时体现了港口整体的创新能力，展现了现代化港口的管理能力。

1.信息化水平

港口信息化是指信息技术在港口建设、生产、经营、管理和服务中得到普遍应用，信息技术渗透到港口业务的方方面面，实现最大限度的信息共享；形成基于信息技术的新的经营和管理模式，实现管理和经营业务向智能化、网络化和扁平化变革；全面提供基于信息技术支撑的物流服务，最大限度地消除信息不完全和不对称导致的效率损失，优化资源配置和业务流程，增强港口对市场的应变能力，实现港口价值的不断增值。信息化水平是指港口的信息化程度高低。港口信息化水平包括信息技术覆盖率和信息技术应用程度等。港口信息化水平是发展现代物流的前提条件，是衡量港口信息化质量的重要指标。

2.创新水平

创新水平是指港口运营过程中运用知识和理论，通过科学、艺术、技术和各种实践方式不断提炼出具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的实际价值。创新能力是港口不断进步的力量、港口经济竞争的核心。当今港口的竞争，与其说是人才的竞争，不如说是围绕港口的人的创造力的竞争。港口创新水平集中体现了港口的管理能力和未来可持续发展的潜力。

3.大专以上人员比例

大专以上人员比例显示了地区人才水平的高低，高素质人才的集聚会增加地区的整体知识水平，知识水平的高低无疑衡量了该地区的管理水平，所以大专以上人员比例高低显示了该地区的管理能力高低。

（二）港口经营能力

港口的经营能力主要体现在港口的主要营收方面以及围绕港口展开的增值业务的产值，集中表现了港口的经营水平。

1.增值业务服务产值

增值业务服务产值的高低衡量了港口业务创新能力，也反映了港口整体配套措施的完善，港口经营业务的专业化以及经营理念的不断推进，同时也体现了港口在经营方面的层次水平。增值业务服务产值高的港口，说明港口经营模式较先进，港口服务体系较完善，港口业务能满足客户的更高层次需求，对推动港口不断向前发展潜力巨大。

2.港口营业收入

港口营业收入是指港口从事生产经营等活动所取得的各项收入，包括主营业务收入和其他业务收入。港口的主营业务主要是装卸和仓储业务。港口的营业收入能够反映港口经济规模的发展状况，直观反映了港口的整体经营状况，具有很强的现实意义。

（三）港口处理能力

港口处理能力主要是体现了港口处理来港货物的能力，主要包括体现运输规模的集装箱的航线数，体现港口吞吐能力的集装箱进出口总数和货物的吞吐量，同时也有代表港口硬件水平的码头泊位数。

1.集装箱航线总数

集装箱航线数反映了港口的集装箱运输规模。现代的物流功能都需要通过集装箱运输来实现，集装箱航线的数量和分布能够体现港口城市国际贸易的地理方向和地区分布。完善的集装箱航线网络有助于城市外向型经济的发展。目前，世界海运集装箱航线主要有：（1）远东—北美航线；（2）北美—欧洲，地中海航线；（3）欧洲，地中海—远东航线；（4）远东—澳大利亚航线；（5）澳，新—北美航线；（6）欧洲，地中海—西非，南非航线。

2.集装箱进出口量

港口集装箱出口量是指在一定期间经由水运出港区范围并经过港口企业装卸的集装箱数量，以TEU为计算单位。集装箱运输是以集装箱作为运输单位进行货物运输的一种最先进的现代化运输方式。它具有“安全、迅速、简便、价廉”的特点，有利于减少运输环节，可以通过综合利用铁路、公路、水路和航空等各种运输方式，进行多式联运，实现“门到门”运输。自从1801年集装箱运输诞生于英国，集装箱运输已经经历了200多年的发展历史。在过去的20多年，世界港口集装箱吞吐量以每年10％以上的速度增长，远远超过了散货和液体货物的增长速度。件杂货物集装箱化已经成为港口发展的重要趋势，港口的集装箱吞吐量也成为衡量现代港口竞争力的重要依据。

3.港口货物吞吐量

港口货物进口量是指在一定时间内经由水运进港区范围并经过港口企业装卸的货物数量，以吨为计算单位。港口货物吞吐量是衡量港口贡献的重要指标。港口最基本的功能是装卸和仓储，港口货物吞吐量能够体现出港口这一功能的利用水平，同时，也能够体现港口对城市经济发展的货量支持。

4.码头泊位数

码头泊位数是指港口拥有的适合船舶停靠的泊位数量。泊位的数量与大小是衡量一个港口或码头规模的重要标志。泊位长度一般包括船舶的长度和船与船之间的必要安全间隔。码头泊位数体现了一个港口靠泊船舶的能力，也反映了其对城市货物运输的接卸能力。

（四）传统产业发展

传统产业发展主要体现在以下三个方面：临港传统工业产值，临港传统工业中高新技术企业数量占比，临港工业研发投入占产值百分比。

1.临港传统工业产值

临港工业总产值是以货币表现的临港工业企业在报告期内生产的工业产品总量。根据计算工业总产值的价格不同，工业总产值又分为现价工业总产值和不变价工业总产值。本书的临港工业产值是指现价临港工业总产值。

本书结合宁波、上海、青岛等港口城市临港工业的特点，选择了石化产业、钢铁产业、造纸产业、汽车（零部件）产业和修造船产业等五种产业作为临港工业的代表性产业。

2.高新技术企业数量占比

高新技术企业具有自身可持续发展的能力，在技术方面具有很大的优势，能提升产业结构水平。临港传统工业中高新技术企业数量的占比反映了该工业产业的创新发展水平和发展层次水平，可体现对外贸易的竞争力和港口业务发展的带动能力。

3.临港工业研发投入占产值百分比

研发投入占总产值百分比是运用投入产出分析法对研发活动进行的数据化效益分析方法。从短期来看，研发投入比可以视为研发投入成本占当期产出的比例，用以衡量研发成本在当期对经营成本比重的影响；从长期来看，研发投入比可以视为该项新产品研发过程中所产生的成本额占该产品在生命周期内所有的销售收入的比例，用以衡量产品的运作业绩。临港工业研发投入占产值百分比＝临港工业企业当期研发总成本/当期临港工业企业总产值×100％ 。

（五）新兴产业发展

新兴临港产业代表了港口未来产业的发展方向，新兴临港产业产值则集中体现了港口产业升级的现状和对相关产业的辐射带动作用。

新兴临港产业包括新兴临港工业产值和新兴临港服务业产值。新兴临港工业和服务业产值是以货币表现的新兴临港工业和服务业企业在报告期内生产的相关产品总量。根据计算工业和服务业总产值的价格不同，总产值又分为现价工业和服务业总产值与不变价工业和服务业总产值。本书的新兴临港产业产值是指现价新兴临港工业和服务业总产值。

（六）城市环境资源支撑

1.进出口总额

进出口总额代表了城市进口商品总价值和出口商品的总价值，体现了城市的外向型水平。进出口总额越大，说明地区经济对港口的依赖越大，反过来港口才能够更好地发挥自身特点，增加对港口的利用效率，增加地区产业对港口的支撑能力，保证港口利用最大化。

2.人才总量

城市中具有中专以上的学历人才和初级职称以上的专业技术人才的数量的总和。人才总量不仅仅对城市的产业发展有很大的促进作用，同时对港口的发展提供智慧支撑。

3.城市交通投入和铁路货运量

城市交通对链接港口与产业发挥着重要的纽带作用，一般来说，交通投入越大，对港口的贡献就越大，同时在空间和时间上缩短了港口对相关产业货物的处理能力和反应时间，并提高了效率。同样，铁路货运量也说明了铁路对港口发展的支撑。

（七）港口可持续发展

1.人均GDP

港口所在城市核算期内（通常是一年）实现的生产总值与城市常住人口相比即得到人均国内生产总值。人均GDP是衡量可持续发展水平的基础。

2.单位GDP能耗

单位人均GDP能耗，在一定的程度上反映了城市产业发展的环境友好度，间接地反映了产业发展的技术实力，从而不仅仅有利于产业的可持续发展，同时也有利于增强自身的竞争力，从而对港口可持续发展提供强有力的保障。

3.港口科技投入

港口科技经费的投入，直接体现了对港口研发的投入，包括港口科技人才的培养、港口基础设施的升级、港口业务能力的研发等等，对于港口的可持续发展具有重大的现实意义。

4.年度专利授权量和R＆D投入

年度专利授权量和R＆D的投入，反映了港口城市的科技水平和科技投入。城市科技水平的提高会辐射带动产业升级，增强城市企业的核心竞争力，提高地区人才的科技水平，对港口可持续发展具有间接的推动作用。