本站原创【摘 要】近年来,伴随着国际金融危机爆发,安阳市经济发展进入艰难的转型期,面对复杂多变的形势,经过市场优胜劣汰式筛选后,有些产业脱颖而出,有些产业则淡出市场,为更清晰反映产业间关系,挖掘在安阳本土环境下适者生存的优势和潜力产业,撰写了本文.本文利用安阳市改革开放以来和近五年的产业结构数据,从三次产业和工业行业结构角度加以分析,分别采用了多元线性回归和聚类分析方法,以试探选出适合安阳发展的优势和潜力行业.
【关 键 词】R软件产业结构系统聚类K-means
一、问题重述
在国际金融危机冲击下,安阳产业结构矛盾凸显,近几年引进的新能源产业纷纷停产,传统钢铁、煤炭产业产能过剩,代表性企业安钢一度严重亏损,安阳经济发展陷入了谷底.如何摆脱目前发展困境,在经济转型升级中取得突破,选择适合安阳本土环境、对经济发展贡献大的行业成为一个亟待解决的问题.本文从三次产业入手,并着重对工业行业大类进行了聚类筛选.
一个地区工业优势行业的选择有很多方法,最简单的就是以该地区工业各行业增加值的比重来确定.但是,全面、准确地选择地区优势行业,则需要统筹思考工业发展的内在规律,既要考虑不同工业行业的规模大小,也要考虑该行业在一个地区的增长情况,从而较为全面的进行判断.近年来受国际金融危机的影响,安阳市工业进入艰难转型期,工业增速开始放缓,但工业中也有相当一部分行业正在异军突起,在悄悄改变着安阳的工业结构,本文拟用五年的工业统计资料,运用有关统计模型和方法,分析并选择出安阳工业行业中优势比较明显、带动作用和贡献程度较大的行业,作为安阳今后重点发展的产业,供有关部门参考使用.
二、R软件介绍
R是一套完整的数据处理、计算和制图软件系统.其功能包括：数据存储和处理系统；数组运算工具（其向量、矩阵运算方面功能尤其强大）；完整连贯的统计分析工具；优秀的统计制图功能；简便而强大的编程语言：可操纵数据的输入和输出,可实现分支、循环,用户可自定义功能.
三、聚类模型的建立
本文分别采用了系统聚类和K-means聚类方法对相关数据进行聚类分析.
系统聚类的思想是把每个样本看成一类,计算两两之间的距离,把距离最近的两个样本合并为一个新类,计算新类与其他样本的距离,对距离最近的再次合并,重复此过程,直到所有样本合并为一类；系统聚类的关键点为距离和不同量纲数据的标准化.
K-means聚类算法进行分析,K-means算法是很典型的基于距离的聚类算法,采用距离作为相似性的评价指标,即认为两个对象的距离越近,其相似度就越大.该算法认为簇是由距离靠近的对象组成的,因此把得到紧凑且独立的簇作为最终目标.
k个初始类聚类中心点的选取对聚类结果具有较大的影响,因为在该算法第一步中是随机的选取任意k个对象作为初始聚类的中心,初始地代表一个簇.该算法在每次迭代中对数据集中剩余的每个对象,根据其与各个簇中心的距离将每个对象重新赋给最近的簇.当考察完所有数据对象后,一次迭代运算完成,新的聚类中心被计算出来.如果在一次迭代前后,J的值没有发生变化,说明算法已经收敛.
算法过程如下：
（1）从N个文档随机选取K个文档作为质心.（2）对剩余的每个文档测量其到每个质心的距离,并把它归到最近的质心的类.（3）重新计算已经得到的各个类的质心.（4）迭代2～3步直至新的质心与原质心相等或小于指定阈值,算法结束.
四、R软件实现聚类分析
我们整理了安阳市2013年规模以上工业行业增加值比重和近五年平均增速.按照人们习惯用法,将烟草、农副食品加工、食品制造、以及酒、饮料和精制茶制造业合并为食品行业,合并后共计27个行业大类.利用聚类方法,按照工业增加值比重和年均增速将其分为4大类.
使用系统聚类方法将数据聚成4类,R代码如下：
#系统聚类
五、聚类结果分析
两种聚类方差检验表明组间方差均显著,聚类效果较好.由于k-means聚类在该算法第一步中是随机的选取任意k个对象作为初始聚类的中心,初始地代表一个簇,对聚类结果具有较大的影响.而系统聚类能更好地反映实际情况,也便于对数据的解释.因此,我们采用系统聚类结果加以分析.
我们将聚类结果归纳如下：
第1类为发展缓慢、比重较小的滞衰型行业.共计5个行业,分别为非金属矿采选业、计算机通信和其他电子设备制造业、煤炭开采和洗选业、木材加工和木、竹、藤、棕、草制品业、水的生产和供应业.其近5年平均增速均在7.1%以下,比重在5%以下.计算机、通信和其他电子设备制造业因为安彩玻壳产品的停产而呈负增长.其他4个行业因为资源的匮乏和枯竭而逐步衰落.
第2类是比重较小,增速较快的潜力行业.共有18个行业.潜力行业近年来增速高于规模以上工业平均增速.排除掉今年受环保政策限产的有色金属、造纸、化工行业,以及矿采、炼焦资源枯竭型行业,水电气基础行业外,增速较快的有：纺织、家具制造业、金属制品、专用设备制造、通用设备制造、医药等6个行业.这些行业发展迅速,有力拉动了全市工业经济增长,基本上抵消了钢铁行业下行缺口.应成为政策重点支持的行业.
第3类是发展平稳,比重较大的优势行业.共3个行业,食品业、非金属矿物制品业和运输设备制造业,比重分别为13.2%、8.2%、18%,合计为39.4%.食品业由于有农业资源优势,保持着平稳增长态势.非金属矿物制品由于内黄陶瓷生产线的引进呈现较快发展.运输设备制造业由于适应了近年来的市场需求,呈现增速高于全行业平均、比重提高的走势.
第4类是发展较慢,比重很大的支柱行业.仅1个行业--黑色金属冶炼和压延加工业,比重占到整个工业的28.6%,是全市的支柱行业.钢铁行业增加值占到工业的近三分之一,对安阳市工业经济影响最大,左右着工业走势,但由于受产能过剩影响,比重出现下滑,影响力有所减弱.