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中国港口功能的聚类和判别

黄顺泉 曲林迟 余思勤

黄顺泉, 曲林迟, 余思勤. 中国港口功能的聚类和判别[J]. 交通运输工程学报, 2011, 11(4): 76-83. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.012
引用本文: 黄顺泉, 曲林迟, 余思勤. 中国港口功能的聚类和判别[J]. 交通运输工程学报, 2011, 11(4): 76-83. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.012
HUANG Shun-quan, QU Lin-chi, YU Si-qin. Clustering and discrimination of port function in China[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2011, 11(4): 76-83. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.012
Citation: HUANG Shun-quan, QU Lin-chi, YU Si-qin. Clustering and discrimination of port function in China[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2011, 11(4): 76-83. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.012

中国港口功能的聚类和判别

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.012
基金项目: 

高等学校博士学科点专项科研基金项目 200802540002

国家自然科学基金项目 70372001

上海海事大学科研基金项目 20110078

上海海事大学科研基金项目 20090121

详细信息
    作者简介:

    黄顺泉(1980-), 男, 福建云霄人, 上海海事大学讲师, 工学博士研究生, 从事航运与港口经济研究

    曲林迟(1964-), 男, 浙江舟山人, 上海海事大学教授, 工学博士

  • 中图分类号: U651

Clustering and discrimination of port function in China

More Information
    Author Bio:

    HUANG Shun-quan(1980-), male, lecturer, doctoral student, +86-21-38282439, sqhuang@163.com

    QU Lin-chi(1964-), male, professor, PhD, +86-21-58608539, lcqu@shmtu.edu.cn

  • 摘要: 根据中国港口的样本特征, 选取了11个主要功能指标, 建立了因子分析模型, 并进行了适用性检验。根据主成分分析法, 提取了3个待定因子, 经过因子旋转和归一化处理, 采用系统凝聚法对中国沿海24个港口的主要功能进行聚类分析。以MATLAB为技术基础, 对烟台港功能类型进行判别。分析结果表明: 根据经济功能因子、城市功能因子和物流功能因子的分类, 中国沿海24个港口可以聚成7类, 第1类为上海港, 第2类为深圳港, 第3类为广州港, 第4类为宁波舟山港, 第5类为青岛港、天津港、大连港, 第6类为厦门港、丹东港、威海港、汕头港、北海港、防城港、海口港、连云港港、营口港、秦皇岛港、日照港, 第7类为唐山港、温州港、台州港、福州港、泉州港、湛江港; 运用人工神经网络方法, 烟台港被判别为第7类。可见, 方法有效。

     

  • 图  1  特征值与指标关系

    Figure  1.  Relationship between eigenvalues and indexes

    图  2  聚类过程

    Figure  2.  Clustering process

    图  3  BP人工神经网络的基本结构

    Figure  3.  Basic structure of BP artificial neural network

    表  1  24个港口主要指标数据

    Table  1.   Major index data of 24 ports

    港口 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11
    上海 50 808 27 377 2 801 1 391 377 13 698 3 221 4 537 25 121 84 347 42 729
    深圳 21 125 16 200 2 142 228 200 7 807 3 001 2 252 15 860 14 894 10 604
    广州 34 700 7 942 1 100 784 226 8 216 820 3 140 11 628 48 360 33 114
    宁波舟山 52 047 23 057 1 093 665 128 4 454 739 1 396 9 210 35 925 15 956
    青岛 30 029 20 665 1 002 762 126 4 436 537 1 465 8 115 42 484 34 172
    天津 35 593 18 245 850 969 201 6 354 805 2 000 12 129 54 260 27 000
    厦门 9 702 5 394 504 174 78 1 560 454 419 2 970 5 853 2 625
    大连 24 588 8 585 453 583 95 3 858 470 1 183 5 082 33 956 23 404
    连云港 10 060 5 508 300 488 33 750 44 310 974 11 493 8 514
    营口 15 085 2 685 204 234 17 704 24 178 1 235 10 130 7 861
    唐山 10 853 5 477 24 729 78 3 561 92 810 5 796 21 862 18 340
    秦皇岛 25 231 2 788 40 286 28 809 50 240 1 004 7 573 4 864
    丹东 3 259 423 22 243 19 564 19 198 563 4 549 3 901
    温州 4 263 138 38 772 103 2 424 140 1 083 3 508 18 309 15 175
    台州 3 898 445 6 574 58 1 965 138 710 3 061 14 400 8 282
    福州 6 703 1 562 118 636 96 2 284 203 1 134 3 518 14 896 8 160
    泉州 7 224 671 121 678 128 2 705 85 906 4 184 10 725 6 443
    威海 1 620 1 002 35 252 38 1 780 118 484 4 485 8 456 7 353
    日照 15 102 9 980 71 285 19 773 93 212 1 520 8 645 3 956
    汕头 2 806 330 72 507 32 975 63 569 1 321 2 316 1 818
    湛江 6 682 4 095 28 754 39 1 049 33 468 1 141 9 663 5 669
    北海 620 238 5 158 10 314 7 80 253 4 545 3 700
    防城 3 701 2 968 23 85 8 212 22 38 277 5 096 2 193
    海口 2 614 74 35 156 29 443 36 235 305 7 612 2 368
    烟台 11 189 3 792 153 652 83 3 434 350 1 023 7 988 22 675 18 468
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    表  2  检验结果

    Table  2.   Test results

    KMO检验统计量 0.852 33
    Bartlett球度检验 卡方 524.67
    自由度 55
    概率 7.87×10-78
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    表  3  方差贡献率

    Table  3.   Variance contributions

    指标 特征值 方差贡献率/% 累积贡献率/%
    X1 9.089 9 82.635 9 82.635 9
    X2 0.915 3 8.320 6 90.956 5
    X3 0.588 0 5.345 3 96.301 8
    X4 0.175 6 1.596 6 97.898 4
    X5 0.120 9 1.098 9 98.997 2
    X6 0.037 2 0.338 2 99.335 4
    X7 0.025 9 0.235 3 99.570 7
    X8 0.025 4 0.230 7 99.801 4
    X9 0.012 9 0.117 6 99.919 0
    X10 0.006 7 0.061 2 99.980 1
    X11 0.002 2 0.019 9 100.000 0
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    表  4  因子载荷

    Table  4.   Factor loadings

    指标 待定因子1 待定因子2 待定因子3
    X1 0.850 1 0.074 8 0.464 9
    X2 0.865 8 -0.084 1 0.440 9
    X3 0.924 5 -0.358 3 0.032 0
    X4 0.762 6 0.544 9 -0.194 6
    X5 0.966 3 -0.019 5 -0.202 4
    X6 0.981 2 -0.066 9 -0.151 5
    X7 0.850 5 -0.493 9 -0.124 4
    X8 0.966 3 0.003 6 -0.210 8
    X9 0.974 9 -0.157 5 -0.097 0
    X10 0.941 2 0.283 6 0.065 8
    X11 0.889 8 0.351 1 0.031 7
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    表  5  因子旋转结果

    Table  5.   Factor rotation result

    特征值 方差贡献率/% 累积贡献率/%
    4.408 8 40.080 4 40.080 4
    3.630 9 33.008 1 73.088 5
    2.553 5 23.213 3 96.301 8
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    表  6  旋转后的因子载荷

    Table  6.   Factor loadings after rotation

    指标 旋转后的待定因子1 旋转后的待定因子2 旋转后的待定因子3
    X1 0.344 0 0.398 6 0.816 8
    X2 0.468 3 0.296 6 0.802 3
    X3 0.834 5 0.258 0 0.470 3
    X4 0.208 9 0.912 7 0.199 5
    X5 0.720 3 0.611 4 0.287 0
    X6 0.743 5 0.568 1 0.338 5
    X7 0.931 5 0.164 3 0.296 7
    X8 0.708 0 0.631 4 0.279 8
    X9 0.780 2 0.479 0 0.382 7
    X10 0.407 1 0.736 6 0.512 0
    X11 0.340 7 0.768 3 0.457 9
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    表  7  功能因子系数

    Table  7.   Function factor coefficients

    指标 旋转后的待定因子1 旋转后的待定因子2 旋转后的待定因子3
    X1 -0.274 0 -0.140 4 0.738 7
    X2 -0.143 1 -0.256 0 0.702 7
    X3 0.307 4 -0.251 3 0.094 2
    X4 -0.222 5 0.600 8 -0.246 0
    X5 0.206 5 0.157 1 -0.250 9
    X6 0.211 2 0.091 3 -0.174 5
    X7 0.495 2 -0.280 7 -0.144 0
    X8 0.194 8 0.180 6 -0.263 3
    X9 0.243 5 -0.013 1 -0.094 1
    X10 -0.177 5 0.255 5 0.149 9
    X11 -0.209 6 0.326 1 0.096 8
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    表  8  归一化结果

    Table  8.   Normalized results

    港口 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11
    上海 0.952 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000
    深圳 -0.203 0.181 0.529 -0.781 0.043 0.126 0.863 -0.016 0.255 -0.693 -0.571
    广州 0.325 -0.424 -0.217 0.071 0.179 0.187 -0.494 0.379 -0.085 0.123 0.530
    宁波舟山 1.000 0.684 -0.221 -0.112 -0.351 -0.371 -0.545 -0.396 -0.280 -0.181 -0.309
    青岛 0.144 0.508 -0.286 0.036 -0.359 -0.374 -0.671 -0.366 -0.368 -0.021 0.582
    天津 0.360 0.331 -0.395 0.354 0.044 -0.089 -0.503 -0.128 -0.045 0.266 0.231
    厦门 -0.647 -0.610 -0.643 -0.864 -0.621 -0.800 -0.722 -0.831 -0.782 -0.914 -0.961
    大连 -0.068 -0.377 -0.680 -0.237 -0.528 -0.459 -0.712 -0.491 -0.612 -0.229 0.055
    连云港 -0.633 -0.602 -0.789 -0.382 -0.866 -0.920 -0.977 -0.879 -0.942 -0.776 -0.673
    营口 -0.438 -0.809 -0.858 -0.772 -0.948 -0.927 -0.990 -0.938 -0.921 -0.810 -0.705
    唐山 -0.602 -0.604 -0.986 -0.013 -0.621 -0.503 -0.947 -0.657 -0.554 -0.524 -0.192
    秦皇岛 -0.043 -0.801 -0.975 -0.692 -0.889 -0.912 -0.973 -0.910 -0.940 -0.872 -0.851
    丹东 -0.897 -0.974 -0.988 -0.758 -0.941 -0.948 -0.993 -0.929 -0.975 -0.946 -0.898
    温州 -0.858 -0.995 -0.976 0.052 -0.484 -0.672 -0.917 -0.536 -0.738 -0.610 -0.347
    台州 -0.873 -0.973 -0.999 -0.251 -0.727 -0.740 -0.919 -0.702 -0.774 -0.705 -0.684
    福州 -0.763 -0.891 -0.919 -0.156 -0.524 -0.693 -0.878 -0.513 -0.737 -0.693 -0.690
    泉州 -0.743 -0.956 -0.917 -0.092 -0.348 -0.630 -0.952 -0.614 -0.684 -0.795 -0.774
    威海 -0.961 -0.932 -0.979 -0.744 -0.836 -0.767 -0.931 -0.802 -0.660 -0.850 -0.729
    日照 -0.437 -0.274 -0.953 -0.694 -0.938 -0.917 -0.947 -0.923 -0.898 -0.846 -0.896
    汕头 -0.915 -0.981 -0.952 -0.354 -0.871 -0.887 -0.965 -0.764 -0.914 -1.000 -1.000
    湛江 -0.764 -0.706 -0.983 0.025 -0.829 -0.876 -0.984 -0.809 -0.929 -0.821 -0.812
    北海 -1.000 -0.988 -1.000 -0.888 -0.987 -0.985 -1.000 -0.981 -1.000 -0.946 -0.908
    防城 -0.880 -0.788 -0.987 -1.000 -1.000 -1.000 -0.991 -1.000 -0.998 -0.932 -0.982
    海口 -0.923 -1.000 -0.979 -0.891 -0.886 -0.966 -0.982 -0.913 -0.996 -0.871 -0.973
    烟台 -0.589 -0.728 -0.894 -0.132 -0.594 -0.522 -0.787 -0.562 -0.378 -0.504 -0.186
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    表  9  24个港口功能因子系数

    Table  9.   Function factor cofficients of 24 ports

    序号 港口 旋转后的待定因子1 旋转后的待定因子2 旋转后的待定因子3
    1 上海 2.685 7 2.010 5 0.783 9
    2 深圳 3.430 8 -1.898 0 -0.023 9
    3 广州 0.611 2 1.639 7 -0.086 0
    4 宁波舟山 -0.398 2 -0.400 5 2.869 4
    5 青岛 -0.609 0 0.765 3 1.753 0
    6 天津 -0.136 3 1.362 3 1.106 8
    7 厦门 0.372 5 -1.166 8 -0.049 2
    8 大连 -0.460 6 0.545 5 0.609 3
    9 连云港 -0.595 1 -0.253 2 0.097 9
    10 营口 -0.537 9 -0.738 8 0.343 6
    11 唐山 -0.562 3 0.919 0 -0.415 4
    12 秦皇岛 -0.701 3 -0.772 3 0.684 6
    13 丹东 -0.281 1 -0.657 1 -0.517 7
    14 温州 -0.315 5 1.137 0 -1.328 5
    15 台州 -0.251 8 0.368 9 -1.005 7
    16 福州 -0.078 1 0.514 4 -1.050 9
    17 泉州 -0.011 5 0.582 8 -1.229 4
    18 威海 0.032 2 -0.423 9 -0.763 3
    19 日照 -0.608 0 -0.967 1 0.839 6
    20 汕头 -0.197 4 -0.173 9 -0.948 8
    21 湛江 -0.679 1 0.366 3 -0.540 7
    22 北海 -0.251 2 -0.824 8 -0.526 3
    23 防城 -0.283 7 -1.137 9 -0.071 8
    24 海口 -0.174 4 -0.797 5 -0.530 3
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  • 收稿日期:  2011-03-18
  • 刊出日期:  2011-08-25

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