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【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。
参考文献：
[1]《安阳市统计年鉴-2013》
[2]Robert I. Kabacoff. R in Action Data Analysis and Graphics with R。
[3]《结构调整新进展——2013年中国经济回望之二》新华网。
作者简介：连鹏伟（1986- ），男，汉族，籍贯：河南 安阳，安阳市统计局数据管理中心工程师、学士学位，研究方向：数据处理。
【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。
参考文献：
[1]《安阳市统计年鉴-2013》
[2]Robert I. Kabacoff. R in Action Data Analysis and Graphics with R。
[3]《结构调整新进展——2013年中国经济回望之二》新华网。
作者简介：连鹏伟（1986- ），男，汉族，籍贯：河南 安阳，安阳市统计局数据管理中心工程师、学士学位，研究方向：数据处理。