基于因子分析的内河船舶水上服务发展研究

2011-08-28黄秋瑾谢耀峰

华北水利水电大学学报(自然科学版) 2011年6期

黄秋瑾，谢耀峰

(东南大学交通学院，江苏南京210096)

我国具有内河航运资源丰富的天然优势.2011年3月1日，我国交通运输部出台了“关于贯彻《国务院关于加快长江等内河水运发展的意见》的实施意见”，围绕着如何加快内河港口水运发展的问题，实施意见提出了5项措施保证“十二五”期间内河航运发展.在这样的背景下，内河船舶水上服务也越来越受到相关部门的重视.虽然内河诸多地区增设了水上加油站、购物、休闲娱乐等服务设施，但由于内河航道改造理念相对落后，水上服务行业整体还处在一个较低水平，缺乏深层次的研究工作［1］.

针对内河船舶水上服务发展的现状，通过发放调查问卷的方式，运用统计学因子分析理论，结合数学分析方法，研究船舶的服务需求及发展策略，希望能为内河港口的规划和建设提供参考.

船民(船舶)是内河水上服务的首要服务对象，分析其需求是研究内河港口水上服务项目的基础.为了更加直观地了解目前江苏省内河船民(船舶)服务满意度，笔者整理了项目组在调研过程中收回的调查问卷，并对调查问卷的数据信息进行了整理.调查问卷是以江苏省内河航运工作者为对象，以船民(船舶)的服务需求为调查内容，研究目前内河水上服务项目现状及发展对策，以期能对水上服务业的建设提供参考.

项目调查人员在江苏省内河各港口、船闸、水上服务区、水上加油站以及其他船舶停泊处发放调查问卷，并收回有效调查问卷57份.该调查问卷分为两部分，第一部分调查航运工作者对水上船舶服务项目的满意程度，采用4级尺度(1代表较差，2代表一般，3代表较好，4代表很好)，运用统计学因子分析理论，简化因子数量，将船民(船舶)对港口水上服务的需求归类.第二部分主要包括船舶停泊情况调查、船民(船舶)的最大需求、船舶加油点设置点的相关问题等.这部分属于客观问题，目的在于集思广益，调查船民对于内河港口水上服务区服务项目建设的想法与建议.

1 因子分析理论

因子分析(Factor Analysis)是一种数据结构简化方法，它可从多个可观测变量中推论出少数几个不可直接观测到的因子，目的是在尽可能保存原有资料信息的前提下，用最少的因子去概括和解释大量的观测事实，以揭示事物之间的本质联系的一种统计分析方法［2］.

1.1 因子分析原理及其数学模型

假设m个可能存在相关关系的变量Z1，Z2，…，Zm含有p个独立的公共因子F1，F2，…，Fp(m≥p)，每个变量 Zi含有特殊因子 Ui(i=1，2，…，m)，诸特殊因子间互不相关，且与公共因子Fj(j=1，2，…，p)也互不相关，每个Zi可由p个公共因子和自身对应的特殊因子Ui线性组合.其数学模型可表示为:

方程(1)可简记为:

式中:A称之为因子载荷矩阵.其元素aij表示第i个变量Zi在第j个公因子Fj上的载荷.因子分析的目的就是以F代替Z，简化变量维数［3］.

1.2 因子分析求解的基本步骤

1)计算相关矩阵，判断能否进行因子分析.并非所有的多变量信息数据都适合采用因子分析法.只有当变量之间彼此相关且绝对值较大并显著时，才可进行因子分析.采用2种指标帮助判断资料数据的可分析性.

Ⅰ:巴特利特球体检验.巴特里特球体检验的目的在于确定资料数据是否取自多元正态分布的总体.若差异检验的F值显著，表示所取资料的数据来自正态分布总体，可以做进一步分析.

Ⅱ:KMO检验(Kaiser-Meyer-Olkin Measure of Sampling Adequacy).该检验从比较观测变量之间的简单相关系数和偏相关系数的相对大小出发，其值在0～1之间.一般KMO值接近0.9说明非常适合做因子分析;若KMO值小于0.5，则表示变量偶对之间的相关不能被其他变量解释，不适合进行因子分析.

式中:rij为第i个变量与第j个变量的简单相关系数;pij为第i个变量与第j个变量在控制了剩余变量下的偏相关系数.

2)因子提取，计算因子载荷矩阵.因子载荷的性质是原变量xi与公共因子Fj的相关系数.对于主成分法，就是通过资料矩阵的相关矩阵计算特征值λ 和特征向量 u1，u2，…，up，其中 ui=(u1i，u2i，…，upi).

得到因子载荷矩阵

3)确定描述资料数据所需要的公因子数.

可按如下规则确定:①计算A中第j列的平方和，即为第j个公共因子方差贡献;②特征根大于1的因子将被选入;③画出碎石图按特征值大小排列;④因子旋转采用方差最大的正交旋转.

2 内河船舶现有水上服务项目满意度

2.1 基础统计

根据调查问卷并整理汇总得表1.

表1 内河船舶服务满意度调查分析(n=57)

从表1可以看出，各个服务项目的满意度均值介于2.2和2.9之间，说明群体对内河水上服务项目的满意度倾向于积极;此外，内河航运工作者对“停泊地点的治安情况”和“船舶办证点分布情况”的满意度是最高的，均值分别为2.821和2.818;“船舶交易点分布情况”得分最低，仅为2.298.

2.2 船舶服务因子分析结果讨论

结合因子分析理论对调查项目进行分析，可实现调查项目归类，分析出目前内河水上服务项目的基本结构，以便于进一步解释.采用因子分析的主成分法来估计各服务项目的共同性，抽取因子主要利用碎石图，配合“特征值大于1”的抽取原则.

经计算，Bartlett’s球形检验的值为 731.037，自由度为105，Bartlett检验的 F值等于0.000，表示本调查的数据来自正态分布总体，可以做进一步分析;内河船舶水上服务项目的KMO值为0.898，说明量表非常适合做因子分析.

图1为内河船舶服务因子分析碎石图.从图1可以看出自第二个因素以后，坡度开始趋于平坦.统计结果表明，特征值在第二个因素以后便小于1，解释能力为70.88%.

进一步利用正交旋转法，得到旋转后的因子结构，见表2.

表2中利用因子分析所提取的两个公因子概括出了船舶服务项目组织的基本结构.

1)船舶运营服务(1～10项)，经第一步基础统计分析可计算得到均值为2.548.

2)船民生活服务(11～15项)，均值与船舶运营服务相比较降低一个百分点，为2.513.

图1 碎石图

3 内河水上服务项目存在的问题及对策

根据调查问卷第二部分的统计结果，发现以下问题及给出相应对策.

1)船舶的无序停靠情况急需改善.在57份调查问卷中，有52份认为船舶无序停靠影响了航道正常航行，占91.2%，其中有17份问卷认为影响严重，占 32.7%.

调查问卷结果显示，91.2%的船民反映现有船舶无序停靠影响了航道的正常航行且影响程度严重.笔者分析，船舶无序停靠的致因可概括为以下3点:①极端天气导致内河突发事故，致使航运堵塞船舶无序停靠;②内河通航资源有限和船舶的多元化发展导致的无序航行;③船舶在废弃码头的违规停靠.政府海事部门应通过制定相应的法律法规，必要时可采取强制手段，变“无序”为“有序”;海事部门应建立长效管理机制，配备业务精、能力强的海事管理人员，提高海事部门的监管能力;极端天气来临前，水运部门应及时通过短信平台、高频、广播等方式通知相关人员做好准备;针对水上突发事故，内河水上应急救援部门要本着统一指挥、分级负责、统一调度、及时快捷的原则，在最短时间内到达现场救援.

2)船舶停泊与加油点的设置.船舶在一个航次中停靠的次数平均为3～4次，主要地点选择在船闸、城镇、码头以及其他可以装卸货物的停靠点.据统计，85.4%的被调查者表示不会选择在航行沿途停靠过夜，中途过夜的船舶一般选择在待闸区停靠，其他选择包括在城镇、港口或留守在船上休息过夜.

对于船舶中途加油点，80%受访者认为最佳设置点为船闸处，此外也应根据实际需要，酌情考虑在锚地、港池和沿途停靠区安全点处设置加油点.大部分受访者表示内河水上加油点的最佳间隔距离为100 km.水上服务区、船舶加油点一般应设置在交通良好的航道干线交汇处，在不影响航道交通的前提下，可以为各个方向而来的船舶提供多方位服务，扩大服务范围，使一个水上服务点可以为多条航线的船舶提供服务作业.

3)丰富内河水上服务项目，重点加强医疗和供水的服务.对于目前内河船舶的服务方面，近50%的受访者表示希望能改善医疗和供水的服务，部分船民希望政府部门能够在船舶修理、休闲服务与购物、延长待闸时间、增设停靠点和加油站、减少海事罚款、增强危险品停泊区安全管理、加快过闸速度、增设服务区、改善通信服务、夏季避暑等方面采取措施，提高水运效率，保证航运安全.政府部门可考虑在沿岸的船舶停靠点、加油点、以及水上服务区等地适当增加医疗、供水等服务，派遣有经验的医务人员为来往船民提供水上医疗服务;视情况适当增加来往船舶加水、休闲购物等生活方面的服务内容.

4)建立内河水运部门联动机制，确保资金管理.水上服务是航运业快速发展所带来的新生事物，加强对水上服务业的规划、建设、管理、运营还有待于进一步研究.要建立由航道部门为主，港口、海事、运管等部门联动配合的管理机制，形成规划、建设、管理三位一体的管理机制;研究制定航道服务的法律、法规，正确处理和解决水上服务发展中的各项问题［1］.

由于水上服务设施投资大、回报率低、回收期长的特点，政府应对水上服务业的发展给予一定的资金支持.除此之外，还可以通过招标、民间投资的方式筹集资金，运用市场经营的手段取得收益.