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【摘 要】 近年来，随着工业化和城市化的不断深入，生态危机已经成为当今全人类共同面临的最大危机和最严峻的挑战，港口是世界经济增长的重要推动力，同时也是主要的污染源头和耗能单位，对港口节能减排效率进行综合评价也是此类研究不可缺少的一部分。因此本文以上海港为例利用主成分分析方法分析了上海港港口节能减排效率并对其进行评价，评价结果显示：2012年—2017年上海港积极响应国家号召，开展港口节能减排工作，港口节能减排效率逐年提高，节能减排工作取得了非常显著的成效。
【关键词】 港口 节能减排 指标评价 主成分分析
0引言
随着世界工业经济的发展、人口的剧增、人类欲望的无限上升和生产生活方式的无节制，世界气候面临越来越严重的问题，在此形势下，低碳经济、节能减排等词汇应运而生，国家也越来越重视对生态环境的保护。发展低碳经济，一方面是积极承担环境保护责任，完成国家节能降耗指标的要求;另一方面是调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。
港口作为交通运输行业的重要组成部分，在节能减排方面具有巨大的空间和潜力，上海港位于长江三角洲前缘，地处长江东西运输通道与海上南北运输通道的交汇点，是中国沿海的主要枢纽港，是中国对外开放、参与国际经济大循环的重要口岸。因此本文以上海港港口为例，基于主成分分析方法，构建上海港节能减排的评价指标体系，并对上海港的节能减排绩效进行评价，对港口节能减排效率进行了探索。
1评价方法
本文采用主成分分析法（PCA）来评价上海港近几年在节能减排工作中所做出的贡献。主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）是利用降维的思想，把多指标转化为少数几个综合指标的多元统计分析方法。主成分分析研究的目的是如何将多指标进行最佳综合简化，最终转化为较少的综合指标。也就是说，要在力保数据丢失最少的原则下，对高维变量空间进行降维处理。主成分分析法的特点是在评价指标的相关性比较高时，能消除指标间信息的重叠，而且根据指标所提供的原始信息生成非人为的权重系数。具体步骤如下：
（1）评价指标原始数据得标准化处理：
（1）
其中，可以表示为第i年第j个指标的观测值，为标准化以后的指标值，分别是第j个指标的均值和标准差。
（2）计算矩阵的相关矩阵R，并计算R的特征值：，以及对应的标准正交化特征向量。
（3）计算特征值的累积方差贡献率：
（2）
将时的最小整数作为的值，即主成分的个数为时的。
（4）提取前个主成分：
（3）
（5）以方差贡献率为权系数求和计算每年被测评对象的综合评价指标值
（4）
其中ak为第k个主成分的方差贡献率，yk为第k个主成分。按照F值的大小可对港口节能减排效率进行评价。
2绩效评价指标体系的构建
建立港口减排效率评价指标体系的目的在于利用收集到的港口节能减排过程中的相关資料和数据对港口近几年来的节能减排效率做出有效、合理的评价。指标体系设计的是否准确与恰当，对评价港口节能减排效率得到的结果准确与否十分重要。评价指标是评价体系的重要元素，评价指标的选定是建立节能减排体系的第一个环节，也是非常重要的一个环节，指标选取是否科学、全面决定了整个评价体系的科学性和合理性。
因此，本文构建上海港港口节能减排指标体系时，考虑到中国港口节能减排“十三五”展望、港口特征和指标量化、可衡量性等原则，共选取了15个指标：基础设施指标有沿海码头长度（万米）、沿海泊位（个），万吨级以上泊位总数（个）节能减排指标有柴油消耗（吨）、燃料油消耗（吨）、电力消耗（万千瓦时）、水消耗（万立方米）、综合能耗（万吨标准煤）、吞吐量能耗（吨标准煤/万吨）、母港集装箱水水中转比例（%）;发展水平指标有旅客吞吐量（万人次）、货物吞吐量（万吨）、集装箱吞吐量（万标箱）、外贸吞吐量（亿吨）、汽车滚装吞吐量（万辆）。
3上海港节能减排绩效评价
本文主要采用了2012年—2017年上海港港口节能减排相关的年度数据。数据主要来源于《2013年—2018年国民经济和社会发展统计公报》、《2012年—2017年上海市统计年鉴》、《2012年—2017年上港集团可持续发展报告》以及其他相关资料和官方统计网站获得。由于2017年沿海码头长度、沿海泊位个数、万吨及以上泊位总数尚未公布，因此，利用序列线性趋势构造缺失值。
首先，对数据标准化处理进行并计算协方差矩阵。然后，求解特征向量、特征根、贡献率及累计贡献率，并进行结果分析。根据计算的结果和成份矩阵，选择的主成分有3个，其累计贡献率达到94%，解释效果非常好，分别为：
成分1的贡献率为62.245%，成分2的贡献率为22.886%，成分3的贡献率为9.188%，可以计算出2012—2017年的综合得分分别为-23687.729、-20105.674、-11176.732、-7084.370、-3502.585、3142.562，标准化后的综合得分为-8.94、-3.99、0.64、1.55、2.58、8.18，因而得到2012—2017年的综合排名依次为6、5、4、3、2、1。
从上海港港口节能减排综合评价的结果来看，2012年—2017年间上海港港口节能减排工作绩效逐年显著提高，并且2017年最好。这说明上海港在贯彻执行国家、地方环境保护法律法规和国际环保公约当中，始终把绿色港口建设、节约资源、保护生态环境作为低碳经济的重要举措，为绿色交通和上海国际航运中心建设持续努力，节能减排工作得到非常好的成效。
4结语
港口节能减排指标评价是一种典型的多指标问题，涉及的因素繁多，多指标带来了分析上的复杂性和指标间的多重相关性两大问题。主成分分析方法是一种指标简单化的优良工具，它基于原始数据本身，评价结果符合客观实际。主成分分析能够将多指标进行降维处理，降低了评价的复杂度，削弱了指标间的多重相关性。为此，本文利用主成分分析方法对港口节能减排效率进行综合评价，评价结果显示：2012年—2017年上海港积极响应国家号召，开展港口节能减排工作，港口节能减排效率逐年提高，节能减排工作取得了非常显著的成效。
【关键词】 港口 节能减排 指标评价 主成分分析
0引言
随着世界工业经济的发展、人口的剧增、人类欲望的无限上升和生产生活方式的无节制，世界气候面临越来越严重的问题，在此形势下，低碳经济、节能减排等词汇应运而生，国家也越来越重视对生态环境的保护。发展低碳经济，一方面是积极承担环境保护责任，完成国家节能降耗指标的要求;另一方面是调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。
港口作为交通运输行业的重要组成部分，在节能减排方面具有巨大的空间和潜力，上海港位于长江三角洲前缘，地处长江东西运输通道与海上南北运输通道的交汇点，是中国沿海的主要枢纽港，是中国对外开放、参与国际经济大循环的重要口岸。因此本文以上海港港口为例，基于主成分分析方法，构建上海港节能减排的评价指标体系，并对上海港的节能减排绩效进行评价，对港口节能减排效率进行了探索。
1评价方法
本文采用主成分分析法（PCA）来评价上海港近几年在节能减排工作中所做出的贡献。主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）是利用降维的思想，把多指标转化为少数几个综合指标的多元统计分析方法。主成分分析研究的目的是如何将多指标进行最佳综合简化，最终转化为较少的综合指标。也就是说，要在力保数据丢失最少的原则下，对高维变量空间进行降维处理。主成分分析法的特点是在评价指标的相关性比较高时，能消除指标间信息的重叠，而且根据指标所提供的原始信息生成非人为的权重系数。具体步骤如下：
（1）评价指标原始数据得标准化处理：
（1）
其中，可以表示为第i年第j个指标的观测值，为标准化以后的指标值，分别是第j个指标的均值和标准差。
（2）计算矩阵的相关矩阵R，并计算R的特征值：，以及对应的标准正交化特征向量。
（3）计算特征值的累积方差贡献率：
（2）
将时的最小整数作为的值，即主成分的个数为时的。
（4）提取前个主成分：
（3）
（5）以方差贡献率为权系数求和计算每年被测评对象的综合评价指标值
（4）
其中ak为第k个主成分的方差贡献率，yk为第k个主成分。按照F值的大小可对港口节能减排效率进行评价。
2绩效评价指标体系的构建
建立港口减排效率评价指标体系的目的在于利用收集到的港口节能减排过程中的相关資料和数据对港口近几年来的节能减排效率做出有效、合理的评价。指标体系设计的是否准确与恰当，对评价港口节能减排效率得到的结果准确与否十分重要。评价指标是评价体系的重要元素，评价指标的选定是建立节能减排体系的第一个环节，也是非常重要的一个环节，指标选取是否科学、全面决定了整个评价体系的科学性和合理性。
因此，本文构建上海港港口节能减排指标体系时，考虑到中国港口节能减排“十三五”展望、港口特征和指标量化、可衡量性等原则，共选取了15个指标：基础设施指标有沿海码头长度（万米）、沿海泊位（个），万吨级以上泊位总数（个）节能减排指标有柴油消耗（吨）、燃料油消耗（吨）、电力消耗（万千瓦时）、水消耗（万立方米）、综合能耗（万吨标准煤）、吞吐量能耗（吨标准煤/万吨）、母港集装箱水水中转比例（%）;发展水平指标有旅客吞吐量（万人次）、货物吞吐量（万吨）、集装箱吞吐量（万标箱）、外贸吞吐量（亿吨）、汽车滚装吞吐量（万辆）。
3上海港节能减排绩效评价
本文主要采用了2012年—2017年上海港港口节能减排相关的年度数据。数据主要来源于《2013年—2018年国民经济和社会发展统计公报》、《2012年—2017年上海市统计年鉴》、《2012年—2017年上港集团可持续发展报告》以及其他相关资料和官方统计网站获得。由于2017年沿海码头长度、沿海泊位个数、万吨及以上泊位总数尚未公布，因此，利用序列线性趋势构造缺失值。
首先，对数据标准化处理进行并计算协方差矩阵。然后，求解特征向量、特征根、贡献率及累计贡献率，并进行结果分析。根据计算的结果和成份矩阵，选择的主成分有3个，其累计贡献率达到94%，解释效果非常好，分别为：
成分1的贡献率为62.245%，成分2的贡献率为22.886%，成分3的贡献率为9.188%，可以计算出2012—2017年的综合得分分别为-23687.729、-20105.674、-11176.732、-7084.370、-3502.585、3142.562，标准化后的综合得分为-8.94、-3.99、0.64、1.55、2.58、8.18，因而得到2012—2017年的综合排名依次为6、5、4、3、2、1。
从上海港港口节能减排综合评价的结果来看，2012年—2017年间上海港港口节能减排工作绩效逐年显著提高，并且2017年最好。这说明上海港在贯彻执行国家、地方环境保护法律法规和国际环保公约当中，始终把绿色港口建设、节约资源、保护生态环境作为低碳经济的重要举措，为绿色交通和上海国际航运中心建设持续努力，节能减排工作得到非常好的成效。
4结语
港口节能减排指标评价是一种典型的多指标问题，涉及的因素繁多，多指标带来了分析上的复杂性和指标间的多重相关性两大问题。主成分分析方法是一种指标简单化的优良工具，它基于原始数据本身，评价结果符合客观实际。主成分分析能够将多指标进行降维处理，降低了评价的复杂度，削弱了指标间的多重相关性。为此，本文利用主成分分析方法对港口节能减排效率进行综合评价，评价结果显示：2012年—2017年上海港积极响应国家号召，开展港口节能减排工作，港口节能减排效率逐年提高，节能减排工作取得了非常显著的成效。