Weight Calculation of Excavator's Work Type toBe Based on the Principal Component Analysis
长安大学 任雪娇/REN Xuejiao
摘 要：挖掘机广泛应用于工程建设，确定其典型工况显得十分重要。本文提出运用主成分分析法计算挖掘机工作类型的指标权重，论述了主成分分析的基本原理、计算步骤及程序的实现。利用matlab软件进行了算例分析，确定了挖掘机工作类型指标的权重。
关键词：主成分分析 工作类型 权重 matlab软件
近几年来，挖掘机广泛应用于工程建设当中，如市政、公路、铁路等。但是，国家经济增长方式由投资拉动型向高效节能型方向转变，这对挖掘机的使用寿命和可靠性需求越来越高。研究挖掘机的耐久性与可靠性，首先需要为挖掘机载荷谱的采集和室内疲劳可靠性试验提供一种典型的工况，即在该工况下测定载荷。工况包括工作类型、工作模式、工作介质等。本文仅针对挖掘机工作类型进行评价，建立正确的指标体系，并确定各指标的权重，由权重确定挖掘机工作类型的重要程度。由于挖掘机工作类型复杂多样且彼此之间界限不明确，故可采用主成分分析法对各个指标权重进行计算。
主成分分析又称主分量分析，是将多个变量通过线性变换以选出较少个数重指标变量[1]，这样不仅保留了原始变量的主要信息，而且新变量之间互不相关，使问题得到了简化且科学有效。
本矩阵可表示为：
𝑇𝑇𝑋𝑋1𝑇𝑇𝑋𝑋2X=⋮𝑇𝑇𝑋𝑋𝑛𝑛其中， Xij表示第i组样本数据中的第j个变量的值。（2）数据标准化。
为了消除样本数据中各变量之间量纲和数量级的差别，需要将原始数据矩阵标准化，其中大多数应用偏差法标准化数据[4]，得到的标准化矩阵可表示为：
𝑋𝑋12 ⋯ 𝑋𝑋1𝑝𝑝𝑋𝑋11 𝑋𝑋21 𝑋𝑋22 ⋯ 𝑋𝑋2𝑝𝑝 =⋮⋮ ⋯ ⋮ 𝑋𝑋𝑛𝑛1 𝑋𝑋𝑛𝑛2 ⋯ 𝑋𝑋𝑛𝑛𝑝𝑝F1在总方差中所占的比例最大，F2…Fm成分[2]。其中，的方差依次递减。
1.1 基本原理直接求解。
将原有多个相关性较强的变量X1、X2…Xp 重新组合，（3）指标之间相关性的判定。
F2…Fm，使它们尽生成少数几个彼此不相关的变量F1、标准化矩阵Y的相关系数矩阵R可表示为：
F2…Fm就叫可能多地提取原有变量的信息。其中F1、𝑍𝑍𝑇𝑇×𝑍𝑍做主成分，依次是第一主成分、第二主成分…第m主
1 主成分分析方法
的均值与标准差。Y可通过matlab软件中的zscore函数，
其中， 𝑌𝑌𝑖𝑖𝑗𝑗Y=⋮𝑌𝑌𝑇𝑇2𝑌𝑌1𝑇𝑇= 𝑇𝑇𝑛𝑛𝑋𝑋𝑖𝑖𝑗𝑗−𝑋𝑋𝑗𝑗，𝑋𝑋𝑗𝑗 、 Sj分别为X阵中第j列𝑆𝑆𝑗𝑗𝑌𝑌12 ⋯ 𝑌𝑌1𝑝𝑝𝑌𝑌11 𝑌𝑌21 𝑌𝑌22 ⋯ 𝑌𝑌2𝑝𝑝= ⋮⋮ ⋯ ⋮ 𝑌𝑌𝑛𝑛1 𝑌𝑌𝑛𝑛2 ⋯ 𝑌𝑌𝑛𝑛𝑝𝑝R可通过matlab软件中的corrcoef函数，直接求解。
R=𝑛𝑛−1 （4）求主成分系数矩阵并提取主成分的个数。主成分的确定原则一般是通过特征根>1且累计方差贡献率≥80%，则需分别求出特征值及方差贡献率。
a.计算特征值
1.2 计算步骤[3]
（1）构造样本矩阵。
假设有n个样品，每个样品观测p个指标，则样78
CMTM2016.09
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解得个特征值 λ1≥λ2≥…≥λp≥0，特征值对应的特征向量即主成分系数。
b.计算主成分贡献率Zi及累计贡献率Gi
2 示例分析
某公司想对挖掘机的工作类型进行调研分析，得到不同工作类型的权重。根据挖掘机的不同工作类型，可得到如下指标集：市政、水利、公路、铁路、矿山、城建。每台挖掘机工作类型不尽相同，为保证主成分分析的科学性以及数据统计工作的简化，现随机抽取25台挖掘机对工作类型权重的确定做主成分分析。权重的确定过程其实就是主成分分析法求综合评价函数
Zi= λ∑λkm=1p(i=1,2⋅⋅⋅p)Gi=∑λk=1pk=1i(i=1,2⋅⋅⋅p)原评价系统中的指标变为样本；的过程[5]。在此过程中，
现指标为各台挖掘机，具体的权重确定过程如下：
将原评价系统中的指标变为样本；现指标为各台挖掘机。则得到一个样本数为6，指标数为25的新样本矩阵，标准化该矩阵。
由表可得：前两个主成分的特征根皆大于1，且前两个主成分的累积方差贡献率为89.08%，远远大于80%。
表1 原样本矩阵表
类型样本
12345678910111213141516171819202122232425
市政0005%00010%10%20%0000000000000020%
水利10%10%10%5%10%10%10%10%20%10%10%10%10%10%10%10%10%10%10%15%15%00010%
公路30%20%60%60%40%50%40%50%40%40%40%40%40%30%40%60%60%60%60%60%60%30%30%35%30%
铁路30%30%20%30%30%30%30%20%20%20%30%30%30%30%30%30%30%30%30%5%5%60%60%65%30%
矿山00000000010%0000000000010%10%010%
城建30%40%10%020%10%20%10%10%020%20%20%30%20%000020%20%0000
∑λi根据特征根>1且累计方差贡献率≥80%这两个原则提取主成分，同时确定主成分系数矩阵，得到主成分线性组合。
（5）计算各样本的综合得分。
假设提取出前两n个主成分，用第一主成分中每个指标对应的系数乘上第一主成分所对应的方差贡献率，然后加上第二主成分中每个指标对应的系数乘上第二主成分所对应的方差贡献率，一直加到第n主成分中每个指标对应的系数乘上第n主成分所对应的方差贡献率。它们的总和再除以前n个主成分的累积贡献率，即可得到综合得分模型的系数矩阵。样本数据与该矩阵相乘即可得到各样本的综合得分。
1.3 Matlab程序
data=[]；%导入数据
a=zscore(data) ；%将原始数据标准化
[COEFF,SCORE,latent,]=princomp(a)； %求主成分系数、主成分得分、特征值
注：princomp函数中代入的是标准化数据，pcacov函数中代入的是相关系数矩阵或协方差矩阵。
explained=latent/sum(latent)；%求各主成分贡献率
根据latent、explained两个值提取主成分，此处假设提取前两个主成分。
e=COEFF(:,1).*第一主成分方差贡献率；f=COEFF(:,2).*第二主成分方差贡献率；g=e+f；
h=g./前两个主成分累积贡献率；%得到综合得分模型的系数矩阵
j=data*h；%得到各样本的综合得分
2016.09建设机械技术与管理
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Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.机务管理Machinery Maintenance Management表2 标准化矩阵表
样本类型市政水利公路铁路矿山城建 样本类型市政水利公路铁路矿山城建 样本类型市政水利公路铁路矿山城建
1－1.1070－0.44280.88560.8856－1.10700.8856100.2440－0.48801.70780.2440－0.4880－1.2199 18－0.6881－0.27521.78910.5505－0.6881－0.6881
2－1.0206－0.40820.20410.8165－1.02061.4289
11－1.0206－0.40821.42890.8165－1.02060.204119－0.6881－0.27521.78910.5505－0.6881－0.6881
3－0.7404－0.29621.92510.1481－0.7404－0.2962
12－1.0206－0.40821.42890.8165－1.02060.204120－0.7332－0.07331.9064－0.5133－0.73320.1466
4－0.4858－0.48581.80450.5552－0.6940－0.6940
13－1.0206－0.40821.42890.8165－1.02060.204121－0.7332－0.07331.9064－0.5133－0.73320.1466
5－1.0206－0.40821.42890.8165－1.02060.2041
14－1.1070－0.44280.88560.8856－1.10700.885622－0.6881－0.68810.55051.7891－0.2752－0.6881
6－0.8476－0.33901.69520.6781－0.8476－0.3390
7－1.0206－0.40821.42890.8165－1.02060.204115－1.0206－0.40821.42890.8165－1.02060.204123－0.6881－0.68810.55051.7891－0.2752－0.6881
8－0.3807－0.38071.90350.1903－0.9517－0.380716－0.6881－0.27521.78910.5505－0.6881－0.688124－0.6059－0.60590.66651.7571－0.6059－0.6059
9－0.48800.24401.70780.2440－1.2199－0.488017－0.6881－0.27521.78910.5505－0.6881－0.6881250.2752－0.55051.10101.1010－0.5505－1.3762
表3 特征值及特征根表
成分123456
特征根19.34292.92752.45940.16750.10280
方差贡献率0.77370.11710.09840.00670.00410
累积方差贡献率
0.77370.89080.98920.995911
综合得分模型如下：
F=0.1140x1+0.0363x2+0.2015x3+0.2107x4+0.1739 x5
+0.2015x6+0.1739x7+0.2043x8+0.1954x9+0.1959x10+0.1739x11+0.1739x12+0.1739x13+0.1140x14+0.1739x15+0.2100x16+0.2100x17+0.2100x18+0.2100x19+0.1681x20+0.1681 x21+0.1323x22+0.1323x23+0.1448x24+0.1736x25
表4 各指标权重表
指标权重
市政0.0291
水利0.0965
公路0.4648
铁路0.2921
矿山0.0148
城建0.1027
所以，提取前两个主成分，得到的初始权重模型如下：
F1 = 0.1832w1+0.1169w2+0.2160w3+0.2170 w4+0.2209w5+0.2267w6+0.2209w7+0.2137w8+0.2058w9+0.1687 w10+0.2209w11+0.2209w12+0.2209w13+0.1832w14+0.2209 w15+0.2191w16+0.2191w17+0.2191w18+0.219w19+0.1829w20+0.1829w21+0.1591w22+0.1591w23+0.1751w24+0.1568w25
F2=－0.3432w1－0.4958w2+0.1058w3+0.1691w4－0.1369w5+0.0353w6－0.1369w7+0.1424w8+0.1271w9+0.3757w10－0.1369w11－0.1369w12－0.1369w13－0.3432w14－0.1369w15+0.1496w16+0.1496w17+0.1496w18+0.1496w19+0.0704w20+0.0704w21－0.0446w22－0.0446w23－0.0446w24+0.2846w25 80
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由表可得：利用主成分分析法计算出的挖掘机工作类型所占权重不同。其中，公路所占的权重最大，铁路次之，市政最少。
3 总 结
本文介绍了一种计算指标权重的方法—主成分分析法。讲述了其基本原理、计算步骤及程序的实现。最后结合挖掘机工作类型权重的计算，对其作出更详细的介绍，分析的结果更加客观反映出各挖掘机工作类型所占比重情况，为挖掘机调研分析提供科学依据。
Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.机务管理Machinery Maintenance Management浅议特许经营模式下海外电站投资购电协议的谈判要素Have a Discussion on the Negotiation Elements of Overseas Power Station Investment and Purchase Agreement under the Franchise Mode中国电建集团海外投资有限公司 李燕峰/LI Yanfeng 姚 杰/YAO Jie
摘 要：购电协议（PPA）是BOT/BOOT发电项目一系列开发协议的核心部分，是保证BOT/BOOT特许经营模式下各项协议得以实施、履行的关键。通过对BOT/BOOT发电项目PPA电价机制、购售双方义务、电站运行维护、商业运营、汇率风险以及支付担保等核心条款的浅析，以期为中资企业海外开展BOT/BOOT电站项目投资开发提供有益的借鉴和参考。
关键词：BOT/BOOT PPA 电价机制 汇率风险 运行与维护 支付担保
近年来，随着中国企业“走出去”战略以及国家“一移交）和BOOT（建设、拥有、经营、移交）作为典型的有限追索项目融资模式已经成为中国企业在海外投资电站、水处理厂、公路、矿产资源等基础设施项目BOOT电站投资项目协议体系主要包括特许经营协议或项目开发协议、购电协议、直接协议、贷款协议等外部协议，而作为整个体系核心的购电协议是最重要的，也是最为关键的。
电站项目的购电协议中，主要涵盖了上网电量、上准、运营规范、调度规范、计量方法等重要的技术和商务条款内容。所签署的购电协议不但明确了BOT或BOOT投资方及项目公司与东道国政府、购电方之间的
完工风险、支付风险等的分担机制，在电站项目开发过
结合笔者自身在南亚国家主持电站BOOT项目开发的实践，本文将探讨购电协议谈判中的核心条款，增强在谈判中对关键要素的把控，从而保证项目投资方的
带一路”国际化战略的持续推进，BOT（建设、经营、程中占有举足轻重的地位。
开发的重要手段，其中以电站投资最有代表性。BOT、利益，保障项目顺利实施和投资风险防范。
1 确定照付不议条款的必要性
购电协议本身是一种长期销售合同，其期限与电站项目的发电证书、特许经营协议挂钩，一般合同有效期为25年或更长。在电力紧缺的发展中国家，照付不议方是否对项目公司所发电量进行调度，购电方都有义务按照购电协议中约定的电量进行支付，以保障项目公司的收入和投资方贷款的偿还。由此可以得出结论，照付
无论购电网电价、担保和赔偿机制、汇率风险分担机制、技术标（Take or Pay）是购电协议的标准模式。即：
权利、责任、义务划分，同时制定了针对不可抗力风险、不议条款是整个购电协议的核心与关键。
吴礼斌.数据分析方法[M].北京:机械工业出版社，主成分分析法用于挖掘机工作类型权重系数的计算时，[2] 李柏年，
具有以下优点：
(1)虽然一般只取2～3个主成分，但它却保存了原始数据90%以上的信息，
并且包含了所有指标的信息。
(2)分析过程进行了数据的标准化处理，消除了指标量纲和数量级的影响。
参考文献
[1] 汪应洛.系统工程[M].4版.北京:机械工业出版社，2008.
2012.
[3] 高惠璇.应用多元统计分析[M].北京:北京大学出版社，2005.[4] 俞立平，潘云涛，武夷山.学术期刊综合评价数据标准化（53）:136-139. 方法研究[J].图书情报工作，2009，53
[5] 韩小孩，张耀辉，孙福军，王少华.四川兵工学报 [J]，2012，33(10):124-126.收稿日期：2016-05-22
西安市碑林区南二环路中段长安大学（710064）通讯地址：
2016.09建设机械技术与管理
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