基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的鐵路物流中心運營效率評價

王宏偉， 嚴余松， 周榮征

(西南交通大學(xué) 交通運輸與物流學(xué)院，四川 成都 610031)

鐵路物流中心是指毗鄰鐵路貨運站或在貨運站基礎(chǔ)上建立的，主要依托鐵路運輸方式的物流中心[1]。隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展和鐵路運輸服務(wù)業(yè)的逐步開放，傳統(tǒng)的鐵路貨運站轉(zhuǎn)變?yōu)殍F路物流中心是鐵路發(fā)展的必然選擇[2-3]。上海、廣州、成都、日照等城市建立了大型的鐵路物流中心，其他一些城市也規(guī)劃和籌建鐵路物流中心。在這些鐵路物流中心正式建成運營后，分析和評價其運營效率，改進和提升其物流績效，已經(jīng)成為鐵路物流中心需要解決的重要問題。

1 鐵路物流中心運營效率評價的特點

鐵路物流中心運營效率評價的主要內(nèi)容是衡量物流中心各種資源的投入產(chǎn)出效率，即用一定的資源投入獲得產(chǎn)出回報的大小。鐵路物流中心的資源投入一般包含土地資源投入、設(shè)備投入、技術(shù)投入和人力資源投入等，鐵路物流中心的產(chǎn)出回報主要包括年貨物處理量、年營業(yè)收入等。因此，鐵路物流中心運營效率評價是一種多投入、多產(chǎn)出的系統(tǒng)評價。

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析 (Data Envelopment Analysis，DEA) 是一種能對同類型的具有多輸入、多輸出系統(tǒng)的相對運行效率進行比較評價的系統(tǒng)分析方法，可以直接估算多個決策單元的效率之間的相對有效性。它以系統(tǒng)中的實際決策單元為基礎(chǔ)，利用觀測到的有效樣本數(shù)據(jù)，采用線性規(guī)劃技術(shù)對現(xiàn)有多個決策單元進行規(guī)模有效與技術(shù)有效的評價，而且不需要確定輸入、輸出之間關(guān)系的顯式表達式，具有很強的客觀性，因而在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。根據(jù)以上分析，采用 DEA 方法對鐵路物流中心的運營效率進行評價。

2 DEA模型及其特征

DEA方法中最具代表性的是 CCR 模型和 BCC模型，其數(shù)學(xué)模型已形成完整的描述[4]。其中CCR模型主要用于評價決策單元 (Decision Making Units，DMU) 同時為規(guī)模有效和技術(shù)有效，BCC 模型用來判斷 DMU 的技術(shù)有效性，可以評價投入要素是否有效運用，以達到產(chǎn)出最大化。設(shè) CCR 和 BCC 模型最優(yōu)解為θ*、σ*、λ*、、，有下列結(jié)論[4]。

（1）若θ*=1，==0，則稱決策單元為DEA 有效，即在現(xiàn)有的輸入基礎(chǔ)上已經(jīng)獲得了最優(yōu)的輸出。

（2）若θ*<1，則稱決策單元為非 DEA 有效，可進一步調(diào)整投入產(chǎn)出指標(biāo)使決策單元有效，改進目標(biāo)值如公式⑴所示。

式中：θ*為 CCR 模型的最優(yōu)解；、分別為 CCR 模型中松弛變量、剩余變量的最優(yōu)解；X、Y分別為原輸入、輸出值；為改進目標(biāo)值。

（3）若σ*=1，==0，則稱決策單元為DEA 純技術(shù)有效。

（4）若σ*<1， 則稱決策單元為非 DEA 有效。

（5）決策單元的規(guī)模效率S*=θ*/σ*。若S*=1，規(guī)模收益不變，DMU 達到最大產(chǎn)出規(guī)模點；若S*<1，則利用CCR模型中進一步判斷決策單元的規(guī)模收益[5]：<1則規(guī)模收益遞增；>1則規(guī)模收益遞減。

3 基于 DEA 的鐵路物流中心運營效率評價步驟

3.1 DMU 的選擇和輸入、輸出指標(biāo)體系的確定

以鐵路系統(tǒng)中多個物流中心為決策單元，符合 DEA 評價中 DMU 應(yīng)具有“同類型”的特征。為了使評價指標(biāo)體系體現(xiàn)出通過鐵路物流中心系統(tǒng)多種要素的投入所產(chǎn)出的效益水平，將運營過程中的成本型指標(biāo)作為輸入指標(biāo)，運營過程中的效益型指標(biāo)作為輸出指標(biāo)。通常，鐵路物流中心的運營投入主要包括布局與建設(shè)規(guī)模、機器設(shè)備、信息技術(shù)和人員工資4部分。其中，布局與建設(shè)規(guī)?？梢杂描F路物流中心的用地面積來衡量；機器設(shè)備主要包括為進行存儲、分揀、轉(zhuǎn)運、裝卸、流通加工等作業(yè)活動所采購的機械、車輛和工具；信息技術(shù)主要包括條碼設(shè)備、識別設(shè)備、控制設(shè)備、計算機管理系統(tǒng)等信息設(shè)備及軟件系統(tǒng)；人員工資主要是支付給鐵路物流中心員工工作報酬的費用。鐵路物流中心的運營產(chǎn)出主要包括鐵路物流中心年貨物處理量、年營業(yè)收入、訂單履行數(shù)量等。由于鐵路物流中心的年營業(yè)收入=鐵路物流中心貨物年處理量×單位運量年營業(yè)收入，訂單履行數(shù)量的多少也直接表現(xiàn)為鐵路物流中心年貨物處理量的大小。因此，年貨物處理量基本上能反映鐵路物流中心運營系統(tǒng)的產(chǎn)出效益。

3.2 DEA 模型評價過程

根據(jù)鐵路物流中心的實際背景和具體的評價目的，選擇判斷同時為規(guī)模有效和技術(shù)有效的 CCR 模型及判斷為技術(shù)有效的 BCC 模型對運營效率進行評價。具體過程如下。

（1）用 CCR 模型評價各個鐵路物流中心的運營系統(tǒng) (DMU)，判斷其是否在技術(shù)和規(guī)模上有效。若某個鐵路物流中心的運營系統(tǒng)是技術(shù)和規(guī)模有效的，則該鐵路物流中心符合經(jīng)濟效益要求。

（2）用 BCC 模型處理非技術(shù)和規(guī)模有效的鐵路物流中心運營系統(tǒng)，判斷其是否技術(shù)有效。目的在于評價該鐵路物流中心在現(xiàn)有技術(shù)和管理基礎(chǔ)上，在一定產(chǎn)出的條件下，能否最大限度地利用自身技術(shù)條件來盡可能減少資源的投入，以達到相對技術(shù)有效。

（3）對于 DEA 非有效的鐵路物流中心運營系統(tǒng)，按照公式⑴調(diào)整投入產(chǎn)出指標(biāo)，使該鐵路物流中心的運營轉(zhuǎn)變?yōu)橛行В詫崿F(xiàn)利用 DEA 方法對鐵路物流中心的運營進行調(diào)整優(yōu)化。

作為一種投入產(chǎn)出系統(tǒng)，鐵路物流中心運營效率有效性的涵義體現(xiàn)為相對于特定的投資及運營投入，某個鐵路物流中心運營系統(tǒng)的相對有效性越大，則意味著該鐵路物流中心運營系統(tǒng)的經(jīng)濟效益越好。

4 DEA模型評價算例分析

某鐵路局有8個物流中心，選取用地面積、設(shè)備費用、信息技術(shù) (IT) 投入和工資為4個輸入指標(biāo)，年貨物處理量為1個輸出指標(biāo) (見表 1)，分別采用 CCR 模型和 BCC 模型計算，得到 CCR 模型求解結(jié)果 (見表 2) 及鐵路物流中心的規(guī)模效益分析結(jié)果(見表 3)。

根據(jù) DEA 有效性判別結(jié)論可知：

（1）達到 DEA 技術(shù)和規(guī)模有效的鐵路物流中心分別為DMU2、DMU6和DMU7；非 DEA 有效的鐵路物流中心分別為DMU1、DMU3、DMU4、DMU5和DMU8，非 DEA 有效的鐵路物流中心較多。

表 1 各鐵路物流中心的運營數(shù)據(jù)

表 2 CCR模型求解結(jié)果

表 3 鐵路物流中心的規(guī)模效益分析結(jié)果

（2）非 DEA 有效的鐵路物流中心DMU1和DMU8對應(yīng)的 BCC 模型的相對效率值都為 1，說明這2個鐵路物流中心屬于技術(shù)有效而規(guī)模無效，可以在現(xiàn)有管理和技術(shù)基礎(chǔ)上，最大限度地利用自身條件來盡可能減少運營投入，達到 DEA 有效；而鐵路物流中心DMU3、DMU4和DMU5對應(yīng)的 BCC模型的相對效率值小于 1，說明這3個鐵路物流中心在規(guī)模和技術(shù)上都是無效的，應(yīng)該加大對資源的優(yōu)化配置力度，提高投入要素的合理利用程度，以達到 DEA 有效。

（3）由表2可知，對5個非 DEA 有效的鐵路物流中心，存在一定的投入冗余，可調(diào)整投入產(chǎn)出指標(biāo)值，削減資源浪費或提高利用效率，使其轉(zhuǎn)變?yōu)橛行н\營，按照投入目標(biāo)改進值公式⑴，可以對目標(biāo)改進進行分析 (見表 4)。

（4）通過對計算結(jié)果更深層次的分析，可以進一步得到各鐵路物流中心規(guī)模有效方面的信息。由表3規(guī)模效益欄可知，物流中心 2、6、7 在目前的產(chǎn)出條件下，投入規(guī)模規(guī)劃處于最適水平，說明這3個物流中心投入規(guī)模適宜，技術(shù)水平高。而物流中心 1、3、4、5、8 均為規(guī)模收益遞增，即適當(dāng)增加投入量，產(chǎn)出量會有更高比例的增加。而表2顯示這5個鐵路物流中心存在一定的投入冗余，表明所有非 DEA 有效的鐵路物流中心主要是由產(chǎn)出量偏低造成的，從表3中得出這5個非 DEA 有效的鐵路物流中心實際均為規(guī)模無效也顯示了這一點。目前在鐵路物流發(fā)展過程中，規(guī)劃建設(shè)的鐵路物流中心年貨物處理量是根據(jù)該鐵路物流中心服務(wù)范圍的市場需求量預(yù)測而確定的，這進一步說明市場需求量的不足是造成鐵路物流中心非 DEA 有效的主要因素。鐵路物流中心的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)該與所服務(wù)的區(qū)域物流需求相適應(yīng)，注重對已有場地、車輛和設(shè)施的利用，通過協(xié)調(diào)整合，提高物流資源的內(nèi)在質(zhì)量和運作效率，避免盲目的、不切實際的超前建設(shè)所造成的資源浪費。

表 4 非有效鐵路物流中心的目標(biāo)改進分析

5 結(jié)束語

將 DEA 評價方法應(yīng)用于鐵路物流中心運作效率的評價，可以實現(xiàn)對鐵路物流中心進行橫向比較和充分評價，對規(guī)模收益不佳的鐵路物流中心提出進一步的目標(biāo)改進措施，為管理層進行規(guī)劃和決策提供了較為全面的信息。因此，通過應(yīng)用 DEA 方法評價，能夠顯著地改善目前鐵路物流中心規(guī)劃和運營的質(zhì)量。

[1] 蘭建華. 鐵路物流中心規(guī)劃與設(shè)計研究[D]. 成都：西南交通大學(xué)，2004.

[2] 徐海波. 抓住機遇 擴能提效 構(gòu)建昆明鐵路物流網(wǎng)[J]. 鐵道運輸與經(jīng)濟，2004， 26(3)：23-25.

[3] 余 鐵. 上海南部地區(qū)建設(shè)鐵路物流中心研究[J]. 物流技術(shù)，2005，24(4)：96-98.

[4] 魏權(quán)齡．?dāng)?shù)據(jù)包絡(luò)分析[M]. 北京：科學(xué)出版社，2004.

[5] 吳文江. 用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析進行規(guī)模收益分析的探討[J]. 系統(tǒng)工程理論方法應(yīng)用，2000， 9 (3)：248-251.