基于DEA模型的上海國(guó)際航運(yùn)中心物流效率的比較研究

（上海海事大學(xué)物流研究中心 上海 200135）

國(guó)際航運(yùn)中心作為國(guó)際航運(yùn)樞紐，是國(guó)際航運(yùn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，推動(dòng)了相關(guān)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展［1］．在世界主要的國(guó)際航運(yùn)中心中，主要有3種模式：以市場(chǎng)交易和提供航運(yùn)服務(wù)為主的航運(yùn)中心，如倫敦國(guó)際航運(yùn)中心；以腹地貨物集散服務(wù)為主，腹地型的國(guó)際航運(yùn)中心，如鹿特丹和紐約；以中轉(zhuǎn)為主，中轉(zhuǎn)型的國(guó)際航運(yùn)中心，如香港和新加坡［2］．文中選取的上海、天津、大連、青島、香港、安特衛(wèi)普、鹿特丹和新加坡8個(gè)港口中，鹿特丹為腹地型，香港和新加坡為中轉(zhuǎn)型，國(guó)內(nèi)的一些港口還在探索適合自己的國(guó)際航運(yùn)模式．

物流水平已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家或地區(qū)整體實(shí)力的重要指標(biāo)之一［3］．Alan Stainer認(rèn)為物流效率的評(píng)價(jià)，可以被劃分為單因素投入的效率評(píng)價(jià)，如衡量勞動(dòng)、資本或技術(shù)投入在物流行為改善中所起作用的評(píng)估，以及多因素效率評(píng)價(jià)，包括所需全部勞動(dòng)、物資、設(shè)備、能量與其他投入［4］．近年來(lái)，上海港口的吞吐量以高于每年20%的增長(zhǎng)率快速發(fā)展．但是，上海與其他國(guó)際航運(yùn)中心相比，在國(guó)際中轉(zhuǎn)方面則落后較多．據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2010年，上海港口的國(guó)際中轉(zhuǎn)量只達(dá)到了5%，而在新加坡，國(guó)際中轉(zhuǎn)量則達(dá)到了85%．同時(shí)在港口物流服務(wù)方面，上海與其他航運(yùn)中心城市還存在一定的差距．對(duì)物流效率進(jìn)行評(píng)價(jià)，有利于加快技術(shù)進(jìn)步，加強(qiáng)管理，合理分配資源，減少浪費(fèi)，促進(jìn)上海國(guó)際航運(yùn)中心健康、可持續(xù)地發(fā)展．

1 理論研究

1.1 DEA理論

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（data envelopment analysis，DEA）被大致定義為具有多個(gè)輸入或輸出的決策單元（DMU）的測(cè)量效率的非參數(shù)方法［5］．DEA方法有較多模型，其中應(yīng)用最為廣泛的是CCR模型和BCC模型，在本文的分析過(guò)程中也是應(yīng)用了這2個(gè)模型．CCR模型假設(shè)規(guī)模報(bào)酬不變，用來(lái)評(píng)價(jià)決策單元間的相對(duì)有效性，可以同時(shí)對(duì)決策單元的規(guī)模有效性和技術(shù)有效性進(jìn)行研究；BCC模型則是允許規(guī)模報(bào)酬可變，由此便可衡量DMU的純技術(shù)效率（pure technical efficiency，PTE）．若將CCR模型所得效率值除以BCC模型效率值，即可求得DMU的規(guī)模效率值［6］．BCC模型是將CCR模型所求算的生產(chǎn)效率，分解為純技術(shù)效率與規(guī)模效率（scale efficiency，SE），以了解欠缺效率的原因是純技術(shù)效率還是規(guī)模效率．

1.2 DEA基本模型

1．2．1 CCR模型 假設(shè)有n個(gè)決策單元（decision making units，DMU），每個(gè) DMU 都有m種類型的輸入（表示對(duì)資源的耗費(fèi)）以及s種類型的輸出（表明成效的信息量），用Xj＝（x1j，x2j，…，xmj）T和Yj＝（y1j，y2j，…，ymj）T分別表示輸入向量和輸出向量，變量V＝（v1，v2，…，vm）T和U＝（u1，u2，…，us）T作為權(quán)系數(shù)．定義每個(gè)決策單元相應(yīng)的效率評(píng)價(jià)指數(shù)為

式中：xij為第j個(gè)DMU對(duì)第i種輸入的投入量，xij＞0；yrj為第j個(gè)DMU對(duì)第r種輸出的產(chǎn)出量，yrj＞0；vi為第i種輸入的重要性或權(quán)；ur為第r種輸出的重要性或權(quán)．

由定義可知，總可以適當(dāng)?shù)剡x取ur，vi，使得hj≤1；對(duì)評(píng)價(jià)單元h的值越大，表明評(píng)價(jià)單元能夠用相對(duì)較少的輸入得到相對(duì)多的輸出．

現(xiàn)在要對(duì)第0個(gè)DMU進(jìn)行效率評(píng)價(jià)，以權(quán)系數(shù)U，V為變量，以第0個(gè)DMU的效率指數(shù)為目標(biāo)函數(shù)，以所有的DMU（包括DMU0）的效率指數(shù)為約束，即hj≤1，j＝0，1，…，n，構(gòu)造如下的最優(yōu)化模型，將決策單元j記作j－DMU：

這是一個(gè)分式規(guī)劃問(wèn)題，該模型的解先用矩陣形式表示，再用Charnes－Cooper變換，轉(zhuǎn)化為一個(gè)等價(jià)的線性規(guī)劃問(wèn)題．可變換成下面的線性規(guī)劃模型：

如果解S＋＝0，S－＝0，θ＝1，則決策單元為DEA有效．此時(shí)，該決策單元既是規(guī)模有效又是技術(shù)有效，說(shuō)明在這n個(gè)決策單元組成的系統(tǒng)中，決策單元j0的生產(chǎn)要素已經(jīng)達(dá)到最佳組合，并取得最佳產(chǎn)出效果．若解θ＜1時(shí)，稱決策單元j0為非DEA有效．說(shuō)明該決策單元規(guī)模無(wú)效且技術(shù)無(wú)效．在這n個(gè)決策單元組成的經(jīng)濟(jì)體系中，j0可以通過(guò)組合將投入原來(lái)的投入的θ倍而能夠保持原產(chǎn)出不變．

1．2．2 BCC模型 當(dāng)生產(chǎn)可能集的假設(shè)不符合現(xiàn)實(shí)時(shí)，可以去掉其錐性假設(shè)，得到BCC模型：

2 上海國(guó)際航運(yùn)中心物流效率的比較研究

2.1 物流效率評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

按照DEA評(píng)價(jià)模型的要求，選擇DMU必須是同一類型，即要滿足3個(gè)基本的特征：相同的目標(biāo)和任務(wù)、相同的外部環(huán)境以及相同的輸入和輸出指標(biāo)．所選取的航運(yùn)中心有以下幾個(gè)共同點(diǎn)：（1）目標(biāo)任務(wù)相同．這8個(gè)口岸城市已經(jīng)成為當(dāng)前全球資源配置的最重要平臺(tái)．在經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程不斷加深的大環(huán)境下，包括上海在內(nèi)的航運(yùn)中心在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)杠桿的指導(dǎo)下，共同擔(dān)負(fù)著優(yōu)化全球資源配置、調(diào)整全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的任務(wù)，它們也都是物流設(shè)施先進(jìn)、物流效率較高、值得上海國(guó)際航運(yùn)中心學(xué)習(xí)的港口；（2）外部環(huán)境相同．這8個(gè)航運(yùn)中心雖然處于不同的國(guó)家或地區(qū)，但是對(duì)其物流效率起主要作用的已經(jīng)不僅僅局限于所在的國(guó)家和地區(qū)，它們負(fù)擔(dān)的功能決定了其外部環(huán)境是全球的政治經(jīng)濟(jì)環(huán)境；（3）輸入／輸出指標(biāo)相同．本文擬采用的輸入／輸出指標(biāo)體系、擬比較的績(jī)效指數(shù)都是相同的．

2．1．1 輸入指標(biāo) 航運(yùn)中心的硬件設(shè)施條件對(duì)航運(yùn)中心物流效率的影響集中反映在碼頭前沿水深、堆場(chǎng)及倉(cāng)庫(kù)的總面積上．碼頭前沿水深是必須考慮的輸入指標(biāo)，集裝箱船舶日益大型化的趨勢(shì)對(duì)港口碼頭的水深條件提出了更高的要求．堆場(chǎng)及倉(cāng)庫(kù)的總面積則影響了碼頭的運(yùn)作效率．如果面積較大，裝卸過(guò)程中的翻箱率就較低，可以有更多的場(chǎng)吊機(jī)械用于船舶裝卸，港口物流的存儲(chǔ)和裝卸效率就高．

航運(yùn)中心的軟件設(shè)施包括核心腹地的經(jīng)濟(jì)總量、口岸通關(guān)能力和信息化水平．在一般情況下，腹地經(jīng)濟(jì)總量和航運(yùn)中心的輸入及輸出量呈正相關(guān)關(guān)系，經(jīng)濟(jì)腹地越發(fā)達(dá)，對(duì)航運(yùn)中心形成與建設(shè)的需求就越強(qiáng)烈，投入和支持的力度就越大，航運(yùn)中心的產(chǎn)出也就越多．由于貨物通關(guān)手續(xù)繁雜，常耗費(fèi)不少時(shí)間，故簡(jiǎn)化通關(guān)手續(xù)，提高口岸通關(guān)能力將有助于提升港口物流運(yùn)輸?shù)母?jìng)爭(zhēng)力．

2．1．2 輸出指標(biāo) 主要包括貨物吞吐量和集裝箱吞吐量．貨物吞吐量是航運(yùn)中心最主要的產(chǎn)出指標(biāo)，也是衡量航運(yùn)中心物流效率最重要的指標(biāo)．盡管近些年來(lái)集裝箱吞吐量指標(biāo)變得越來(lái)越重要，但是貨物吞吐量指標(biāo)仍最為重要．由于集裝箱是高附加值貨物國(guó)際運(yùn)輸?shù)淖罴研问?，且集裝箱吞吐量的發(fā)達(dá)程度直接關(guān)系到腹地經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá)與成熟程度．因此，港口集裝箱吞吐量已成為判斷國(guó)際航運(yùn)中心的重要指標(biāo)之一．

2.2 運(yùn)用DEA模型評(píng)價(jià)物流效率

由于數(shù)據(jù)收集較為困難，本文根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1），并結(jié)合航運(yùn)中心、港口物流等領(lǐng)域?qū)＜掖蚍郑瑧?yīng)用軟件DEAP2．1求解相應(yīng)的線性規(guī)劃問(wèn)題．假設(shè)規(guī)模報(bào)酬可變，并固定輸出的前提下，應(yīng)用BCC模型，將技術(shù)效率分解為純技術(shù)效率和規(guī)模效率．

表1 航運(yùn)中心的輸入及輸出指標(biāo)

從表2的結(jié)果分析得出：（1）大連和安特衛(wèi)普的技術(shù)效率相對(duì)較高，盡管上海和天津的技術(shù)效率相對(duì)較低，但總體是呈發(fā)展趨勢(shì)；（2）上海的總效率相對(duì)較低的原因是上海的技術(shù)效率接近于平均水平而規(guī)模效率低于平均水平，表明上海港的建設(shè)主要依靠的是擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模．從表1的輸出指標(biāo)來(lái)看，上海港的貨物吞吐量和集裝箱吞吐量已躍居第一，但總效率卻明顯低于世界公認(rèn)的幾大國(guó)際航運(yùn)中心，超負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)限制了其港口物流的進(jìn)一步發(fā)展．從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來(lái)看，國(guó)際航運(yùn)中心是港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一部分，即航運(yùn)中心的建設(shè)和港口經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是一致的．鑒于貨物吞吐量不能完全反應(yīng)港口中后期的發(fā)展，因此上海國(guó)際航運(yùn)中心的建設(shè)不能只著重于港口貨物吞吐量及其國(guó)際排名，也不能將港口的基礎(chǔ)運(yùn)輸設(shè)施作為惟一的建設(shè)指標(biāo)，而應(yīng)集中在航運(yùn)服務(wù)、港口建設(shè)及整合和協(xié)調(diào)其他子系統(tǒng)方面，利用自己的優(yōu)勢(shì)形成自己的特色．

表2 DEA模型結(jié)果

集裝箱深水港的建設(shè)已經(jīng)成為上海國(guó)際航運(yùn)中心的核心問(wèn)題，雖然目前上海港的碼頭前沿水深相對(duì)不夠，但是隨著大小洋山港的建設(shè)，上海港將成為一個(gè)擁有50多個(gè)大型集裝箱泊位，水深達(dá)15m的深水良港．同時(shí)上海港積極應(yīng)用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等對(duì)碼頭運(yùn)營(yíng)、堆場(chǎng)、機(jī)械設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，提升碼頭生產(chǎn)效率，擴(kuò)大港口吞吐能力．

上海與鹿特丹、香港同樣擁有廣闊的經(jīng)濟(jì)腹地，且核心腹地的經(jīng)濟(jì)都較為發(fā)達(dá)．香港依托中國(guó)大陸，連接歐美，而向東南亞，其轉(zhuǎn)口貿(mào)易中的中轉(zhuǎn)貨運(yùn)物流占其港口吞吐量的83%以上．鹿特丹港的貨物幾乎100%來(lái)自歐陸腹地，海關(guān)監(jiān)管的基本政策是簡(jiǎn)單、高效、高質(zhì)．其港務(wù)管理局不斷創(chuàng)新管理機(jī)制，進(jìn)行功能調(diào)整，由先前的港務(wù)管理功能向物流鏈管理功能轉(zhuǎn)變，建設(shè)信息港，發(fā)展增值物流．上海港應(yīng)利用其腹地優(yōu)勢(shì)，加快內(nèi)河航道建設(shè)，完善貨運(yùn)道路網(wǎng)絡(luò)，大力發(fā)展水水中轉(zhuǎn)，形成以上海為中心，江浙為兩翼，長(zhǎng)江流域?yàn)楦沟氐臇|北亞國(guó)際樞紐港，基本形成規(guī)?；?、集約化的現(xiàn)代港口集疏運(yùn)體系．

對(duì)規(guī)模效率值進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，除了大連和安特衛(wèi)普外，其他所有航運(yùn)中心的規(guī)模效率都小于1，這表明航運(yùn)中心的規(guī)模效率遞增趨勢(shì)較大，即在現(xiàn)行的基礎(chǔ)設(shè)施條件下，適當(dāng)改善各項(xiàng)硬件和軟件設(shè)施的條件就會(huì)帶來(lái)更高的物流效率水平．在這8個(gè)航運(yùn)中心中，只有香港港的物流效率水平是呈下降趨勢(shì)的，這是因?yàn)槟壳跋愀鄣奈锪魉揭堰_(dá)到最大產(chǎn)出規(guī)模，而且隨著近幾年香港港吞吐量增長(zhǎng)緩慢，港商競(jìng)相將投資轉(zhuǎn)向了深圳港．但由于香港政府一直重視物流業(yè)的發(fā)展，健全法律制度，提供金融與保險(xiǎn)等一系列物流援助或服務(wù)、快捷高效的海關(guān)通關(guān)服務(wù)等，因此香港依舊是運(yùn)輸及物流樞紐中心．

3 結(jié) 論

1）為了提高上海國(guó)際航運(yùn)中心的物流效率，必須均衡發(fā)展港口各項(xiàng)設(shè)施的投入，片面追求單方面的指標(biāo)，將會(huì)導(dǎo)致瓶頸效應(yīng)，限制物流效率水平的提高．上海港單純依靠規(guī)模效率的提高，將會(huì)造成效率低下．

2）物流的發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展非常重要，而港口物流作為聯(lián)結(jié)國(guó)際間水陸運(yùn)輸?shù)暮诵臉屑~更是舉足輕重．通過(guò)港口物流效率分析發(fā)現(xiàn)上海港物流發(fā)展還存在一些建設(shè)性難題．如需加強(qiáng)集疏運(yùn)體系建設(shè)，提高信息化水平等．

3）DEA模型的應(yīng)用使得上海港可以更加客觀地了解和評(píng)價(jià)自身的物流競(jìng)爭(zhēng)力，從而有針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)．同時(shí)DEA模型也可以用于其他交通運(yùn)輸行業(yè)，如航空、鐵路、公路等行業(yè)的物流效率評(píng)價(jià)及排序．

［1］ HU Wenxiu．Aim to international shipping center［J］．China′s Foreign Trade，2009，13：29－30．

［2］王 杰．國(guó)際航運(yùn)中心形成與發(fā)展的若干理論研究［D］．大連：大連海事大學(xué)，2007．

［3］ELLRAM L．Fundamentals of logistics management［M］．Irwin：McGram－Hill，1998．

［4］PRODUCTIVITY A S．Performance measurement and management in logistics［J］．Asia Pacific Journal of Marketing and Logistics，1996（8）：46－63．

［5］COOPER W W，SEIFORD L M．Data envelopment analysis［M］．Kluwer：Kluwer Academic Publishers，2000．

［6］郝 海，蹤家峰．系統(tǒng)分析與評(píng)價(jià)方法［M］．北京：經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社，2007．