基于DEA評價模型的我國國際機(jī)場效率分析

李九蘭，李文翎（廣州大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510006）

對于效率研究而言，Coelli（1996）指出兩種方法最具代表性，一種是數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（DEA），另外一種就是隨機(jī)邊界法（Stochastic Frontier Analysis;SFA）。與SFA相比，DEA方法無需指定生產(chǎn)函數(shù)形態(tài)，更加適用于評價具有多投入、多產(chǎn)出的決策單位的生產(chǎn)效率[1]。國內(nèi)很多學(xué)者用此來評價企業(yè)的績效評價。由于機(jī)場運(yùn)營并不受其生產(chǎn)函數(shù)的影響，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法能很好地適應(yīng)這些特點(diǎn)，并評估出機(jī)場效率[2]。

1 研究方法和數(shù)據(jù)來源

1.1 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）及其模型

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis，DEA）由美國著名運(yùn)籌學(xué)家Charnes、Cooper和Rhodes于1978年首先提出，是一種衡量效率相對有效性的重要的非參數(shù)方法。通過固定投入，將產(chǎn)出擴(kuò)大和固定產(chǎn)出，將投入最小化，分為產(chǎn)出導(dǎo)向和投入導(dǎo)向。

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型是以相對有效性概念為基礎(chǔ)發(fā)展而來的一種非參數(shù)效率評價方法，它適用于評價決策主體（Decision-Making Unit;DMU）之間的相對效率。近年來，DEA理論主要在三大應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著極大的優(yōu)勢，主要包括生產(chǎn)函數(shù)與技術(shù)進(jìn)步研究、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)績效評價和系統(tǒng)的預(yù)測與預(yù)警研究。其中，DEA對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和管理效益進(jìn)行績效評價有著非常廣泛的應(yīng)用價值[3]。

對于機(jī)場效率評價，國外有學(xué)者在1997年首次使用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法對機(jī)場的運(yùn)營效率進(jìn)行評價，運(yùn)用DEA模型評價美國1989～1993年21家機(jī)場的運(yùn)營效率，并利用Tobit回歸對機(jī)場生產(chǎn)效率的影響因素進(jìn)行了識別。我國也有學(xué)者對機(jī)場的效率進(jìn)行了全面分析，如以2005年我國旅客吞吐量排名前30位機(jī)場為樣本，選取停機(jī)坪面積、航站樓面積和貨運(yùn)庫面積作為投入指標(biāo)，選取飛機(jī)起降架次、國內(nèi)旅客吞吐量、國際旅客吞吐量、國內(nèi)貨郵吞吐量和國際貨郵吞吐量作為產(chǎn)出指標(biāo)對航空業(yè)務(wù)運(yùn)行效率進(jìn)行評價[4]。我國學(xué)者都業(yè)富等根據(jù)2000～2004年中國機(jī)場旅客吞吐量多少，分析指出旅客吞吐量較大時，機(jī)場的運(yùn)行效率也會提高；李蘭冰等對2001～2005年對外開放的國際機(jī)場進(jìn)行了總體評價，發(fā)現(xiàn)機(jī)場總體上的生產(chǎn)效率低且地區(qū)差異明顯[5]；李蘭冰對2006年我國的國際機(jī)場分成大型機(jī)場和小型機(jī)場，上市機(jī)場和非上市機(jī)場，結(jié)果發(fā)現(xiàn)區(qū)域不平衡，多數(shù)存在投入擁擠和產(chǎn)出不足現(xiàn)象依然明顯存在；何艷對2008年我國國際機(jī)場進(jìn)行采樣分析和對效率進(jìn)行相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)我國國際機(jī)場的運(yùn)營較穩(wěn)定，但在總體上的運(yùn)營效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均是無效的，樣本中只有8個機(jī)場達(dá)到了產(chǎn)出最大和效益最佳的狀態(tài)。在之前學(xué)者研究方法和理論的基礎(chǔ)上，對我國2011年的國際機(jī)場進(jìn)行效率評價和優(yōu)化分析，并給出建議。

1.2 指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)來源

旅客吞吐量、貨郵吞吐量以及飛機(jī)起降架次是機(jī)場的主要產(chǎn)出，國內(nèi)外大多數(shù)文獻(xiàn)均將它們列入產(chǎn)出指標(biāo)，航站樓面積體現(xiàn)機(jī)場旅客處理能力，停機(jī)坪面積和貨運(yùn)庫面積是反映機(jī)場飛機(jī)處理和貨運(yùn)處理能力的指標(biāo)[6]，由于航站樓面積數(shù)據(jù)和貨運(yùn)庫面積獲取較為困難，所以本文選取停機(jī)坪面積、跑道長度和停機(jī)位數(shù)取代以作為本文3個投入指標(biāo)，這也是文獻(xiàn)使用較多的指標(biāo)，旅客吞吐量、貨郵吞吐量以及飛機(jī)起降架次作為產(chǎn)出指標(biāo)。本文使用的數(shù)據(jù)主要來源于2011年《民航機(jī)場生產(chǎn)統(tǒng)計公報》、《從統(tǒng)計看民航》和各大機(jī)場網(wǎng)站及百科相關(guān)介紹。

2 基于DEA模型的數(shù)據(jù)分析

2.1 2011年我國機(jī)場3個產(chǎn)出指標(biāo)值變化趨勢

圖1為2011年30個樣本機(jī)場內(nèi)的3個產(chǎn)出變量較上一年的同期增減百分比，可以看到旅客吞吐量比上年同期增長較大的機(jī)場有：重慶江北機(jī)場、廈門高崎機(jī)場、沈陽桃仙機(jī)場、烏魯木齊地窩堡機(jī)場等；其他機(jī)場的旅客吞吐量較上年都有不同程度的增長。貨郵吞吐量比上年同期減少的機(jī)場有：上海浦東機(jī)場和虹橋機(jī)場、天津濱海機(jī)場，太原武宿機(jī)場等；而重慶江北機(jī)場、鄭州新鄭機(jī)場、南寧吳圩機(jī)場有較大的增長幅度；起降架次比上年同期減少的機(jī)場有：天津濱海機(jī)場和桂林兩江機(jī)場，其它機(jī)場都有增長，幅度較大的有重慶江北機(jī)場、廈門高崎機(jī)場、烏魯木齊地窩堡機(jī)場等。

圖1 我國機(jī)場產(chǎn)出變量較上一年的同期增減百分比圖

2.2 我國機(jī)場的綜合效率評估

以我國2011年30個樣本機(jī)場為研究對象，通過利用DEA-CCR模型，借助DEAP 2.1計量軟件，最終得出決策單元綜合效率、純技術(shù)效率、規(guī)模效率和投入、產(chǎn)出松弛變量取值。對其純技術(shù)效率、規(guī)模效率和綜合效率進(jìn)行測算，結(jié)果顯示其中有6個為DEA有效單元，24個為非DEA有效單元，并對非DEA有效單元進(jìn)行投影求出有效目標(biāo)值。

先用DEA包絡(luò)分析對各大機(jī)場進(jìn)行效率評估。2011年我國機(jī)場綜合效率、技術(shù)效率、規(guī)模效率均值分別為：0.766 0.836 0.921。我國機(jī)場效率總體水平不高，表明我國國際機(jī)場運(yùn)營中同時存在著一定程度的純技術(shù)無效率和規(guī)模無效率。表1中有6個機(jī)場綜合效率為1，CCR模型的有效決策單位位于CCR模型的有效生產(chǎn)邊界上，這表明對于這些機(jī)場而言既不存在純技術(shù)無效率，也不存在規(guī)模無效率。說明這些地區(qū)的技術(shù)和規(guī)模實(shí)現(xiàn)了有效性，綜合效率為1展示了區(qū)域規(guī)模報酬不變，機(jī)場運(yùn)營發(fā)展過程中投入得當(dāng)，能夠產(chǎn)出高效穩(wěn)固的規(guī)模收益，兩者耦合實(shí)現(xiàn)最佳力度，區(qū)域發(fā)展達(dá)到DEA有效。

除上述6個機(jī)場之外的其他機(jī)場均不同程度地存在綜合技術(shù)無效率，尤其有兩個機(jī)場：烏魯木齊地窩堡機(jī)場和太原武宿機(jī)場，綜合效率小于0.5，綜合效率值明顯偏低。

試驗結(jié)果（表1）顯示我國有6個綜合運(yùn)營有效的機(jī)場，分別為北京/首都機(jī)場、廣州/白云機(jī)場、上海/浦東機(jī)場、上海/虹橋機(jī)場、長沙/黃花機(jī)場、?？?美蘭機(jī)場。

表1中顯示有18個機(jī)場同時存在綜合技術(shù)無效率、純技術(shù)無效率和規(guī)模無效率。這些機(jī)場無效率主要源于純技術(shù)無效率和規(guī)模無效率的雙重作用，其效率的提高應(yīng)該要兼顧純技術(shù)效率和規(guī)模效率兩個方面。

純技術(shù)效率用于衡量決策主體以既定投入資源提供相應(yīng)產(chǎn)出的能力，與決策主體的管理水平直接相關(guān)；規(guī)模效率用于衡量決策主體現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模結(jié)構(gòu)與最優(yōu)生產(chǎn)規(guī)模結(jié)構(gòu)之間的差距[7]。除綜合有效的6個機(jī)場外，非DEA有效的單元中，南京祿口機(jī)場、西安咸陽機(jī)場、南寧吳圩機(jī)場、溫州永強(qiáng)機(jī)場、桂林兩江機(jī)場存在技術(shù)效率值為1，說明這5個機(jī)場，綜合技術(shù)無效率的根源主要在于規(guī)模無效率，也就是這幾個機(jī)場投入規(guī)模不當(dāng)所引起的，機(jī)場效率的提高改善主要依賴于規(guī)模效率的提升。從表1中可以看到，除了DEA有效的6個機(jī)場，還有濟(jì)南遙墻機(jī)場的規(guī)模效率也為1，這說明濟(jì)南遙墻機(jī)場并不存在規(guī)模無效率，其綜合效率低的主要根源在于純技術(shù)無效率，其效率的改進(jìn)主要依賴于純技術(shù)效率的提高，即管理水平的提高。另外綜合技術(shù)效率，技術(shù)效率和規(guī)模效率均超過0.9的機(jī)場如深圳寶安機(jī)場，廈門高崎機(jī)場，表明該機(jī)場現(xiàn)有投入與最優(yōu)規(guī)模的差距并不大，報酬特征均屬于遞增階段，前景較好。

表1 我國國際機(jī)場的總體效率

而對于綜合效、技術(shù)效率和規(guī)模效率，非平衡增長的機(jī)場表現(xiàn)差異較大的是太原武宿機(jī)場（0.402,0.411,0.978）和烏魯木齊地窩堡機(jī)場（0.414,0.415,0.999），綜合效率和技術(shù)效率都非常的低，甚至低于0.5，但規(guī)模效率卻接近1，這表明，這兩個機(jī)場在運(yùn)營上極其不協(xié)調(diào)，存在非常大的問題。對于技術(shù)效率較低的機(jī)場，現(xiàn)有規(guī)模超出了技術(shù)水平約束下的最優(yōu)規(guī)模，在長期會造成基礎(chǔ)設(shè)施資源嚴(yán)重浪費(fèi)，最終拉低規(guī)模效率。因此，此類機(jī)場應(yīng)當(dāng)抓住屬地化改革的機(jī)遇，積極推行現(xiàn)代企業(yè)制度改革，引進(jìn)先進(jìn)的與機(jī)場相適應(yīng)的管理模式，才是提高機(jī)場運(yùn)營的關(guān)鍵途徑。對于規(guī)模效率相對較低的機(jī)場來說，如桂林兩江機(jī)場和溫州永強(qiáng)機(jī)場，則應(yīng)注重技術(shù)進(jìn)步與規(guī)模擴(kuò)大的協(xié)調(diào)，在現(xiàn)有規(guī)模下努力提高資源利用效率和管理水平。

2.3 我國機(jī)場報酬特征分析和效率優(yōu)化

各機(jī)場的報酬特征表中，8個非DEA有效且呈現(xiàn)報酬特征遞減，包括烏魯木齊地窩堡機(jī)場、成都雙流機(jī)場、昆明長水機(jī)場、西安咸陽機(jī)場、重慶江北機(jī)場、杭州蕭山機(jī)場、廈門高崎機(jī)場、武漢天河機(jī)場。14個呈現(xiàn)報酬特征遞增包括青島流亭機(jī)場、三亞鳳凰機(jī)場、沈陽桃仙機(jī)場、深圳寶安機(jī)場、鄭州新鄭機(jī)場、哈爾濱太平機(jī)場、天津濱海機(jī)場、貴陽龍洞堡機(jī)場、福州長樂機(jī)場、南寧吳圩機(jī)場、南京祿口機(jī)場、溫州永強(qiáng)機(jī)場、大連周水子機(jī)場、桂林兩江機(jī)場。其它為報酬特征不變。對于遞增的14家機(jī)場而言，隨著機(jī)場投入規(guī)模的擴(kuò)大，單位投入的平均產(chǎn)出將有所提高，規(guī)模效率將有所改善，因此適當(dāng)擴(kuò)大機(jī)場投入規(guī)?？梢杂行У馗纳七@類機(jī)場的規(guī)模效率狀況。而8個處于規(guī)模報酬遞減階段，這說明在現(xiàn)有技術(shù)水平下機(jī)場規(guī)模已經(jīng)超過了最優(yōu)規(guī)模，機(jī)場應(yīng)該謹(jǐn)慎投入，防止機(jī)場規(guī)模擴(kuò)大引致規(guī)模效率的進(jìn)一步惡化。

利用這些變量表2的投入和產(chǎn)出松弛變量可以實(shí)現(xiàn)無效機(jī)場的優(yōu)化。相對于起降架次來說，旅客吐量和貨郵吞吐量是調(diào)整幅度較大的產(chǎn)出變量。這說明，各機(jī)場在現(xiàn)有投入下這兩方面的產(chǎn)出遠(yuǎn)沒有達(dá)到最優(yōu)規(guī)模。因此，機(jī)場應(yīng)提高對貨郵吞吐量和旅客吞吐量的認(rèn)識，并以它們?yōu)橹匾笜?biāo)來考察機(jī)場的效率和競爭力。

表2中產(chǎn)出松弛變量值為零則表示總量產(chǎn)出達(dá)到最佳點(diǎn)，在所有決策單元中有11個決策單元的值為零，且均為DEA有效單元。投入要素不存在冗余或繁贅的形勢下實(shí)現(xiàn)利用效率的最大化。19個決策單元投入指標(biāo)松弛變量值不為零，則說明投入要素存在剩余，沒有充分發(fā)揮，投入具有待開發(fā)的潛力，此時就需要作進(jìn)一步的未利用要素開發(fā)，針對不同決策單元實(shí)行重點(diǎn)引導(dǎo)。

雖然機(jī)場的相關(guān)投入（停機(jī)坪面積、停機(jī)位個數(shù)、跑道長度）在短期內(nèi)無法改變，但是根據(jù)BCC模型設(shè)置的效率邊界標(biāo)準(zhǔn)，計算各國際機(jī)場所存在的投入松弛量，可以反映機(jī)場投資的擁擠程度，對于機(jī)場投入規(guī)模的調(diào)整乃至效率優(yōu)化都具有重要的參考價值，數(shù)據(jù)如表2所示。有17個機(jī)場均存在投入松弛量，即存在一定程度的投資擁擠與資源浪費(fèi)，因此這類機(jī)場的效率優(yōu)化，應(yīng)該在努力提高產(chǎn)出的同時，注重資源的集約化有效利用；除了6個DEA有效機(jī)場，還有西安咸陽機(jī)場、南京祿口機(jī)場、大連周水子機(jī)場、鄭州新鄭機(jī)場、南寧吳圩機(jī)場、溫州永強(qiáng)機(jī)場和桂林兩江機(jī)場投入松弛變量值為0，即并不存在過度投資和資源浪費(fèi)的問題，因此其在效率改進(jìn)過程中，只能依賴于擴(kuò)大產(chǎn)出，無法通過削減投入松弛量來獲取效率的改善。而產(chǎn)出松弛變量值為零的機(jī)場有深圳寶安機(jī)場、西安咸陽機(jī)場、南京祿口機(jī)場、南寧吳圩機(jī)場、溫州永強(qiáng)機(jī)場和桂林兩江機(jī)場6家機(jī)場。產(chǎn)出指標(biāo)的松弛變量為零則隱含著總量產(chǎn)出達(dá)到最佳點(diǎn)，這些單元在基于投入指標(biāo)定值下產(chǎn)出要素達(dá)到最大化。這6個機(jī)場是由于純技術(shù)有效，而規(guī)模無效所導(dǎo)致的，因此，只有提高規(guī)模效率，才能改善它們的綜合運(yùn)營效率。

表2 我國國際機(jī)場的效率優(yōu)化

2.4 我國機(jī)場運(yùn)營的目標(biāo)值

根據(jù)模型得出的我國國際機(jī)場效率產(chǎn)出目標(biāo)值可以看出我國國際機(jī)場的發(fā)展?jié)摿?，通過投入目標(biāo)值，可以以此作為投入限制目標(biāo)，在變量投入最低的前提下，獲得最大的機(jī)場效率。諸多機(jī)場均存在產(chǎn)出不足的現(xiàn)象，因此機(jī)場應(yīng)該要以集約化的方式進(jìn)行資源利用和配置，積極提高投入資源的利用效率，擴(kuò)大潛在產(chǎn)出能力，進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃、避免資源浪費(fèi)，將機(jī)場運(yùn)營控制在最有效的發(fā)展規(guī)模和發(fā)展態(tài)勢。我國國際機(jī)場效率目標(biāo)值如表3所示。

3 研究結(jié)論

研究顯示，我國的國際機(jī)場總體運(yùn)營效率不高，研究數(shù)據(jù)顯示2001～2005年綜合技術(shù)效率值一直徘徊在0.5～0.6之間，2008年綜合效率在0.761左右，兩年之后的2011年的效率值為0.766，但綜合效率依然多數(shù)機(jī)場無效，還有待提升。純技術(shù)效率2001～2005表現(xiàn)為僅僅略高于0.6，2008年為0.836與2011年分析得出的技術(shù)效率值0.836相同，而規(guī)模效率一直以來都高于0.9，2011年的0.921較之2008年的0.905有所提升。與學(xué)者李蘭冰的得出的數(shù)據(jù)比較后發(fā)現(xiàn)，我國國際機(jī)場一直以來的無效運(yùn)營主要原因都是基于技術(shù)無效，應(yīng)該積極推行現(xiàn)代企業(yè)制度改革，引進(jìn)先進(jìn)的與機(jī)場相適應(yīng)的管理模式，才是提高機(jī)場運(yùn)營的關(guān)鍵途徑。

表3 我國國際機(jī)場效率目標(biāo)值

我國機(jī)場的運(yùn)營效率不平衡，幾個主要的樞紐機(jī)場綜合運(yùn)營、純技術(shù)效率、規(guī)模效率都較高，中、西部機(jī)場如太原武宿機(jī)場和烏魯木齊地窩堡機(jī)場的效率卻非常的低，主要問題是規(guī)模效率過高，而技術(shù)效率跟不上，內(nèi)部各效率的發(fā)展不平衡。東部地區(qū)的機(jī)場主要問題也是技術(shù)無效，但相對要平衡一些，技術(shù)效率多在0.6、0.7、0.8以上。在綜合效率無效的基礎(chǔ)上，各機(jī)場可以根據(jù)目標(biāo)值和松弛度做出調(diào)整。

[1] Gillen D.,Lall A..Developing Measures of Airport Productivity and Performance:An Application of Data Envelopment Analysis[J].Journal of Transportation Research Part E,1997(4):121-125.

[2] 李蘭冰.我國區(qū)域科技創(chuàng)新效率評價——以省際數(shù)據(jù)為樣本[J].科技管理研究，2008(9):8.

[3] 袁群.數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法應(yīng)用研究綜述[J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2009(19):201.

[4] 任新惠，孫啟玲.基于DEA的長三角與珠三角地區(qū)機(jī)場運(yùn)營效率對比分析[J].交通企業(yè)管理，2011(12):60.

[5] 何艷，張瑜.屬地化改革后民用機(jī)場運(yùn)營效率的研究[J].物流工程與管理，2011,33(201):101.

[6] 何艷，張瑜.我國國際機(jī)場運(yùn)營效率研究——基于DEA模型的評估與優(yōu)化[J].物流科技，2011(5):4-7.

[7] 袁群.數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法應(yīng)用研究綜述[J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2009(19):201.