基于灰色數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法的水運(yùn)低碳競爭力動態(tài)評價模型*

陳 靜 張 毅 黃賢金 顏大偉

(1.南京大學(xué)政府管理學(xué)院江蘇綠色發(fā)展研究基地，江蘇 南京 210023；2.南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211188；3.南京交院交通節(jié)能減排技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211188)

基于灰色數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法的水運(yùn)低碳競爭力動態(tài)評價模型*

陳 靜1,2,3張 毅2,3黃賢金1顏大偉2,3

(1.南京大學(xué)政府管理學(xué)院江蘇綠色發(fā)展研究基地，江蘇 南京 210023；2.南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211188；3.南京交院交通節(jié)能減排技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211188)

水運(yùn)低碳發(fā)展的目標(biāo)，一是促進(jìn)水運(yùn)業(yè)的有序發(fā)展，二是降低碳排放。因此核心科學(xué)問題是提高水運(yùn)低碳競爭力。目前，國內(nèi)外對水運(yùn)低碳競爭力研究未有完善的理論與方法體系。鑒于此，從運(yùn)輸、排放和效率的視角入手，基于數(shù)據(jù)可獲性、可比性、兼顧完備性與簡明性、動態(tài)性等基本原則，構(gòu)建水運(yùn)低碳競爭力評價指標(biāo)體系。該指標(biāo)體系包括3個一級指標(biāo)，分別是運(yùn)輸生產(chǎn)能力、總量控制能力和效率提升能力。借鑒灰關(guān)聯(lián)分析法和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法，建立水運(yùn)低碳競爭力動態(tài)評價模型。運(yùn)用該模型以2007—2014年江蘇省水運(yùn)業(yè)為研究對象，對其低碳競爭力水平進(jìn)行評價分析，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建水運(yùn)低碳發(fā)展的鉆石結(jié)構(gòu)框架，其研究成果能為江蘇省水運(yùn)低碳發(fā)展戰(zhàn)略提供決策依據(jù)。

水運(yùn)低碳競爭力 動態(tài)評價 評價指標(biāo) 灰關(guān)聯(lián)分析法 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法

作為我國能源消費(fèi)和碳排放大戶的交通運(yùn)輸業(yè)已被列為我國節(jié)能減排工作的重點(diǎn)，是綠色、循環(huán)、低碳發(fā)展的重要內(nèi)容。隨著以流域開發(fā)為主導(dǎo)的發(fā)展得到更多重視，水運(yùn)發(fā)展進(jìn)一步加快，水運(yùn)低碳化發(fā)展也將得到更多理論及實(shí)踐的關(guān)注。雖然，近年來我國水運(yùn)事業(yè)取得一定的成績，但節(jié)能減排效果仍舊不理想，發(fā)展低碳水運(yùn)勢在必行。水運(yùn)低碳發(fā)展的目標(biāo)，一是促進(jìn)水運(yùn)業(yè)的有序發(fā)展，二是降低碳排放。因此核心科學(xué)問題是提高水運(yùn)低碳競爭力。

國內(nèi)對低碳水運(yùn)的研究有一定成果。彭傳圣[1]在借鑒國外綠色航運(yùn)認(rèn)證的成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立中國綠色港口等級評價管理辦法。王愛虎等[2]針對歐洲內(nèi)河水運(yùn)多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展的管理制度與政策體系進(jìn)行了總結(jié)分析。田玉瑪?shù)萚3]在研究浙江省低碳港口建設(shè)水平及存在的問題的基礎(chǔ)上，提出浙江省低碳港口建設(shè)對策思路。陳友放[4]在借鑒國外低碳水運(yùn)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出水運(yùn)低碳化的政策建議。楊靚[5]16-17從分析長江水運(yùn)發(fā)展面臨的形勢入手，結(jié)合水運(yùn)可持續(xù)發(fā)展有關(guān)熱點(diǎn)，提出促進(jìn)長江水運(yùn)可持續(xù)發(fā)展的建議。劉文娜[6]基于發(fā)展度、協(xié)調(diào)度和持續(xù)度的視角，構(gòu)建重慶市水運(yùn)可持續(xù)發(fā)展評價體系。吳相軍[7]基于可持續(xù)發(fā)展視角，采用層次分析法和功效函數(shù)法構(gòu)建京杭運(yùn)河山東段水運(yùn)可持續(xù)發(fā)展能力評價體系。

上述研究對于低碳水運(yùn)給予了理論關(guān)注與方法借鑒，而對于低碳水運(yùn)競爭力研究鮮有報道。鑒于此，本研究采用灰色數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(灰色DEA)，建立水運(yùn)低碳競爭力動態(tài)評價模型。該法結(jié)合了灰關(guān)聯(lián)分析法[8]和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)[9]。運(yùn)用該模型以2007—2014年江蘇省水運(yùn)業(yè)為研究對象，對其低碳競爭力水平進(jìn)行評價分析。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建水運(yùn)低碳發(fā)展的鉆石結(jié)構(gòu)框架，其研究成果能為江蘇省水運(yùn)低碳發(fā)展戰(zhàn)略提供決策依據(jù)。

1 水運(yùn)低碳競爭力評價指標(biāo)體系

運(yùn)輸生產(chǎn)能力是反映水路運(yùn)輸運(yùn)載能力的重要指標(biāo)，反映效率水平的燃料消耗強(qiáng)度(即燃料的單位消耗量，以1 kt船舶運(yùn)行1 km的燃料消耗量計)是評價低碳水運(yùn)的關(guān)鍵要素，總量控制(即燃料消耗總量)是低碳水運(yùn)發(fā)展的本質(zhì)。燃料消耗總量是運(yùn)輸生產(chǎn)能力與燃料消耗強(qiáng)度的乘積。

在總量控制的前提下，提高運(yùn)輸能力與燃料利用效率是提升水運(yùn)低碳競爭力的關(guān)鍵所在。指標(biāo)體系的構(gòu)建應(yīng)從運(yùn)輸生產(chǎn)能力、總量控制和效率的視角入手。因此，基于數(shù)據(jù)可獲性、可比性、兼顧完備性與簡明性、動態(tài)性等基本原則，構(gòu)建水運(yùn)低碳競爭力評價指標(biāo)體系(見表1)。該指標(biāo)體系包括3個一級指標(biāo)，分別是運(yùn)輸生產(chǎn)能力、總量控制能力和效率提升能力。運(yùn)輸生產(chǎn)能力指標(biāo)包括換算周轉(zhuǎn)量及其提高率，總量控制能力指標(biāo)包括燃料消耗總量及其減少率，效率提升能力指標(biāo)包括燃料消耗強(qiáng)度及其減少率。

2 水運(yùn)低碳競爭力評價方法

2.1 單項(xiàng)指標(biāo)打分

(1)

(2)

式中：min()、max()分別為取最小值和取最大值運(yùn)算。

根據(jù)式(3)計算rit的得分系數(shù)(fi)：

(3)

式中：ρ(0<ρ<1)為分辨系數(shù)，ρ通常取為0.5；fi滿足0≤fi≤1。

2.2 靜態(tài)評估

根據(jù)熵值法對權(quán)重(wi)進(jìn)行定值，再按照式(4)計算靜態(tài)評估值(F1)：

表1 水運(yùn)低碳競爭力評價指標(biāo)體系及其解釋

(4)

2.3 DEA動態(tài)評估

為反映水運(yùn)在持續(xù)改進(jìn)方面的貢獻(xiàn)，應(yīng)用DEA模型進(jìn)行低碳競爭力動態(tài)評估，基本思路為：用第(j-1)年(共計m年)的得分值作為第j年的參考指數(shù)(xj)，即為輸入；第j年的得分值作為第j年的當(dāng)前指數(shù)(yj)，即為輸出；利用DEA方法中的BCC模型，進(jìn)行動態(tài)評價。在式(5)的邊界條件下計算出最優(yōu)值(E*)。

(5)

式中：θj為第j年的非負(fù)權(quán)重；xj0、yj0分別為第j0年(目標(biāo)年)的參考指數(shù)和當(dāng)前指數(shù)；E為輸出水平，E的最大值即為E*，且E*≥1。

動態(tài)評估值(F2)按照式(6)計算。

(6)

3 水運(yùn)低碳競爭力的評價實(shí)證

3.1 數(shù)據(jù)處理與評價分析

以建立的水運(yùn)低碳競爭力評價模型，對江蘇省2007—2014年的水運(yùn)低碳競爭力水平進(jìn)行評價，基本數(shù)據(jù)見表2。采用熵值法對指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計算，權(quán)重結(jié)果見表3。再依據(jù)各二級指標(biāo)的得分系數(shù)(見表4)，對江蘇省水運(yùn)低碳競爭力進(jìn)行評價，各一級指標(biāo)F1、總F1和E*評價結(jié)果如圖1至圖2所示。

由圖1可以看出，運(yùn)輸生產(chǎn)能力、總量控制能力和效率提升能力呈現(xiàn)波動變化。其中，運(yùn)輸生產(chǎn)能力在2008年處于波峰位置，競爭力水平(即評估值)為0.726 0；在研究時段呈現(xiàn)波動上漲態(tài)勢，上漲率為54.35%，至2014年競爭力水平上漲為0.881 8?？偭靠刂颇芰υ?009年處于波峰位置，競爭力水平為0.810 0；在研究時段呈現(xiàn)波動下降態(tài)勢，下降率為28.82%，至2014年競爭力水平下降為0.433 8。說明這些年江蘇省水運(yùn)規(guī)模大，燃料消耗量大。江蘇省應(yīng)增強(qiáng)“綠色交通”發(fā)展能力，以節(jié)能減排為重點(diǎn)，建立以低碳為特征的交通運(yùn)輸發(fā)展模式，提高資源利用效率。效率提升能力在2010年處于波峰位置，競爭力水平為0.896 6；在研究時段呈現(xiàn)波動上漲態(tài)勢，上漲率為1.29%，至2014年競爭力水平為0.653 0。這些年來江蘇省在大力推進(jìn)節(jié)能減排和發(fā)展低碳交通中做出了不菲成績，打造了綠色循環(huán)低碳水路主題性項(xiàng)目[10]，在此推動下，江蘇省水路碳排放率有所下降。

表2 江蘇省水運(yùn)低碳競爭力評價的基本數(shù)據(jù)1)

注：1)燃料消耗總量、換算周轉(zhuǎn)量和燃料消耗強(qiáng)度來源于2008—2015年的“江蘇交通年鑒”。

表3 江蘇省水運(yùn)低碳競爭力單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重

表4 江蘇省水運(yùn)低碳競爭力二級指標(biāo)得分系數(shù)

圖1 江蘇省2007—2014年水運(yùn)低碳競爭力一級指標(biāo)靜態(tài)評估值Fig.1 Static evaluation value of low-carbon competitiveness of water-transportation between 2007 and 2014 in Jiangsu Province

圖2 江蘇省2007—2014年水運(yùn)低碳競爭力總靜/動態(tài)評估值Fig.2 Total static and dynamic evaluation value of low-carbon competitiveness of water-transportation between 2007 and 2014 in Jiangsu Province

從圖2可以看出，江蘇省2007—2014年水運(yùn)低碳競爭力總體處于波動增長態(tài)勢?？傡o態(tài)評估值的漲幅為14.34%，動態(tài)評估值的漲幅為20.81%。2008—2013年動態(tài)評估值基本上高于總靜態(tài)評估值；2007、2014年，動態(tài)評估值低于總靜態(tài)評估值，主要表現(xiàn)在這兩年競爭力有所下降。由此也可以看出，江蘇省應(yīng)以節(jié)能減排為重點(diǎn)，建立以低碳為特征的水路運(yùn)輸發(fā)展模式，提高資源利用效率，并加強(qiáng)工程建設(shè)生態(tài)保護(hù)和航道污染治理，推進(jìn)綠色港口創(chuàng)建，積極打造水路低碳化發(fā)展的運(yùn)輸體系。

3.2 低碳發(fā)展的戰(zhàn)略框架

綜上所述，2007—2014年江蘇省水運(yùn)低碳競爭力總體處于波動增長狀態(tài)，但增長趨勢不穩(wěn)定，需構(gòu)建水運(yùn)低碳發(fā)展的鉆石結(jié)構(gòu)框架以提高競爭力水平?；阢@石模型競爭理論，水運(yùn)低碳發(fā)展的鉆石結(jié)構(gòu)框架主要包括低碳能源、低碳技術(shù)、低碳管理、低碳產(chǎn)業(yè)、低碳標(biāo)準(zhǔn)和低碳信息化(見圖3和表5)。

圖3 水運(yùn)低碳發(fā)展的鉆石結(jié)構(gòu)框架Fig.3 The diamond structure system of low-carbon development of water-transportation

4 結(jié) 語

表5 水運(yùn)低碳發(fā)展策略

建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計。因此，構(gòu)建符合綠色發(fā)展要求的水運(yùn)低碳化發(fā)展模式，是綠色、循環(huán)、低碳發(fā)展的客觀要求,更是綠色交通發(fā)展戰(zhàn)略的重要支撐。江蘇省2007—2014年水運(yùn)低碳競爭力處于波動變化增長態(tài)勢?？傡o態(tài)評估的漲幅為14.34%，動態(tài)評估的漲幅為20.81%。動態(tài)評估值在2008—2013年高于總靜態(tài)評估值；但2007、2014年的動態(tài)評估值低于總靜態(tài)評估值。2007—2014年江蘇省水運(yùn)低碳競爭力的增長趨勢不穩(wěn)定，需構(gòu)建水運(yùn)低碳戰(zhàn)略鉆石結(jié)構(gòu)框架以提高競爭力水平。該框架主要包括低碳能源、低碳技術(shù)、低碳管理、低碳產(chǎn)業(yè)、低碳標(biāo)準(zhǔn)和低碳信息化。

[1] 彭傳圣.我國開展綠色港口等級評價管理辦法研究[J].港口經(jīng)濟(jì),2014(3):11-15.

[2] 王愛虎,陳群.歐洲內(nèi)河水運(yùn)可持續(xù)發(fā)展歷程解析[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2015,17(2):1-12.

[3] 田玉瑪,張琴英,曹更永,等.浙江省低碳港口建設(shè)現(xiàn)狀及發(fā)展對策研究[J].中國市場,2013(38):120-121.

[4] 陳友放.水運(yùn)低碳化的啟示與政策建議[J].交通企業(yè)管理,2012(6):19-20.

[5] 楊靚.促進(jìn)長江水運(yùn)可持續(xù)發(fā)展的思考[J].中國水運(yùn),2011(3).

[6] 劉文娜．基于組合評價的重慶水運(yùn)可持續(xù)發(fā)展研究[D]．成都：成都理工大學(xué)，2012．

[7] 吳相軍．京杭運(yùn)河山東段水運(yùn)可持續(xù)發(fā)展研究[D]．大連：大連海事大學(xué)，2008．

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[9] 陳靜，林逢春，楊凱．基于生態(tài)效益理念的企業(yè)環(huán)境績效動態(tài)評估模型[J]．中國環(huán)境科學(xué)，2007，27(5)：717-720．

[10] 黃賢金，金雨澤，李升峰.江蘇綠色發(fā)展：2007—2015[M].南京：南京大學(xué)出版社，2016.

Dynamicevaluationmodelofwater-transportationlow-carboncompetitivenessbasedondataenvelopmentanalysismethodandgreyrelationalanalysismethod

CHENJing1,2,3,ZHANGYi2,3,HUANGXianJin1,YANDawei2,3.

(1.JiangsuGreenDevelopmentResearchBase,SchoolofGovernment,NanjingUniversity,NanjingJiangsu210023;2.NanjingVocationalInstituteofTransportTechnology,NanjingJiangsu211188;3.TransportationEnergySavingandEmissionReductionTechnologyCo.,Ltd.ofNanjingCommunicationsInstituteofTechnology,NanjingJiangsu211188)

The goal of water-transportation low-carbon development is to promote the development of water-transportation industry and reduce carbon emissions. Therefore,the key scientific problem is to improve the water-transportation low-carbon competitiveness. At present,although some progress had been made on evaluation system of water-transportation low-carbon development in China,it was not perfect enough. In view of this,from the perspective of transport,emission and efficiency,based on basic principles such as the data availability,comparability,completeness and conciseness,and dynamics,evaluation index system of water-transportation low-carbon competitiveness was established. The index system included 3 first-level indicators,such as transport capacity,total-amount-control capacity and efficiency-improvement capacity. Using grey relational analysis and data envelopment analysis,dynamic evaluation model of water-transportation low-carbon competitiveness was established. By using the model,water-transportation industry in Jiangsu Province was used as the research object to evaluate its low carbon competitiveness level during 2007-2014. Finally,based on diamond competitiveness theory,the concrete measures for improving water-transportation low-carbon competitiveness were proposed. The research results provided decision basis for low-carbon development strategy.

water-transportation low-carbon competitiveness; dynamic evaluation; evaluation index; grey relational analysis method; data envelopment analysis method

陳 靜，女，1980年生，博士，副研究員，主要從事節(jié)能減排方面的研究。

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.11.023

2016-09-13)