基于合作博弈的港口運(yùn)營(yíng)效率評(píng)價(jià)

居水木， 唐洪雷

(湖州師范學(xué)院 商學(xué)院， 浙江 湖州 313000)

基于合作博弈的港口運(yùn)營(yíng)效率評(píng)價(jià)

居水木， 唐洪雷

(湖州師范學(xué)院 商學(xué)院， 浙江 湖州 313000)

采用合作博弈交叉效率評(píng)價(jià)方法及總資產(chǎn)、營(yíng)業(yè)成本和營(yíng)業(yè)收入等指標(biāo)，對(duì)上海港、寧波-舟山港及上海港“長(zhǎng)江戰(zhàn)略”涉及的部分沿江港口進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，現(xiàn)階段我國(guó)港口，特別是功能互補(bǔ)港口間的合作有助于提升港口的運(yùn)營(yíng)效率.該評(píng)價(jià)方法彌補(bǔ)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法只能將被評(píng)價(jià)對(duì)象“一分為二”及夸大評(píng)價(jià)結(jié)果等的弊端.

港口； 運(yùn)營(yíng)效率； 合作博弈； 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析

0 引 言

港口是一國(guó)或者地區(qū)重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位.港口的發(fā)展對(duì)港口城市、腹地乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著重要意義.因此，確保港口可持續(xù)發(fā)展已成為管理部門、企業(yè)經(jīng)營(yíng)者和學(xué)者的關(guān)注重點(diǎn).

一般而言，決定港口發(fā)展的主要因素為其所能提供的物流服務(wù)和運(yùn)營(yíng)效率.由于港口提供的物流服務(wù)基本相同，因而經(jīng)營(yíng)者將提升運(yùn)營(yíng)效率作為促進(jìn)港口發(fā)展的重要手段.競(jìng)爭(zhēng)和合作對(duì)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率有著較大的影響，這一點(diǎn)已經(jīng)得到學(xué)界的普遍認(rèn)同.近年來(lái)，中國(guó)港口經(jīng)歷了由激烈競(jìng)爭(zhēng)到逐步合作的過(guò)程，因此競(jìng)爭(zhēng)及合作對(duì)港口效率的影響越來(lái)越受到人們的關(guān)注.

近30年來(lái)，學(xué)者們對(duì)港口效率進(jìn)行了較廣泛的研究.國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)、隨機(jī)前沿分析(SFA)、全要素生產(chǎn)率(TFP)等方法，對(duì)不同港口(企業(yè))的經(jīng)濟(jì)效率、技術(shù)效率、純技術(shù)效率及規(guī)模效率等進(jìn)行了研究[1-9].但這些研究基本上是從自身角度評(píng)價(jià)港口效率，沒(méi)有考慮港口之間的關(guān)系.隨著管理體制的改革和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的加大，港口間的競(jìng)爭(zhēng)不斷加強(qiáng).一些學(xué)者認(rèn)為合理的競(jìng)爭(zhēng)能夠提升港口的運(yùn)營(yíng)效率[10-12].另一方面，隨著各大港口服務(wù)能力的加強(qiáng)，腹地重疊度加大，港口間的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，港口為搶奪貨源開(kāi)始轉(zhuǎn)向惡性的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，這不僅損害了港口自身的利益，也引起了政府及行業(yè)管理部門的重視.政府部門、企業(yè)經(jīng)營(yíng)者及學(xué)者開(kāi)始關(guān)注港口之間的合作.政府部門主要通過(guò)出臺(tái)相關(guān)文件和措施對(duì)港口間的合作進(jìn)行協(xié)調(diào)，如：1951年日本出臺(tái)的《港灣法》協(xié)調(diào)東京灣區(qū)域港口合作；1993年歐盟成立歐洲海港組織，協(xié)調(diào)歐盟范圍內(nèi)的港口合作等；中國(guó)在2006年出臺(tái)了《全國(guó)沿海港口布局規(guī)劃》，協(xié)調(diào)港口合作，特別是加強(qiáng)存在功能互補(bǔ)港口間的合作.同時(shí)學(xué)者們開(kāi)始進(jìn)行港口間合作的研究.Notteboom 和 Winkelmans[13]認(rèn)為隨著船公司實(shí)力的增強(qiáng)，歐洲港口能力過(guò)剩問(wèn)題日益突出，通過(guò)合作不僅能提高港口與船公司的談判能力，還能增加港口的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；Song[14]則從聯(lián)盟的角度分析了合作給港口帶來(lái)的益處.Wortelboer 和 Kolkman[15]認(rèn)為合作不僅能給港口自身帶來(lái)好處，而且會(huì)產(chǎn)生社會(huì)效益.隨著經(jīng)濟(jì)和對(duì)外貿(mào)易的增長(zhǎng)，中國(guó)港口間合作的研究逐步受到關(guān)注.如：Sun 和 He[16]關(guān)注了渤海灣地區(qū)港口的合作問(wèn)題；Li 和 Oh[17]對(duì)長(zhǎng)三角兩大港口——上海港及寧波港間的合作進(jìn)行了研究.

綜上所述，現(xiàn)有文獻(xiàn)主要從自身角度評(píng)價(jià)港口效率，雖然港口間的合作問(wèn)題得到了一定的關(guān)注，但有關(guān)合作對(duì)港口效率具體影響(合作能否提升港口效率)的研究還很少.另一方面，基于自評(píng)的效率評(píng)價(jià)方法(如傳統(tǒng)DEA方法)存在一些弊端，如夸大自身效率、只能區(qū)分被評(píng)對(duì)象是否有效、不能進(jìn)行充分排名等.因此，采用新方法評(píng)價(jià)合作背景下的港口效率具有較強(qiáng)的理論和實(shí)踐意義.

1 評(píng)價(jià)方法

效率/績(jī)效評(píng)價(jià)方法較多，從文獻(xiàn)使用情況看，參數(shù)化代表方法SFA和非參數(shù)代表方法DEA最常用.相比較SFA，DEA在效率評(píng)價(jià)上具有自身的優(yōu)勢(shì)，而在各被評(píng)對(duì)象的互評(píng)上，DEA更具優(yōu)勢(shì).本文主要進(jìn)行合作背景下港口的效率評(píng)價(jià)，因此將合作博弈思想和基于互評(píng)思想的傳統(tǒng)交叉效率評(píng)價(jià)方法(交叉效率DEA模型)相結(jié)合進(jìn)行評(píng)價(jià).Nakabayashi 和 Tone[18]提出了基于合作博弈的DEA方法.Wu[19]等在上述研究的基礎(chǔ)上采用合作博弈中shapley 值確定最終交叉效率權(quán)重，并確定最終交叉效率的方法，說(shuō)明了該方法的合理性.本文主要采用Wu[19]等的方法.

該方法基于Sexton[20]等提出的交叉效率評(píng)價(jià)模型.假設(shè)有n個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象，通過(guò)計(jì)算獲得n個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象的交叉效率值矩陣，并將矩陣中的值按行標(biāo)準(zhǔn)化，則求解每個(gè)決策單元效率值的線性規(guī)劃模型可以表示為：

(1)

假設(shè)聯(lián)盟S是局中人集合N=(1,2,...,n)的一個(gè)子集，則聯(lián)盟S的效率值可以表示為：

(2)

而聯(lián)盟S存在的目的是最大化整個(gè)聯(lián)盟的效率值C(S)，即：

(3)

由于上述博弈的特征函數(shù)不滿足超可加性，因此可以考慮博弈(N,C)的對(duì)立博弈，即將(1)中求目標(biāo)函數(shù)的最大化改為求最小化：

(4)

模型(4)中的最優(yōu)值D(j)確保了博弈局中人j所期望得到的最小份額.與博弈(N,C)相似，對(duì)于N的子集聯(lián)盟S有以下定義：

(5)

Nakabayashi 和Tone[18]及Wu[19]等證明了博弈(N,D)滿足超可加性，并且(N,C)和(N,D)互為對(duì)偶博弈.

對(duì)于博弈(N,D)，其轉(zhuǎn)歸向量z=(z1,z2,...,zn)滿足以下的個(gè)體理性和集體理性：

個(gè)體理性：zj≥D(j),j=1,2,...,n；

然后以夏普利值作為博弈(N,D)的轉(zhuǎn)歸，則第i個(gè)博弈參與人的夏普利值φi(D)可以定義為：

(6)

其中：s為聯(lián)盟S的成員數(shù)量.

由于博弈(N,C)和(N,D)互為對(duì)偶博弈，因此它們必定有相同的夏普利值.

對(duì)博弈(N,D)的轉(zhuǎn)歸z=(z1,z2,...,zn)和夏普利值在聯(lián)盟S的成員間進(jìn)行分配，希望能找到一個(gè)一般權(quán)重向量w=(w1,w2,...,wn)，使得該權(quán)重與標(biāo)準(zhǔn)化后的交叉效率矩陣的乘積，即wE′能與z盡量接近.為了達(dá)到這個(gè)目的，可以求解以下的線性規(guī)劃：

(7)

其中：E'j是E'中的第j列.

如果上述規(guī)劃的最優(yōu)解為(p*,w*,s*+,s*-)，則有以下兩種情形：

(1) p*=0.在這種情形下，有w*E=z，并且轉(zhuǎn)歸z可以被一般權(quán)重w*解釋.聯(lián)盟S中所有成員都會(huì)接受這種結(jié)果，因?yàn)檫@代表了相應(yīng)合作博弈解的共同價(jià)值判斷.

(2)p*>0.在這種情形下，不存在一般權(quán)重向量w*，使得w*E=z成立.但模型(7)的最優(yōu)權(quán)重向量w*可以在p*的允許范圍內(nèi)近似地表示上述博弈的解.

通過(guò)求解模型(7)獲得最優(yōu)權(quán)重向量w*(一般權(quán)重向量)后，可以用它確定最終的交叉效率值，每個(gè)決策單元最終的交叉效率值(合作博弈交叉效率值)可以表示為：

,...,n.

(8)

2 實(shí)證研究

由于港口合作正處于初始階段，樣本選擇余地較小.本文主要選擇長(zhǎng)三角兩大沿海港口——上海港和寧波-舟山港(兩港2007年開(kāi)始合作，在國(guó)家統(tǒng)一規(guī)劃下，兩港在功能互補(bǔ)的基礎(chǔ)上進(jìn)行錯(cuò)位發(fā)展)及上海港“長(zhǎng)江戰(zhàn)略”涉及的部分沿江港口為樣本.樣本港口包括：上海港、寧波-舟山港、南京港、蕪湖港(皖江物流)、九江港及重慶港.現(xiàn)有文獻(xiàn)中，評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有總資產(chǎn)、主營(yíng)業(yè)務(wù)成本、主營(yíng)業(yè)務(wù)收入、營(yíng)業(yè)利潤(rùn)、凈利潤(rùn)等[21-23].DEA要求被評(píng)價(jià)對(duì)象的數(shù)量至少是評(píng)價(jià)指標(biāo)的兩倍[24]，加之考慮數(shù)據(jù)的可獲得性，本文選擇總資產(chǎn)、營(yíng)業(yè)成本作為投入指標(biāo)，營(yíng)業(yè)收入作為產(chǎn)出指標(biāo).所有數(shù)據(jù)來(lái)自各港口的歷年年報(bào)(九江港的數(shù)據(jù)來(lái)自上港集團(tuán)年報(bào)).投入、產(chǎn)出指標(biāo)的描述統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1.

表 1 投入、產(chǎn)出指標(biāo)的描述統(tǒng)計(jì)

從表1可以看出，不同港口歷年的投入、產(chǎn)出存在很大差距；所選港口間的規(guī)模差距較大.

采用MATLABR2016b編程，求解上文模型得到2014-2016年樣本港口的合作博弈交叉效率值.具體結(jié)果見(jiàn)表2、表3和表4.

表 2 2014年各港口的效率值

表 3 2015年各港口的效率值

表 4 2016年各港口的效率值

各年模型(7)p和w的最優(yōu)解如下：

通過(guò)對(duì)表2、表3、表4及模型(7)求解結(jié)果的分析，可以得出以下結(jié)論:

(1) 由于歷年模型(7)的最優(yōu)解中，p值都為零，因此在合作的角度，6個(gè)港口形成了一個(gè)穩(wěn)定的聯(lián)盟.聯(lián)盟中的所有成員都會(huì)根據(jù)自身為聯(lián)盟做出的貢獻(xiàn)接受現(xiàn)有的評(píng)價(jià)結(jié)果，從而證明了聯(lián)盟存在的合理性.

(2) 與傳統(tǒng)的DEA評(píng)價(jià)方法(CCR模型)得到的結(jié)果相比，通過(guò)上述方法得到的評(píng)價(jià)結(jié)果可以對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行充分排名.因此，上述方法可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)DEA方法只能將被評(píng)價(jià)對(duì)象“一分為二”的弊端.

(3) 各港口的合作博弈交叉效率值介于CCR效率值和傳統(tǒng)交叉效率值之間.CCR方法是進(jìn)行自我評(píng)價(jià)的，在評(píng)價(jià)中很容易出現(xiàn)以自身效率最大化為目標(biāo)的“偽評(píng)價(jià)”結(jié)果，從而使結(jié)果失去真實(shí)性.基于互評(píng)思想和平均化假設(shè)的傳統(tǒng)交叉效率的評(píng)價(jià)結(jié)果不是帕累托最優(yōu)，被評(píng)價(jià)企業(yè)會(huì)追求更大的效率值[25].合作博弈交叉效率方法的結(jié)果是通過(guò)被評(píng)價(jià)對(duì)象合作得到的，因此相對(duì)來(lái)說(shuō)，合作博弈交叉效率值應(yīng)該有所提升，而且與CCR模型的效率值更接近.研究結(jié)果表明，港口間的合作改善了運(yùn)營(yíng)效率，從合作博弈的角度，它們會(huì)更愿意接受這樣的評(píng)價(jià)結(jié)果.因而，現(xiàn)階段我國(guó)港口(特別是存在功能互補(bǔ)的港口)間應(yīng)該加強(qiáng)合作，以提升運(yùn)營(yíng)效率，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力.

3 結(jié) 論

近些年，中國(guó)港口經(jīng)歷了從競(jìng)爭(zhēng)到合作的過(guò)程，合作對(duì)港口運(yùn)營(yíng)效率的具體影響是包括管理部門、企業(yè)經(jīng)營(yíng)者及學(xué)術(shù)界共同關(guān)注的問(wèn)題.本文采用合作博弈與傳統(tǒng)DEA相結(jié)合的方法，選擇相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)長(zhǎng)三角兩大港口——上海港、寧波-舟山港及上海港“長(zhǎng)江戰(zhàn)略”的部分沿江港口的運(yùn)營(yíng)效率進(jìn)行評(píng)價(jià).評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，相對(duì)于傳統(tǒng)交叉效率，被評(píng)價(jià)港口的合作博弈交叉效率值有所提升，表明現(xiàn)階段我國(guó)港口，特別是功能互補(bǔ)港口間的合作有助于提升港口的運(yùn)營(yíng)效率.

本文采用的評(píng)價(jià)方法所得結(jié)果是通過(guò)港口間合作得到的，相對(duì)于傳統(tǒng)交叉效率放松平均化假設(shè)而言，該方法更符合被評(píng)價(jià)對(duì)象間合作的現(xiàn)實(shí).另外，該方法彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的DEA方法(如CCR模型)只能將被評(píng)價(jià)對(duì)象“一分為二”及夸大評(píng)價(jià)結(jié)果的弊端，結(jié)論更符合現(xiàn)實(shí)情況.

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OntheEvaluationoftheOperationalEfficiencyofPortsBasedonCooperativeGame

JU Shuimu, TANG Honglei

(School of Business, Huzhou University, Huzhou 313000, China)

This paper employs the method of cooperative game cross efficiency and the indexes that include total asset, operating cost, operating income to evaluate the operational efficiency of selected ports which include Shanghai port, Ningbo-Zhoushan port and the ports of Yangtze River Strategy' of Shanghai port. The results indicate that the cooperation of ports improve their operational efficiency. On the other hand, the method employed in this paper fills some gaps of traditional data envelopment analysis which only distinguish effective and ineffective DMUs and exaggerate the evaluated results and so on.

port; operational efficiency; cooperative game; data envelopment analysis

2017-08-12

居水木，講師，博士，研究方向：港口物流與供應(yīng)鏈管理，企業(yè)績(jī)效評(píng)價(jià).E-mail：ejshm0624@126.com

F552.1

A

1009-1734(2017)10-0054-06

[責(zé)任編輯高俊娥]