基于DEA的我國交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通效率研究

葉堃暉 張正豐 聶天翼

(重慶大學(xué)，重慶 400000)

0 引言

2013年9月，習(xí)近平總書記提出了共建“絲綢之路經(jīng)濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”的重大倡議，得到了國際社會的強烈關(guān)注和許多國家的積極響應(yīng)?！耙粠б宦贰背h借用了古代“絲綢之路”這樣一個歷史符號，同時賦予其許多新的內(nèi)涵，既是維護開放性世界經(jīng)濟體系、推動全球經(jīng)濟復(fù)蘇的中國方案，又是推動區(qū)域合作、實現(xiàn)文明互學(xué)互鑒的中國智慧，體現(xiàn)我國作為世界第一大發(fā)展中國家以及第二大經(jīng)濟體推動全球治理體系朝著更加公平、公正、合理的方向發(fā)展的擔當。“一帶一路”倡議的主要內(nèi)容是加強公路、鐵路、機場以及港口等基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通，目的是使不同區(qū)域之間的資源配置更加合理，促進各種要素之間的往來與互聯(lián)，實現(xiàn)區(qū)域共同發(fā)展。它既包括世界范圍內(nèi)的互聯(lián)互通，不同國家之間的互聯(lián)互通，又包括一個國家內(nèi)地區(qū)間的互聯(lián)互通。改革開放以來，我國的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了重大發(fā)展，但與一些發(fā)達國家相比還存在地區(qū)間基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展不平衡、互聯(lián)互通水平較低、運營效率不高等問題。因此，在這一背景下，結(jié)合當前的發(fā)展趨勢與機遇，改進和提升我國交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通效率，是當前需要解決的重要問題。

1 文獻綜述

楊值珍提到，互聯(lián)互通就是通過交通運輸?shù)然A(chǔ)設(shè)施的對接，通過通關(guān)、投資等制度機制的銜接，促進相關(guān)國家或地區(qū)商品、貨物和資本等自由流通[1]。趙樹梅將交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通定義為鐵路、公路、航空、油氣管道、港口、通信等多維立體通道體系建設(shè)[2]。王娟娟指出，交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通包括交通基礎(chǔ)設(shè)施健全、交通網(wǎng)絡(luò)體系發(fā)達，能促進物流業(yè)的發(fā)展，間接使經(jīng)濟收益加速倍增[3]。因此，鑒于以上對交通基礎(chǔ)設(shè)施互通聯(lián)的理解，提出交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通效率即加強交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與完善，從而提升運輸效率。由于研究方法和相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)等因素的限制，目前國內(nèi)對交通基礎(chǔ)設(shè)施的研究主要是基于交通運輸效率進行系統(tǒng)性定性定量分析的研究，且主要以主觀性較強的綜合評價法和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法為主。吳文化對交通運輸效率進行了界定，利用綜合指標評價法對中國和部分典型國家的交通運輸效率進行了測算[4]。李雪通過將層次分析法和廣義函數(shù)法相結(jié)合，對蘭州市的交通運輸效率進行分析，并提出了相應(yīng)對策[5]。高新才等基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法，就我國各省(自治區(qū))、市的交通運輸效率進行了研究[6]。王冬冬等以DEA方法及模型為理論基礎(chǔ)，對陜西省交通運輸行業(yè)2001—2012年的數(shù)據(jù)進行了定量分析研究[7]。曲建華等以1996—2009年為決策單元，分別對我國鐵路、公路、內(nèi)河航道、民航航線、管道運輸效率進行了研究[8]。

在新的政策環(huán)境下，結(jié)合綜合交通運輸效率研究不足這一現(xiàn)狀，本文通過構(gòu)建我國2001—2015年的交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法模型，分析影響我國交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通效率的關(guān)鍵因素，進而提出提高我國交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通效率的途徑。

2 DEA模型及其評價參數(shù)

2.1 DEA模型

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)是綜合運用多學(xué)科(包括數(shù)學(xué)、管理科學(xué)、運籌學(xué))以及管理技術(shù)的一個新領(lǐng)域。其理論與模型最早是在1978年由A.Charnes和W.W.Cooper等人提出的，將同種類型的具有相同輸入輸出的一組決策單元(DMU)進行綜合分析，判斷其相對有效性。CCR與BCC模型是DEA方法中運用較為成熟的兩種方法，同時將兩種方法結(jié)合能對一個問題進行較全面系統(tǒng)的分析[9]。

上面的模型不能用于直接判斷DEA有效性。1952年，Charnes通過引入非阿基米德無窮小ε的概念，將上述線性規(guī)劃轉(zhuǎn)化為對偶規(guī)劃并引入松弛變量，得到具有非阿基米德無窮小ε的C2R模型。

CCR模型基于規(guī)模報酬不變條件下同時評價決策單元的技術(shù)和規(guī)模有效性，BCC模型則是在假定規(guī)模收益可變情況下，評價決策單元是否純技術(shù)有效。BCC模型為

結(jié)合CCR模型和BCC模型，設(shè)其最優(yōu)解為θ*、σ*,有如下結(jié)論[10]：

(1)若θ*=1，松弛變量Si-*、Sr+*同時為0，則稱DMU為DEA有效，即同時達到了技術(shù)有效和規(guī)模有效，資源得到有效利用，規(guī)模達到最佳。需要注意的是，由于DEA分析的是相對有效性，θ*=1并不代表投入與產(chǎn)出完全協(xié)調(diào)，只是在所有決策單元中，這些單元是相對最好的。

(3)若σ*=1，松弛變量Si-*、Sr+*同時為0，則稱DMU純技術(shù)有效。

(4)若σ*<1，同上，則DMU為非DEA有效。

2.2 評價參數(shù)指標的選擇

DEA中產(chǎn)出指標一般是效益型指標，而投入型指標一般是成本性指標[8],符合輸入指標越小越好、產(chǎn)出指標越大越好的原則。由于在DEA評價中，DMU數(shù)量必須為指標和數(shù)量的2倍以上，并且考慮到數(shù)據(jù)的可得性及一致性，選取的指標在盡可能滿足反映交通運輸各個方面的情況下，合理控制指標的數(shù)量?；趯ο嚓P(guān)文獻的研究梳理以及對交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通的理解，輸入指標包括交通從業(yè)人員數(shù)量、交通基礎(chǔ)設(shè)施投資額、運輸線路長度、運輸設(shè)施擁有量等，輸出指標包括GDP、投資率、工業(yè)總產(chǎn)值、貨運量、客運量、貨運周轉(zhuǎn)量、客運周轉(zhuǎn)量等。本文是對我國交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通效率的研究，因此選取的指標數(shù)據(jù)應(yīng)是包括鐵路、公路、水路、航空、管道(客運量除外)的綜合數(shù)據(jù)。

在考慮上述情況的前提下，經(jīng)過指標篩選，最終確定我國交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通投入指標為從業(yè)人員數(shù)量、交通運輸固定資產(chǎn)投資額，運輸線路長度，產(chǎn)出指標為GDP、客運量。

針對表1中的15個決策單元，建立基于投入導(dǎo)向型的DEA模型，運行DEAP2.1得到CCR模型(表2)及BCC模型結(jié)果，以及綜合兩種模型分析整合的中國交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通規(guī)模效益分析結(jié)果(表3)。

3 DEA模型評價案例分析

通過查閱《中國統(tǒng)計年鑒》和《國家數(shù)據(jù)》獲得2003—2016年我國交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通情況的基數(shù)據(jù)，見表1。

表1 我國2003—2016年交通基礎(chǔ)實施投入產(chǎn)出指標數(shù)據(jù)

表2 CCR模型求解結(jié)果

表3 規(guī)模效益分析結(jié)果

從表3可以看出，2003年、2004年、2005年、2007年、2008年、2009年、2012年、2016年DEA有效，σ*=1，S*=1，我國交通基礎(chǔ)設(shè)施同時為技術(shù)有效和規(guī)模有效，并且規(guī)模報酬不變。說明在目前的技術(shù)和產(chǎn)出條件下，資源得到了有效利用，生產(chǎn)規(guī)模已達最適水平，不存在投入過剩和產(chǎn)出不足。

對于非DEA有效的年份，2006年、2013年、2014年、2015年σ*=1，S*<1，這些年份技術(shù)有效而規(guī)模無效，資源配置相對最優(yōu)，并且已知2006年規(guī)模效益遞增，表明適當增大規(guī)模，能帶來更高比例的產(chǎn)出，而2013年、2014年、2015年規(guī)模效益遞減，表明不宜擴大規(guī)模，增加投入只能帶來更高資源的浪費；其余年份σ*<1，S*<1既技術(shù)無效，也規(guī)模無效。并且已知2009年、2010年規(guī)模效益遞增，這些年份存在投入過剩和產(chǎn)出不足，應(yīng)加大生產(chǎn)規(guī)模，并加大對資源的優(yōu)化配置力度，提高要素的合理利用程度。2011年規(guī)模效益遞減，應(yīng)減少非有效投入，避免投入多產(chǎn)出少帶來效率損失，使投入有效轉(zhuǎn)化，達到DEA有效。

總體而言，從表2來看，交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通綜合效率為1占50%，并且剩余年份的綜合效率在0.95以上，互聯(lián)互通效率整體上普遍較好，處于動態(tài)協(xié)調(diào)中。

由表2可知，對上述7個非DEA有效的決策單元，根據(jù)上述公式，可調(diào)整投入產(chǎn)出指標值，削減資源浪費或提高產(chǎn)出，以達到DEA有效。例如，2009年，在投入指標中，從業(yè)人員數(shù)量應(yīng)調(diào)整為5 603 934人，交通運輸固定資產(chǎn)投資額、運輸線路長度保持不變；產(chǎn)出指標中，GDP調(diào)整為411 931.967億元，客運量不變，貨運量調(diào)整為3 186 624.37萬t，貨運周轉(zhuǎn)量調(diào)整為134 748.002億t/km，這樣方能達到最佳組合。同理可對其他年度非有效DEA決策單元情況進行分析。

2013年、2014年、2015年規(guī)模效益遞減，可以從3個方面分析其原因：第一，我國在“一帶一路”政策的指導(dǎo)下投入大量資金、資源用于交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。從表1也可以看出，較上一年投入增長較大。由于交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)周期較長，從短期來看在客運量、貨運量等產(chǎn)出指標上并沒有立即得到相應(yīng)的產(chǎn)出，數(shù)據(jù)上顯示出一定的產(chǎn)出不足，表現(xiàn)為規(guī)模效益遞減。而到2016時，θ*=1，DEA有效也較好地印證了這一點。第二，已知?*=1，即技術(shù)有效，資源得到了有效利用，轉(zhuǎn)化率高，但還缺乏一定的技術(shù)創(chuàng)新，在原有的技術(shù)水平下擴大規(guī)模無法催生新的有效產(chǎn)出，從而表現(xiàn)出規(guī)模效益遞減，導(dǎo)致DEA無效。第三，規(guī)模擴大而內(nèi)部管理混亂，各部分之間協(xié)調(diào)較差，降低了生產(chǎn)效率。因此，在“一帶一路”為我國的發(fā)展帶來空前機遇的條件下，加強技術(shù)創(chuàng)新，將互聯(lián)網(wǎng)思維與傳統(tǒng)交通運輸有效結(jié)合，集成創(chuàng)新與應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)，引領(lǐng)智能交通即“互聯(lián)網(wǎng)+交通”發(fā)展[12]，強化內(nèi)部資源高效管理，是提升我國交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通效率的關(guān)鍵。

4 結(jié)語

交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通是實現(xiàn)“一帶一路”倡議的必要條件。通過DEA模型對我國交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通效率進行研究，有利于發(fā)現(xiàn)我國交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)現(xiàn)存的不足，并提出改進措施。加強技術(shù)創(chuàng)新，對投入與產(chǎn)出做出進一步改進，合理配置資源，實現(xiàn)我國交通運輸?shù)默F(xiàn)代化管理。本文的研究還存在不足之處，綜合考慮多方面的因素，還需進一步優(yōu)化指標的選取，增加數(shù)據(jù)的獲取渠道，采用多種方法評價對比。

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