基于DEA模型的陜西省道路交通運輸效率評價與分析

王李軒

摘 要：“一帶一路”建設(shè)的推進對陜西省道路交通運輸提出新的時代要求，為抓住發(fā)展機遇，進一步提高公路運輸效率更加必要。就此，應(yīng)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法從投入冗余和產(chǎn)出不足兩方面分析了陜西省2017年與2018年各市公路交通運輸效率現(xiàn)狀及存在的問題，結(jié)果顯示，2017年陜西省有9個城市均為DEA有效或接近城市接近有效單元，楊凌示范區(qū)和延安市兩個地方比較特殊，但都處于規(guī)模效益遞增階段。可見，陜西省道路交通運輸效率滿足了發(fā)展需求，但仍存在一定地域差異。

關(guān)鍵詞：公路交通運輸;數(shù)據(jù)包絡(luò)分析;運輸效率

中圖分類號：F542? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2019）35-0065-03

引言

陜西省作為西北五省中的公路交通大省，公路貨運周轉(zhuǎn)量和旅客周轉(zhuǎn)量常年位居第一，公路交通運輸在陜西省具有重要的地位和突出的成績。道路運輸?shù)某掷m(xù)發(fā)展，對陜西省進一步提高公路的利用率，抓住“一帶一路”西部建設(shè)機遇促進陜西省公路強省的建設(shè)有重要意義。因此，本文將2017年與2018年陜西省11個市各市投入產(chǎn)出放入DEA模型中，分析效率的差異及其原因。

MatthewG.Karlaftis[1]采用DEA分析了運輸效率與效果關(guān)系，利用美國運輸系統(tǒng)近5年的相關(guān)數(shù)據(jù)對其研究成果進行了驗證。李雪[2]等建立了城市交通運輸效率評價指標體系，并借助層次分析法及廣義函數(shù)法對蘭州市交通運輸效率進行了綜合評價。高永鑫[3]利用DEA技術(shù)研究了中國鐵路的技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率，證明利用DEA模型對產(chǎn)業(yè)的效率進行分析時得出的結(jié)果更為客觀。楊良杰[4]等基于時空變異引入非期望產(chǎn)出評價模型，對中國公路運輸效率進行了分析。綜合來看，當可以忽略考慮投入產(chǎn)出之間復(fù)雜關(guān)系時，DEA模型用于分析產(chǎn)業(yè)效率的優(yōu)勢就被展現(xiàn)出來。

一、研究方法

（一）數(shù)據(jù)包絡(luò)分析簡介

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析通過投入與產(chǎn)出指標的輸入及線性規(guī)劃方法確定相對無效率單位，并通過比較發(fā)現(xiàn)降低無效率途徑。

（二）模型建立

對n個因素，每個因素有m項投入和s種產(chǎn)出，即：

Xj=（x1j，x2j，…，xmj）T

Yj=（y1j，y2j，…，ysj）T

V=（v1，v2，…，vm）T

U=（u1，u2，…，us）T

則因素j的效率評價指數(shù)為：

hj=r=1suryrji=1mvixij

j=1，2，…，n;i=1，2，…，m;r=1，2，…，s

式中：xij是第j個因素對第i種投入的總量，xij>0;yrj是第j個因素對第r種產(chǎn)出的總量，yrj>0;vi是第i種投入的權(quán);ur是第r種產(chǎn)出的權(quán)。當hj≤1時，評價第k（1≤k≤n）個因素的效率，把效率指數(shù)視為目標，CCR模型表示如下：

PCCRmaxUTYkVTXks.t.UTYjVTXj≤1 V≥0U≥0j=1，2，…，n

然后用Charness-Cooper轉(zhuǎn)換后可以得到等價的線性規(guī)劃：

H1 min ξ s.t.j=1nXjλj≤ξXk

j=1nYjλj≥Yk λj≥0 j=1，2，…，n

再將（PCCR）對偶變換后得到：

PCCR maxVTXk s.t.ωTXj-vTYj≤1 j=1，2，…，n ωTXk=1 ω≥0 v≥0

當加入松弛變量s-與剩余變量s+，最后把H1轉(zhuǎn)換成標準型：

H1min ξ s.t.j=1nXjλj+s-≤ξXk j=1nYjλj-s+≥Yk λj≥0 j=1，2，…，ns-≥0 s+≥0

對第k個被評價對象有：

min ξ

s.t.j=1nX1jλj+s-=ξX1k…j=1nXmjλj+s-=ξXmkj=1nY1jλj-s+≥Y1k…j=1nYsjλj-s+≥Yskλj≥0 j=1，2，…，n

s-≥0，s+≥0

當j=1nλj<1，規(guī)模收益遞增，當j=1nλj=1規(guī)模收益不變，當j=1nλj>1規(guī)模收益遞減，根據(jù)經(jīng)濟學(xué)中的界定，當規(guī)模收益不變時，生產(chǎn)為規(guī)模有效。

二、陜西省道路運輸業(yè)DEA模型的建立與分析

（一）指標的選取與數(shù)據(jù)收集

模型指標的選取應(yīng)該從充分反映道路運輸?shù)膶嶋H情況角度出發(fā)。產(chǎn)出指標應(yīng)包括公路運輸?shù)倪\輸服務(wù)產(chǎn)品、事故損失、運輸時間等，投入指標應(yīng)包括車輛、司機、能耗、管理成本、技術(shù)成本、建設(shè)成本等要素。但是從可行性角度分析，模型的構(gòu)建必須選取相互匹配的投入、產(chǎn)出指標，且考慮數(shù)據(jù)可得性。本文選取指標見表1。

（二）陜西省公路交通運輸相對有效性評價

將各市指標數(shù)據(jù)代入DEA模型中，運用MATLAB軟件求解可得陜西省各市公路運輸綜合效率、技術(shù)效率、規(guī)模效率，見表2。

由此分析得出以下主要結(jié)論。

1.綜合效率分析

總體來看，2017年陜西省11個城市中，西安、寶雞、咸陽、渭南、榆林、安康和商洛等7個市公路運輸效率DEA有效;2018年陜西省11個城市中，西安、銅川、寶雞、咸陽、渭南、榆林、安康和商洛等8個市公路運輸效率DEA有效。分區(qū)域來看，關(guān)中地區(qū)2018年除楊凌示范區(qū)以外均達到運輸效率DEA有效。陜南三個市中，安康市和商洛市在2017年和2018年分別為DEA有效，漢中市的綜合效率值兩年均在0.95左右，是邊緣有效單元。陜北兩個市中，榆林市在2017年和2018年達到運輸效率DEA有效，延安市兩年綜合運輸效率較低，處于0.75左右。

2.規(guī)模效率分析

2017年DEA效率有效的8個市的規(guī)模效率均達為1，也是有效的。在規(guī)模無效的3個省份中，陜北的延安市和陜南的漢中市處于規(guī)模效益遞增階段，即增加要素投入可帶動效率提高，其中楊凌示范區(qū)規(guī)模效率偏低。

3.技術(shù)效率分析

從2017年結(jié)果來看，在DEA無效的城市中，延安技術(shù)效率偏低，表明其存在投產(chǎn)失衡現(xiàn)象。而楊凌示范區(qū)的技術(shù)效率雖為1，但規(guī)模效率較低，說明楊凌區(qū)并未實現(xiàn)規(guī)模的最優(yōu)化，但投入產(chǎn)出已達到最佳。

4.投入產(chǎn)出冗余分析

利用Deap2.1軟件計算結(jié)果無效的7個市其各產(chǎn)出要素、投入要素，分析投入產(chǎn)出冗余情況，2017年投入產(chǎn)出冗余最大的是延安市，延安市從業(yè)人數(shù)冗余為358.2人，貨運周轉(zhuǎn)量產(chǎn)出冗余為54.34億噸公里，說明延安市道路運輸生產(chǎn)潛力尚未得到完全挖掘，沒有達到理想水平[10]。以2017年銅川市為例，原有的能耗由20.5萬噸標準煤降低到16.91萬噸標準煤，基礎(chǔ)設(shè)施投入由24.81億元降低到22.69億元，其他投入指標不變，貨運周轉(zhuǎn)量由原來的83.9億噸公里增加到86.3億噸公里，客運周轉(zhuǎn)量由原來的6.37億人公里增加到6.51億人公里，其他產(chǎn)出指標不變，即可使投入產(chǎn)出達到最佳組合，實現(xiàn)DEA有效，同理可對其他非有效因素情況進行分析。

三、結(jié)論和建議

本文通過篩選指標，利用2017—2018年陜西省各市交通運輸投產(chǎn)數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型，綜合分析陜西省各市道路運輸?shù)木C合、技術(shù)與規(guī)模效率，并進行了投入產(chǎn)出冗余分析并指出優(yōu)化方法。根據(jù)計算結(jié)果結(jié)合現(xiàn)狀，陜西省道路運輸系統(tǒng)整體上運輸效率滿足經(jīng)濟發(fā)展要求，但在一定程度上存在地域差異，其中關(guān)中地區(qū)道路運輸效率最優(yōu)，陜南地區(qū)次之。2017年11個市中已有8個城市達到最優(yōu)化結(jié)果，在其余3個城市中，漢中市屬于邊緣有效單元，楊凌示范區(qū)的技術(shù)效率為1已達到了投入產(chǎn)出的最優(yōu)，延安市綜合效率和技術(shù)效率均偏低，這3個城市均處于規(guī)模遞增階段，應(yīng)加大投入可以提高其道路運輸效率。隨著經(jīng)濟逐步發(fā)展，在一帶一路的大背景下，對公路運輸效率要求會不斷增高。因此，結(jié)合本文分析研究結(jié)論，為使交通系統(tǒng)投入產(chǎn)出要素的匹配程度達到最佳，未來陜西省應(yīng)強調(diào)對交通系統(tǒng)各市場要素統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)，推進城市道路交通一體化，建立高效率的道路運輸交通網(wǎng)絡(luò)，為高要求的運輸需求提供保障。

參考文獻：

[1]? MatthewG.Karlaftis，Statistical and Econometric Methods for Transportation Data Analysis[J].Journal of Transportation Engine-ering，2003，130（5）.

[2]? 李雪，吳芳，左健偉.蘭州市交通運輸效率的評價分析[J].交通科技與經(jīng)濟，2007，（3）：92-94.

[3]? 高永鑫.基于DEA的中國鐵路運營效率分析及評價[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，（18）：52-52.

[4]? 袁博.基于SFA模型的福建創(chuàng)新型企業(yè)創(chuàng)新效率分析[J].發(fā)展研究，2016，（3）：68-71.

[5]? 楊良杰，吳威，蘇勤，等.基于SBM-Undesirable模型的1997—2010年中國公路運輸效率評價[J].地理科學(xué)進展，2013，32（11）：1602-1611.

[6]? 楊國梁，劉文斌，鄭海軍.數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法（DEA）綜述[J].系統(tǒng)工程學(xué)報，2013，32（11）：1602-1611.