基于網(wǎng)絡(luò)SBM的中國民航運輸業(yè)運營效率演化研究*

□ 趙碧玲，劉 丹，陳麗葉

(福州大學 經(jīng)濟與管理學院，福建 福州 350108)

民航運輸業(yè)是我國經(jīng)濟社會發(fā)展重要的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。改革開放以來，我國民航運輸業(yè)快速發(fā)展，在國民經(jīng)濟運行中的作用越來越重要，在經(jīng)濟全球化和國際交流中具有不可替代的地位。但是，伴隨我國民航運輸業(yè)生產(chǎn)要素投入增加，行業(yè)整體利潤增加不明顯，這反映行業(yè)運營效率存在一定問題。因此，研究此問題，把握行業(yè)效率演化規(guī)律，可為我國民航運輸業(yè)運營效率提升和可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

目前，學界主要從機場和航空公司視角研究民航運輸業(yè)運營效率。Fung[1]等、Chang[2]等應(yīng)用DEA、Malmquist指數(shù)研究中國機場運營效率及其變化；Liu[3]采用網(wǎng)絡(luò)DEA和回歸方法分析中國及亞洲主要機場公司航空服務(wù)和商業(yè)服務(wù)效率及影響因素。而Wu等[4]應(yīng)用DEA及回歸方法比較中國與非中國航空公司效率及影響因素；Li等[5]構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)SBM模型研究中國四大航空公司與其他國際航空公司運營效率，提出歐盟碳交易機制影響航空效率；Cao等[6]利用DEA和Malmquist指數(shù)分析中國航空公司在政府解除管制后運營效率變化。此外，以民航運輸業(yè)為研究對象，陳惠[7]運用DEA分析2000-2008年行業(yè)運營效率；而吳汶昱[8]應(yīng)用DEA研究1985-2010年市場績效。但他們都把整個行業(yè)看成一個“黑箱”，忽略其內(nèi)部運營子過程對系統(tǒng)效率的影響，且未考慮碳排放產(chǎn)生的負面影響。因此，本文以1987-2013年中國民航運輸業(yè)為研究對象，以碳排放量作為生產(chǎn)子過程非期望產(chǎn)出，構(gòu)建改進的三階段網(wǎng)絡(luò)SBM模型，探討行業(yè)運營總效率演化特征，揭示內(nèi)部運營子過程對總效率變化的影響，分析外部因素的影響，提出效率改善路徑。

1 研究方法

傳統(tǒng)DEA模型將一個決策單元(DMU)視同一個黑箱，使用初始投入和最終產(chǎn)出評價DMU的相對效率，而徑向網(wǎng)絡(luò)DEA[3]打開黑箱分析DMU內(nèi)部子過程對總效率的影響，但是未考慮非期望產(chǎn)出變量以及投入產(chǎn)出的松弛問題，因此，無法探究多階段結(jié)構(gòu)DMU的內(nèi)部影響因素。Li等[5]提出三階段網(wǎng)絡(luò)SBM模型考慮到非期望產(chǎn)出，但目標函數(shù)僅考慮系統(tǒng)初始投入和最終產(chǎn)出的松弛變量，未考慮中間產(chǎn)品的松弛變量，評價不夠全面，且難以測量每個子過程的效率?；诖?，本文依據(jù)Li等[5]網(wǎng)絡(luò)SBM模型將民航運輸業(yè)運營系統(tǒng)分解為生產(chǎn)、服務(wù)和銷售三個子過程，構(gòu)建改進的三階段網(wǎng)絡(luò)SBM模型，第一生產(chǎn)子過程除期望產(chǎn)出外，還包含非期望產(chǎn)出，并在目標函數(shù)中增加中間產(chǎn)品的松弛變量。測量系統(tǒng)總效率的同時，可獲得每個子過程效率，更全面衡量民航運輸業(yè)效率及內(nèi)部子過程的影響。具體構(gòu)建過程如下：

(1)

假設(shè)λ*、μ*、η*、s*、f*為式(1)的最優(yōu)解，則計算DMUk的效率：

(2)

分別計算DMUk在第一、第二、第三子過程的效率：

(3)

(4)

(5)

2 指標選取與數(shù)據(jù)來源

民航運輸業(yè)屬于服務(wù)業(yè)，其服務(wù)產(chǎn)品與制造業(yè)的實體產(chǎn)品不同，具有不可儲存性。航空生產(chǎn)子過程投入人力和飛機等，產(chǎn)出飛行里程，但飛行里程不一定完全轉(zhuǎn)化為運營成果[11]，例如，一架飛機單程客載率50%，而另外50%座位是無法儲存的。飛行里程必須通過相關(guān)的航空服務(wù)，才能實現(xiàn)人和物的位移，形成運輸量。此外，運輸量需要與價格、商業(yè)服務(wù)結(jié)合，才能產(chǎn)生經(jīng)濟效益。因此，本文將民航運輸業(yè)運營系統(tǒng)分解為生產(chǎn)、服務(wù)和銷售三個子過程，如圖1所示。參照Wu等[4]、Li等[5]和Yu[11]，投入產(chǎn)出指標選擇如下：

空勤人數(shù)(百人，NE)、飛機數(shù)量(架，F(xiàn)S)為系統(tǒng)初始投入，也是第一子過程投入；

飛行里程(千萬公里，F(xiàn)WK)為第一子過程期望產(chǎn)出，也是第二子過程投入；碳排放量(萬噸，GHG)為第一子過程非期望產(chǎn)出，不作為第二子過程投入*；

旅客周轉(zhuǎn)量(億人公里，RPK)、貨郵周轉(zhuǎn)量(千萬噸公里，RTK)為第二子過程產(chǎn)出，也是第三子過程投入；

主營業(yè)務(wù)成本(億元，SC)為第三子過程的第三個投入，第三子過程產(chǎn)出為主營業(yè)務(wù)收入(億元，TBI)。

指標數(shù)據(jù)來源于《從統(tǒng)計看民航》和《中國民航統(tǒng)計年鑒》。其中，主營業(yè)務(wù)成本、主營業(yè)務(wù)收入均按1987年不變價進行平減。投入與產(chǎn)出之間的相關(guān)系數(shù)均超過0.95(見表1)，說明適合應(yīng)用SBM模型。

圖1 民航運輸業(yè)運營系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

表1 投入與產(chǎn)出的相關(guān)系數(shù)

為了研究外部環(huán)境對民航運輸運營系統(tǒng)的影響，本文選取四個變量從三個方面入手探討影響程度：①經(jīng)濟發(fā)展：使用人均國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDPP)為代表；②對外開放：以進出口總額(JCKZ)和入境過夜旅客數(shù)(GYWR)為代表；③競爭環(huán)境：以公路里程(GLWK)為代表，數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》(1988-2014)。其中，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值和進出口總額，以1987年不變價進行平減。

3 實證分析

3.1 民航運輸業(yè)運營效率演化特征

為考察我國民航運輸業(yè)運營效率變化，應(yīng)用改進的網(wǎng)絡(luò)SBM模型，測量1987-2013年的系統(tǒng)總效率及三個子過程的效率(見圖2)，計算投入和非期望產(chǎn)出的冗余率以及期望產(chǎn)出的不足率(見圖3和表2)。

3.1.1 總效率呈上升趨勢

圖2看到1987-2013年我國的民航運輸業(yè)系統(tǒng)總效率呈現(xiàn)上升趨勢，且明顯分成兩個階段，2002-2013年期間的總效率(均值0.922)高于1987-2001年(均值0.764)。通過雙樣本t檢驗，其統(tǒng)計量為6.88，P值為0.000，說明這兩個階段的總效率存在明顯差異。究其因，應(yīng)與民航業(yè)政府規(guī)制改革密切相關(guān)。建國以后，民航業(yè)長期屬于政企合一的行業(yè)。1987年開始，以政府為主導開展兩次改革，一是1987-2001年以政企分開為主的體制改革，組建自主經(jīng)營國有航空公司，實行市場化經(jīng)營機制；二是2002-2013年，開展政資分離和行業(yè)重組的改革，完善現(xiàn)代企業(yè)制度，原有國有獨資航空公司逐步走向產(chǎn)權(quán)多元化；機場實行政企分開、屬地管理。顯然，市場化改革、政府管制完善給民航運輸業(yè)帶來活力，促使行業(yè)運營效率穩(wěn)步提升。

3.1.2 效率波動受到政府規(guī)制和重大事件影響

從圖2看，民航運輸業(yè)運營總效率是震蕩上升的。其中，1987-2001年，生產(chǎn)、服務(wù)子過程效率都穩(wěn)步提升，導致運營總效率也同步提升。這期間民航業(yè)實施政企分開，進行專業(yè)化分工整合，組建國有骨干航空公司和一些地方航空公司，機場、空管、運輸服務(wù)保障系統(tǒng)等民航運輸業(yè)上下游系統(tǒng)也同時獨立，企業(yè)自主經(jīng)營，促進運營效率提高。但是，1996-1998年行業(yè)總效率出現(xiàn)下降，明顯與這期間銷售效率急劇下降有關(guān)。進一步深究，一是1997年放松價格管制，實施“一種票價、多種折扣”政策，同時逐步放松市場準入管制，航空公司數(shù)量不斷增加，而監(jiān)督、規(guī)范機制未能跟上，導致激烈的價格戰(zhàn)，形成惡性競爭，全行業(yè)出現(xiàn)虧損，影響銷售子過程效率，該影響一直延伸至2001年；二是亞洲金融危機沖擊與干擾，也使民航運輸量減少，造成服務(wù)和銷售子過程效率下降，最終導致行業(yè)總效率下降。

2002-2013年，運營總效率處于平穩(wěn)高效階段，除2003和2009年外，均大等于0.9，這主要得益于生產(chǎn)子過程的高效率，即2002、2004、2006、2007和2009-2013年生產(chǎn)效率均為1。但2003、2005和2007-2009年出現(xiàn)運營總效率下降。進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)：一是2003年我國爆發(fā)非典疫情，致使人員流動減少，給民航業(yè)帶來負面影響；二是民航總局2004年頒布《民航票價改革方案》限制壟斷定價行為；2005年頒布《公共航空運輸企業(yè)經(jīng)營許可規(guī)定》、《國內(nèi)投資民用航空業(yè)規(guī)定》，再次放松市場準入和資本準入。這期間新成立航空公司達16家，運力的突然增加，致使2005年生產(chǎn)、服務(wù)、銷售效率均有所下降。進而，由于機票價格不斷下降，使得銷售效率下降，加上2008年全球金融危機沖擊，導致2007-2009年總效率一路下滑。

綜上，我國民航運輸業(yè)運營系統(tǒng)效率受到政府規(guī)制改革以及重大事件的影響，呈現(xiàn)波動上升的趨勢。

圖2 運營系統(tǒng)及子過程效率

圖3 投入與產(chǎn)出的調(diào)整率

表2 投入與產(chǎn)出調(diào)整率(%)描述統(tǒng)計

3.2 民航運輸業(yè)運營效率影響因素

本部分利用多元回歸模型分析影響效率變化的內(nèi)外因素，以提出改善路徑。因此，將網(wǎng)絡(luò)SBM模型獲得的系統(tǒng)總效率作為因變量，以三個子過程效率作為自變量，及以行業(yè)外部經(jīng)濟發(fā)展、對外開放和競爭環(huán)境作為自變量，構(gòu)建回歸模型，如等式(6)和(7)，探究內(nèi)外部因素對民航運輸系統(tǒng)總效率的影響。

(6)

(7)

因上述等式中變量均為時間序列數(shù)據(jù)，可能存在非平穩(wěn)性，易出現(xiàn)“偽回歸”現(xiàn)象，因此，在回歸前，利用ADF法對變量進行單位根檢驗，結(jié)果表明這些變量均存在單位根，除GDPP為二階單整外，其余均為一階單整。因此，利用Johansen方法對它們進行協(xié)整檢驗，如表3所示，結(jié)果表明系統(tǒng)總效率與各子過程效率及外部影響因素都存在長期均衡關(guān)系?；诖?，利用Eviews7.2軟件對式(6)和(7)進行估計，回歸結(jié)果如表4所示。

表3 協(xié)整檢驗結(jié)果

表4 回歸結(jié)果

3.2.1 內(nèi)部影響因素

據(jù)表4的系數(shù)，三個子過程效率對系統(tǒng)總效率都有正向顯著影響。其中，服務(wù)效率對總效率影響最大，生產(chǎn)和銷售效率影響差不多。由圖3，首先從服務(wù)子過程入手，除少數(shù)年份外，服務(wù)過程均存在旅客周轉(zhuǎn)量和貨郵周轉(zhuǎn)量產(chǎn)出不足，且貨郵周轉(zhuǎn)量不足率普遍大于旅客周轉(zhuǎn)量，說明載運率偏低，尤其貨郵載運率更低；其次，生產(chǎn)子過程在1987-2001期間，飛機及人員投入和非期望產(chǎn)出——碳排放量都存在冗余，圖2也表明該期間生產(chǎn)效率偏低，說明資源投入過多，能源浪費嚴重。比較投入產(chǎn)出冗余率和不足率的均值(見表2)，影響程度從大到小排序：貨郵周轉(zhuǎn)量、飛機數(shù)量、空勤人數(shù)、旅客周轉(zhuǎn)量、碳排放量、主營業(yè)務(wù)成本。

3.2.2 外部影響因素

依據(jù)表4，外部因素中經(jīng)濟發(fā)展(GDPP)、對外開放(JCKZ、GYWR)對民航運輸業(yè)系統(tǒng)總效率的影響是正向的，而競爭環(huán)境(GLWK)的影響則是反向的。一是經(jīng)濟發(fā)展促進民航運輸需求快速增長。經(jīng)濟社會發(fā)展，工業(yè)化和城市化水平提升，人民生活水平快速提高，都對民航運輸產(chǎn)生巨大需求；二是對外開放推進國際航班航線發(fā)展。外貿(mào)進出口以及旅游業(yè)，均為民航運輸業(yè)開辟國際航線、增加國際航班提供大量的需求；三是競爭推動民航業(yè)創(chuàng)新。公路作為一種替代品，其發(fā)展對民航業(yè)有一定影響，但競爭可以激勵民航業(yè)創(chuàng)新。

4 效率改善路徑

基于上述分析，建議：政府應(yīng)繼續(xù)發(fā)揮宏觀調(diào)控作用，強化市場監(jiān)管和規(guī)范職能，創(chuàng)造一個公平、公正的競爭環(huán)境，促進市場競爭，提高行業(yè)運營效率。同時，民航運輸業(yè)改善效率重點：一是適應(yīng)經(jīng)濟社會變化，通過市場準入控制和運力引進許可，使行業(yè)發(fā)展速度跟上經(jīng)濟發(fā)展，滿足日益增長的客貨運需求；二是改變原“重國內(nèi)運輸、輕國際拓展”的發(fā)展戰(zhàn)略，抓住“一帶一路”建設(shè)機遇，科學構(gòu)建國內(nèi)外航線網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化配置航班資源，增加國際運輸周轉(zhuǎn)量，開拓貨運市場，提高載運率；三是利用速度快和運距長特點，開辟遠距離航線，創(chuàng)新服務(wù)，吸引客戶，增加產(chǎn)出；四是加強航空生產(chǎn)管理，優(yōu)化機隊結(jié)構(gòu)，節(jié)省燃油，提高資源與能源利用率。

5 結(jié)論

針對傳統(tǒng)DEA忽略內(nèi)部運營子過程對系統(tǒng)效率影響等問題，構(gòu)建改進的網(wǎng)絡(luò)SBM模型，研究中國民航運輸業(yè)運營效率演化特征及其影響因素，得出結(jié)論：①從效率演化特征看，民航運輸業(yè)運營系統(tǒng)總效率呈現(xiàn)波動上升趨勢，受政府規(guī)制改革和重大事件影響，2002-2013年期間總效率高于1987-2001年。②從內(nèi)部看，服務(wù)效率對系統(tǒng)總效率影響最大，產(chǎn)出不足有待改善；生產(chǎn)、銷售效率影響接近，資源投入和碳排放冗余需加控制。③從外部看，經(jīng)濟發(fā)展和對外開放對民航運輸運營系統(tǒng)總效率影響是正向的，公路發(fā)展具有一定替代作用。④從效率改善路徑看，政府應(yīng)進一步加強宏觀調(diào)控，有效規(guī)范和監(jiān)管市場，保證公平有序的競爭；民航運輸業(yè)應(yīng)優(yōu)化資源配置，提高能源利用率，提升載運率，滿足國內(nèi)外日益增長的航空運輸需求，發(fā)展遠距離航線，創(chuàng)新服務(wù)，增加運輸周轉(zhuǎn)量，提升運營效率。

[注釋]

*碳排放量：根據(jù)《2006IPCC國家溫室氣體清單指南》和民航運輸企業(yè)航空煤油消耗量計算得到的