基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的臨空經(jīng)濟(jì)效率評(píng)價(jià)

王佳奇，盧明銀，翟文睿

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，江蘇 徐州 221000)

伴隨著航空業(yè)的持續(xù)發(fā)展，各個(gè)城市也開(kāi)始發(fā)展各自的臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)。臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)通常是在特定的地理位置上，由航空業(yè)發(fā)展而帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來(lái)。它在空間上呈現(xiàn)為一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)：中心機(jī)場(chǎng)環(huán)位于環(huán)狀結(jié)構(gòu)的最內(nèi)層，分布在以1km為半徑的圓內(nèi)；往外一層是商業(yè)服務(wù)環(huán)，距離中心環(huán)1km到5km；再外一層是生產(chǎn)制造環(huán)，分布在距離中心環(huán)5km到10km不等的區(qū)域內(nèi)[1]；最外層是外圍環(huán)，位置上是處于機(jī)場(chǎng)中心的10km到15km不等。

但由于臨空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在我國(guó)處于初始階段，沒(méi)有什么可以參考的經(jīng)驗(yàn)，且各個(gè)區(qū)域的發(fā)展參差不齊，因此有必要對(duì)我國(guó)臨空經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)狀做一個(gè)整體評(píng)價(jià)。由于效率可以最直觀的反映一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況，故本文從臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)效率著手進(jìn)行評(píng)價(jià)。到目前為止，臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)效率的概念并沒(méi)有一個(gè)權(quán)威的定義，但可以依據(jù)經(jīng)濟(jì)效率的概念來(lái)定義臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的經(jīng)濟(jì)效率[2]。經(jīng)濟(jì)效率是指在一定的經(jīng)濟(jì)成本的基礎(chǔ)上所能獲得的經(jīng)濟(jì)收益，故可以推出臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的經(jīng)濟(jì)效率就是指在一個(gè)特定的臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的經(jīng)濟(jì)投入成本基礎(chǔ)之上所產(chǎn)生的所有經(jīng)濟(jì)收益之和[3]。

通過(guò)對(duì)已有臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)評(píng)價(jià)的文獻(xiàn)查閱，發(fā)現(xiàn)對(duì)于臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)效率評(píng)價(jià)方面的研究相對(duì)較少。湯宇卿[4]等人以臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的規(guī)劃和開(kāi)發(fā)為核心，分析了臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的功能定位。曹允春[5]等人從臨空經(jīng)濟(jì)的理論著手，重點(diǎn)研究了臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)核心競(jìng)爭(zhēng)力的途徑。楊深[6]等人以揭陽(yáng)航空港為例，闡述了臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的建設(shè)管理體制。以上的研究分別是從臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的定位、競(jìng)爭(zhēng)力和管理的角度進(jìn)行分析的，均是理論層面的研究，并未對(duì)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行闡述。何艷[7]等人從外部和內(nèi)部的角度分析了臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的影響因素，李乃彬[8]以邊緣城市為落腳點(diǎn)，從多方面分析了其對(duì)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的影響程度，二者是從不同的角度來(lái)探討臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的影響因素，并未涉及臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的評(píng)價(jià)。趙琪[9]首先創(chuàng)建了一種新的機(jī)場(chǎng)效率評(píng)價(jià)體系，然后通過(guò)聚類(lèi)分析從我國(guó)機(jī)場(chǎng)中選取了39個(gè)機(jī)場(chǎng)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，但其主要針對(duì)的是機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)效率的評(píng)價(jià)，并沒(méi)有考慮到機(jī)場(chǎng)的輻射作用。朱松[10]通過(guò)對(duì)同類(lèi)方法的分析比較最終選取數(shù)據(jù)包絡(luò)分析作為效率評(píng)價(jià)方法，接著以首都機(jī)場(chǎng)為例進(jìn)行了實(shí)證分析，但這是對(duì)單一臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)效率的評(píng)價(jià)，無(wú)法對(duì)全國(guó)的臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)有一個(gè)整體的判斷。馬俊彥[11]為了對(duì)鄭州臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)2010～2015年的經(jīng)濟(jì)效率做出一個(gè)客觀合理的評(píng)價(jià)，選取了20個(gè)其他城市作為對(duì)比，來(lái)說(shuō)明鄭州臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)在我國(guó)的發(fā)展水平，但由于其主要目的是為了進(jìn)行對(duì)比，也沒(méi)有給出一個(gè)我國(guó)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展的總體概況?？傊F(xiàn)階段缺少一種針對(duì)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的橫向評(píng)價(jià)，而本文則將選取10個(gè)具有代表性的臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)來(lái)做出一個(gè)橫向的具有較高的現(xiàn)實(shí)意義研究。

一、研究方法

本文首先通過(guò)主成分分析來(lái)對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，然后通過(guò)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析來(lái)對(duì)我國(guó)主要機(jī)場(chǎng)的臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)效率進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)效率不高的城市提出建議。

(一)主成分分析

主成分分析(PCA)是一種把多個(gè)因素轉(zhuǎn)換成為幾個(gè)因素，并希望用這較少的因素去闡釋之前信息中的絕大多數(shù)信息[12]的方法。由于在實(shí)際分析中大部分指標(biāo)間均具有或多或少的相關(guān)性，因此可能會(huì)對(duì)結(jié)果造成影響。為了避免計(jì)算量過(guò)大和指標(biāo)間相關(guān)性對(duì)結(jié)果的影響，就需要采用主成分分析來(lái)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行降維和去除彼此的相關(guān)性。

(二)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)是把將要評(píng)價(jià)的對(duì)象當(dāng)成是一個(gè)獨(dú)立的評(píng)價(jià)單元(DMU)，以該評(píng)價(jià)DMU的實(shí)際數(shù)據(jù)來(lái)求出的最優(yōu)權(quán)重進(jìn)行評(píng)判[13]。它包括CCR和BCC兩個(gè)基本模型[14]。

CCR模型有如下假設(shè)：n個(gè)DMU，任意的DMU均存在m類(lèi)投入、s類(lèi)產(chǎn)出[15]，xij為第j個(gè)DMU的第i類(lèi)投入量，i=1,…,m;yrj為第j個(gè)DMU的第r類(lèi)產(chǎn)出量，r=1,…,s;j=1,…,n;vi為i種類(lèi)型投入所占的比重，ur為r種類(lèi)型的產(chǎn)出所占的比重。則第j個(gè)DMU的效率為：

(1)

假定第k個(gè)DMU是被評(píng)價(jià)的DMU，則CCR的一般形式為：

(2)

v≥0,u≥0

i=1,K,m;r=1,K,s;j=1,K,n

(3)

μ≥0,ω≥0

i=1,K,m;r=1,K,s;j=1,K,n

上述模型的對(duì)偶模型為：

minθ

(4)

λ≥0

i=1,K,m;r=1,K,s;j=1,K,n

上式中，λ為所有待評(píng)價(jià)DMU的組合系數(shù)，θ為所要求的效率值。

minθ

(5)

i=1,K,m;r=1,K,s;j=1,K,n

二、指標(biāo)的說(shuō)明和選取

(一)指標(biāo)解釋

本文通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的查閱發(fā)現(xiàn)對(duì)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要是起落架次、停機(jī)位數(shù)、客運(yùn)量和貨運(yùn)量，等等[17]，此外，有學(xué)者還把航站樓面積、跑道長(zhǎng)度等當(dāng)作評(píng)判指標(biāo)[18]。本文選取停機(jī)位數(shù)等作為投入指標(biāo)，區(qū)域生產(chǎn)總值等作為產(chǎn)出指標(biāo)。

與之前指標(biāo)選取的最大不同是，以往研究把起降架次當(dāng)作產(chǎn)出指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)判，但本文在此選擇這一指標(biāo)當(dāng)作為投入指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。這是因?yàn)樵谕ǔＧ闆r下臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的投入水平很難直接量化，而其經(jīng)濟(jì)投入直接引起的就是飛機(jī)起降架次的變化，因此可用起降架次來(lái)代表該臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的經(jīng)濟(jì)投入。又，參考已有的研究文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)停機(jī)位數(shù)和航站樓的面積也可以反映臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的投入狀況，因此選擇這三個(gè)指標(biāo)作為投入指標(biāo)。由于臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的產(chǎn)出不僅僅是機(jī)場(chǎng)的產(chǎn)出，它更多的是帶動(dòng)一個(gè)地區(qū)的各種相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展[19]，所以本文也將主營(yíng)業(yè)務(wù)收入和區(qū)域生產(chǎn)總值作為產(chǎn)出指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)判，本文中區(qū)域生產(chǎn)總值選取的是每個(gè)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)所在區(qū)域該年的生產(chǎn)總值。當(dāng)然，一個(gè)臨空產(chǎn)業(yè)最直接的產(chǎn)出就是帶來(lái)的客運(yùn)量與貨運(yùn)量的變化，因此也要把客運(yùn)量和貨運(yùn)量作為產(chǎn)出指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)判。

總的來(lái)說(shuō)，指標(biāo)選取的原則就是選取的指標(biāo)要能夠從不同角度反映對(duì)目標(biāo)的影響程度，而且還要保證數(shù)據(jù)的可獲得性。

(二)指標(biāo)選取

本文通過(guò)查閱《2017年民航機(jī)場(chǎng)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》、2017機(jī)場(chǎng)行業(yè)分析報(bào)告、觀研天下數(shù)據(jù)中心、從統(tǒng)計(jì)看民航和各個(gè)機(jī)場(chǎng)的2017年度報(bào)告，得到了如下投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)表(見(jiàn)表1)。

表1 10個(gè)城市的初始投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)

三、指標(biāo)篩選

(一)相關(guān)性檢驗(yàn)

在進(jìn)行數(shù)據(jù)包絡(luò)分析之前，如果投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)的自相關(guān)性過(guò)高，可能會(huì)因?yàn)橹笜?biāo)間的多元共線性影響得出錯(cuò)誤的結(jié)論。因此，首先對(duì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)。投入指標(biāo)的皮爾遜相關(guān)性檢驗(yàn)如下(見(jiàn)表2)：

表2 投入指標(biāo)的皮爾遜相關(guān)性檢驗(yàn)

由上表可以得出：投入指標(biāo)之間存在明顯的相關(guān)性，故需要進(jìn)行主成分分析。

產(chǎn)出指標(biāo)的皮爾遜相關(guān)性檢驗(yàn)如下(見(jiàn)表3)：

表3 產(chǎn)出指標(biāo)的皮爾遜相關(guān)性檢驗(yàn)

從以上分析能夠看出這四個(gè)產(chǎn)出指標(biāo)間有著明顯的相關(guān)性，因此有必要通過(guò)主成分分析來(lái)進(jìn)行預(yù)處理。

從以上分析可以得出：由于指標(biāo)間的相關(guān)性,有可能會(huì)導(dǎo)致得出不準(zhǔn)確的結(jié)論。因此采用主成分分析進(jìn)行處理,本文借助SPSS軟件進(jìn)行分析。

(二)主成分的提取

首先對(duì)投入數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果如下表(見(jiàn)表4)：

表4 投入指標(biāo)的主成分分析總方差解釋表

提取方法：主成分分析法.

由上表可以得出從投入指標(biāo)中提取出了一個(gè)主成分，命名為F1,包含了原來(lái)91.878%的信息量，符合提取規(guī)則。

接下來(lái)對(duì)產(chǎn)出指標(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)果如下表(見(jiàn)表5)：

表5 產(chǎn)出指標(biāo)的主成分分析總方差解釋表

提取方法：主成分分析法.

由上表可以看出產(chǎn)出指標(biāo)的主成分分析提取出了一個(gè)主成分，命名為F2,F2包含了原來(lái)87.848%的信息。因此可以將F2作為產(chǎn)出指標(biāo)的代表。

(三)主成分表達(dá)式的計(jì)算

用成分矩陣表中的成分值除以相應(yīng)的主成分特征值開(kāi)平方根便可以得到主成分中每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)[20]，也就是特征向量A1、A2，將A1、A2與標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)相乘，就可以得到投入產(chǎn)出指標(biāo)的主成分表達(dá)式(見(jiàn)表6、表7)[21]。

表6 投入指標(biāo)的系數(shù)表

因此F1的表達(dá)式為：F1=0.60ZX1+0.57ZX2+0.56ZX3

表7 產(chǎn)出指標(biāo)的系數(shù)表

因此F2的表達(dá)式：F2=0.46ZX4+0.51ZX5+0.51ZX6+0.52ZX7

四、實(shí)證分析

將標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)代入F1、F2即可得到的綜合得分值表[22]，如表8所示：

表8 投入產(chǎn)出的主成分綜合得分表

由于DEA要求數(shù)據(jù)為正值，因此通過(guò)公式：X=0.1+0.9*(Z-Zmin)/(Zmax-Zmin)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，其中X為轉(zhuǎn)化后的主成分得分，Z表示主成分得分，Zmax和Zmin分別表示主成分的最大和最小得分，轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)見(jiàn)表9：

表9 轉(zhuǎn)化后的主成分得分表

本文利用DEA-SOLVER Pro5對(duì)選取出的臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的計(jì)算，最終得到了如表10中的計(jì)算結(jié)果。

表10 10個(gè)城市的臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)效率計(jì)算結(jié)果

通過(guò)以上分析可以看出：在選取的10個(gè)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)中，只有深圳寶安的臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)達(dá)到了DEA最優(yōu)，說(shuō)明此臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的經(jīng)濟(jì)效率已經(jīng)達(dá)到了相對(duì)最優(yōu)。而在其余的9個(gè)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)中，北京首都和長(zhǎng)沙黃花的純技術(shù)效率已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)，但綜合效率并未達(dá)到最優(yōu)，說(shuō)明這兩個(gè)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)只有通過(guò)提高規(guī)模來(lái)達(dá)到DEA最優(yōu)。其他的城市則需要同時(shí)提高規(guī)模效率和技術(shù)效率來(lái)達(dá)到最優(yōu)。特別地，對(duì)于廣州、成都、昆明和鄭州這四個(gè)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)，雖然它們總體效率相對(duì)較低，但這四個(gè)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的規(guī)模效率幾乎達(dá)到最優(yōu)，所以這四個(gè)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)必須通過(guò)提高純技術(shù)效率來(lái)達(dá)到最優(yōu)的目的。

除此之外，每個(gè)城市臨空經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡的另一個(gè)原因就是每個(gè)城市所處的地理位置與發(fā)展速度，這也是導(dǎo)致臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)有所差異的因素。比如深圳寶安的臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)效率最高，這和深圳城市的高速發(fā)展是密切相關(guān)的，深圳從改革開(kāi)放后，一直發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神，始終堅(jiān)持以市場(chǎng)為取向的改革，這就使得深圳現(xiàn)階段成為全國(guó)的經(jīng)濟(jì)中心之一，而深圳城市的高速發(fā)展，也帶動(dòng)深圳的臨空經(jīng)濟(jì)全速發(fā)展。然而像昆明臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)，地處內(nèi)陸，經(jīng)濟(jì)發(fā)展并不理想，新的技術(shù)難以快速融入其中，這就導(dǎo)致昆明臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)在技術(shù)效率方面處于比較落后的狀態(tài)，致使綜合效率不高。因此，每個(gè)地區(qū)的臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展?fàn)顩r與該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀是有密切關(guān)系的，要想發(fā)展好臨空經(jīng)濟(jì)，前提就是要把區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展起來(lái)，從而更好地帶動(dòng)臨空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

五、結(jié) 論

本文選取了我國(guó)的10個(gè)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)，在臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展影響因素的基礎(chǔ)之上，首先利用主成分分析的方法進(jìn)行降維處理，盡可能地消除了由于因素的相關(guān)性造成不準(zhǔn)確的結(jié)論，再通過(guò)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析對(duì)這10個(gè)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段我國(guó)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的發(fā)展情況并不是特別理想，其主要原因主要是純技術(shù)方面的效率較低，規(guī)模效率已經(jīng)接近最優(yōu)，應(yīng)該加大技術(shù)方面的投入。

其次，各個(gè)地區(qū)臨空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況和每個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有很大的關(guān)系，一般經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的城市，其臨空經(jīng)濟(jì)綜合效率均較好，說(shuō)明了城市的發(fā)展能夠促進(jìn)臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)的發(fā)展，也表明臨空經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)不能片面發(fā)展，要更好地加快城市建設(shè)，驅(qū)動(dòng)城市高速發(fā)展，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)臨空經(jīng)濟(jì)效率最高的目標(biāo)。