基于數(shù)據(jù)包絡分析的高鐵物流載體城市布局規(guī)劃

桂 欣

（中國鐵路設計集團有限公司，天津300308）

0 引言

當前，我國“四縱四橫”高速骨干網(wǎng)已基本建成，并且高速鐵路建設仍舊處于高速發(fā)展階段。根據(jù)《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》（發(fā)改基礎[2016]1536號），到2030年，我國將形成以“八縱八橫”為主要通道的高速鐵路網(wǎng)，實現(xiàn)省會城市高速鐵路通達、區(qū)間之間高效便捷相連。日趨完善的高速鐵路網(wǎng)不僅為旅客運輸提供了非常便利的條件，也為實施高鐵貨運戰(zhàn)略帶來了歷史性機遇[1]。以順豐、菜鳥、京東等為代表的快遞企業(yè)，近年來多次與國鐵集團洽談合作，探索性開行“高鐵+生鮮”、“高鐵+‘雙11’”等運輸模式[2]。物流載體城市布局規(guī)劃是高鐵物流基地網(wǎng)絡布局規(guī)劃的重要組成部分。高鐵物流由于仍處于探索階段，行業(yè)發(fā)展仍不完善，尚缺乏系統(tǒng)的評價指標和規(guī)劃方法。本研究從數(shù)據(jù)包絡的相對效率概念出發(fā)，通過比較不同城市的高鐵快運投入產(chǎn)出指標相對有效性，決策載體城市的選擇。

1 高鐵物流需求特征

1.1 高鐵物流態(tài)勢分析

目前，國內(nèi)高鐵物流主要是利用動車組富裕運能，采取客車帶貨的形式，結合既有客運設施布局，開展小批量的貨運服務，滿足生鮮、信函等高附加值貨物在主要城市間的運輸；對于大批量的需求，積極探索全貨運動車組模式，采取研制貨運動車組、高鐵動車段所（存車場）預留高鐵快運基地等形式。按照高速路網(wǎng)規(guī)模和載體城市分布，高鐵快運可實現(xiàn)“當日達”、“次晨達”、“次日達”、“隔日達”等服務產(chǎn)品[3]。相比成熟的公路、航空運輸，高鐵物流競爭態(tài)勢分析見表1。

表1 高鐵物流競爭能力SWOT分析

1.2 快遞市場分析

由于運能和設施設備限制，電商快遞是高鐵物流開拓市場的主要途徑。如圖1所示，根據(jù)各省市快遞服務企業(yè)業(yè)務量，從時序分析的角度，我國經(jīng)歷了2011-2016年的快速增長，平均增長率54.1%；2017-2019年增長有所減緩，仍不低于25%；按照行業(yè)整合和供給側改革的進程，我國快遞業(yè)仍在生命周期的成長期階段，更安全高效的高鐵快運仍存在巨大的發(fā)展空間。從空間分析的角度，如圖2所示，快遞企業(yè)業(yè)務量呈三階段階梯式布局，一級階梯集中在東南沿海區(qū)域，包括珠三角、長三角及環(huán)渤海等地區(qū)；二級階梯集中在中部地區(qū)，圍繞四川、重慶、湖北等省會城市、直轄市展開，快遞業(yè)的發(fā)展同人口、經(jīng)濟發(fā)展布局有著密切的相關關系。

圖1 2011-2019年全國快遞業(yè)務量及增長情況

圖2 2019年全國省市快遞業(yè)務量空間分布情況

1.3 高鐵物流適用品類分析

高鐵物流服務貨品主要以多批次、小批量、高價值的品類為主，重點針對商務市場、電子商務市場、高端冷鏈物流市場以及其他貴重產(chǎn)品市場，包含信函文件類、商務樣品類、網(wǎng)購商品類、冰凍生鮮類、生物醫(yī)藥類、貴重物品及精密儀器等貨品，滿足時效性強、安全要求高以及需要特殊運輸條件等需求[4]。高鐵物流適用品分析見表2。

表2 高鐵物流適用品分析

2 載體城市布局規(guī)劃

2.1 數(shù)據(jù)包絡分析

數(shù)據(jù)包絡分析（Data Envelope Analysis，DEA）是基于數(shù)據(jù)的效率評價方法，能夠在多輸入多輸出生產(chǎn)函數(shù)理論下，相對客觀地評價決策單元（Decision Making Unit，DMU）。傳統(tǒng)的DEA分析包括CCR模型、BCC模型、FG模型和ST模型，分別衡量規(guī)模收益不變、規(guī)模收益可變、非規(guī)模收益遞增、非規(guī)模收益遞減情況下的生產(chǎn)效率[5]。在規(guī)劃階段，一般以載體城市年度數(shù)據(jù)為依據(jù)，考慮近年的現(xiàn)狀發(fā)展情況和變化趨勢，應從靜態(tài)和動態(tài)兩個方面進行評價。因此，從考慮高鐵物流載體城市投入產(chǎn)出的相對效率評價的CCR模型，衡量規(guī)模效率可變BCC模型以及動態(tài)的Malmquist指數(shù)分析等層面入手，對載體城市進行決策評價。

設有n個決策單元、m項投入和s項產(chǎn)出組成的決策系統(tǒng)建立的帶有非阿基米德無窮小量的CCR模型如下：

式中ε為非阿基米德無窮小量，xij表示第j個DMU的第i種投入量，yrj表示第j個DMU的第r種產(chǎn)出量，λj為各決策單元組合系數(shù)，s+和s-為松弛變量，θ為效率值。當θ=1時，且滿足s+=0,s-=0，DMU為DEA有效；當θ=1時，有s+≠0或s-≠0，DMU為弱DEA有效；當θ<1時，DMU為DEA無效。

BCC模型考慮規(guī)模效率可變，在求解模型的組合系數(shù)λj添加約束；Fare等結合DEA模型將Malquist指數(shù)分解成“技術進步×純技術效率×規(guī)模效率”的形式，利用Malmquist指數(shù)能夠評價DMU的多個時間點的生產(chǎn)前沿變動情況[6]。

2.2 樣本指標選擇

考慮高鐵物流載體城市布局規(guī)劃的代表性，選取京滬高鐵沿線18個地級以上城市，結合統(tǒng)計口徑、數(shù)據(jù)可得性等因素，選取GDP、常住人口、人均可支配收入作為投入指標，社會消費品零售總額、快遞服務企業(yè)業(yè)務量、快遞業(yè)務收入作為產(chǎn)出指標。數(shù)據(jù)來源主要自各市2015-2019年統(tǒng)計年鑒和郵政統(tǒng)計公報等數(shù)據(jù)。載體城市樣本指標選擇見表3。

表3 載體城市樣本指標選擇

2.3 結果分析評價

從相對效率評價的靜態(tài)角度，分別利用規(guī)模效率不變的CCR模型和規(guī)模效率可變的BCC模型測算2015-2019年18個載體城市的效率值以及規(guī)模效率值，結果分別如圖3和圖4所示。

圖3 分年度載體城市效率值

圖4 分年度載體城市規(guī)模報酬值

CCR模型的效率值體現(xiàn)相對效率的高低，其中近五年保持DEA有效的有北京、上海、南京和濟南4個城市，蘇州、無錫、常州、徐州、蚌埠、德州等城市效率值相對較高，保持增長態(tài)勢。

BCC模型反映投入產(chǎn)出的規(guī)模效益，其中北京、上海、南京和濟南4個城市規(guī)模效益為1，基礎設施投入和產(chǎn)出的邊際效益相對最優(yōu)，蘇州、無錫、常州、徐州、蚌埠、德州等城市還有待優(yōu)化，可以進一步增加物流的基礎設施等生產(chǎn)要素予以提升。

動態(tài)的DEA-Malmquist指數(shù)分析指出，北京、上海、南京和濟南這4個城市全要素生產(chǎn)率平均值為1.06，技術進步指數(shù)指標相對較大，4個城市基本保持低速增長，其增長的動力主要來自于技術進步等供給側改革的效果，單純的增加生產(chǎn)要素作用較低；蘇州、無錫、常州、徐州、蚌埠、德州等各項指數(shù)指標相對較大，城市增長速度較快，各種生產(chǎn)要素的增長空間還很大。具體見表4。

表4 2015-2019年高鐵物流載體城市投入產(chǎn)出Malmquist指數(shù)平均值

綜上，從高鐵物流這一城市發(fā)展新增長點出發(fā)，北京、上海、南京和濟南這4個城市投入產(chǎn)出相對效率高，既有生產(chǎn)要素邊際規(guī)模效益低，對城市發(fā)展的提升有限，能夠并且需要高鐵物流來進一步促進城市群的發(fā)展；蘇州、無錫、常州、徐州、蚌埠、德州等城市相對效率較高，發(fā)展迅速，能夠充分發(fā)揮各生產(chǎn)要素的作用，具備承載高鐵物流的能力。結合“統(tǒng)籌兼顧，分級布局，逐步實施”的原則，結合布局規(guī)劃理念，京滬沿線高鐵物流載體城市布局見表5。

表5 京滬沿線高鐵物流載體城市布局規(guī)劃

高鐵物流一級節(jié)點城市物流生產(chǎn)要素投入產(chǎn)出相對效益已達最優(yōu)，技術、規(guī)模等要素投入對城市的提升有限，高鐵物流作為新的“增長極”，一級節(jié)點城市應依托存車場、動車段所等設施設備及早建設高鐵物流快運基地，開行全貨運動車組；二級節(jié)點城市相對效益較優(yōu)，生產(chǎn)要素投入還有優(yōu)化的空間，應依據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，據(jù)發(fā)展條件建設高鐵物流基地；其余城市作為三級節(jié)點，其投入產(chǎn)出增長空間還十分充足，可以從技術、規(guī)模效益等提高產(chǎn)出，高鐵物流可考慮利用既有客站設施設備采取“客車帶貨”的形式。

3 結語

高鐵物流作為鐵路物流發(fā)展的新起點，其載體城市的選擇需要考慮多種因素，數(shù)據(jù)包絡分析從投入產(chǎn)出的相對效率出發(fā)，從靜態(tài)和動態(tài)考慮技術效率、技術進步、規(guī)模效率等多種因素，能夠相對客觀地評價載體城市，為高鐵物流節(jié)點規(guī)劃布局提供了一定的決策依據(jù)。