基于DEA模型的寧波-舟山港效率評(píng)價(jià)研究

虞潤璞

“一帶一路”的推進(jìn)為為21世紀(jì)海上絲綢之路沿線港口的發(fā)展帶來了極好的契機(jī)，寧波舟山港作為“一帶一路”中不可或缺的港口和長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)帶的核心對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響巨大，制定合適的經(jīng)濟(jì)政策促使其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展顯得至關(guān)重要。文章運(yùn)用三階段DEA模型對(duì)2019年我國5個(gè)港口的運(yùn)行效率進(jìn)行了研究。以SFA模型剔除環(huán)境和不確定因素對(duì)投入變量的影響，并將傳統(tǒng)DEA模型和三階段DEA模型的結(jié)果對(duì)比，將寧波-舟山港與其余四個(gè)港口進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)了寧波-舟山港目前存在總體效率較低等問題，對(duì)此提出可以促進(jìn)港口資源重置的建議。

一、引言

“一帶一路”是中國為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)全球化深入發(fā)展而提出的一種國際區(qū)域經(jīng)濟(jì)合作新模式，以堅(jiān)持共商、共建、共享的原則，共同打造開放、包容、均衡、普惠的區(qū)域經(jīng)濟(jì)合作架構(gòu)?！耙粠б宦贰钡耐七M(jìn)為21世紀(jì)海上絲綢之路沿線港口的發(fā)展帶來了極好的契機(jī)，為切實(shí)滿 足貿(mào)易需求，對(duì)港口效率也有了更高的要求。同時(shí)，寧波舟山港作為“一帶一路”中不可或缺的港口和長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)帶的核心對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響巨大，制定合適的經(jīng)濟(jì)政策促使其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展顯得至關(guān)重要。

國內(nèi)現(xiàn)有關(guān)港口效率的研究文獻(xiàn)也較為豐富，匡海波（2007）建立基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的港口技術(shù)效率評(píng)價(jià)模型對(duì)國內(nèi)主要港口及技術(shù)效率進(jìn)行實(shí)證研究。梁子寧（2015）采用SWOT分析、層次分析法以及模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)我國大連港口效率進(jìn)行分析。研究表明港口作業(yè)能力和港口財(cái)務(wù)狀況及投資狀況在綜合競(jìng)爭(zhēng)力起決定作用。吳文玲（2018）基于“一帶一路”戰(zhàn)略背景下采用三階段DEA模型對(duì)中國港口效率進(jìn)行測(cè)度，考慮了環(huán)境變量和隨機(jī)誤差對(duì)港口效率的影響，研究表明港口規(guī)模無效率造成我國沿海港口綜合技術(shù)效率不高。陳秋楨（2019）以“一帶一路”戰(zhàn)略中15個(gè)重要港口進(jìn)行效率測(cè)度，并通過對(duì)沿線集裝箱港口布局演化分析，研究表明在不考慮環(huán)境因素和隨機(jī)誤差時(shí)，中國的主要港口綜合技術(shù)效率整體比較低。針對(duì)港口的研究方法而言，港口效率測(cè)度方法都包括投入產(chǎn)出法，模糊綜合評(píng)價(jià)模型需要人為賦予權(quán)重，傳統(tǒng)的DEA模型不能排除環(huán)境變量和隨機(jī)誤差帶來的影響。

本文利用DEA模型測(cè)量寧波—舟山港等國內(nèi)四個(gè)港口的港口效率;將寧波-舟山港與選取的港口效率進(jìn)行比較分析;最后針對(duì)寧波—舟山港口效率情況，借鑒國內(nèi)外港口的成功經(jīng)驗(yàn)。

二、研究過程

（一）港口效率測(cè)定的三階段DEA方法

由于傳統(tǒng)的DEA方法忽略了環(huán)境因素和不確定因素對(duì)效率的影響，而結(jié)合了SFA模型的回歸分析法則充分考慮了環(huán)境因素和不確定因素帶來的影響。因此本文將采用傳統(tǒng)DEA和參數(shù)評(píng)價(jià)方法SFA相結(jié)合的三階段DEA方法來測(cè)定港口效率。

第一階段：DEA模型。采用傳統(tǒng)的DEA分解出規(guī)模和純技術(shù)效率等指標(biāo)。

第二階段：SFA模型。運(yùn)用SFA模型分析環(huán)境和不確定因素對(duì)港口效率的影響。

該階段主要目的是將第一階段的松弛量分解為環(huán)境效應(yīng)，管理非效率和統(tǒng)計(jì)噪音這三個(gè)部分，并考慮這三個(gè)部分對(duì)第一階段松弛量的影響。

SFA回歸模型的被解釋變量是第一階段產(chǎn)生的投入松弛量：

為第一階段第i個(gè)港口的第n種投入，為X的第n列，為第i個(gè)DUM的第n種投入值在效率前沿面的最優(yōu)映射。

第二階段SFA回歸模型的解釋變量是K個(gè)環(huán)境變量：

建立第二階段SFA回歸模型：

為確定可松弛前沿，βn為待估系數(shù)，vin+uin為誤差混合項(xiàng)。

假定反映統(tǒng)計(jì)噪音，反映管理非效率。假定并且vin，uin和zi間相互獨(dú)立。（2）式中N個(gè)回歸模型能夠通過最大似然法估計(jì)出來。每個(gè)回歸方程中的待估參數(shù)為。

第三階段：調(diào)整后的DEA模型。將第二階段經(jīng)SFA調(diào)整得到的投入數(shù)據(jù)與原始產(chǎn)出數(shù)據(jù)相組合，再次運(yùn)用BCC模型測(cè)算出包括寧波舟山港在內(nèi)5個(gè)港口的效率。通過選擇剔除環(huán)境因素和隨機(jī)干擾因素來確定效率指標(biāo)，能更準(zhǔn)確地反映了各個(gè)DMU的效率。

（二）樣本的確定

本文根據(jù)《愿景與行動(dòng)》文件，基于對(duì)五大港口群的分布格局、吞吐量狀況和數(shù)據(jù)可獲得性考慮，將選取寧波-舟山港、大連港、上海港、天津港和廈門港共5個(gè)港口作為研究對(duì)象。通過對(duì)這些港口效率的研究，充分認(rèn)識(shí)寧波-舟山港的發(fā)展問題和比較優(yōu)勢(shì)，并針對(duì)此提出優(yōu)化措施。

（三）評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定和說明

本文的投入指標(biāo)、產(chǎn)出指標(biāo)和環(huán)境指標(biāo)選取指標(biāo)見表 1

1.投入指標(biāo)的確定。本文使用生產(chǎn)法選擇投入指標(biāo)，生產(chǎn)用泊位處決定了船只在港外等待的時(shí)間。港口投資建設(shè)水平反映港口的軟硬件實(shí)力及未來的發(fā)展?jié)摿?，港口設(shè)施設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量能夠直接反映港口作業(yè)效率，因此選擇岸橋數(shù)量作為投入指標(biāo)之一。

2.產(chǎn)出指標(biāo)的確定。港口主要從事與運(yùn)輸相關(guān)的生產(chǎn)活動(dòng)，而與運(yùn)輸相關(guān)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)主要通過吞吐量來體現(xiàn)。因此選擇集裝箱吞吐量和貨物吞吐量作為港口主要的產(chǎn)出指標(biāo)。

3.環(huán)境因素指標(biāo)的確定。港口的運(yùn)作過程受企業(yè)內(nèi)部和環(huán)境和外部宏觀環(huán)境的共同影響。由于進(jìn)行第二階段SFA回歸分析的主要目的是排除環(huán)境因素對(duì)港口效率的影響，同時(shí)港口效率研究必須考慮到其他因素的影響。在投資額沒有變化的情況下，進(jìn)出口貿(mào)易額可能會(huì)對(duì)港口的國內(nèi)生產(chǎn)總值產(chǎn)生重大影響。本文選擇的直接經(jīng)濟(jì)腹地GDP是指港口所在的城市。貨物周轉(zhuǎn)量反映了港口和腹地集疏系統(tǒng)的通達(dá)性，在缺少數(shù)據(jù)的情況下以貨物周轉(zhuǎn)率代替。

三、實(shí)證結(jié)果及分析

（一）一階段DEA效率值及效率分析

在忽略環(huán)境和不確定因素的前提下，使用deap2.1對(duì)2019年中國5個(gè)主要港口進(jìn)行測(cè)度并分析。結(jié)果如表 2所示。

從表2可知，2019年寧波-舟山港等中國主要5個(gè)港口在不考慮環(huán)境因素和隨機(jī)干擾因素下，一階段3個(gè)效率的平均值分別為0.866、0.993、0.873。

由于綜合技術(shù)效率是對(duì)DMU的資源使用效率等多方面能力的綜合評(píng)估，純技術(shù)效率是衡量企業(yè)在某些因素影響下的生產(chǎn)效率，用于反映各生產(chǎn)要素的比例。寧波-舟山港的綜合技術(shù)效率為0.629，純技術(shù)效率為1，其作為國內(nèi)大港在規(guī)?；同F(xiàn)代化程度方面均忝列國內(nèi)港口前茅，綜合技術(shù)效率偏低在一定程度上反映了其資源閑置的問題較為嚴(yán)重。

將寧波-舟山港與其余四個(gè)港口進(jìn)行對(duì)比，綜合技術(shù)效率為1的港口有大連港和廈門港，大連港和廈門港的技術(shù)綜合技術(shù)效率較高而傳統(tǒng)港口上海港和寧波-舟山港的效率值明顯低于平均值。在技術(shù)效率方面，天津港純技術(shù)效率低于1，其余港口規(guī)模有效。從規(guī)模報(bào)酬來看，大連港和廈門港的規(guī)模報(bào)酬已經(jīng)達(dá)到相對(duì)最優(yōu)的狀態(tài)，而天津港、上海港和寧波—舟山港處于規(guī)模報(bào)酬遞減階段。可以注意到，規(guī)模報(bào)酬遞減的港口大多是吞吐量排名在前的大港口，而規(guī)模較小和發(fā)展迅速的港口則是小港口，表明港口的規(guī)模報(bào)酬不是越大越能反映港口的發(fā)達(dá)程度。由此可知上海港、寧波—舟山港、天津港的問題不是由于投入-產(chǎn)出不足和冗余造成的，而是投入-產(chǎn)出和港口規(guī)模大小不一所致。

（二）二階段SFA回歸分析

將第一階段三個(gè)投入變量的松弛變量作為解釋變量，故選取直接經(jīng)濟(jì)腹地GDP、進(jìn)出口貿(mào)易總額和貨物周轉(zhuǎn)量作為解釋變量。在第二階段SFA回歸分析階段，調(diào)整每個(gè)港口的初始輸入值，客觀衡量各港口效率，分別分解后使用Frontier進(jìn)行回歸分析，結(jié)果如錯(cuò)誤！未找到引用源。所示。

將大部分回歸系數(shù)通過T檢驗(yàn)，可以看出模型的擬合度較高，具有較好的解釋力。由于gamma體現(xiàn)的是管理無效率方差占據(jù)總方差的比值，因此，判斷一個(gè)數(shù)據(jù)是否符合隨即前沿模型的依據(jù)就是考察gamma的取值。gamma越趨于零表示管理效率的差異越不明顯。通過檢驗(yàn)結(jié)果可以看出，三個(gè)變量的gamma值都是0.999，同時(shí)通過1%的顯著性檢驗(yàn)，這意味著需要剔除環(huán)境和不確定因素的影響。

松弛結(jié)果分析：A.生產(chǎn)用泊位數(shù)松弛。三個(gè)環(huán)境變量都通過了T值檢驗(yàn)，表明統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯著。直接經(jīng)濟(jì)腹地進(jìn)出口總額參數(shù)估計(jì)值小于0，說明直接經(jīng)濟(jì)腹地進(jìn)出口總額的擴(kuò)大，可以減少投入的浪費(fèi)，從而提高港口效率。B.港口投資建設(shè)水平松弛。直接經(jīng)濟(jì)腹地進(jìn)出口總額和直接經(jīng)腹地GDP沒有通過T值檢驗(yàn)，表明統(tǒng)計(jì)結(jié)果不顯著。貨物周轉(zhuǎn)量對(duì)港口投資松弛呈負(fù)相關(guān)且結(jié)果顯著。C.岸橋數(shù)量松弛。三個(gè)環(huán)境變量都通過了顯著性檢驗(yàn)，說明所研究的環(huán)境變量對(duì)港口效率提升具有促進(jìn)作用。

（三）三階段DEA效率值分析

將選取的五個(gè)港口置于相同的環(huán)境條件和隨機(jī)誤差水平下，得出三階段DEA的效率值，調(diào)整后的投入值如表所示，第三階段效率值如表 4所示。

（四）三階段效率值比較分析

通過比較分析表 2和表 5可知，第一階段和第三階段的有效決策單元個(gè)數(shù)不同，分別為4個(gè)、5個(gè)，這說明所選取的五個(gè)港口置于相同的環(huán)境下進(jìn)行效率評(píng)估，更能真實(shí)的反應(yīng)所研究港口的經(jīng)營管理效率。同時(shí)，港口綜合技術(shù)效率和規(guī)模效率的均值有所降低，說明在投入變量的調(diào)整中，環(huán)境及不可控因素產(chǎn)生了一定影響。純技術(shù)從第一階段的0.993增加到1，說明剔除了不確定因素的影響后，港口純技術(shù)效率要比實(shí)際的港口純技術(shù)效率高。應(yīng)當(dāng)考慮環(huán)境對(duì)兩個(gè)階段的影響，而三階段的結(jié)果能夠更好反映港口的實(shí)際效率。

因此第三階段的結(jié)果為考慮優(yōu)化效率提供了基礎(chǔ)。在綜合效率方面，經(jīng)過數(shù)據(jù)調(diào)整，所研究的港口的效率仍處于較低水平;純技術(shù)上，調(diào)整后的港口純技術(shù)效率均等于1但綜合技術(shù)效率小于1，說明這些港口的規(guī)模與投入產(chǎn)出不協(xié)調(diào)問題仍然十分突出;在規(guī)模效率方面，數(shù)據(jù)調(diào)整后，除寧波-舟山港和上海港外，港口的規(guī)模報(bào)酬均處于遞增階段，說明環(huán)境因素對(duì)這些港口產(chǎn)生了不利影響。而寧波-舟山港與上海港則是受到生產(chǎn)要素的限制導(dǎo)致生產(chǎn)要素投入不能滿足，亦或是自身規(guī)模較大而導(dǎo)致的管理效率低。

四、結(jié)論與建議

本文運(yùn)用三階段DEA模型實(shí)證測(cè)算了在“一帶一路”背景下，2019年以寧波-舟山港為首的5個(gè)港口的效率，得出以下結(jié)論：寧波—舟山港的總體效率較低;規(guī)模與投入產(chǎn)出不協(xié)調(diào);規(guī)模報(bào)酬處于遞減階段。并對(duì)此制定措施和建議，優(yōu)化港口的效率，以使沿海地區(qū)可以通過港口進(jìn)行更好的溝通和發(fā)展。

（一）促進(jìn)港口資源重置，提高資源利用效率

寧波-舟山港應(yīng)當(dāng)注重港口資源整合重置并合理開發(fā)岸線資源，以提高資源配置效率和使用效率。通過促進(jìn)資源整合從“質(zhì)”向“量”的轉(zhuǎn)變提升，由“吞吐量”硬指標(biāo)轉(zhuǎn)向“功能服務(wù)”軟實(shí)力的提升。除此之外，港口應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)碼頭的開發(fā)和利用，加強(qiáng)大宗干散貨碼頭和集裝箱碼頭的建設(shè)。

（二）完善港口管理機(jī)制，加強(qiáng)員工激勵(lì)制度

針對(duì)寧波-舟山港規(guī)模與投入產(chǎn)出不協(xié)調(diào)的問題，應(yīng)當(dāng)完善港口管理制度?？梢試L試借鑒由政府主導(dǎo)開發(fā)或干預(yù)配合的方式進(jìn)行管理。其次在員工管理方面，企業(yè)管理的人合性對(duì)員工的積極性和創(chuàng)造性思維產(chǎn)生了一定影響，因此制定具有吸引力的工作水平，完善員工的福利待遇，增加員工工作的安全感間接會(huì)提高企業(yè)的效率。

（三）提高信息化水平，加強(qiáng)設(shè)施設(shè)備研發(fā)

寧波-舟山港目前處于規(guī)模報(bào)酬遞減階段，其原因不乏由于規(guī)模的擴(kuò)大而導(dǎo)致的內(nèi)部管理越趨復(fù)雜。因此提高企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)處理的電子化及自動(dòng)化水平以提升信息處理的效率。在設(shè)備研發(fā)方面，寧波-舟山港可以借鑒我國最大的集裝箱橋吊青島港的措施，加大對(duì)港口相關(guān)技術(shù)設(shè)備的投資研發(fā)，形成自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高自身效率。

（四）完善合作機(jī)制，加強(qiáng)互動(dòng)和競(jìng)爭(zhēng)。

地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展可以大力推動(dòng)其內(nèi)部港口的發(fā)展，寧波-舟山港可以加強(qiáng)于浙江其他地區(qū)的合作，并利用獨(dú)特的地理優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)與同位于長(zhǎng)三角港口群的上海港的合作，發(fā)揮港口聯(lián)盟優(yōu)勢(shì)。

（作者單位：寧波財(cái)經(jīng)學(xué)院）

資金資助：2020年國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2320200016）的研究成果。