基于超效率SBM-Undesirable模型的湖北公路運(yùn)輸效率評(píng)價(jià)

詹斌， 鄭撼昊

(武漢理工大學(xué) 交通學(xué)院， 湖北 武漢 430063)

隨著交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施，湖北進(jìn)入加快建設(shè)交通強(qiáng)省的發(fā)力階段，湖北交通運(yùn)輸發(fā)展站在了新的歷史起點(diǎn)上。2019年湖北全省交通運(yùn)輸業(yè)完成固定資產(chǎn)投資約2 593億元，其中公路運(yùn)輸約640億元，占24.6%；公路客運(yùn)周轉(zhuǎn)量492億人·km，貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量2 968億t·km，分別占全省客貨運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量的37%和43%?？梢?jiàn)，公路運(yùn)輸水平是湖北交通運(yùn)輸發(fā)展中至關(guān)重要的一環(huán)，直接影響湖北交通強(qiáng)省戰(zhàn)略的實(shí)施。對(duì)湖北公路運(yùn)輸效率進(jìn)行研究，是促進(jìn)湖北公路運(yùn)輸發(fā)展的基本路徑，也是貫徹湖北交通強(qiáng)省戰(zhàn)略的內(nèi)在要求。

已有學(xué)者對(duì)不同國(guó)家和地區(qū)的公路運(yùn)輸效率進(jìn)行了分析，如Sami Jarboui等運(yùn)用隨機(jī)前沿分析法對(duì)18個(gè)國(guó)家公共運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)商的效率進(jìn)行了測(cè)量；Cinzia Daraio等運(yùn)用隨機(jī)前沿分析法和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法，從運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性角度對(duì)羅馬公共交通的效率和有效性進(jìn)行了研究；孟郁通過(guò)構(gòu)建SBM-DEA模型，對(duì)四川公路運(yùn)輸效率的空間差異進(jìn)行了比較；馮麗霞采用DEA-Malmquist方法分析了吉林省公路運(yùn)輸系統(tǒng)效率時(shí)間的演化特征。在公路運(yùn)輸效率評(píng)價(jià)中，對(duì)環(huán)境污染等非期望產(chǎn)出的考量難以避免，且使用傳統(tǒng)DEA模型存在所得效率區(qū)間限制在[0，1]和模型存在“徑向”、“角度”等問(wèn)題，“徑向”即要求模型中的投入產(chǎn)出增加或減少的變化同比例，“角度”即基于投入或產(chǎn)出導(dǎo)向的單一角度來(lái)進(jìn)行效率測(cè)度，關(guān)注固定投入或固定產(chǎn)出時(shí)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)出或投入變化的程度，都可能使結(jié)果存在較大誤差。超效率SBM-Undesirable模型能較好地解決上述問(wèn)題，增加模型的精度，使分析結(jié)果更全面、可信。為此，該文采用超效率SBM-Undesirable模型對(duì)湖北省2010—2019年公路運(yùn)輸效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 模型建立

1.1 超效率SBM-Undesirable模型

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)包絡(luò)模型盡管能對(duì)決策單元的相對(duì)有效性作出評(píng)價(jià)，但由于模型本身是基于徑向角度的，加上未考慮松弛變量，所得效率評(píng)價(jià)結(jié)果難免與實(shí)際水平有偏差。SBM模型克服了傳統(tǒng)DEA模型無(wú)法對(duì)松弛變量進(jìn)行衡量的缺陷，并利用非徑向方法提升了效率評(píng)價(jià)的可靠性。在SBM模型中考慮非期望產(chǎn)出，即可得到SBM-Undesirable模型。超效率DEA模型能解決多個(gè)相對(duì)有效的決策單元之間的效率比較問(wèn)題，將處于效率前沿面上的DMU作進(jìn)一步區(qū)分。將上述模型結(jié)合，得到超效率SBM-Undesirable模型。

1.2 Tobit模型

在使用傳統(tǒng)DEA模型對(duì)公路運(yùn)輸效率進(jìn)行測(cè)度時(shí)，所得效率值為分布在[0，1]內(nèi)的離散值，使用超效率SBM模型也存有同樣的相關(guān)限制。若采用最小二乘法將這些離散分布的效率值數(shù)據(jù)作為因變量進(jìn)行估計(jì)，可能會(huì)存在參數(shù)估計(jì)產(chǎn)生較大誤差的問(wèn)題。因此，使用Tobit模型(也稱受限因變量模型)進(jìn)行回歸，并利用極大似然估計(jì)法對(duì)模型進(jìn)行估計(jì)。Tobit模型的基本形式為：

Y*=βX+μμ～N(0,δ2)

式中：Y為效率值向量；Y*為橫截因變量向量；β為相關(guān)系數(shù)向量；X為自變量向量；μ為服從正態(tài)分布的誤差項(xiàng)。

2 指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)上面的分析，公路運(yùn)輸效率測(cè)度涉及的指標(biāo)包括投入指標(biāo)、期望產(chǎn)出指標(biāo)和非期望產(chǎn)出指標(biāo)，考慮到研究背景和目的，在構(gòu)建效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)不僅要參考既有相關(guān)研究成果，選取的指標(biāo)還要符合交通強(qiáng)國(guó)的相關(guān)要求。交通強(qiáng)國(guó)要求基礎(chǔ)設(shè)施布局完善、立體互聯(lián)，交通裝備先進(jìn)適用、完備可控，運(yùn)輸服務(wù)便捷舒適、經(jīng)濟(jì)高效，科技創(chuàng)新富有活力、智慧引領(lǐng)，安全保障完善可靠、反應(yīng)快速，綠色發(fā)展節(jié)約集約、低碳環(huán)保，開(kāi)放合作面向全球、互利共贏，人才隊(duì)伍精良專業(yè)、創(chuàng)新奉獻(xiàn)，完善治理體系、提升治理能力。根據(jù)上述要求篩選的投入和產(chǎn)出指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 湖北公路運(yùn)輸效率評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

投入指標(biāo)分為基礎(chǔ)設(shè)施、交通裝備、人才建設(shè)3個(gè)方面，選取公路總里程作為反映湖北在基礎(chǔ)設(shè)施方面投入水平的指標(biāo)，交通裝備方面選取運(yùn)輸車輛保有量，人才建設(shè)方面選取從業(yè)人員數(shù)量。

產(chǎn)出指標(biāo)包括期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出兩方面，其中期望產(chǎn)出為運(yùn)輸服務(wù)，考慮到模型對(duì)于指標(biāo)數(shù)量的限制，選取能涵蓋公路客運(yùn)和貨運(yùn)兩方面產(chǎn)出的復(fù)合指標(biāo)綜合換算周轉(zhuǎn)量來(lái)表示；非期望產(chǎn)出包含安全保障和綠色發(fā)展兩方面，分別選取傷亡人數(shù)、二氧化碳排放量作為其產(chǎn)出指標(biāo)。二氧化碳排放量不能直接由相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料獲得，采取自上而下的方式由能源消耗量通過(guò)下式計(jì)算：

式中：P為公路運(yùn)輸所排放的二氧化碳總量；Hi、Ni分別為第i種能源的消耗總量和折算標(biāo)準(zhǔn)煤的系數(shù)；K為標(biāo)準(zhǔn)煤的二氧化碳排放系數(shù)，其值可參考《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》獲得。

3 實(shí)證分析

3.1 湖北公路運(yùn)輸效率測(cè)度

選取2010—2019年湖北各轄市(州)的投入、產(chǎn)出數(shù)據(jù)(來(lái)源于歷年湖北統(tǒng)計(jì)年鑒、湖北交通統(tǒng)計(jì)年鑒、中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒及各市州的統(tǒng)計(jì)年鑒等)，運(yùn)用超效率SBM-Undesirable模型計(jì)算湖北及其各市(州)各年的公路運(yùn)輸綜合效率，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 2010—2019年湖北各市(州)公路運(yùn)輸綜合效率值

計(jì)算湖北及其13市(州)2010—2019年公路運(yùn)輸綜合效率的平均值，并將湖北分為武漢城市圈、鄂西北地區(qū)、鄂西南地區(qū)三大區(qū)域分別計(jì)算各區(qū)域市(州)公路運(yùn)輸平均效率的幾何平均值作為該區(qū)域的平均效率，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知：1) 武漢市的公路運(yùn)輸效率均值最高，為1.131 6，公路運(yùn)輸?shù)耐度胭Y源能得到有效利用；恩施州的效率均值最低，為0.255 2，存在很大改進(jìn)空間。2) 不同地區(qū)的公路運(yùn)輸效率差距明顯，位于前五位的分別是武漢、孝感、襄陽(yáng)、黃岡和宜昌，這可能與湖北省政府“一主兩副多級(jí)”戰(zhàn)略的實(shí)施有關(guān)，湖北在致力于城市發(fā)展和建設(shè)的過(guò)程中，也加速了這些地區(qū)的交通運(yùn)輸發(fā)展，帶動(dòng)了公路運(yùn)輸效率的提升。3) 三大區(qū)域中，公路運(yùn)輸平均效率最高的為武漢城市圈，其次為鄂西北地區(qū)和鄂西南地區(qū)，其平均效率值分別為0.912 9、0.796 1和0.644 7。

表3 湖北各地區(qū)2010—2019年公路運(yùn)輸效率均值及排名

3.2 湖北公路運(yùn)輸效率影響因素分析

3.2.1 影響因素選取

通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的整理，參考交通強(qiáng)國(guó)相關(guān)要求，將影響湖北公路運(yùn)輸效率的因素分為社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平、對(duì)外開(kāi)放水平、運(yùn)輸供給質(zhì)量、人才培養(yǎng)水平和綠色發(fā)展水平6個(gè)方面?？紤]指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲性及代表性，選取湖北各地區(qū)公路運(yùn)輸綜合效率為因變量，人均地區(qū)生產(chǎn)總值、公路總里程、等級(jí)公路占比、對(duì)外貿(mào)易總額、公路運(yùn)輸從業(yè)人員數(shù)量和能源消耗量分別作為代表6個(gè)影響因素的自變量。

3.2.2 實(shí)證結(jié)果

使用Eviews9軟件對(duì)前文建立的Tobit模型進(jìn)行面板數(shù)據(jù)回歸分析，考慮到各變量數(shù)值相差較大，分析前對(duì)所有解釋變量進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理。回歸分析結(jié)果見(jiàn)表4。

從表4可看出：1) 湖北省社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件與公路運(yùn)輸效率成正相關(guān)，說(shuō)明社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平是公路運(yùn)輸穩(wěn)定發(fā)展的重要支撐，不但可為公路運(yùn)輸發(fā)展提供充足的資金保障，使其擴(kuò)大規(guī)模形成規(guī)模效應(yīng)，還能帶動(dòng)運(yùn)輸需求進(jìn)而促進(jìn)公路運(yùn)輸管理和技術(shù)水平的提升，從而提高其綜合運(yùn)輸效率。2) 公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平與湖北省公路運(yùn)輸效率成正相關(guān)，公路基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展有助于擴(kuò)大公路運(yùn)輸規(guī)模，提升公路運(yùn)輸能力，從而促進(jìn)其綜合效率的提升。3) 運(yùn)輸供給質(zhì)量與公路運(yùn)輸效率表現(xiàn)為正相關(guān)，等級(jí)公路占比可從一定程度上反映公路運(yùn)輸?shù)墓┙o水平，隨著湖北公路運(yùn)輸供給質(zhì)量的提升，更多的運(yùn)輸需求能得到滿足，公路運(yùn)輸效率提高。4) 開(kāi)放合作水平與公路運(yùn)輸效率成正相關(guān)，對(duì)外開(kāi)放水平是影響公路運(yùn)輸效率的重要因素之一。其原因可能是對(duì)外開(kāi)放程度的提升可一定程度上帶動(dòng)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和運(yùn)輸需求的提升，從而提高運(yùn)輸效率。5) 人才培養(yǎng)因素在模型中顯示出對(duì)效率值的正向影響，但其在顯著性水平上未通過(guò)檢驗(yàn)，在統(tǒng)計(jì)意義上并沒(méi)有顯著性。原因可能是在研究時(shí)間內(nèi)湖北公路的總體管理水平和規(guī)模尚未達(dá)到最優(yōu)，從業(yè)人員數(shù)量的變化對(duì)公路運(yùn)輸效率的影響并不顯著。6) 綠色發(fā)展因素選取的能源消耗量對(duì)湖北公路運(yùn)輸效率的影響也是負(fù)向的，原因可能是能源消耗量的增加會(huì)帶來(lái)更多的環(huán)境治理成本，而這些成本又一定程度上影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平，從而影響公路運(yùn)輸綜合效率。

表4 湖北公路運(yùn)輸效率影響因素Tobit分析結(jié)果

4 結(jié)論及相關(guān)建議

以提升湖北公路運(yùn)輸效率為目的，建立效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用超效率SBM-Undesirable模型與Tobit模型測(cè)算湖北及其13市(州)2010—2019年公路運(yùn)輸效率及影響因素，結(jié)論及建議如下：

(1) 湖北省2010—2019年的平均公路運(yùn)輸效率為1.007 6，總體有效且呈上升趨勢(shì)；武漢城市圈的平均公路運(yùn)輸效率與其他兩大區(qū)域差距較明顯，鄂西北地區(qū)平均效率高于鄂西南地區(qū)，區(qū)域差異較顯著。需優(yōu)化運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)區(qū)域運(yùn)輸發(fā)展，可考慮各地區(qū)實(shí)際情況，對(duì)于鄂西南及鄂西北內(nèi)部分公路運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施不發(fā)達(dá)的地區(qū)給與適當(dāng)?shù)馁Y金和政策支持，提升其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平。另一方面公路等級(jí)的提升有助于公路運(yùn)輸技術(shù)效率的提升，在這些區(qū)域建設(shè)新的高等級(jí)公路的同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有低等級(jí)公路進(jìn)行升級(jí)改造，并加強(qiáng)對(duì)運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的養(yǎng)護(hù)，使其適應(yīng)運(yùn)輸需求的增長(zhǎng)，減少區(qū)域間公路運(yùn)輸水平的差異，使湖北各區(qū)域間的公路運(yùn)輸均衡發(fā)展。

(2) 各影響因素中湖北省的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平、對(duì)外開(kāi)放水平、運(yùn)輸供給質(zhì)量、綠色發(fā)展水平對(duì)公路運(yùn)輸效率的影響相對(duì)顯著，其中人均地區(qū)生產(chǎn)總值、公路總里程、等級(jí)公路占比和對(duì)外貿(mào)易總額指標(biāo)對(duì)公路運(yùn)輸效率的影響為正向，公路運(yùn)輸從業(yè)人員數(shù)量對(duì)公路運(yùn)輸效率的影響并不具備統(tǒng)計(jì)意義的顯著性，而綠色發(fā)展因素對(duì)公路運(yùn)輸效率的影響相對(duì)顯著且能源消耗量對(duì)公路運(yùn)輸效率的影響為負(fù)向。除需優(yōu)化運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施外，還需擴(kuò)大對(duì)外開(kāi)放規(guī)模，拉動(dòng)運(yùn)輸需求增長(zhǎng)。對(duì)外開(kāi)放水平的提升可促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，湖北雖地處內(nèi)陸，但東承“長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶”發(fā)展布局，西接“一帶一路”重大戰(zhàn)略，擁有良好的開(kāi)放基礎(chǔ)，可考慮合理引進(jìn)外商投資，吸引外部?jī)?yōu)秀企業(yè)，帶動(dòng)本地產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從而拉動(dòng)運(yùn)輸需求，推動(dòng)公路運(yùn)輸市場(chǎng)的發(fā)展，提升市場(chǎng)活力。再就是集約利用運(yùn)輸資源，促進(jìn)行業(yè)綠色發(fā)展。作為資源消耗型行業(yè)，公路運(yùn)輸綠色發(fā)展是湖北交通強(qiáng)省戰(zhàn)略實(shí)施的重要一環(huán)，湖北仍存在節(jié)能運(yùn)輸裝備應(yīng)用不足、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范滯后等問(wèn)題，難以適應(yīng)當(dāng)前公路運(yùn)輸綠色減排的需要。應(yīng)集約高效地利用運(yùn)輸資源，提升湖北公路的綠色發(fā)展水平。一是大力推廣新能源汽車，增加清潔能源的使用率，并完善相關(guān)配套設(shè)施；二是強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，優(yōu)化節(jié)能統(tǒng)計(jì)體系，引進(jìn)先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，探索實(shí)行更科學(xué)的管控措施；三是強(qiáng)化綠色交通意識(shí)的形成，通過(guò)宣傳引導(dǎo)群眾自覺(jué)形成低碳出行理念；四是嚴(yán)格落實(shí)生態(tài)保護(hù)措施，在公路運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中將生態(tài)因素作為選線選址的重要標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)公路綠化美化，建設(shè)公路綠色廊道等；五是加大公路運(yùn)輸行業(yè)綠色領(lǐng)域科研的投入，引進(jìn)和培養(yǎng)專業(yè)人才，加快相關(guān)科技成果轉(zhuǎn)化。