收費公路運營效率測度及時空分異研究

魏曉，徐海成

(長安大學 經(jīng)濟與管理學院，陜西 西安 710064)

在高質(zhì)量發(fā)展和交通強國建設(shè)背景下，基礎(chǔ)設(shè)施的持續(xù)建設(shè)和運營維護已經(jīng)成為重要的研究議題[1-3]。改革開放40多年來，中國收費公路取得了快速發(fā)展，與此同時，收費公路的大規(guī)模建設(shè)也積累了不少債務。基礎(chǔ)設(shè)施自償率是基礎(chǔ)設(shè)施可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵指標[4]，收費公路運營效率直接關(guān)系到收費公路的償債能力和可持續(xù)發(fā)展能力，提高收費公路的運營效率迫在眉睫。

收費公路運營效率的現(xiàn)有研究主要聚焦在收費公路行業(yè)層面和收費公路運營企業(yè)層面，關(guān)注問題主要在于收費公路行業(yè)政府行政壟斷、規(guī)制失靈、租值耗散和X-非效率問題[5]，大都從投融資、運營模式以及政府規(guī)制等方面提出改革路徑。徐海成等使用三階段DEA模型剔除外部環(huán)境因素的影響測度了收費公路行業(yè)的運營效率，進而采用Tobit回歸模型分析了政府還貸公路里程對收費公路行業(yè)運營效率的影響，認為收費公路特許經(jīng)營和政府收費“雙軌制”運營模式下，政府收費模式比特許經(jīng)營模式效率更低，因此特許經(jīng)營是未來收費公路運營改革的必經(jīng)之路[6]。WEI et al.等使用超效率SBM(Slacks-Based Measure)模型測度了高速公路上市公司的運營效率，并從產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)、資產(chǎn)負債率和規(guī)模等方面探究了高速公路上市公司運營效率的影響因素[7]。徐海成等使用半?yún)?shù)估計法測度了以政府還貸公路運營維護為主營業(yè)務的國有收費公路企業(yè)的全要素生產(chǎn)率，并進一步基于Sequential-Malmquist指數(shù)法對效率進行分解研究，提出了收費公路投融資改革和企業(yè)市場化改革的建議[8]。XU et al.通過實證檢驗規(guī)模增長對收費公路運營效率的影響，發(fā)現(xiàn)收費公路規(guī)模擴張并沒有帶來顯著的規(guī)模經(jīng)濟效應，根源在于政府收費模式下，地方政府分區(qū)域運營本省收費公路破壞了收費公路運營的最優(yōu)規(guī)模[9]。

收費公路運營效率研究的現(xiàn)有成果對于實施有效的收費公路運營管理具有重要意義，然而，運營效率的空間分布和演化方面的研究尚有不足。收費公路運營效率不僅取決于運營管理和維護費用，而且受經(jīng)濟發(fā)展和車流量水平的影響。收費公路是典型的網(wǎng)絡性基礎(chǔ)設(shè)施，不僅通過影響本地的可達性從而吸引生產(chǎn)要素流動，而且還會通過沿線網(wǎng)絡影響其他地區(qū)的經(jīng)濟活動[10]，收費公路運營具有較強的路網(wǎng)空間關(guān)聯(lián)性[11]。因此，研究收費公路運營效率及其時空特征可以從宏觀層面為收費公路降本增效提供決策支持。本文采用SBM模型測度了中國29個省份收費公路的運營效率，進而采用泰爾指數(shù)和Moran’s I指數(shù)分析了收費公路運營效率的時空演化規(guī)律。

一、模型與變量

(一)運營效率測度模型及投入產(chǎn)出變量

1.SBM模型

SBM模型已經(jīng)被廣泛應用于收費公路和其他基礎(chǔ)設(shè)施的運營效率測算[12]。傳統(tǒng)DEA模型假定投入或產(chǎn)出只能以相同的比例同時減小或者增大，這一設(shè)定使得投入產(chǎn)出的調(diào)整缺乏靈活性并且與現(xiàn)實情況不太一致。SBM模型通過引入松弛變量有效克服了傳統(tǒng)DEA模型基于徑向和角度的距離函數(shù)的不足，使得測算結(jié)果更加精確。本文使用非導向的SBM模型測度收費公路運營效率。SBM模型測度收費公路運營效率的距離函數(shù)通過如下線性規(guī)劃式求解：

(1)

2.投入產(chǎn)出變量

參考現(xiàn)有針對收費公路行業(yè)整體運營效率測度研究進行投入產(chǎn)出變量的選擇，現(xiàn)有對中國各省份收費公路行業(yè)整體運營效率進行測度的研究都是選取了通行費收入作為產(chǎn)出變量，而將收費公路運營環(huán)節(jié)中的運營管理支出和養(yǎng)護支出作為投入變量[6-7]。本文在此基礎(chǔ)上，將收費公路里程納入投入變量，最終選擇了收費公路里程、運營管理支出和養(yǎng)護支出作為投入變量。同時，考慮到收費公路不可避免地承擔著部分社會職能，收費公路免收通行費政策力度不斷加大，尤其是2020年以來全球新冠肺炎疫情的影響下交通運輸部實行了一系列免收通行費政策。因此，本文將通行費減免與實際通行費收入之和作為收費公路運營環(huán)節(jié)的產(chǎn)出變量。

本文選擇的所有用于測度收費公路運營效率的投入產(chǎn)出變量及其包含的詳細支出項目如表1所示。

表1 收費公路運營效率測度的投入產(chǎn)出指標

3.樣本與數(shù)據(jù)來源

交通運輸部自2013年開始連續(xù)發(fā)布收費公路統(tǒng)計公報數(shù)據(jù)，由于2013年較多省份收費公路統(tǒng)計公報數(shù)據(jù)缺失，為了確保數(shù)據(jù)的準確性和一致性，使用了2014—2020年29個省份完整的收費公路運營數(shù)據(jù)，由于海南省實行年票制，并且西藏自治區(qū)沒有收費公路，因此，海南省和西藏自治區(qū)沒有納入本文的研究范圍。按照國家統(tǒng)計局的劃分標準，進一步將所有研究樣本分為東部、中部和西部3個區(qū)域。數(shù)據(jù)來源于2014—2020年各省份收費公路統(tǒng)計公報及收費公路統(tǒng)計公報解讀。

(二)時空分析模型

1.泰爾指數(shù)

使用泰爾指數(shù)測度收費公路運營效率的區(qū)域差異程度。泰爾指數(shù)可以將區(qū)域差異分解為區(qū)域內(nèi)差異和區(qū)域間差異，進而分別衡量區(qū)域內(nèi)差異和區(qū)域間差異對總體差異的貢獻率。參照王軍等的研究[13]，泰爾指數(shù)的計算公式

(2)

(3)

(4)

(5)

式中:Tb為區(qū)域間差異，Tw為區(qū)域內(nèi)差異;k表示第k個區(qū)域，K為研究樣本中區(qū)域總數(shù)，yk表示第k個區(qū)域的收費公路運營效率，nk表示第k個區(qū)域中省份總數(shù)，i∈gk表示第k個區(qū)域內(nèi)的省份i。進而可以計算出區(qū)域內(nèi)差異和區(qū)域間差異對總體差異的貢獻率，區(qū)域間差異對總體差異的貢獻率用Db表示，區(qū)域內(nèi)差異對總體差異的貢獻率用Dw表示，公式如下

(6)

(7)

2.Moran’s I指數(shù)

使用局部Moran’s I指數(shù)檢驗鄰近省份之間收費公路運營效率的關(guān)聯(lián)性，從而刻畫各省份收費公路運營效率的空間相關(guān)性和空間集聚狀態(tài)。全局Moran’s I指數(shù)可以檢驗所有省份收費公路運營效率的整體集聚情況，而局部Moran’s I指數(shù)可以進一步識別收費公路運營效率形成集聚的具體位置和局部省份之間收費公路運營效率的空間相關(guān)性。參照許慶等的研究[14]，全局Moran’s I指數(shù)和局部Moran’s I指數(shù)的計算公式

(8)

(9)

二、結(jié)果分析

(一)運營效率的變化趨勢及空間分布特征

借助Stata軟件，基于SBM模型和本文選擇的收費公路投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)對2014—2020年中國29個省份收費公路運營效率進行了測算，結(jié)果如表2所示。

表2 2014—2020年收費公路運營效率

1.時序演化

從中國收費公路行業(yè)整體來看，全國收費公路運營效率的均值為0.693，說明中國收費公路運營效率整體上偏低。這一結(jié)果與已有收費公路行業(yè)運營效率的測度結(jié)果相比差異不大[6]。圖1展示了全國、東部、中部和西部地區(qū)收費公路運營效率均值的變化趨勢。全國、東部、中部和西部地區(qū)收費公路運營效率在2014—2020年之間沒有明顯的增長趨勢，卻于2017年和2020年出現(xiàn)了明顯的下降。

圖1 全國、東部、中部和西部地區(qū)收費公路運營效率均值的時變趨勢

這一現(xiàn)象可能是收費公路里程的變化所導致。第一，存量收費公路的車流量和通行費收入隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展逐年增加。第二，新增收費公路雖然也在大幅增加，然而，近年來隨著路網(wǎng)的完善，新增收費公路大多處于地理位置偏遠、車流量較小的貧困地區(qū)，收費公路的建設(shè)更多地出于社會效益或者鄉(xiāng)村振興考慮，這些新增收費公路的經(jīng)濟效益較差，這樣就會平抵經(jīng)濟效率較好的收費公路通行費收入的增加。第三，大量政府還貸二級公路在這一期間取消收費。政府還貸二級公路收費的取消，意味著這些已有的可以收費的公路失去了通行費收入，使得產(chǎn)出下降，而且現(xiàn)有實證研究表明，取消二級公路收費之后，不僅沒有增加公路的吸引力從而分擔更多其他運輸方式的貨運量，反而造成一些車輛的“繞道”行為[15]，部分車輛避開收費的高速公路轉(zhuǎn)而從取消收費的二級公路通行，這無疑使得收費的高速公路車流量被分散，車流量的下降造成通行費收入降低，運營效率大幅下降。

基于以上因素的影響，2017年全國和中部地區(qū)收費公路運營效率出現(xiàn)了明顯的下降，2017年政府還貸公路中二級公路里程由17 196公里減少到4 996公里，減少12 200公里，下降幅度高達70.9%，由此看出，政府還貸二級公路取消收費對運營效率的影響主要集中在中部地區(qū)。2019年和2020年建成通車收費公路項目較多，尤其是中西部地區(qū)[16]，2020年全球新冠肺炎疫情對經(jīng)濟發(fā)展和交通運輸帶來了一定的影響[17]，導致全國及中西部地區(qū)收費公路運營效率下降。而東部地區(qū)在2018年出現(xiàn)小幅下降之后并沒有太大影響，反而有所回升。這說明，中國收費公路仍然處于建設(shè)投入階段，大規(guī)模收費公路建設(shè)完成進入集中運營階段之后，收費公路運營效率會出現(xiàn)一定的增長趨勢。

2.空間分布

從區(qū)域?qū)用鎭砜矗瑬|部、中部和西部地區(qū)收費公路運營效率均值分別為：0.821、0.684和0.582，區(qū)域?qū)用嫔鲜召M公路運營效率呈東部-中部-西部遞減的分布形態(tài)，主要原因在于：一是東部沿海地區(qū)不論經(jīng)濟發(fā)展水平還是區(qū)位優(yōu)勢都使其收費公路具有較大的車流量，而中西部地區(qū)則經(jīng)濟發(fā)展較為落后、人口密度低以及地理位置偏僻因素導致收費公路車流量少；二是相較于東部地區(qū)，中西部地區(qū)收費公路中一級公路和二級公路較多而導致收費標準較低[18]。

從省際層面來看，各省份之間收費公路運營效率也具有較大的差異。收費公路運營效率排序前十的省份包括：東部地區(qū)的上海、浙江、江蘇、廣東、北京，中部地區(qū)的安徽、河南、湖北，以及西部地區(qū)的云南和貴州。雖然東中西部地區(qū)之間存在較大的差異，但并不是所有中西部省份收費公路運營效率均低于東部地區(qū)，東中西部各個地區(qū)內(nèi)部均存在著收費公路運營高效的省份和運營效率較低的省份，收費公路運營效率同時存在著區(qū)域內(nèi)部差距和區(qū)域之間的差距。可能與中國各項區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略的實施有關(guān)，長三角城市群、長江中游城市群、成渝城市群、長江經(jīng)濟帶、珠三角城市群、京津冀城市群等一系列政策的實施，使得收費公路運營效率的空間分布打破了早期的東中西部省份遞減的分布形態(tài)，實現(xiàn)了在東中西部分省份之間的部分趨同。

(二)運營效率的區(qū)域差異及其來源

為進一步識別收費公路運營效率的區(qū)域差異及其空間來源，計算得到2014—2020年收費公路運營效率的泰爾指數(shù)及其分解如表3所示。圖2展示了收費公路運營效率的泰爾指數(shù)、區(qū)域內(nèi)差異、區(qū)域間差異的變化趨勢，以及區(qū)域內(nèi)差異和區(qū)域間差異對總體差異的貢獻率。收費公路運營效率的泰爾指數(shù)均值為0.059，區(qū)域內(nèi)差異和區(qū)域間差異分別為0.048和0.011。收費公路運營效率的泰爾指數(shù)較小，說明收費公路運營效率存在區(qū)域差異，但是差異不大。整體上收費公路運營效率的區(qū)域差異呈下降趨勢，說明中國收費公路運營效率呈現(xiàn)出區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的趨勢。

表3 2014—2020年收費公路運營效率的泰爾指數(shù)及其分解

圖2 收費公路運營效率區(qū)域差異及來源

(三)運營效率的區(qū)域相關(guān)性

為探索收費公路運營效率的空間自相關(guān)性，使用探索性空間數(shù)據(jù)分析得到2014—2020年中國收費公路運營效率的全局Moran’s I指數(shù)，如表4所示。樣本期內(nèi)收費公路運營效率的Moran’s I指數(shù)均為正，并且在1%的顯著性水平上通過了檢驗，說明收費公路運營效率存在顯著的正向空間相關(guān)性，即本省與相鄰省份收費公路運營效率之間呈現(xiàn)出了空間集聚現(xiàn)象，相鄰省份的收費公路之間會受益于彼此公路基礎(chǔ)設(shè)施的完善和要素的流動，具有明顯的空間集聚效應。這與交通基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟增長關(guān)系的相關(guān)文獻研究結(jié)論是一致的，交通基礎(chǔ)設(shè)施通過集聚或擴散作用對本地或相鄰區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生溢出效應[19]，也就引起了本地或相鄰區(qū)域的經(jīng)濟活動和要素流動，收費公路的車流量增加，運營效率提高。

表4 中國收費公路運營效率Moran’s I檢驗

中國收費公路運營效率局部空間集聚如表5所示，圖3展示了收費公路運營效率的局部Moran’s I指數(shù)散點圖，可以看出，大部分省份都落在第一象限和第三象限，主要表現(xiàn)為“高-高”集聚和“低-低”集聚現(xiàn)象，少部分集中在第二象限和第四象限呈現(xiàn)出“高-低”和“低-高”集聚現(xiàn)象?！案?高”集聚省份主要是東部和中部地區(qū)，有上海、江蘇、浙江、安徽、河南、湖北、福建等地，而“低-低”集聚主要是中部和西部地區(qū)，有內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、甘肅、青海、寧夏、新疆等地。

表5 中國收費公路運營效率局部空間集聚

圖3 2014、2020年收費公路運營效率Moran’s I散點圖

進一步，表6顯示了2014和2020年收費公路運營效率空間自相關(guān)通過5%顯著性檢驗的省份?？梢钥闯?，收費公路運營效率較接近的地區(qū)在地理空間分布上同樣相對集中。中國收費公路運營效率呈現(xiàn)出顯著的空間相關(guān)性和集聚趨勢，具體而言，中國顯著的“高-高”集聚區(qū)域為江蘇和浙江等地，而內(nèi)蒙古和甘肅等地表現(xiàn)為顯著的“低-低”集聚。中國西北地區(qū)呈現(xiàn)出了收費公路運營效率的低值集聚區(qū)，而東部沿海地區(qū)則為收費公路運營效率的高值集聚區(qū)。

表6 2014、2020年收費公路運營效率空間自相關(guān)顯著性集聚

從2014年到2020年，收費公路運營效率的Moran’s I指數(shù)從0.450增大到0.608，收費公路運營效率的集聚性進一步增強，集聚區(qū)域中“高-高”集聚區(qū)域由江蘇、浙江，擴大到江蘇、浙江、上海、山東、安徽；“低-低”集聚區(qū)域由吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、甘肅演化為到內(nèi)蒙古、甘肅、新疆，這一過程中吉林和黑龍江“低-低”集聚不再顯著，而新疆成為顯著的“低-低”集聚區(qū)域；并且，2020年由于安徽加入“高-高”集聚區(qū)域，鄰近省份江西呈現(xiàn)出了“低-高”集聚現(xiàn)象，表明長三角城市群在迅速發(fā)展，并對周邊省份產(chǎn)生的正向輻射作用越來越強。因此，總體來看，收費公路“高-高”集聚區(qū)域的擴大和“低-低”集聚省份的減少，說明本省收費公路運營效率與鄰近地區(qū)收費公路運營效率密切相關(guān)，鄰近省份的收費公路運營效率更為相近，隨著經(jīng)濟以及物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，收費公路運營效率具有更強的空間關(guān)聯(lián)性[20-21]。

三、結(jié)語

本文首先測度了中國2014—2020年29個省份收費公路的運營效率，然后基于收費公路運營效率測度結(jié)果，利用泰爾指數(shù)分析了收費公路運營效率的區(qū)域差異及其來源，并使用Moran’s I指數(shù)探究了中國各省收費公路運營效率的空間集聚特征。本文主要結(jié)論有：第一，2014—2020年收費公路運營效率沒有明顯的增長趨勢，收費公路運營效率呈現(xiàn)出從東至西逐步降低的分布格局。第二，區(qū)域差異主要來源于區(qū)域內(nèi)部差異，東中西各區(qū)域內(nèi)部均存在收費公路運營效率較高和較低的省份，區(qū)域內(nèi)部差異平均貢獻率達到81.578%。第三，收費公路運營效率具有較強的正向空間相關(guān)性，東部地區(qū)和西北地區(qū)分別呈現(xiàn)出了顯著的“高-高”和“低-低”集聚特征[22-23]。

據(jù)此，為提高收費公路運營效率，本文提出如下政策建議：第一，圍繞收費公路運營效率呈現(xiàn)出的明顯的空間格局制定差異化的發(fā)展策略。不同區(qū)域的省份可以參照本區(qū)域內(nèi)收費公路運營高效的省份，針對相鄰省份或最近省份的效率現(xiàn)狀并結(jié)合本省自身的比較優(yōu)勢，探索相應的產(chǎn)業(yè)升級或者物流發(fā)展模式，充分發(fā)揮相鄰省份的經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)集聚對本省收費公路運營的輻射帶動作用。第二，建立收費公路跨區(qū)域合作運營機制。相鄰省份之間建立并進一步增強城市群、經(jīng)濟帶等區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略的引領(lǐng)帶動作用，搭建地區(qū)之間的產(chǎn)業(yè)合作平臺從而形成各自新的增長極，通過不同地區(qū)之間要素流動與合作交流的增強，發(fā)揮收費公路運營空間聯(lián)動性的同時，促進收費公路可持續(xù)發(fā)展能力協(xié)同提升。