基于數據包絡分析(DEA)的建筑業可持續發展的研究

摘要：建筑業是我國國民經濟的支柱產業，同時也是一個涉及面廣，資源消耗多，涉及多項投入和產出的復雜系統。建筑業的低能耗可持續發展對我國經濟發展調結構、保增長具有深遠意義。本文利用數據包絡分析法，以全國31個省市（自治區）為評價單元，對我國建筑業可持續發展進行綜合評價，在投入和產出兩方面為建筑業的可持續發展提出有益建議。

關鍵詞：數據包絡分析 建筑業 可持續發展

0 引言

隨著我國經濟建設的快速發展，建筑業經歷了發展的黃金階段。我國的建筑業已經具備較大的規模，不僅滿足建設的需求而且積極拓展海外市場。建筑業作為高能耗，高噪音并且對環境具有一定污染的行業，在發展上必然面對很多挑戰和制約。在我國總體發展思路轉變到可持續發展和科學發展的環境下，建筑業得發展也必然以可持續發展為導向，將可持續發展作為今后行業發展的一個發展方向。但是，當前對建筑業可持續發展的評價體系和評價指標的研究比較缺乏，建筑業的可持續發展規劃并不完善。在這種情況下，建筑業可持續發展評價體系是一個必須深入分析和研究的問題，這對于建筑業今后的發展是具有重要的理論和政策指導意義的。

1 建筑業可持續發展評價系統理論基礎

1.1 建筑業可持續發展系統介紹 建筑業是立足在較大能源消耗基礎上的行業，建筑業的可持續發展，應當是在較好的服務社會和保護生態環境之間做出一個合理的平衡。但是，目前對于建筑業可持續發展的研究往往是集中在單個建筑體技術和施工上的研究，缺乏建筑業可持續發展整體系統的研究。因此，本文在分析建筑業投入產出的總體特征基礎上，將建筑業得可持續發展作為一個體系系統，充分分析當前建筑業的發展基礎上，選用數據包絡分析法對建筑業的可持續發展進行分析和評價。

1.2 傳統方法在建筑業可持續發展評價的缺陷分析 建筑業是一個涉及面廣，資源消耗多，涉及多項投入和產出的復雜系統。對于這類系統，傳統的評價方法，如：統計分析，層次分析法等都具有各自的缺陷。統計分析對數據的要求高，層次分析法受主觀影響較大，這些方法都無法得到滿意的結論。數據包絡分析法避免了主觀因素的干擾。數據包絡分析的投影方法可以給出需要改善的因素。因此，本文使用數據包絡分析法對建筑業得可持續發展做出評價并在此基礎上提出改進建議。

2 數據包絡分析方法模型介紹

數據包絡分析（data envelopment analysis，DEA）是著名運籌學家A.Charnes和W.Copper等學者以“相對有效”概念為基礎，根據多指標投入和多指標產產出對相同類型單位進行相對有效性或效益評價的一種系統分析方法。在此基礎上，Banker，Chasrnes和Cooper(1984)提出了C2R模型，Charnes，W.Cooper，Golany，Seiford及Stutz等提出了C2GS2模型。

2.1 DEA方法應用于建筑業可持續發展評價的可行性分析 ①DEA方法是處理多輸入、多產出DMU的相對有效性評價問題，DEA方法的一個優點在于數據不需要進行無量綱化轉換。建筑業可持續發展問題的分析是一個多投入、多產出并且涉及多種因素的復雜系統。使用DEA評價方法可以很好的回避這些相互之間有影響的因素的分析，不需要顯示表達各個輸入輸出變量之間的關系，從而清晰明了的對建筑業可持續發展給予有效評價和分析。②DEA方法不僅可以對同一類型各決策單元的相對有效性進行排序，而且還可以進一步分析各決策單元非DEA有效的原因及其改進方向。因此，使用DEA方法對建筑業可持續發展進行分析，可以為建筑業可持續發展提供準確的反饋信息，提供明確的改進方向和改進量，同時建立和調整建筑業可持續發展系統評鑒指標體系。

2.2 DEA模型介紹 設有n個DMU，每個DMU都有m種類型輸入和s種類型輸出，分別用Xj和Yj表示建筑業可持續發展系統中第j個決策單元的輸入向量和輸出向量。Xij表示第j個決策單元對第i種類型輸入的投入總量，并且xij>0。yrj表示第j個決策單元的第r種類型的輸出總量。Yrj>0。DEA方法的最常用模型是C2GS2模型，主要用于評價純技術有效性，模型如下：

該模型可以用來分析DMU的純技術有效性。α=1表示該決策單元技術有效，表明決策單元位于生產函數的前沿線上，在投入量一定的前提下，可以獲得最大的產出。

同時，若決策單元為弱DEA有效和DEA無效的兩種情況，說明決策單元存在投入過多或者產出不足的情況。令(x’0，y’0)為DMU0在有效前沿面上的投影，相對于原來的n個DMU是DEA有效的，即標準情況:Δx0=x0x’0=(1-θ)x0+s+≥0，Δy0=y’0-y0=s-≥0分別稱為輸入剩余和輸出虧空。顯然，若原來(x0，y0)的非DEA有效，則通過對其投影，可以在不減少輸出的前提下，節省輸入的數量，或者在不增加輸入的前提下，使輸出的數量有所增加，這對于建筑業經可持續發展狀況的提升是有十分重要的指導意義的。

3 基于DEA的建筑業可持續發展評價步驟

3.1 分析目標的選取 建筑業能夠可持續發展意味著行業應該以較少的投入和較少的能源消耗獲得較多的經濟效益和較多的社會效益，實現該行業的可持續發展。

3.2 DMU的選取 DMU選取的基本條件是同類型，同時，DMU的個數以不少于輸入輸出總指標個數的兩倍為最佳。因為中國31個省市、自治區的建筑業是一個具有多輸入多輸出的系統，可以在輸入轉化為輸出的過程中分析整個建筑行業的效率和應該改進的地方。因此，本文選取全國31個省市、自治區的建筑業系統為決策單元。經過對比分析，本文選擇各地區建筑業的固定資產、從業人員數、自有機械設備年末總功率為輸入指標。選擇各地區建筑業總產值、利潤總額、全年合同總額作為輸出指標。

4 建筑業可持續發展實證分析

根據以上模型，運用數學軟件deap2.1，以《中國統計年鑒-2009》中的數據為依據，選取中國31個省市、自治區的建筑業可持續發展狀況進行計算，根據計算結果，將31個省市、自治區的純技術效率和規模技術效率以及規模增減情況結果進行統計。其中，純技術有效率為1的地區有北京、內蒙古、上海、江蘇、浙江、海南、貴州、西藏、陜西。低于0.5的地區有甘肅和河南。在0.5到1之間的地區有新疆、寧夏、青海天津、山西、遼寧、吉林、黑龍江、安徽、福建、江西、山東、湖北、湖南、廣東、廣西、重慶、四川和云南。規模有效率為1的地區有北京、內蒙古、上海、浙江、海南、貴州、西藏、陜西，剩余地區的純技術有效率均在0.5到1之間。規模效率遞增的地區有河北、山西、吉林、黑龍江、福建、湖南、廣西、四川、甘肅、青海和寧夏。規模效益遞減的地區有天津、遼寧、江蘇、安徽、江西、山東、河南、廣東、重慶、云南，其他地區規模效益不變

根據以上統計結果可以得出以下結論：

4.1 從純技術有效性角度來看，有9個地區達到了純技術有效，有22個地區未能達到純技術有效，其中包括投入冗余和產出不足，究其原因，說明我國建筑業整體的可持續發展能力有所欠缺，在建筑業管理上還有不足之處。其中，以甘肅省的純技術有效率最低。

4.2 從規模有效率來看，有8個地區是規模有效的，僅占全國的28.6%，其他地區都是規模無效的，有的地區處于規模遞增階段，有的地區處于規模遞減階段。這表明全國的建筑業的規模管理方面存在很大不足，規模無效地區并沒有很好進行規模控制和管理。

5 主要建議與結論

本文應用數據包絡分析法（DEA）對我國建筑業的可持續發展進行了分析，提出了要實現可持續發展應該改進的地方，為建筑業整體發展提供了新的思路。DEA模型具有較強的實用性和方便性，通過模型的分析和結果的分析，對建筑業整體發展上的技術效率和規模效率給出了評價，指出了部分地區的投入產出方面的不足，為有關部門制定政策提供了有益建議。

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