基于DEA的區域物流系統協同發展評價＊

周凌云 周 晶 穆 東

（淮陰工學院交通工程學院1） 淮安 223003） （南京大學工程管理學院2） 南京 210093）

（北京交通大學經濟管理學院3） 北京 100044）

0 引 言

隨著區域經濟的飛速發展，區域經濟逐步趨于一體化，區域物流業也從分散朝一體化發展．區域物流是一典型社會經濟系統，在與外部及其內部子系統之間的交互過程中，總是存在許多不可避免的內耗及不協調現象，如群體間利益沖突、市場競爭、規模不相適應、發展速度不協調、數量比例失衡、工作進度不協調等．因此，只有不斷地對系統進行診斷、調整、評價，才能實現子系統的優勢互補、風險共擔、利益共享和共同發展，從而促進系統向更加協同有序方向發展，實現整體協同效應．

國內外專家學者對區域物流系統協同發展機理、評價指標和評價方法進行了一些研究．高健智等［1］應用協同學原理，分析區域物流系統協調發展的內涵和機理；崔國輝等［2］運用動態計量經濟理論的模型和方法，對區域物流產業與經濟發展之間的協整與因果互動機制進行了分析；張建升等［3］構建了區域物流與區域經濟綜合評價指標體系，并采用主成分分析法計算兩者綜合發展指數和耦合協調度；孫會君等［4］運用模糊綜合評價方法，建立區域港站主樞紐與區域物流網絡適應性評價模型；張中強［5］以協調度模型為基礎，對區域物流基礎與經濟基礎協調發展程度進行評價．總體而言，有關區域物流協同發展評價的研究較少，且采用的方法大多涉及評價指標量綱和權重確定問題．本文基于系統工程視角，綜合利用DEA和復合系統可持續發展評價方法，側重對區域物流系統內部及系統整體協同發展的相對有效性進行評價，以期為相關部門提供產業結構調整、政策制定、組織協調等方面決策信息．

1 區域物流系統協同發展內涵

區域物流系統內部存在利益沖突的多個獨立主體，也包括與其他相關參與者存在沖突，因此需要進行全方位的協同，從而實現主體群或主體的優勢互補、風險共擔、利益共享和共同發展．從協同學視角來看，區域物流系統是一個復雜的、動態的自組織系統，存在著多重循環與反饋以及多種活動的交叉，是許多主體之間一系列復雜的、綜合的相互聯系和相互作用的結果，其通過主體之間在運作、技術、標準、設施、管理、規劃、信息等層面互相配合產生協同作用和合作效應，從而使系統在宏觀上和整體上表現為具有特定的結構或功能．

2 區域物流系統協同發展效度評價

區域物流系統的協同發展是一個隨時間而不斷演化變遷的過程，是系統內主體群及構成主體為實現他們共同的目標，按照他們相互配合、相互協作、相互依存、相互調整所形成的合理比例結構及動態變化的過程和狀態［6］．區域物流系統協同發展評價具體是指對區域物流系統整體、各主體群之間及主體群內部構成主體之間在區域空間內的物流業務運作、產業發展、供需銜接、物流規劃、經營管理等過程中所呈現出來的協同程度與態勢進行評價．根據區域物流系統的構成，其協同發展的評價應包括對區域物流供給主體群內部協同發展評價、區域物流需求主體群內部協同發展評價、區域物流環境主體群內部協同發展評價、各主體群之間協同發展評價及系統整體協同發展的評價等內容．

3 基于DEA的區域物流系統協同發展效度評價模型

3．1 DEA評價模型選擇

DEA方法有較多模型，其中應用最為廣泛有C2R模型、C2GS2和BCC模型．為了弄清區域物流系統中決策單位（DMU）的規模有效性和技術有效性問題，本文綜合運用C2R模型和C2GS2模型來建立評價模型對系統協同發展有效性進行評價．

1）C2R模型 C2R模型是Charnes，Cooper和Rhodes運用數學規劃模型將有效性度量方法推廣到多輸入、多輸出情形，提出的第一個DEA模型，該模型是同時對規模有效性和技術有效性進行評價［7］．假設有n 個DMUj（1≤j≤n），DMUj的投入、產出向量分別為

式中：投入向量和產出向量都為已知數據，可以根據歷史資料和預測數據而得到．由于在生產過程中各種投入和產出的地位與作用不同，因此，要對DMU的投入和產出進行“綜合”，即把它們看作只有一個總體輸入和一個總體輸出地生產過程．為了將不同作用、不同地位的投入、產出向量的各分量進行綜合，需要對每一個分量賦予恰當的權重，引入變權重輸入和輸出向量．

從而對投入產出進行“綜合”．其中不事先給定輸入和輸出權向量，而是先把它們看作變向量．定義DMUj的效率指數為輸出“綜合”和輸入“綜合”之比，確定第j個決策單元DMUj的效率評價指數為

總可以適當地選取系數v和u，使其滿足hj≤1．現在對第j0個評價單元進行效率評價（1≤j0≤n），為此以權系數v及u變量，以第j0個評價單元的效率指數為目標，以所有評價單元（包括第j0個決策單元）的效率指數必須小于等于1（即hj≤1）為約束，得到如下相對效率最優化模型［8］

式中：xj＝ （x1j，x2j，…，xmj）；yj＝ （y1j，y2j，…，ysj）；v＝ （v1，v2，…，vm）；u＝ （u1，u2，…，us）

以上公式規劃是基于工程效率的比率定義得到，通過Chames－Cooper變換，進而可以將公式規劃（6）模型化為等價的線性規劃模型［9］

式中：ω ＝ （ω1，ω2，…，ωm）；μ＝ （μ1，μ2，…，μs）

線性規劃（7）的對偶形式表示為

式中：s－，s＋為引入的松弛變量．

2）C2GS2模型 按照C2R模型相同的建模方法，得到C2GS2模型的線性規劃形式為

那么線性規劃（9）的對偶規劃形式表示為

3．2 區域物流系統協同發展效度計算

根據研究需要，本文將這2種模型集合在一個評價程序中．在對區域物流系統的協同發展的綜合效度做出評價基礎上，還能對每個評價單元的技術有效性和規模有效性進行分析和評價，從而把握系統整體協同發展效度以及系統內部主體群之間的協同發展效度．

根據DEA相關理論，將分式規劃中分子和分母作為區域物流系統或某一主體群的投入與產出組合，便可建立C2R評價模型，得到系統或主體群內部的協同發展綜合效度；同樣的原則，也可計算出系統或主體群內的協同效度和發展效度．交叉各主體群的投入與產出，以交叉輸入輸出形成的評價單元符合DEA模型的評價單元的具體要求，則通過C2R評價模型計算得到的有效性就是該主體群相對另一主體群（或若干主體群）協同發展的“綜合效度”，同樣的原則也適用于主體群間“協同效度”和“發展效度”的計算．以A，B，C分別代表區域物流系統中3個供給、需求和環境主體群，則主體群間協同效度、發展效度和綜合效度的測算方法如下．

1）主體群A對主體群B的協同效度、發展效度和協同發展綜合效度

把主體群A對主體群B的協同發展關系可以看作投入產出關系，如果分式規劃中的分母代表主體群A的投入組合，分子代表主體群B的產出組合，則主體群A相對于主體群B的協同發展綜合效度為Ze（A／B）＝θ0e（A／B），定義公式為［10］

分式規劃（6～12）的線性規劃模型為

同理，對C2GS2模型，若主體群A的輸入對應主體群B的輸出，則主體群A對主體群B的協同效度Xe（A／B）＝σ0e（A／B），定義公式為

而主體群A對主體群B的發展效度：

2）2個主體群之間的協同效度、發展效度和協同發展綜合效度

根據復合系統可持續發展評價理論［11－12］，可求得兩主體群間協同效度、發展效度和協同發展綜合效度，以主體群A對主體群B為例，則

協同發展綜合效度：

協同效度：

發展效度：

3）3個主體群之間的協同效度、發展效度和協同發展綜合效度

協同發展綜合效度：協同效度：

發展效度：

4 實證研究

4．1 評價指標選取

以華東區域、華中區域、華南區域、西南區域省市為決策單位（DMU），對樣本區域各省市物流系統協同發展相對有效性狀況進行評價．

1）區域物流供給主體群指標集 依據DEA評價指標選擇要求和區域物流供給主體群的構成結構、投入產出情況和現行統計指標體系，確定區域物流供給主體群投入指標集包括：交通運輸、倉儲和郵政業基本建設（固定資產）投資；交通運輸、倉儲和郵政業從業人員；鐵路、公路與內河航道總里程．區域物流供給主體群產出指標集包括：交通運輸、倉儲和郵政業生產總值；全社會貨運量（國家鐵路、公路和水運貨運量之和）；全社會貨物周轉量（國家鐵路、公路和水運貨運周轉量之和）．

2）區域物流需求主體群指標子集 同理，確定區域物流需求主體群投入指標集包括：第一產業基本建設（固定資產）投資；第二產業基本建設（固定資產）投資；第三產業中的批發和零售業的基本建設（固定資產）投資．區域物流需求主體群產出指標集包括：第一產業生產總值；第二產業生產總值；第三產業中的批發和零售業的生產總值；社會消費品零售總額；各地區貨物進出口額．

3）區域物流環境主體群指標子集 區域物流環境主體群投入指標集包括：公共環境與社會保障基本建設（固定資產）投資，包括水利、環境和公共設施管理業、衛生和社會保障與福利業；信息傳輸、計算機服務和軟件業（固定資產）投資；教育文化業基本建設（固定資產）投資；科研和綜合技術服務業基本建設（固定資產）投資，包括科研技術服務、信息服務；公共管理與社會組織投資．區域物流環境主體群產出指標集包括：區域人口數量；城鎮單位就業人員平均工資；人均擁有城市道路面積（反映城市設施水平的指標）；互聯網寬帶接入端口；技術市場成交額．

4．2 計算步驟

根據前述計算方法，利用各樣本省（區、市）主體群的投入與產出指標集（2010年統計年鑒數據），采用DEAP，EXCEL等工具，可以求得樣本區域物流供給主體群、需求主體群、環境主體群內部以及兩兩之間的協同效度、發展效度和協同發展綜合效度．若分式規劃中，分母代表主體群A的投入組合，分子代表主體群B，C的產出組合，進而根據式（15）～（17），可求得主體群A相對于主體群B，C的協同效度和綜合效度．根據同樣的處理規則和方法，可求得主體群B相對于主體群A，C的協同效度和綜合效度以及主體群C相對于主體群A，B的協同效度和綜合效度，具體結果見表1．在此基礎上，利用式（18）～（20），可求得樣本區域物流系統整體協同效度、發展效度和協同發展綜合效度，計算結果見表2．

表1 樣本區域物流供給主體群、需求主體群、環境主體群間協同發展評價結果

4．3 結果分析

由上述計算結果可見，該年度上海、海南兩區域物流系統的“協同效度”、“發展效度”和“協同發展綜合效度”數值為1，即Xe（A，B，C）＝ Fe（A，B，C）＝Ze（A，B，C）＝1，說明這2個被考察的評價單元的總效率值為1，稱為綜合有效，它代表被考察評價單元同時達到技術有效和規模有效，代表這2個個評價單元相對其他評價單元來說是投入產出效率是最好的，處于有效生產前沿面上，其內部結構、生產要素的配置比例是最適宜的，同時處于最佳規模狀態．其原因是上海、海南由于具備天然的國際航運樞紐優勢，物流業相對發達，本地與區域中轉物流需求旺盛，物流發展環境較好，因而產出與投入效率比相對最高，供給主體群、需求主體群與環境主體群之間表現出較好的整體協同效果．而其他省區要么是“協同有效、發展非有效”，要么是“協同和發展均為非有效”．其中，廣東、浙江經濟發達，鐵路運輸、公路運輸、航運業等綜合運輸體系較為健全，物流環境正逐步改善，因而物流供給主體群、物流需求主體群、物流環境主體群之間表現出較好的整體協同發展性；貴州、西藏因其經濟總量較低，物流需求總量少，物流基礎設施建設一般，但與需求、環境之間依然表現出較高的整體協同發展效率還可進一步按照長三角地區、珠三角地區、海峽西岸經濟區等區域范圍對上述各省市區域物流系統的協同發展效度評價結果進行評價分析．從總體上來看，沿海地區，如華南地區、華東地區等區域物流系統整體協同發展效度最高，中部地區區域物流系統整體協同發展效度較好，西南地區區域物流系統整體協同發展效度較低．此評價結果反應了區域物流協同發展狀況在沿海地區、中部地區、西部地區存在不均衡性，符合當前區域物流發展的實際情況．

表2 樣本區域物流系統整體協同發展評價結果

5 結束語

本文建立基于DEA方法區域物流系統協同發展評價模型，并以部分省市為研究對象，對其協同發展效度進行評價，考慮了多方面指標，驗證了該方法的適用性和合理性，并較真實的反映了區域物流系統協同發展的現實狀況及產生差異的主要原因．區域物流系統協同發展的程度越高，將越會有利地促進區域物流系統乃至區域經濟系統的發展．因此，采取有效的方法和對策來促進區域物流系統協同尤為必要．由于，國民經濟產業結構與發展水平決定著區域物流的結構和發展水平，所以，各區域應充分利用自身的區位條件、資源和交通優勢，通過經濟規模總量的提升帶動區域物流業發展，促進物流供給主體群、物流需求主體群和物流環境主體群等之間的協調合作，創建和諧共生秩序，從而促進區域物流整體效率的提升．

［1］高健智，趙 耀，馬鶴齡，等．區域物流系統協調理論的研究［J］．華中科技大學學報：城市科學版，2008，25（3）：222－225．

［2］崔國輝，李顯生．區域物流與經濟發展協整與因果互動機制［J］．交通運輸工程學報，2010（5）：90－96．

［3］張建升，胡秀忠．區域物流與區域經濟的耦合協調度研究［J］．鐵道運輸與經濟，2012，34（1）：50－55．

［4］孫會君，李彥來，王彥慶．港站主樞紐適應現代物流網絡發展評價方法［J］．北京交通大學學報：社會科學版，2006（4）：24－28，59．

［5］張中強．物流基礎與經濟基礎協調發展研究［J］．中國流通經濟，2010（5）：23－26．

［6］崔曉迪．區域物流供需耦合系統的協同發展評價研究［J］．科技管理研究，2010（19）：53－56．

［7］CHAMES A，COOPER W W，WEI Q L，et al．Cone ratio data envelopment analysis and multi－objeetive Programming［J］．Intenational Journal of Systems Seience，1989，20（7）：1099－1118．

［8］魏權齡．數據包絡分析［M］．北京：科學出版社，2004．

［9］盛昭瀚，朱 喬，吳廣謀．DEA理論、方法與應用［M］．北京：科學出版社，1996．

［10］穆 東，杜志平．系統協同發展程度的DEA評價研究［J］．數學的實踐與認識，2005，35（4）：56－64．

［11］張 軍．城市交通系統可持續發展綜合評價研究［D］．成都：西南交通大學，2007．

［12］王小麗．河南省區域物流能力與區域經濟協同發展研究［J］．江蘇商論，2011（4）：89－92．