基于DEA理論的天津市物流效率與環(huán)境影響研究

◎文/顧 丹

基于DEA理論的天津市物流效率與環(huán)境影響研究

◎文/顧 丹

物流業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分，對產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級和國民經(jīng)濟發(fā)展起著重要的推動作用。根據(jù)物流產(chǎn)業(yè)的特點，基于DEA方法對天津市建立物流效率評價模型，并對2007—2014年該地區(qū)物流效率進行實證研究。分別從技術效率、純技術效率和規(guī)模效率三個角度分析物流效率，為天津市物流效率的改進提出建議。同時考慮到物流效率在拉動經(jīng)濟效益的同時會對環(huán)境造成影響，運用主成分分析法對環(huán)境污染因素進行處理，并改進原有的DEA模型進行實證分析。結果表明：天津市的規(guī)模效率是制約物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要原因，在物流產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的過程中相應地對天津市的環(huán)境造成了嚴重污染，提倡綠色環(huán)保物流迫在眉睫。

物流效率；環(huán)境影響；DEA；主成分分析

一、引言

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展和全球化進程的加快，現(xiàn)代物流業(yè)不僅僅對經(jīng)濟增長方式的轉變和國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展起著推動作用，更是成為降低生產(chǎn)和經(jīng)營成本，提升勞動生產(chǎn)率以外的重要利潤源泉。作為第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的標志，現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展程度反映了一個國家或者一個地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構的現(xiàn)代化水平，現(xiàn)代物流業(yè)更好更快的發(fā)展，意味著地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整和優(yōu)化升級。高效一直是人們追求的目標，而我國物流業(yè)存在的“條塊分割、政出多門”的問題導致了物流業(yè)效率低下。據(jù)調(diào)查，物流企業(yè)運輸設備的平均空駛率為36.56%，倉庫的平均利用率為83.64%，鐵路專業(yè)線的平均利用率只有59.8%。在粗放型經(jīng)濟形勢下，提升區(qū)域物流效率從來沒有像今天這樣緊迫。

天津市位于華北平原海河五大支流匯流處，東鄰渤海，地跨海河兩岸。市中心距海岸50公里，距離北京120公里，是海上通往北京的咽喉要道。天津市海運條件便利、陸路交通發(fā)達，其地理位置非常利于物流業(yè)的發(fā)展，并且天津擁有國家批準的保稅港區(qū)——天津東疆港，擁有更大的發(fā)展空間。天津市作為國際港口城市，

北方經(jīng)濟中心，進行物流效率測算，有利于整合現(xiàn)有的資源，合理規(guī)劃區(qū)域物流的發(fā)展，找到自身的優(yōu)勢和不足。

目前國內(nèi)在研究物流效率方面，最早是雋志才等在1994年將DEA方法運用于對公路運輸企業(yè)的效率研究。隨后許多學者開始運用DEA重點研究交通運輸業(yè)。此后，基于DEA方法的物流效率研究更多關注企業(yè)物流效率，徐超（2005）以10家上市物流公司為例，利用DEA方法對其技術效率、純技術效率、規(guī)模效率進行分析，并利用線性回歸方法分析了影響物流企業(yè)生產(chǎn)率的相關因素。但是在物流效率的研究中涉及區(qū)域物流效率方面的文章還很少，而且除了考慮到物流的經(jīng)濟效率，涉及物流對環(huán)境造成負面影響的研究也很少。根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》中的數(shù)據(jù)表明，天津市的污染狀況日益加重，二氧化氮、二氧化硫的排放量逐年上升。至2014年底，二氧化硫的排放量已經(jīng)達到195395噸。因此本文將環(huán)境污染因素作為物流效率的非期望產(chǎn)出，不僅從經(jīng)濟效率方面研究該市的物流效率，而且從環(huán)境上對天津市的物流業(yè)作出客觀評價。

二、研究方法與模型

數(shù)據(jù)包絡分析（Data Envelopment Analysis，DEA）是運籌學、管理學與數(shù)理經(jīng)濟學交叉研究的一個領域，它是由Charnes與Cooper等人于1987年創(chuàng)建的，目的在于評價“多投入多產(chǎn)出”模式下決策單元間的相對有效性。目前主要有兩種模型應用廣泛：CCR模型和 BCC模型。CCR模型用于處理“規(guī)模報酬不變”假設下的決策單元有效性問題，BCC模型針對的是“規(guī)模報酬變動”假設下的決策單元有效性問題。

假設有n個受評估的決策單元，各使用m種投入要素xij（j=1，…，m），生產(chǎn)s種產(chǎn)出yir（r= 1，…，s）（xij≥0，yir≥0），則決策單元O的相對效率衡量指標ho（u，v）可表示為：

為了更清晰地表示，式（1）可以轉化成其另外一種形式，見式（2）。

三、數(shù)據(jù)選取及處理

本文采取投入導向的DEA模式，原因是在區(qū)域物流系統(tǒng)中，投入要素的掌控要比產(chǎn)出要素的掌控簡單一些并且指標也更有可處理性。根據(jù)生產(chǎn)理論，生產(chǎn)投入要素主要是人力、物力和資本，產(chǎn)品主要是商品和服務。本文根據(jù)以上理論結合天津市物流業(yè)的實際情況來選擇投入指標——線路運輸長度、交通運輸、倉儲和郵政業(yè)投資總額和交通運輸、倉儲郵政業(yè)從業(yè)人員數(shù)。在產(chǎn)出指標上本文劃分為兩個部分，即期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出。期望產(chǎn)出指標為經(jīng)濟指標，本文選取貨運量和貨運周轉量。非期望產(chǎn)出指標為環(huán)境影響，本文選擇道路交通干線平均值、可吸入顆粒物、二氧化硫和二氧化氮排放量。

本文的數(shù)據(jù)來自于《中國統(tǒng)計年鑒》，具體數(shù)據(jù)見表1。

本文除了考慮物流的經(jīng)濟效率，還添加了污染物因素，常規(guī)的DEA模型中，產(chǎn)出指標為期望產(chǎn)出，數(shù)值越大越好，而本文中的污染物因素指標作為非期望產(chǎn)出顯然不符合原有的DEA模型，因此需要進行特殊處理。污染物的處理方法指的是在DEA模型中如何對待污染物指標，使得DEA模型中同時包含經(jīng)濟指標和污染物指標，以正確地分析決策單元的環(huán)境效率。總的來看，可分為四種方法：曲線測度評價法、污染物作投入物處理法、數(shù)據(jù)轉換函數(shù)處理法和距離函數(shù)法。本文選擇數(shù)據(jù)轉換函數(shù)處理法：bj=-bj+ μ。μ是一個足夠大的向量，這樣處理可以把越小越好的非期望產(chǎn)出轉化為越大越好的期望產(chǎn)出，然后將轉化后的產(chǎn)出作為普通的期望產(chǎn)出，采用傳統(tǒng)的DEA模型分析決策單元的環(huán)境效率。首先需要將本文涉及的四個污染物指標運用主成分分析法轉變成一個綜合指標，接著選取合適的μ值進行計算。經(jīng)過SPSS軟件處理，這里μ的取值為3。

四、實證研究

表1 天津市物流效率投入、產(chǎn)出指標數(shù)據(jù)

（一）物流經(jīng)濟效率評價

天津市2007—2014年物流經(jīng)濟效率測算結果見圖1。

對圖1中結果的分析說明：

（1）綜合技術效率。本文對天津市2007—

2014年的物流效率進行測算，結果如圖1所示，每一年的效率值反映的是該年物流業(yè)在當前物流技術水平下實際達到的最大可能產(chǎn)出比例。天津市僅有2007年物流綜合效率為1，達到DEA有效，而其他年份的物流效率均小于1，為DEA無效，這說明除了2007年外，其余七年天津市的物流效率偏低，這說明近八年來，天津市的物流資源沒有得到充分利用，還存在浪費現(xiàn)象，物流產(chǎn)出沒有達到最優(yōu)。從圖1中可以看到，技術效率在2007年大幅下降，呈現(xiàn)這種變化的主要原因是2008年全球融危機導致全球經(jīng)濟不景氣，使得相關的運輸、倉儲等服務的物流業(yè)受到極大影響，由于經(jīng)濟持續(xù)性的不景氣，物流效率隨后幾年一直保持在0.7左右。

圖1 天津市2007—2014年物流效率折線圖

（2）純技術效率和規(guī)模效率。純技術效率無效或規(guī)模效率無效均會導致最終的綜合技術效率無效，因此本文分兩種情況探討純技術效率和規(guī)模效率。第一種情況，純技術效率有效而規(guī)模效率無效，如天津市2008年純技術效率達到0.973但是規(guī)模效率只有0.679。在這種情況下，物流企業(yè)一方面需要加強對企業(yè)的管理，提高工作人員素質，另一方面需要加強技術，改善物流設備。第二種情況，規(guī)模效率有效而純技術效率無效，如天津市2012、2013、2014年，這三年的規(guī)模效率都接近1，但是純技術效率只有0.7左右，這種情況說明對物流系統(tǒng)的投入還不夠，對于物流企業(yè)而言，需要加大對固定資產(chǎn)的投資，如廠房、車輛等來擴大規(guī)模，對于天津市來說，可以通過建設物流園區(qū)和物流中心來改善，從圖1中也可得知，天津市的物流規(guī)模收益一直是遞增狀態(tài)，說明天津市在物流規(guī)模建設上正在積極發(fā)展。

（二）物流環(huán)境效率評價

天津市2007—2014年物流環(huán)境效率測算結果見圖2。

圖2 天津市2007—2014年物流效率（環(huán)境因素）折線圖

從圖2可以看出只有2008年為DEA有效，其余的6年均沒有達到DEA有效。2013、2014年的環(huán)境污染情況非常嚴重，尤其是2013年僅為0.015，從表中可以發(fā)現(xiàn)造成其環(huán)境污染嚴重的主要原因是規(guī)模效率過低。天津市還存在著大量的小型物流企業(yè)。眾所周知，小型物流企業(yè)的硬件設施往往不如物流園區(qū)或物流中心，因此小企業(yè)對污染物的處理能力也遠遠落后于大型物流中心或港口，這說明天津市需要加強整合眾多小型物流企業(yè)的資源，提高其環(huán)境污染處理能力，降低環(huán)境污染。此外，2013年天津市的環(huán)境狀況陷入谷底，加快物流環(huán)境整改迫在眉睫。

五、結論與建議

（一）主要結論

本文利用天津市2007—2014年物流相關數(shù)據(jù)，運用DEA分析法，考慮環(huán)境因素對該地區(qū)的物流效率進行測算，可以得到以下結論：

（1）天津市總體物流效率不高，2007—2014年平均物流效率僅有0.741，進一步分析得出，DEA非有效的主要原因的是規(guī)模效率不足，從表3中可以發(fā)現(xiàn)，隨著物流規(guī)模收益的遞增，規(guī)模效率也在逐年增長，截至2014年出現(xiàn)遞減。這說明天津市經(jīng)過八年的努力在物流規(guī)模投入

上已經(jīng)達到飽和，現(xiàn)在應避免出現(xiàn)盲目投資，重復建設，資源浪費的現(xiàn)象，轉而向提高管理水平，加強物流技術方向發(fā)展。

（2）雖然物流業(yè)經(jīng)濟效率正穩(wěn)步上升發(fā)展，但是物流產(chǎn)業(yè)的這種增長給環(huán)境帶來了嚴重的影響。從本文的數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，天津市的污染情況還未得到政府的重視，2013年和2014年的污染狀況尤突出，天津市應該將物流發(fā)展帶來的環(huán)境問題放到足夠的高度，合理規(guī)劃車輛運輸路線，降低車輛空載率，把物流產(chǎn)業(yè)對環(huán)境的危害降到最低。

（二）提升措施

綜合以上分析，天津市作為京津冀一體化中的一員，應充分利用京津冀的地理優(yōu)勢，建設輻射整個區(qū)域的現(xiàn)代化物流樞紐，擴大其自身的規(guī)模，以高效的物流業(yè)帶動其他產(chǎn)業(yè)的良性互動。與此同時，天津市更應注重物流業(yè)對環(huán)境的污染處理，在上述分析中可以發(fā)現(xiàn)，天津市的物流產(chǎn)業(yè)在此方面有很大的欠缺，近幾年對環(huán)境的污染十分嚴重，據(jù)此本文提出以下幾點建議：

（1）政府加強綠色物流理念的建設，不僅關注物流企業(yè)帶來豐厚的經(jīng)濟效益，而且要提倡物流綠色化的概念。我國的物流企業(yè)中中小型物流企業(yè)占據(jù)了很大的比重，而這類企業(yè)往往更注重物流產(chǎn)業(yè)帶來的經(jīng)濟效益，忽略其對環(huán)境造成的影響。因此政府應加大宣傳綠色物流的觀念，引導中小型物流企業(yè)從長遠角度考慮自身的利益。

（2）政府在綠色物流上加強政策和制度的引導。雖然國家及天津市陸續(xù)出臺了很多關于提高能源利用率、保護環(huán)境的政策法規(guī)和相關制度，但是由于部分政策可能會涉及某些企業(yè)的利益導致其不愿配合，最終沒有發(fā)揮出應有的引導作用。政府可以就此借鑒發(fā)達國家的經(jīng)驗，對污染處理較好的物流企業(yè)進行政策鼓勵，引導更多的物流企業(yè)向綠色物流方向發(fā)展。

（3）提高綠色技術，如對運輸規(guī)劃進行研究，積極開發(fā)和實驗綠色包裝材料、控制污染發(fā)生源、控制交通流等。建立企業(yè)內(nèi)部和外部的逆向物流循環(huán)體系，減少廢棄物對環(huán)境污染的破壞，合理使用物流技術減少貨物的滯留時間，制訂貨物在運輸、裝卸、管理過程中的綠色標準，降低物流對環(huán)境造成的損害。

（4）加強對復合型物流人才的培養(yǎng)，我國物流管理人才的需求量今后會大幅度增加，但是現(xiàn)代物流人才嚴重匱乏。社會急需綜合性物流人才，這不僅要求其具有一定的物流專業(yè)技術知識，還要有相當?shù)木C合管理能力。具備系統(tǒng)化、整體化的思維方式和決策與分析的能力的同時有敏銳的信息意識、良好的信息能力、合理的知識結構、一絲不茍的嚴謹?shù)膽B(tài)度。

[1]趙長茂.加快現(xiàn)代物流業(yè)助推新疆跨越式發(fā)展[R].烏魯木齊：天山經(jīng)濟論壇.2013.

[2]中國物流行業(yè)分析報告（2008年4季度-2014年1季度）[EB].中經(jīng)網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫2009.

[3]劉楠.城市物流業(yè)碳排放測算及影響因素分析[D].長安大學，2013.

[4]周喆.天津東疆保稅港區(qū)物流業(yè)的發(fā)展狀況與前景[J].對外貿(mào)易實務，2010.

[5]國家統(tǒng)計局．中國統(tǒng)計年鑒[M]．北京：中國統(tǒng)計出版社，2011—2015.

[6]Charnes，A.，Cooper，W.W.，Rhodes，E.，Measuring the efficiency of decision making units.European Journal of Operational Research 2，P.429-444，1978.

[7]盛昭瀚，朱喬，吳廣某.DEA理論、方法與應用[M].北京:科學出版社，1996.

[8]張啟平.面向領域的數(shù)據(jù)包絡分析（DEA）方法研究[D].合肥工業(yè)大學，2012.

[9]柯成.京津冀一體化中河北省環(huán)境角色定位的構思[J].中國環(huán)境管理干部學院學報，2014，03:36-39.

[10]Cooper W.W.，Seiford L.M.，Tone K.，Data Envelopment Analysis:A Comprehensive Text with Models，Applications，References and DEA-Solver Software[M]. Springer，2007.

責任編輯：張麗恒

F259

A

1006－1255－（2016）10－0036-05

顧 丹（1992—），江蘇師范大學商學院。郵編：221116