基于DEA模型的城市公共自行車運行效率評價

劉 香 袁汝華

(河海大學商學院 南京 211100)

基于DEA模型的城市公共自行車運行效率評價

劉 香 袁汝華

(河海大學商學院 南京 211100)

基于數據包絡分析法(DEA)，對我國11個典型城市的公共自行車項目進行相對運行效率分析.研究發現，公共自行車總體運行效率較低，純技術效率過低是主要原因.從投入、產出松弛變量的角度分析效率低下的原因并提出改進建議，致力于提高公共自行車的投入產出效率，最大化地發揮其對公共交通的推動作用.

公共自行車；效率；DEA；評價；對策

0 引 言

作為公共交通的輔助工具，公共自行車不僅可以與公共交通無縫銜接以解決“最后一公里”的難題，而且具有零污染、零能耗、低碳環保、方便快捷的優勢.當前，公共自行車越來越受到政府的重視，更多的城市將其納入城市公共交通范圍來提高公交出行率.

近年來，國外對于公共自行車的研究大多圍繞其服務質量、系統設計、安全性、對城市交通的總體貢獻以及影響實證分析等.Maria等[1]提出將公共自行車用戶感知的服務質量標準化，并使用Ordered Probit方法來量化服務質量感知以使公共自行車得到有效管理和可持續發展.Elliot等[2]通過對澳大利亞墨爾本、美國華盛頓和英國倫敦的交通數據的實證分析來研究公共自行車替代機動車的程度.目前，國內對于公共自行車的研究還處在比較淺的層次，2009年才開始有相關的論文研究[3].現有的文獻中，大多關注以下幾個方面：(1)介紹國外和國內的公共自行車系統的情況，說明我國公共自行車系統的發展現狀；(2)從理論上針對國內的公共自行車系統存在的問題提出解決對策；(3)重點介紹我國城市公共自行車經營模式，通過對比提出建議.因此，通過建立相應的投入和產出評價指標體系，運用數據包絡分析法(data envelopment analysis，DEA)對我國11個典型城市公共自行車項目的運行效率進行定量評價與分析，提高公共自行車的投入產出比，最終促進公共交通發展.

1 公共自行車概述

目前，我國約有60個城市建立了城市公共自行車租賃系統，其中浙江、江蘇、安徽、湖南等省份的發展較為迅速[4].公共自行車屬公益性項目，旨在與公共交通方式連接以緩解我國巨大的交通壓力，因而其最重要的目標是提高使用效率[5].2006年，我國最早的公共自行車租賃系統在北京誕生，由不同企業在不同的區域各自經營.2008年3月，杭州市向法國巴黎學習，采取政府引導、企業運作的模式，在國內率先構建免費公共自行車交通系統.2009年，武漢開始試點，由民營企業投資建設，政府給予財政及資源補貼.

如今，公共自行車運行模式按投資主體大致可以分為政府投資、企業經營和企業投資、企業經營2種[6-7].第1種模式下按經營企業的性質又可以分為政府設立直屬機構(國企)經營和公開招標邀請民營企業來運營.為更清晰直觀地了解我國城市公共自行車的建立情況，選取部分城市進行整理分析，見表1.

由表1可知，我國大部分城市采取了“政府投資、企業運行”的運行模式，即堅持“政府主導、市場運作、企業管理”的原則開展該項目.對比杭州和武漢公共自行車項目的發展歷程，可以發現“政府投資、企業運行”要優于“企業投資、企業運行”的模式，原因在于該項目是公益性質的，是以社會利益為主的民生工程，基礎設施、資金、土地等都需要政府的大力支持，當然這也給政府帶來了不小的財政壓力，因此一些城市政府在考慮創新經營模式，例如PPP等模式.另外，只有少數城市實現了市內各個自行車的通借通還.

表1 我國部分城市公共自行車經營方式及發展進程

2 城市公共自行車運行效率實證研究

2.1 DEA模型

DEA為非參數分析法，不需預估參數，可以避免主觀因素帶來的誤差，用于對一組具有相同類型投入和產出的決策單元進行相對有效性的計算、排序以及非DEA有效的原因分析.由于公共自行車項目投入產出因素類型一致，且影響因素較多，為客觀評價各城市公共自行車相對運行效率，即投入產出比，故選用DEA作為評價方法.

DEA 模型分為固定規模報酬模型(constant returns to scale，CRS)和可變規模報酬模型(variable returns to scale，VRS).VRS模型后來由Banker演變為BCC(banker charnes cooper)模型，彌補了CCR(charne cooper rhodes)模型假設規模報酬不變的不足，將CCR模型下測算出的技術效率進一步分為純技術效率和規模效率，以便區分決策單元的低效是源于規模無效還是技術配置上的無效.因此，BCC模型使得計算結果更為準確[8-10].

假設n個決策單元DMU，每一個決策單元都有相同類型的m個輸入和n個輸出，則輸入向量為

xj=(x1j,x2j,…,xmj)T>0,

j=1,2,…,n

輸出向量為

yj=(y1j,y2j,…,ysj)T>0,

j=1,2,…,n

BCC模型的表達式為

min θ

(1)

式中：xij為第j個決策單元的第i個投入指標的投入量；yij為第j個決策單元的第i個輸出指標的產出量；s+、s-分別為投入、產出變量的松弛變量；θ為純技術效率值(pure technical efficiency，PTE)，0≤θ≤1，越靠近1，決策單元的純技術效率越高，否則越低.由于CCR模型計算得到的效率值為綜合效率，因此BCC模型下的規模效率值(scale efficiency，SE)由CCR模型的綜合效率(technologyefficiency，TE)值除以BCC模型計算得到的PTE得到.

2.2 數據收集及評價指標體系建立

選取11個典型城市2014年末的公共自行車數量、公共自行車租賃點作為評價公共自行車運行效率的投入指標；公共自行車日均租用量、公共自行車日均周轉率作為產出指標.數據來自11個城市的《城市政府工作報告》及相關調研數據，結果見表2.由于我國關于公共自行車的定量研究較少，因而選取的評價指標在一定程度上存在不足，有待改進.

表2 我國11個城市的公共自行車投入產出數據

2.3 實證結果及分析

公共自行車的考核重點在于使用和運轉情況，故采取投入導向的BCC-DEA模型.以下是運用DEAP2.1軟件運行，結果見表3和圖1.

由表3可知，我國11個城市公共自行車項目的平均TE為0.614，PHE為0.683，SE為0.895.整體來說，TE偏低(TE=PHE×SE)，PHE偏低，SE為0.895，即PHE較低是TE偏低的主要原因.由圖1可知，公共自行車TE主要取決于PHE.

DEA模型測算的是各決策單元之間相對運行效率值，即投入相對于產出的有效利用程度.為更有效地分析11個城市公共自行車系統運行效率之間的差異，在參考相關文獻的基礎上，按照TE高低將其分為3類.

表3 各城市公共自行車項目運行效率值

注：“-”-規模報酬不變；“drs”-規模報酬遞減；“irs”-規模報酬遞增.

圖1 我國11個城市公共自行車3類效率折線圖

1) 相對有效(TE=1) 鎮江和太原在這11個城市中處于相對有效的狀態，表明其公共自行車項目投入產出率高.由表1可知，鎮江和太原分別在2012和2013年建立了公共自行車項目，都采取政府投資、企業經營的經營模式，且都已實現市內通借通還.

2) 弱有效(0.5

3) 相對低效(TE<0.5) 北京、濰坊、溫州、杭州、蘇州相對效率分別為0.413，0.413，0.366，0.348和0.341.這5個城市中，只有濰坊市已經實現了市內通借通還，而且都是政府投資、企業經營的經營模式(北京2012年由私企主導重整為政府主導).

3 對策及建議

從投入產出剩余變量角度分析各城市公共自行車運行效率不足之處，表4為公共自行車運行效率的投入產出剩余變量.

表4 公共自行車運行效率的投入產出剩余變量

由表3～4可知，將鎮江和太原除外的9個公共自行車運轉效率較低的城市分為3類進行分析并給出改進建議.

1) 徐州、株洲 徐州和株洲的SE是制約其公共自行車項目TE提高的主要原因，二者的PHE都為1，因而不存在投入及產出變量的冗余和不足.對于SR低以及規模效益下降的問題，徐州和株洲應盡量縮減不必要的人員和資金投入，在設置公共自行車站點之前實地考察其合理性、確定與該站點需求量匹配的自行車數量，以實現最優的運行規模.

2) 杭州、北京、西安、南京、濰坊PHE是制約以上5個城市公共自行車運行效率上升的主要原因，其中杭州、北京和西安規模報酬遞增.從表3得知，該3個城市公共自行車存在投入冗余和產出不足的問題.因此，杭州、北京和西安公共自行車經營企業應加強管理服務統一化、制度化、規范化，提高管理水平和技術水平，引進先進的技術設備設施，切實加強資源配置能力，逐步擴大規模以實現最佳運行.

南京和濰坊公共自行車項目呈規模報酬遞減趨勢，兩項投入都存在冗余，可以借鑒鎮江、太原等先進的管理經驗，逐步縮減人員、設備等不必要的投入，并做到統一管理、規范管理，提高資源配置能力.

3) 蘇州、溫州 蘇州和溫州公共自行車的PHE以及SE相對都過低，SE呈現遞減趨勢，且都存在投入冗余、產出不足的問題.為此，蘇州和溫州公共自行車運行企業應“兩手抓”，“一手”抓PHE，即大力推動企業內部的經營管理和技術升級，提高資源配置能力，將投入之間的比例配置到最佳水平；“一手”抓規模效率，即應盡快實現蘇州和溫州市內公共自行車的通借通還，擴大規模效益，使得投入的產出最大化.

4 結 論

總體上，我國11個城市的公共自行車運轉效率較低，主要是由較低的PHE造成的，即公共自行車經營企業對于投入之間的比例配置水平、自行車經營系統的管理水平以及企業的經營模式、制度等方面有所欠缺.另外，SE普遍偏低，以投入為導向得到的投入冗余實質上是“產出不足”，是由于由各城市的跨區域借還車實現情況、公共站點在城市中的布局等沒有達到最優而導致的，因而規模效益難以上升，甚至出現遞減的情形[11].提出以下建議.

1) 公共自行車經營企業應針對PHE低的情況，結合自身實際情況，分析導致純技術效率過低的原因，若是企業管理水平較低，則應借鑒其他城市成功模式，引進先進管理技術手段，自上而下提升管理水平；若是資源配置能力不足，則應加強設備、信息系統等技術升級，增強公共自行車站點、投放數量規劃和決策能力.

2) 提高規模效率，盡快實現各城市內部以及城市間的通借通還，嚴格考察站點布局合理性，確保公共自行車項目在最優的規模上運行[12].

3) 我國政府應盡快出臺公共自行車相關國家標準，促進國內城市公共自行車運行制度化和規范化.

4) 各地政府給予當地公共自行車運行企業財政和政策支持，實現可持續發展.

[1]MARIA B, ANGEL I, LUIGI D O. Modeling user perception of public bicycle services[J]. Procedia-social and Behavioral Sciences,2012，54:1308-1316.

[2]ELLIOT F, SIMON W, NARELLE H. Bike share’s impact on car use: evidence from the United States, Great Britain, and Australia[J].Transportation Research Part D,2014(1):13-20.

[3]杭東.城市公共自行車服務系統發展現狀與對策[J].交通與運輸,2015(1):30-31.

[4]楊杰.城市公共自行車租賃系統在中國的發展[J].山西財經大學學報,2015,37(1):63-64.

[5]周楊,張冰琦,李強.公共自行車系統的研究進展與展望[J].城市發展研究,2014,21(9):118-123.

[6]王煒,魏薇.中外公共自行車系統經營模式比較研究-基于新制度經濟學視角[J].國際城市規劃,2013,28(3):64-69.

[7]李康.杭州市公共自行車系統運行情況研究及對策分析[D].湘潭:湘潭大學,2011.

[8]中國質量新聞網.城市公共自行車交通系統有望制定國家標準[EB/OL]．[2015-08-31].http://www.cqn.com.cn/news/zgzlb/dier/1073525.html.

[9]曾振.城市公共自行車系統運行績效評價-以湖南省株洲市為例[J].城市交通,2014,12(6):70-76.

[10]魏權齡.數據包絡分析[M].北京:科學出版社,2004.

[11]鐘文選.現代交通管理對公共自行車的應用需求及對策研究[D].濟南:山東大學,2011.

[12]姜文華,宜毛毛,徐彥.城市公共自行車發展建設淺析[J].道路交通與安全,2015,15(2):61-64.

Operation Efficiency Evaluation of Urban Public Bicycles Based on DEA Model

LIU Xiang YUAN Ruhua

(BusinessSchool,HohaiUniversity,Nanjing211100,China)

Based on data envelopment analysis (DEA), relative operational efficiency of 11 typical cities’ public bicycle projects are calculated and analyzed. Conclusion reveals that the overall operational efficiency of public bicycle projects of 11 cities is low, and the low pure technical efficiency is the main cause. Besides, the reasons for low efficiency are explored and recommendations for improvement are proposed in terms of inputs and outputs slack variables. In addition, measures are proposed to improve the operational efficiency of public bicycles and to maximize its role in promoting public transport.

public bicycle; efficiency; DEA; evaluation; measures

2016-09-16

U484

10.3963/j.issn.2095-3844.2016.06.022

劉香(1991—):女，碩士生，主要研究領域為工程及技術經濟管理