基于DEA模型的天津港港口效率分析

張建勇 王夢雅 王欣然 田思雨

【摘 要】 為了科學評估天津港的港口效率，選取3個投入指標和3個輸出指標，采用數據包絡分析（DEA）方法，對天津港及國內其他幾個等規模的綜合性港口的港口效率進行橫向對比研究，并結合近3年數據對港口的發展態勢進行縱向分析，同時對天津港2015年數據作敏感性分析。在此基礎上，從資源配置和投入產出等方面對港口企業管理者提出建議：實施集裝箱優先發展戰略，加強地理信息系統（GIS）的建設和應用，加強跨省市港口資源整合，合理運用政策優勢。

【關鍵詞】 天津港;數據包絡分析（DEA）;船舶自動識別系統（AIS）;貨物吞吐量

1 研究背景

天津港是我國北方重要的綜合性港口，地處首都經濟圈與環渤海經濟圈的交疊之處，是航運物流和對外貿易體系中有著較大影響力的資源配置中心。隨著現代物流業的穩步發展，港口已成為交通運輸網絡的重要樞紐和推動區域經濟增長的首要戰略節點。天津作為我國北部最大的沿海開放城市，具備優越的地理條件。然而近年來，天津經濟的整體發展勢態持續低迷，GDP增速緩慢。因此，天津港的改進和提升對于促進天津的經濟發展具有重要的戰略意義。

港口效率是評估港口績效的重要指標，其不僅反映了資源分配和綜合利用的概況，而且體現了港口生產、管理和經營等方面的綜合能力。為了提高天津港的港口績效水平，需要對港口資源的投入和產出進行優化調控，使其達到均衡分配。對此，本文對天津港與國內其他幾個綜合性港口的港口效率進行橫向對比研究，并選取2015―2017年3年的數據從時間維度對天津港的發展進行縱向分析，找出發展中存在的缺陷，為政府部門制定合理的規劃政策來優化天津港港口資源的配置提供決策支持，從而提高天津港的港口綜合競爭能力和可持續發展能力，進而帶動天津地區的經濟發展。

2 文獻綜述

國內外有大量研究效率的文獻，大多集中在對交通行業運營效率的研究，而在針對研究我國的港口效率方面，國內外文獻相對要少一些。吳煒佳等[1]運用AHP模糊綜合評價方法，結合問卷進行實地調查，建立了港口集裝箱的評價體系，繼而評價了廣州黃埔老港集裝箱作業效率。徐明強[2]根據進出港口的船舶自動識別系統（AIS）數據，綜合港口的船舶信息，描述了港口船舶營運效率評估系統。李電生等[3]構建了港口航運網的拓撲結構，應用聚類分析法將港口節點作了層次劃分，并由此得出我國港口目前的發展狀況及對未來布局規劃提出建議。

3 研究方法和樣本數據

數據包絡分析（DEA）法利用線性規劃技術來衡量多個決策變量的效率得分。DEA方法可用來評價多種投入與多種產出的效率，其不會被投入產出量綱所影響，且權重也不受人為主觀因素的影響，也可以根據其結果對非效率的決策單元（DMU）提出改善方向。因此，DEA方法相比于傳統的回歸分析等方法，更適用于對多輸入多輸出港口的分析。

在眾多應用于港口效率的DEA模型中，應用最普遍的是CCR模型和BCC模型。CCR模型是規模報酬不變，而BBC模型是規模報酬可變。因此，BBC模型較適合于研究港口的實際情況。本文選取BBC-DEA模型作為基本模型來對港口進行分析和評價。

3.1 投入產出指標的確定

本文將天津港與上海港、廣州港、深圳港、大連港這4個典型港口作橫向比較，分析2015―2017年的各港口效率。由于DEA模型在指標數量的選擇上存在限制，只有當DMU的數量a與投入指標和產出指標之和（m+s）滿足2（m+s）≤a≤3（m+s）時，才能夠保證DEA模型運算的準確度。

在對港口效率的評價過程中，指標體系的構建應本著系統全面性、簡明科學性，以及具備一定的可比性、可操作性、可量化性等原則。根據上述原則，結合對文獻分析、專家評估等方面的綜合判斷，本文將沿海碼頭長度、沿海泊位數及萬噸級泊位數作為投入變量，將港口集裝箱吞吐量、港口貨物吞吐量及港口旅客運送量作為產出變量，其中：港口總泊位及萬噸級泊位的數量影響船舶的流通速率和港口的運營效率;碼頭岸線長度不僅決定著泊位的數量和長度，還體現了資源利用效率和港口生產力水平;港口吞吐量是評估港口運營效果的主要依據，也是測度沿海區域綜合發展水平的重要計算指標。

3.2 樣本數據

本文的投入指標和產出指標的相關數據均取自2015―2017年《中國港口年鑒》和各港口所在地區的《城市統計年鑒》（見表1）。

4 模型結果分析

借助DEAP 2.1軟件對以上數據進行投入導向下的DEA評價，得到2015―2017年港口企業物流綜合技術效率、純技術效率和規模效率（見表2）。

從綜合技術效率這一指標來看：2017年深圳港、廣州港和大連港的綜合技術效率都達到效率前沿面，即投入合理，且產出效率相對最大化;上海港的綜合技術效率最低，天津港的綜合技術效率也沒有達到1。這表示上海港和天津港均沒有達到DEA有效，主要是因為港口企業物流資源利用率低，即實際生產規模未達到最優。

廣州、深圳、大連等3個港口2017年的綜合技術效率、純技術效率和規模效率都已達到1，DEA有效。這只能說明這3個港口的港口效率與其他港口比較時，在規模技術不變的背景下港口的投入與產出是相對合理的，而不表示其投入與產出是最優的組合，也不能說明其港口效率值是最優的。這是由于DEA的評價是針對相對有效性而言的。

縱觀天津港2015―2017年數據發現：天津港的純技術效率值都非常接近或等于1，處于相對最優水平，說明天津港的制度和管理水平較優，且物流技術水平較高;但其綜合效率值卻均小于1，造成這一結果的原因是天津港規模效率值較低，說明即使港口的管理制度、技術應用都是良好的，如果規模效率值不高，也會制約港口的綜合效率。從規模收益方面來看，天津港連續3年的規模收益呈現遞減趨勢，這可能與港口資源配置不合理有關。但值得注意的是，天津港歷年綜合效率呈上升趨勢，說明天津港是在朝著更高效的方向發展的。

由表2可知，天津港2015年的技術效率小于1，可以通過軟件運算出其松弛變量和冗余變量，為進一步完善港口效率提供參考。2015年天津港敏感性分析結果見表3。

從表3可以看出，沿海碼頭長度、沿海泊位數及萬噸級泊位數均投入冗余。

5 建 議

5.1 實施優先發展集裝箱業務戰略

天津港的規模效率值相對偏低，擴大港口的規模有利于提升天津港的效率。天津港可以選擇優先發展集裝箱業務，發揮其帶領作用，從而使港口的整體規模穩步擴大。在此條件下，天津港的散雜貨結構也需要全面調整，在匹配自身能力的基礎上積極開設新的航線、增加航班數量，并且要充分利用無水港來擴大港口的業務規模，大力發展環渤海集裝箱內支線運輸，推動覆蓋面積廣闊、層次清晰、結構分明的物流體系建設。

5.2 加強地理信息系統（GIS）的建設和應用

近3年來，天津港規模收益遞減，需要加強對其資源的合理化配置。可以對港口基礎設施、地形圖、綜合管線信息、電子物流信息等建立準確、完善的GIS管理系統，控制內部流程，協助港口與外界的物流管理，能夠有效地降低港口成本、合理分配港口物資、優化管理措施、加強港口資源的有效利用等。

5.3 加強跨省市港口資源整合

津冀地區港口的煤炭業務和集裝箱運輸功能協調、無水港的建設等，都有利于降低天津港內部的成本投入，充分發揮地區間不同優勢，使得資源使用效率和物流運行效率得到有效提高。同時政府要注意避免過多干預港口運營中，明確港口市場經營主體地位。

5.4 合理運用政策優勢

天津港也可以通過政府出臺的補貼等優惠政策來提高港口效率，如完善水路、鐵路等貨運流通速率和服務質量，進一步優化港口的集疏運系統，鼓勵運輸企業更多地選擇水路、鐵路，精簡中間運輸環節，節約成本等。

提高港口管理者的技術水平和管理水平是決定港口技術效率高低的關鍵，因此，天津港應積極利用現代信息技術，提高港口的整體效率，防止港口的盲目擴張，走集約型路線，減少不必要的資源浪費。

參考文獻：

[1] 吳煒佳，鄒毅峰.廣州黃埔老港集裝箱作業效率評價[J].物流技術，2018（9）：103-108.

[2] 徐明強.基于AIS數據的港口船舶營運效率評估系統[J].中國航海，2018（3）：119-122.

[3] 李電生，張騰飛，鐘丹陽.基于港口航運網拓撲結構的港口層次劃分――以中國城市港口航運網為例[J].中國海洋大學學報（社會科學版），2017（2）：85-90.