基于DEA模型的京津冀港口煤炭物流效率分析

朱粵 劉崇獻

摘要：通過對于京津冀四個重要煤炭港口物流效率的分析，運用DEA模型進行研究，直觀了解京津冀港口群的煤炭實際運作，為港口相關政策的出臺和發展計劃的制定提出一定的借鑒依據，優化資源配置，使京津冀港口群煤炭運輸發揮現有優勢，促進京津冀地區煤炭經濟的可持續發展。

關鍵詞：效率;DEA;煤炭;港口

Abstract： With the increasingly fierce competition of ports， how to enhance the competitiveness of the port and highlight its development advantages has become the top priority.Uses DEA model to analyze and study the logistics efficiency of four important coal ports in Beijing， Tianjin and Hebei， which can intuitively understand the actual operation of coal in Beijing， Tianjin and Hebei ports.Optimize the allocation of resources， make the coal transportation of Beijing-Tianjin-Hebei port group play its existing advantages， and promote the sustainable development of coal economy in Beijing-Tianjin-Hebei region.

Keywords： Efficiency;DEA; Coal;Port

我國煤炭產出總體呈現北多南少，西多東少，煤炭運輸形成“北煤南運，西煤東運”的局面。京津冀港口地處“環渤海”沿海港口群，是華北地區的主力煤炭輸出港。

一、京津冀港口煤炭物流的發展現狀

2017年，我國北方主要發煤港口合計發運煤炭達7.26億噸，同比增長11.9%。京津冀五大港口煤炭吞吐量合計6.66億噸，占我國北方發煤港口煤炭發運量的91.7%。秦皇島港吞吐量重回“第一運煤大港”行列，黃驊港緊跟其后，全年完成煤炭吞吐量位居北方港口第二位[1]（見表1）。

從煤炭物流的流向看，京津冀四大港口是我國“三西”煤炭實現“北煤南運”的主要下水港，其中秦皇島港、唐山港和黃驊港分別是北方三大運煤通道的主要下水港和樞紐港，吞吐量都超過一億噸接近兩億噸，而天津港過去主要是汽運煤的主要下水港，除了黃萬鐵路之外，缺乏專用運煤鐵路線，目前受到環渤海禁止汽運煤政策影響，煤炭吞吐量將受到顯著影響，導致2017年天津港成為我國前十大港口中唯一出現吞吐量下降的港口。

京津冀港口群煤炭通道主要包括大秦線、神驊線、蒙冀線等鐵路線。大秦線配套港口主要是秦皇島港，京秦和京山2條鐵路干線直達秦皇島港，秦皇島場地堆存著山西、內蒙、陜西、河北等地發運的140多個煤種，大型煤電企業如中煤、神華、伊泰、同煤、浙能、國電、中石化等均在秦皇島等安家落戶;神朔黃線配套港口主要是黃驊港;蒙冀線于2015年建成，配套港口則為唐山港。大秦、朔黃線是“北煤南運，西煤東運”的主要通道，擔負著煤炭外運任務，煤炭運輸比例高達100%。近年來，煤炭供求旺盛，鐵路運量大幅增加。2014年，大秦線規劃新增運力投放1500萬噸，運力繼續處于飽和狀態，且秦皇島、曹妃甸港同質化競爭激烈，呈現運力瓶頸。但黃驊港和天津港配套能力投放滯后，分流和挖潛導致煤炭北通道運力相對寬松。但是隨著近年來，限制汽運政策的出臺，煤炭鐵路運輸受到影響，天津港面臨汽運煤資源被秦皇島港、曹妃甸港分流，以天津港為例，2017年4月底停止接收公路運輸煤炭，煤炭及制品吞吐量同比下滑 30.15%。

二、京津冀港口煤炭物流效率的實證分析

（一）實證方法選擇

目前研究港口物流效率，數據包絡分析法（DEA）是運用最為廣泛的一種方法。本文將運用DEA方法，從多個時點對京津冀港口煤炭物流效率開展比較靜態研究。

DEA方法由美國運籌學家Charnes，Cooper等人在評價部門間的相對有效性的基礎上發展而來的，即DEA模型，是一種統計分析的方法。DEA模型分為CCR模型和BCC模型。CCR模型通過引入松弛變量s+和剩余變量s-，來判定是否同時技術有效和規模有效。BCC模型是在CCR基礎上演變而來的，它將技術效率拆成純技術效率和規模效率兩部分，使分析更加精準。

（二）指標選取

本文擬對京津冀港口群中四個重要港口進行效率分析，選取天津港、秦皇島港、唐上港、黃驊港作為研究樣本。

本文選擇以實物量計量的一類作為投入要素，包括泊位數量、煤炭泊位年通過能力和鐵路通道設計運輸能力等港口的基礎設施。同樣，產出變量我們選取煤炭及制品吞吐量作為產出變量。

我們以2010年、2013年、2016年、2017年4個港口相關數據進行DEA分析，投入產出指標如表2所示。

（三）港口物流效率分析

整理得到的數據通過DEAP-xp1計算各港口的綜合效率值、純技術效率值和規模效率值，所得結果見表3：

通過以上CCR模型和BCC模型，對于DEAP-xp1軟件計算的效率值可以解釋為1時表示港口的綜合效率和純技術效率為DEA有效，而若小于1則表示非DEA無效;當純技術效率值為1、綜合技術效率不為1時，則純技術效率有效，綜合技術效率無效主要是由規模無效造成的，說明該港口在不增加現有投入的基礎上可以獲得更多的產出[2]。規模報酬遞增表示增加現有投入可以獲得更多的產出回報，規模報酬遞減表示即使在現有投入上增加也無法獲得相應比例的收益增加。

1.效率值分析

根據時間線來看，由表3可知，2010年、2013年、2016年這三個節點年份天津港的綜合效率值從非DEA有效增加達到DEA有效。這和天津港近年來的基本情況有著很大關系，2016年受相關扶持政策影響，天津港的汽運煤集港數量增加，煤炭運量快速增長，2016年天津港煤炭的吞吐量創歷史最高紀錄，占貨物吞吐量的24%，這說明天津港在不斷提高通航能力，整體水平不斷提高。但是，2017年隨著部分天津港汽運煤受限，回歸到鐵路運輸，在鐵路調度等方面存在困難，一定程度上導致綜合效率降低。

秦皇島港作為“北煤南運”大通道中的主樞紐港，擔負著東南沿海電煤運輸以及國家外貿煤炭出口的主要任務。秦皇島港2017年的綜合效率值處于DEA有效，說明秦皇島港投資建設相對比較成功，近年來發展勢頭不錯，整體上技術設施利用率和機械化水平不斷提高，雖然2016年綜合效率呈現非DEA有效， 受大秦線運量下降、進港資源減少等因素影響，從2016年四月份開始，受我國實施嚴格的限產政策影響，導致煤炭供應端收縮，煤礦生產和銷售數量大幅減少。此外，受準池線分流影響，部分內蒙煤炭由大秦線轉到準池線，拉動朔黃線和黃驊港運量大增，造成傳統的第一運煤大通道：大秦線發運量持續下降，大秦線每日發運量由125萬噸下降到89萬噸。大秦線配套港口也受影響，秦皇島港進港資源減少，場存保持在250—350萬噸的低庫存，船等貨現象屢見不鮮，港口空泊成為常態[3]。2016年11月秦港方面，通過加強與礦路航電等各方的協調聯系，增加貨源調進，提高場存數量，確保了下游用煤需求，綜合效率恢復到DEA有效體現得淋漓盡致。

而對于唐山港的綜合效率值呈下降趨勢，從2010年DEA有效發展到2016年變為非DEA有效，唐山港從2016年到2017年，純技術效率呈下降趨勢，規模效率呈上升趨勢，受國家去產能政策，水電等清潔能源擠壓，進口煤沖擊的多重因素影響，沿海內貿煤市場持續低迷，港口同質化競爭更加激烈[4]。唐山港主要是由京唐港區和曹妃甸港區組成，京唐港以煤炭、礦石、一般散雜貨和集裝箱內貿等運輸為主，戰略地位顯著，但是近年來，京唐港區大力推進以集裝箱業務為重點的港口功能拓展，集裝箱吞吐量比重不斷提升，而煤炭吞吐量占比較小，對于煤炭運輸存在資源過剩、利用不合理等現象;曹妃甸港區主要是以煤炭、礦石等大型干散貨運輸為主，直通曹妃甸港區的張唐鐵路從2015年建成后投入運營。2016年，國投京唐港、國投曹妃甸港和京唐老港吞吐量出現下跌，總體上綜合效率較低，但是唐山港口群積極吸納優質資源，吸引客戶拉運，確保了港口煤炭吞吐量保持穩中有升的態勢，所以從2016年到2017年綜合效率值呈現上升態勢。從京津冀協同發展的資源配置整合和產業發展升級與轉移角度來看，唐山港有著非常得天獨厚的資源環境條件，但是泊位利用率偏低，需要進一步加強管理，提高管理效率。

根據效率結果可以看出，黃驊港四個年份節點均為DEA有效，自運營以來，黃驊港綜合港區利用區位和業務優勢，相繼與山西、陜西、內蒙古等近百家貨主簽訂下水煤炭合同，使下水煤炭業務成為業務新亮點[5]。雖然煤炭吞吐第一大港還是秦皇島港，但是黃驊港競爭優勢依然明顯，具有獨特的煤炭集港優勢，綜合物流成本相對偏低，未來前景樂觀，四大港口綜合效率、規模效率對比見圖1和圖2。

DEA的CCR模型提供了投入和產出指標松弛變量，不為0的變量所對應的指標是制約港口效率的因素。投入指標的松弛量代表既定產出水平下某一投入指標相對于其在有效前沿面上投影的冗余量;產出指標的松弛量則代表某一產出指標相對其在有效前沿面上投影的不足量。松弛變量可以提供DEA無效港口向有效前沿面調整的方向，在哪些方面表現不足，哪些投入需要減少或增加，使調整更加具有針對性。

效率值小于1的港口即為效率無效的港口，這些港口無效主要是存在投入冗余和產出不足這兩種現象。對于秦皇島港、黃驊港和天津港的投入冗余和產出冗余都是0，這和DEA有效是相符的。而對于綜合效率無效的唐山港，在產出不變的情況下，三個投入變量都要相應減少18.77、6315.52、10303.49;從產出不足角度來看，產出增加1089.94，泊位煤炭年通過能力減少14698.06就能實現DEA有效。

三、結論及建議

京津冀四大港口的綜合效率還有一定的提升空間，存在投入冗余和產出不足的現象。從最新效率分析來看，天津港和秦皇島港得益于煤炭運輸資源的合理配置和高效率的管理，效率值達到DEA有效，而唐山港和黃驊港的純技術效率值達到1，但規模無效從而造成非DEA有效。我們可以通過效率分析和投入冗余分析，更確切地找出制約港口效率的因素，為決策者提供參考建議。

從2016年煤炭效率分析結果可知，秦皇島港和唐山港在煤炭運輸資源利用率上都處于較低的狀態，且規模效率也不高;2017年的京津冀四大港口煤炭運輸效率，秦皇島港受政策影響，進行煤炭運輸資源的合理配置和高效率的管理使得綜合效率值達到1，黃驊港仍保持綜合效率為1的狀態，然而天津港受到“公轉鐵”的影響，呈現非DEA有效;唐山港綜合效率值上升，但是要達到DEA有效還要加強技術和規模方面的管理與建設。

港口效率受到多種因素的影響，不僅受到關于內部因素的影響，例如泊位數量、泊位長度、鐵路通道設計運輸能力、泊位年通過能力等，還會受到外部因素，例如政府政策等因素的影響。

通過對四大港口的效率分析和投影分析，結合港口間的發展現狀，給出以下幾點建議。

（一）港口群協同發展，實現共贏

通過效率分析和投入產出分析，規模無效是導致綜合效率值低的原因，而規模無效部分原因是由港口間的惡性競爭造成的。應該緊跟相關政策，推動京津冀的協同發展，構建功能合理、分工明確、優勢互補、內外通聯的港口群。京津冀的協同發展會一定程度上推動區域港口資源互補。根據各港口的臨港定位，結合京津冀協同發展戰略，對于以集裝箱和件雜貨為主的綜合性大港——天津港，以石油、鐵礦石、煤炭為主的綜合性港口且鐵路通道運輸能力不斷加強的唐山港，作為世界最大煤炭輸出港的秦皇島港，以及以煤炭、石油化工產品、加工產品等運輸為主的北方大型物流中心、“西煤東運”的最便利的出海口——黃驊港，要建立一體化的機制，走集約路線，實現差異化協同發展模式，最大化發揮各港口比較優勢，優勢互補，碼頭資源互補，避免資源閑置情況，提高港口效率，盡可能從根源上解決京津冀港口群的惡性競爭，實現由各個獨立向港口群的實質性轉變，實現共贏。

（二）建設煤炭供應鏈，一體化服務

近年來，四大港口在煤炭運輸方面的投入在當前煤炭供給不足的情況略顯冗余，并且河北省內港口在功能上略顯單一，大部分都集中在煤炭、石化產品、鐵礦石等大宗散貨上，其他業務占比小[6]。建立一個以煤炭物流為主的供應鏈物流是解決京津冀四大港口煤炭運輸效率低下的有效途徑，由專業化的企業平臺通過資源整合的形式，將各個煤炭供應鏈價值節點有機銜接起來，是新的港口運作商務模式，此平臺專注于解決煤炭流通節點中影響物流效率的各個因素，不依附于任何港口，能夠實現港口煤炭供應鏈一體化發展，將在根源上解決港口定位和資源分配問題。

（三）加強信息化建設，構建現代化港口

京津冀四大港口之間的物流信息無法實現共享與協作，信息不透明導致港口間的協同合作變得更加困難，所以建立信息平臺，建設以ERP（企業資源系統）、CRM（客戶關系管理系統）、SCM（供應鏈管理系統）等現代化技術的現代化網絡系統，建立四大港口間的信息聯動機制，整合煤炭港口供應鏈，包括煤礦、鐵路、港口、船公司、電廠用戶以及港口與港口之間的各種信息資源，最大限度地實現相關信息共享[7]，從而建設現代化港口，實現各港口的可持續發展。

[參考文獻]

[1]2017年北方主要發煤港口共發運煤炭7.26億噸[EB/OL].https：//www.sohu.com/a/219810666_751989.

[2]周婷婷.基于數據包絡分析的我國主要港口效率研究[D].重慶交通大學.

[3]2016年秦港煤炭運輸形勢分析[EB/OL].http：//www.cctd.com.cn/show-270-157219-1.html.

[4]國際煤炭網.2016年唐山港煤炭吞吐量穩中有升毫不示弱[ED/OL].http：//coal.in-en.com/html/coal-2419767.shtml.

[5]黃驊港綜合港區再辟煤炭運輸新模式[ED/OL].http：//finance.sina.com.cn/roll/2016-03-10/doc-ifxqhmve9007805.shtml.

[6]李虹.京津冀一體化背景下港口物流發展對策研究[J].物流科技，2014，37（2）.

[7]侯貴賓，陳紅梅.津冀煤炭港口“熱身”一體化[J].港口物流，2016（9）.

（責任編輯：張彤彤）