基于三階段DEA模型評價廣東省內河航運效率

凌 怡

(華南師范大學，數學科學學院，廣東 廣州 510665)

內河航運由于其運力大、消耗少、投資省、社會效益大等優勢，對沿江各省外向型經濟和區域經濟的協調發展，尤其是長江和珠江為當地的國內生產總值貢獻了巨大力量[1]。而廣東省是我國水運資源最豐富和內河航運最發達的地區之一，是我國內河水運資源最豐富和內河航運最發達的地帶，隨著廣東省經濟的高速發展，加快廣東省內河運輸發展意義重大。為了提高廣東省內河航運效率的競爭力[2]，首要問題是要對廣東省內河航運效率進行分析，提出提升效率的合理建議。

1978年，美國著名運籌學家Charnes、Cooper和Rhodes在Farrell的前沿生產函數理論基礎上建立數據包絡法(DEA)[3]。張矢宇[4]對我國內河航運配置系統進行生產率分析時，采用航道里程、等級航道比例、航道暢通率、單船平均噸位、碼頭泊位長度和碼頭泊位數量作為輸入變量，而將港口貨物吞吐量作為唯一輸出變量，建立DEA模型進行求解。

在此基礎上，由于傳統的DEA方法忽略了環境因素和不確定因素對效率的影響，因此利用SFA隨機前沿模型回歸結合傳統DEA的三階段DEA方法對廣東省內河航運效率進行分析。

1 模型介紹及數據說明

1.1 三階段DEA模型的建立

在張矢宇建立的DEA模型基礎上，基于數據選取的難度問題，本文將刪除航道暢通率指標，單船平均噸位指標改為噸級泊位占比，增加航道里程總計指標，在此基礎進行相關性分析并建立DEA模型。對于SFA模型的建立，由于地區發展的水平越高，擁有內河運輸地區的內河航運發展會更發達，所以選擇會影響運輸效率的環境變量地區生產總值。對于數據的選擇及符號見表1。

1.2 數據來源與選取

本文數據完整選取全國擁有內河航運運輸的地區，來源于國家統計局官網和交通專業知識服務系統。噸級泊位占比利用噸級泊位個數/泊位個數。

表1 符號說明

2 投入產出指標相關性分析

首先對指標的選取合理性進行檢驗，由于DEA模型要求投入與產出符合“同向性”假定，利用SPSS對所取指標進行Pearson相關性檢驗，結果如表2所示：投入與產出中，碼頭泊位長度、碼頭泊位數量和噸級泊位占比在1%的水平下通過檢驗，其他未通過檢驗。所以在進行三階段DEA模型建立時，只選擇這三個指標進行求解。

表2 Pearson相關檢驗結果

3 靜態效率分析

3.1 第一階段DEA模型

首先對檢驗后的數據進行傳統的DEA模型，利用DEAP2.1，得到如表3所示效率數據：廣東省與浙江省、山東省和湖北省的內河航運綜合效率、純技術效率和規模效率都非常高，共同處在內河航運效率的前沿面，遠遠高于全國平均值，說明內河航運效率較高；而均值水平的有遼寧、上海等省市，說明內河航運效率較低。但由于傳統模型沒有考慮環境變量和隨機變量的影響，所以進行下一步回歸。

表3 第一階段各地區內河航運效率值

3.2 SFA模型回歸

利用SFA模型剔除環境變量地區生產總值的影響，求取調整后的三個投入值，并對投入變量進行調整[5]，利用如下回歸模型

Sij=f(Zi，|βj)+vij+uij，i=1，2，…，N，j=1，2，…，P。

(1)

(2)

得到如下結果

表4 SFA模型回歸結果

根據結果可以得到，地區生產總值關于三個變量的系數均大于零，說明地區生產總值的增加會造成三個變量投入冗余的增加，從而降低內河航運的運營效率。三個變量中，地區生產總值關于碼頭泊位數量松弛變量的系數最高，說明生產總值對碼頭泊位數量的投入冗余的影響最大，而地區生產總值對噸級泊位比例的松弛系數最小，說明生產總值對噸級泊位數量的投入冗余影響最小。由此可以看出，地區生產總值的增加帶來了泊位數量投入增加，但投入大多噸級較小。同時，三個回歸的方差結果都較大，γ值中，碼頭泊位數量松弛和噸級泊位松弛都較高，說明各個地區的內河航運效率差距較大。

SFA回歸模型求解出的環境值中，環境值最高的均為廣東省，分別為16 581.234 28，186 550.7和1 475.391，說明在全國范圍內，受生產總值的變動帶來各因變量的影響最大的是廣東省，如表5所示。

3.3 調整后DEA模型結果分析

對比表5和表3，可以發現在調整后，大多數省市的各種效率都得到了提升，說明調整前的模型對這些省市的綜合效率有所低估；浙江省的技術效率有小幅下降，湖北省的三個效率小幅下降，說明調整前的模型對兩省的技術效率有所高估。而廣東省在前后三個效率值都為1，說明廣東省的內河航運效率沒有被錯誤估計，整體仍舊排行前列。

表5 調整后的DEA模型結果

4 結論與建議

在對環境變量進行剔除后，得到廣東省在內河航運方面具有較高效率的結果，說明廣東省在建設內河航運道路上走在前沿，但仍有改進空間。

(1)提升水系泊位噸級，增加噸級泊位數量。根據模型結果，可以發現目前大多數增加的噸級泊位噸位小，而目前珠江水系上游地區仍以個體運輸為主，船舶噸位小、技術落后。所以，對于廣東省而言，推進船舶噸位和船舶大型化，提高有效供給，降低運輸成本，能夠充分發揮珠江水運的比較優勢。

同時，珠江流域的其他省市也有較高的航運效率，如廣東省相鄰的廣西省，也呈現規模報酬遞增的趨勢，說明得益于高數量的碼頭長度與數量，高噸位的泊位比例投入，珠江流域有較高的運輸效率。

(2)提升企業的規模與集約發展。要適應高噸級的泊位，個體運輸過多的問題將限制航運，而目前珠江港口發展還處于較低水平，應當加快轉型升級，提升港口的質量，拓寬服務功能與方向。