基于三阶段DEA模型评价广东省内河航运效率

凌 怡

(华南师范大学，数学科学学院，广东 广州 510665)

内河航运由于其运力大、消耗少、投资省、社会效益大等优势，对沿江各省外向型经济和区域经济的协调发展，尤其是长江和珠江为当地的国内生产总值贡献了巨大力量[1]。而广东省是我国水运资源最丰富和内河航运最发达的地区之一，是我国内河水运资源最丰富和内河航运最发达的地带，随着广东省经济的高速发展，加快广东省内河运输发展意义重大。为了提高广东省内河航运效率的竞争力[2]，首要问题是要对广东省内河航运效率进行分析，提出提升效率的合理建议。

1978年，美国著名运筹学家Charnes、Cooper和Rhodes在Farrell的前沿生产函数理论基础上建立数据包络法(DEA)[3]。张矢宇[4]对我国内河航运配置系统进行生产率分析时，采用航道里程、等级航道比例、航道畅通率、单船平均吨位、码头泊位长度和码头泊位数量作为输入变量，而将港口货物吞吐量作为唯一输出变量，建立DEA模型进行求解。

在此基础上，由于传统的DEA方法忽略了环境因素和不确定因素对效率的影响，因此利用SFA随机前沿模型回归结合传统DEA的三阶段DEA方法对广东省内河航运效率进行分析。

1 模型介绍及数据说明

1.1 三阶段DEA模型的建立

在张矢宇建立的DEA模型基础上，基于数据选取的难度问题，本文将删除航道畅通率指标，单船平均吨位指标改为吨级泊位占比，增加航道里程总计指标，在此基础进行相关性分析并建立DEA模型。对于SFA模型的建立，由于地区发展的水平越高，拥有内河运输地区的内河航运发展会更发达，所以选择会影响运输效率的环境变量地区生产总值。对于数据的选择及符号见表1。

1.2 数据来源与选取

本文数据完整选取全国拥有内河航运运输的地区，来源于国家统计局官网和交通专业知识服务系统。吨级泊位占比利用吨级泊位个数/泊位个数。

表1 符号说明

2 投入产出指标相关性分析

首先对指标的选取合理性进行检验，由于DEA模型要求投入与产出符合“同向性”假定，利用SPSS对所取指标进行Pearson相关性检验，结果如表2所示：投入与产出中，码头泊位长度、码头泊位数量和吨级泊位占比在1%的水平下通过检验，其他未通过检验。所以在进行三阶段DEA模型建立时，只选择这三个指标进行求解。

表2 Pearson相关检验结果

3 静态效率分析

3.1 第一阶段DEA模型

首先对检验后的数据进行传统的DEA模型，利用DEAP2.1，得到如表3所示效率数据：广东省与浙江省、山东省和湖北省的内河航运综合效率、纯技术效率和规模效率都非常高，共同处在内河航运效率的前沿面，远远高于全国平均值，说明内河航运效率较高；而均值水平的有辽宁、上海等省市，说明内河航运效率较低。但由于传统模型没有考虑环境变量和随机变量的影响，所以进行下一步回归。

表3 第一阶段各地区内河航运效率值

3.2 SFA模型回归

利用SFA模型剔除环境变量地区生产总值的影响，求取调整后的三个投入值，并对投入变量进行调整[5]，利用如下回归模型

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

(1)

(2)

得到如下结果

表4 SFA模型回归结果

根据结果可以得到，地区生产总值关于三个变量的系数均大于零，说明地区生产总值的增加会造成三个变量投入冗余的增加，从而降低内河航运的运营效率。三个变量中，地区生产总值关于码头泊位数量松弛变量的系数最高，说明生产总值对码头泊位数量的投入冗余的影响最大，而地区生产总值对吨级泊位比例的松弛系数最小，说明生产总值对吨级泊位数量的投入冗余影响最小。由此可以看出，地区生产总值的增加带来了泊位数量投入增加，但投入大多吨级较小。同时，三个回归的方差结果都较大，γ值中，码头泊位数量松弛和吨级泊位松弛都较高，说明各个地区的内河航运效率差距较大。

SFA回归模型求解出的环境值中，环境值最高的均为广东省，分别为16 581.234 28，186 550.7和1 475.391，说明在全国范围内，受生产总值的变动带来各因变量的影响最大的是广东省，如表5所示。

3.3 调整后DEA模型结果分析

对比表5和表3，可以发现在调整后，大多数省市的各种效率都得到了提升，说明调整前的模型对这些省市的综合效率有所低估；浙江省的技术效率有小幅下降，湖北省的三个效率小幅下降，说明调整前的模型对两省的技术效率有所高估。而广东省在前后三个效率值都为1，说明广东省的内河航运效率没有被错误估计，整体仍旧排行前列。

表5 调整后的DEA模型结果

4 结论与建议

在对环境变量进行剔除后，得到广东省在内河航运方面具有较高效率的结果，说明广东省在建设内河航运道路上走在前沿，但仍有改进空间。

(1)提升水系泊位吨级，增加吨级泊位数量。根据模型结果，可以发现目前大多数增加的吨级泊位吨位小，而目前珠江水系上游地区仍以个体运输为主，船舶吨位小、技术落后。所以，对于广东省而言，推进船舶吨位和船舶大型化，提高有效供给，降低运输成本，能够充分发挥珠江水运的比较优势。

同时，珠江流域的其他省市也有较高的航运效率，如广东省相邻的广西省，也呈现规模报酬递增的趋势，说明得益于高数量的码头长度与数量，高吨位的泊位比例投入，珠江流域有较高的运输效率。

(2)提升企业的规模与集约发展。要适应高吨级的泊位，个体运输过多的问题将限制航运，而目前珠江港口发展还处于较低水平，应当加快转型升级，提升港口的质量，拓宽服务功能与方向。