基于 DEA 的河南省交通運輸效率評價(jià)

第31卷第2期河南科學(xué)VoL31 No.22013年2月HENAN SCIENCEFeb. 2013文章編號: 1004- -3918(2013)02- -0201-04基于DEA的河南省交通運輸效率評價(jià)崔巖，吳麗美，曲建華(河南農業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院，鄭州450002)摘要: 基于DEA方法構建了評價(jià)河南省交通運輸營(yíng)運效率的CCR模型,選取各類(lèi)運輸方式的營(yíng)運里程作為輸入型指標，客貨運周轉量作為輸出型指標,以河南省2000--2011年統計年鑒數據為依據,對其營(yíng)運的相對有效性進(jìn)行了評價(jià).評價(jià)結果表明:加速發(fā)展航空和鐵路運輸，穩定發(fā)展公路運輸,適當發(fā)展內河運輸是提高河南省交通運輸的營(yíng)運效率的合適舉措.關(guān)鍵詞: DEA; 交通; 運輸效率中圖分類(lèi)號: U 412文獻標識碼: AAssessment on Henan Transportation Efficiency Based on DEACui Yan，Wu Limei, Qu Jianhua .(Mechanical and Elctrical Engineering College of Henan Agriculture University, Zhengzhou 450002，China)Abstract: The authors build the CCR model to assess Henan transportation efficiency based on DEA, choosing linemileage as input index and turnover volume as output index, according to the data of Henan statistic annual. Fromthe appraising result, it is suggested to expand the railway and aviation rapidly, to develop highway smoothly , andto increase waterage properly , which is the right way to improve the Henan transportation operation efficiency.Key words: DEA; traffie; transportation eficiency近年來(lái)，河南省交通運輸業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn),以高速公路為代表的道路交通更是走在全國前列，鐵路、航空、水路、管道等多種運輸方式也取得了長(cháng)足進(jìn)步,為河南經(jīng)濟發(fā)展、對外交流以及人民生活便利提供了重要的支撐。而隨著(zhù)建設中原經(jīng)濟區國家戰略的提出，在國家總體交通戰略發(fā)展框架下科學(xué)謀劃，構筑布局合理、結構優(yōu)化、相互銜接、便捷暢通、安全可靠的現代化綜合交通運輸體系對于完善全國交通路網(wǎng)結構，保障全國交通運輸安全暢通,提升中原經(jīng)濟區綜合競爭力,促進(jìn)中部地區發(fā)展乃至全國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展都具有重要意義2.本文運用數據包絡(luò )分析法(DataEnvelopmentAnalysis,DEA)對河南省歷年交通運輸的營(yíng)運效率進(jìn)行定量評價(jià),分析其發(fā)展變化特點(diǎn)和趨勢,對于提高交通運輸營(yíng)運效率,協(xié)調不同運輸方式發(fā)展,優(yōu)化綜合運輸結構具有現實(shí)意義.1交通運輸效率相對有效性評價(jià)DEA由A.Charnes和W.w.Cooper等在1978年創(chuàng )建,使用數學(xué)規劃模型進(jìn)行評價(jià)具有多個(gè)輸入、特別是多個(gè)輸出的“部門(mén)”或“單位”稱(chēng)為決策單元(Decisionmakingunit,簡(jiǎn)記DMU)間的相對有效性,本質(zhì)上是判斷DMU是否位于生產(chǎn)可能集的“生產(chǎn)前沿面”上8。依據DEA方法、模型和理論,可以直接利用輸入輸出數據建立非參數的DEA模型,對DMU進(jìn)行效率評價(jià)與經(jīng)濟分析,得到多種管理信息.該領(lǐng)域的研究應用吸引了眾多的學(xué)者圖。1.1具有 非阿基米德無(wú)窮小的CCR模型DEA原始的CCR模型由于存在計算上的不便，Charnes中國煤化工問(wèn)題時(shí)通過(guò)引入非阿YHCNMHG收稿日期: 2012-11-28基金項目:河南省交通運輸廳科技攻關(guān)項目(201 1P59)作者簡(jiǎn)介:崔巖(1965-),女,河南南陽(yáng)人,副教授,碩士,研究方向為水資源信息技術(shù)與應用,水資源環(huán)境評價(jià).- 202-河南科學(xué)第31卷第2期基米德無(wú)窮小5的概念使得該問(wèn)題得以解決.令ε>0非阿基米德無(wú)窮小量X,Y;為決策單元DMU;的輸入和輸出向量,S*,S為投入與產(chǎn)出的松弛向量,e=(1,.,1)"∈E",e=(,1,..,1)T∈E,則有式(1):min 0- E(eTS-+eTSt)，E X,入,+S=0X,ZY,),-S'=Y。，(1)入;≥0,j=1,",n，[S-≥0,S+≥0.對于(1),設其最優(yōu)解為A",S-0,S0, θ0則有如下判別法則:1)若0°<1, 則DMU,不為弱DEA有效;2)若0°=1,eTS-+e"S+>0,則DMU;僅為弱DEA有效:3)若0°=1,eTS +e'S*=0,則DMU;,為DEA有效.對模型(1)的求解可以采取兩種解法:一種是取e>0為足夠小的正數,直接用其最優(yōu)解根據判別法則判斷決策單元的有效性.另-一種是應用兩階段法，將ε看做--個(gè)無(wú)窮小的符號參與迭代運算,首先求解式(2)min 0,ExA,+s=ox。,2y,A,-S'=Y。，(2)入;≥0,j=),.,n,[s- ≥0,S+≥0,獲得其最優(yōu)解A\",S~9,S+0,0".若θ°<1,則DMU,不為弱DEA有效;若0"=1,則求解式(3),獲得最優(yōu)解i,-,St,若eTS- +eTS*≠0,則DMU,僅為弱DEA有效;若eTS +e'S+=0,則DMU,為DEA有效,本文采取兩階段法求解。max ε(eTS-+e'S+)，2x,A,+S=Xo,Zr,A,-S*=Yo，(3)λ;≥0,j=l,.",n,[s- ≥0,S+≥0.1.2 輸入輸出評價(jià)指標DEA中輸入型指標一般是成本性指標，輸出型--般為效益型指標，即要求輸入指標越小越好,輸出指標越大越好6.對于交通運輸而言,輸入型指標可以包括投資、從業(yè)人員數量、線(xiàn)路長(cháng)度、場(chǎng)站樞紐數量、交通工具保有數量;輸出型指標可以包括客貨運量、周轉量等,考虎到當明組制同十交通運輸效率而言.本文主要從現有交通設施的利用效率著(zhù)手,分析其運營(yíng)狀態(tài)中國煤化工各類(lèi)運輸方式的營(yíng)運里程為輸入型指標，以客貨運周轉量為輸出型指標.TYHCNMH G1)營(yíng)運里程:為了能夠得到不同運輸方式的運營(yíng)效率,把鐵路、公路、高速公路、水路、航空的線(xiàn)路里程作為輸入型指標，反映目前河南省不同交通運輸方式的整體狀態(tài),其中由于高速公路在河南省交通運輸中具有突出示范作用，故而將其分別出來(lái)進(jìn)行分析.2013年2月崔巖,等:基于DEA的河南省交通運輸效率評價(jià)-203-2)各類(lèi)運輸方式的總體客貨運周轉量:該類(lèi)指標反映了不同交通運輸方式提供的服務(wù)功能，體現了其效益型功用.2河南省交通運輸效率的DEA評價(jià)2.1原始數據獲取與處理通過(guò)查閱2001--2012年《河南省統計年鑒》,獲得原始數據見(jiàn)表1,其中民航航線(xiàn)2003年,2004年沒(méi)有統計數據，為便于比較采用線(xiàn)性插值法確定.表1河南省2000- 2011 年交通運輸投入產(chǎn)出指標數據Tab.1 From 2000 to 2011 transportation input- -output index data of Henan province線(xiàn)路里程年份客運周轉量貨運 周轉量鐵路公路高速公路內河航道民航航線(xiàn)2000335464 45350511043276740.98.1 476.51200131969 0411077158745 008 .1 573.282002334771 741123145 912820.831 649.222003341073 8311418120853 834822.921 891.732004375275 7181759138159 278963.092 107.262005400079 5062678143964 3301 000.72 282.6020063988236 351343970 9731 113.772 415.892007989238 6764556143 899 .1 264.12 729.302008240 6454841164 7631 517.335 215.8420093898242 3144861188 404.1 645.186146.0820104224245 0895016241 151.1840.647 141.8220114203247 5875196188 2582 033.688 471.07注:線(xiàn)路里程單位為km,客運周轉量單位為億人●km,貨運周轉量單位為億t.km.下同.針對表1中的12個(gè)決策單元,使用LINGO10.0帶入式(2)依次計算得到各個(gè)決策單元的相對有效性，然后利用式(3)計算松弛變量得到投入與產(chǎn)出數據的余缺,計算結果見(jiàn)表2.由于公路里程中包含了高速公路，為了比較整體運營(yíng)效率，剔除高速公路作為輸入指標后采用相同方法計算得到表3.表2河南省交通運輸運營(yíng)有效性計算結果Tab.2 The caleulation results of transportation operational effectiveness of Henan Province投入冗余產(chǎn)出不足規模效益公路高速公路 內河航道民航航線(xiàn)客運周轉量 貨 運周轉量.960.9318.32351.590.950.8832.76 133.591.0794 458.71 227.93798.920.860.9130 024.461.386.611 652.52).971.0220 878.2 572.79228.31中國煤化工YHCNMHG2.2 評價(jià)與分析1)從表2和表3對比看出，剔除高速公路后對各年份的相對有效性沒(méi)有影響，變化的只是部分投入或產(chǎn)-204-河南科學(xué)第31卷第2期表3河南省交通運輸運營(yíng) 有效性計算結果(剔除高速公路影響)Tab.3 The calculation results of transportation operational effectiveness of Henan Province (excluding highway)投入冗余產(chǎn)出不足年份θ規模效益鐵路公路內河航道民航航線(xiàn)客運周轉量貨運周轉量2000200120020.960.93265.18351.6820030.940.8564.9216.4120041200520060.951.0894 458.7366.53798.9220070.860.9130 024.36 .6.611 652.5220080.971.0220 878.21228.31200920102011出的數值.總體來(lái)看,河南省近年來(lái)各種運輸方式的里程有了巨大的增長(cháng)，客貨運里程得到了顯著(zhù)地提高，線(xiàn)路利用率整體處于較高水平上,各種運輸方式處于動(dòng)態(tài)協(xié)調中.2)具體運輸方式來(lái)看,鐵路、民航--直位于相對有效性的臨界點(diǎn),即其利用處于相對飽和狀態(tài),對其線(xiàn)路(航線(xiàn))的增加可以較大幅度的增加客貨運周轉量;公路(特別是高速公路)多次處于投入冗余狀態(tài),即該線(xiàn)路的增長(cháng)并不能帶來(lái)客貨運周轉量的相應增加,反映到河南省公路建設的突飛猛進(jìn),短途、短距離交通與運輸已經(jīng)得到滿(mǎn)足,大運距、大宗貨物的長(cháng)途運輸和交通處于相對緊缺狀態(tài).3)從周轉量來(lái)看,客運周轉一直處于相對有效狀態(tài),而貨物周轉則經(jīng)常處于有效需求不足狀態(tài)，反映了河南省作為全國煤炭、糧食等大宗商品主產(chǎn)區,同時(shí)又處于沿海與內地產(chǎn)業(yè)承接帶,貨物中轉與進(jìn)出量極大,而作為大宗貨物與商品的最主要運輸工具的鐵路近年來(lái)--直處于發(fā)展停滯狀態(tài),而公路運輸對于長(cháng)運距又相對不經(jīng)濟水路運輸主要為內河,航空運輸成本過(guò)高,這些事實(shí)導致了河南省貨運周轉的長(cháng)期短缺.3結論本文基于DEA方法構建了評價(jià)河南省交通運輸營(yíng)運效率的CCR模型，選取各類(lèi)運輸方式的營(yíng)運里程作為輸入型指標，客貨運周轉量作為輸出型指標，以河南省2000-2011年統計數據為依據,對其營(yíng)運的相對有效性進(jìn)行了評價(jià)。從評價(jià)結果來(lái)看,為了提高河南省交通運輸的營(yíng)運效率應該采取的措施有:加速發(fā)展航空和鐵路運輸,穩定發(fā)展公路運輸,適當發(fā)展內河運輸.需要指出的是，由于本文是對河南省歷年數據進(jìn)行的縱向分析,效率的相對有效僅僅是和自身相比,并不表示投入與產(chǎn)出的絕對匹配;另外由于各種運輸方式的有效銜接與運輸方式本身管理等也是影響客貨運:周轉量的重要因素,但卻由于很難量化而沒(méi)有納入輸入型指標,因此本文的分析結果需要結合其他相關(guān)指標的分析才能得出實(shí)用性更高的結論。參考文獻:[1]蔡世忠. 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