基于DEA-SBM模型的集装箱港口效率分析.docx

?

?

基于DEA-SBM模型的集装箱港口效率分析

?

?

朴贞人赵一飞

摘要：本研究旨在通过评估中国和韩国的集装箱枢纽港口的效率，为港口运营发展指明方向。使用DEA-SBM（SlackBasedMeasurement）方法分析了2004年至2017年上海、宁波、青岛和釜山四个集装箱港口的运营效率并进行排名。该研究将码头总面积（㎡）、泊位长度（m）、桥吊（台）数量及其他装卸设备（台）数量作为投入变量，集装箱货物吞吐量（TEU）作为产出变量，并通过松弛量（Slacks），提出达到效率性边界的方法。结果表明，青岛港和上海港是相对效率较高的港口，超过一半的码头在相对效率上高于平均水平。

关键词：港口;集装箱码头;运营效率;DEA-SBM模型;比较分析

一、引言

港口的运营对国家和地方经济的发展有重大影响，为占据港口的主动权，近年来东北亚主要集装箱港口采取加速扩充港口设施、推进装卸设备运营自动化和堆场运营系统化的策略强化基础设施建设，并实施相关战略来提高港口竞争力，以期成为该区域枢纽港口。

然而，各集装箱港口间以吸引货量为目的的激烈的货物竞争，导致设施过度建造以及码头收益缩减，因此需要从港口资源利用率角度对港口资源的投入量进行研究。

近年来，DEA-SBM（SlackBasedMeasurement）模型被广泛应用在环境、区域、企业等领域进行效率评价。范丹等（2013）使用DEA-SBM，对1999年至2010年中国能源效率及节能减排效率进行了分析。冯志军（2013）把绿色创新效率作为研究主题，并使用了DEA-SBM方法对中国30个省级地区进行了实证考察。Cheng等（2018）针对2009年至2016年中国东北三省的能源效率进行了分析。罗俊浩（2014）利用DEA-SBM对2005年至2011年间的中国8个集装箱港口的环境效率进行了评价。冯烽（2017）选定固定成本、可变费用、管理费用作为投入变量;吞吐量和净利润作为产出变量进行2010-2015年的17个港口上市公司的效率分析。PARK（2008）使用进出口量、船舶进出港艘次、港口财政收入作为3个产出变量，靠岸能力、装卸能力作为2个投入变量，进行了20个韩国港口的运营效率分析。LEE等（2015）使用DEA-SBM模型，对2009年至2014年货运代理公司的效率进行了分析，研究发现15家企业中，只有30%运营效率较高。

但基于DEA分析模型，仅仅止步于投入变量与产出变量间单纯的效率研究，这对于港口效率研究还是有很大的局限性。另外，目前很少有研究将中韩主要枢紐港口作为DEA-SBM模型对象。在这一点上，本研究克服了DEA模型存在的问题，利用DEA-SBM模型对2004-2017年间的东北亚枢纽港口——上海港、宁波舟山港、青岛港与釜山港这4个港口的20个码头进行效率评价。

二、研究方法

所谓效率，即“投入产出比”，是一个同时考虑到效率和效果属性的概念。DEA分析方法可以接受多重投入变量和产出变量，因此这种方法的优点是即使无法确定加权值，也可以对决策单位的效率进行评价。DEA曾在港口、机场、工厂、医院、学校等多个领域有着广泛的应用（Chinetal.，2009;Wangetal.，2008;Jietal.，2016）。在港口领域，很多研究利用DEA，DEA-SBM，Malmquist，SFA（StochasticFrontierAnalysis）模型对港口竞争力和港口效率进行计算分析（Wooetal.，2011;罗俊浩等.，2011，2012，2013，2014）。

DEA法的局限性在于，由于没有考虑到产出要素的松弛量，因此很难准确分析效率且很难把握提高效率需要首先考虑的因素。为了解决这一问题，Tone（2001）的研究中提出了SBM模型。SBM模型跟传统的DEA模型相比，是一种更具严谨性的效率评价方法，该模型进行效率计算时，不受指标单位的影响，是一种非径向、非角度的DEA方法，弥补了传统DEA模型由于径向和角度的选择所带来的缺陷。另外，在SBM模型中，各DMU将投入量最小化的同时，将产出量最大化来计算效率，优点就是排序清晰明了。Tone（2001）提出的SBM模型如下;

（1）

s.t.（2）

式中：ρ为效率值，m和s分别为投入指标和产出指标的类别数目;为松弛变量，分别代表投入和产出冗余;和分别为决策单元的投入和产出向量，和分别为向量和中的第i和第j个元素;X和Y分别为所有决策单元组成的投入和产出矩阵;λ为权重向量。SBM模型认为只有当投入要素与产出要素的松弛变量全部为0时，才是有效率的。决策单元确定的情况下，只有当ρ≥1时，即各个投入要素的松弛变量与产出要素的松弛