基于DEA模型的港口物流效率评价研究

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第34卷 第10期Vol.34 No.10重庆理工大学学报(自然科学)JournalofChongqingUniversityofTechnology(NaturalScience)2020年10月

Oct.2020

收稿日期:2019-04-26基金项目:国家自然科学基金青年资助项目(71701099,71501090);江苏省高等学校自然科学研究资助项目(17KJB580008)作者简介:郑琰,女,博士,讲师,主要从事物流系统优化、数据包络法研究,Email:yzheng_x@163.com;许美贤,硕士研究生,主要从事现代物流技术研究,Email:xumeixian3210@163.com。doi:10.3969/j.issn.1674-8425(z).2020.10.036

本文引用格式:郑琰,许美贤.基于DEA模型的港口物流效率评价研究[J].重庆理工大学学报(自然科学),2020,34(10):266-272.Citationformat:ZHENGYan,XUMeixian.StudyontheEfficiencyEvaluationofPortLogisticsBasedonDeaModel[J].JournalofChongqingUniversityofTechnology(NaturalScience),2020,34(10):266-272.

基于DEA模型的港口物流效率评价研究

郑 琰,许美贤

(南京林业大学汽车与交通工程学院,南京 210037)

摘 要:港口物流效率对地区经济发展具有重要作用,针对港口物流效率构建指标体系,运用DEA模型对港口系统物流效率进行评价分析,并以江苏连云港港为例,应用DEA模型对连云港港2008—2017年近十年来的物流数据进行效率评价研究,并在此基础上针对其物流发展中存在的问题提出改进建议,从而验证了模型对港口未来发展规划具有实际意义。关 键 词:DEA模型;港口物流;效率评价;连云港港中图分类号:F552 文献标识码:A文章编号:1674-8425(2020)10-0266-07

StudyontheEfficiencyEvaluationofPortLogistics

BasedonDeaModel

ZHENGYan,XUMeixian

(CollegeofAutomobileandTrafficEngineering,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China)

Abstract:Portlogisticsefficiencyplaysanimportantroleinregionaleconomydevelopment.Thus,weestablishanindexevaluationsystemforportlogisticsefficiency.AndDEAmodelisusedtoevaluateandanalyzethelogisticsefficiencyofportsystem.Toverifytheproposedmodel,theDEAmodelisappliedtoLianyungangPortinJiangsuProvincetoevaluatetheefficiencyofLianyungangPortbasedonthelogisticsdatawithinthelasttenyearsfrom2008to2017.Onthebasisoftheobtainedresults,somesuggestionsareputforwardtoimprovethelogisticsdevelopmentofLianyungangPort.Asaresult,itisprovedthattheproposedmodelisofpracticalsignificancetothefuturedevelopmentplanningoftheports.Keywords:DEAmodel;portlogistics;efficiencyevaluation;Lianyungangport 经济全球化浪潮的到来使港口成为了制约区

域经济发展的关键影响因素。港口物流作为供应

链物流网络系统中的重要环节,在境内外物资流

通周转过程中占据着极其重要的地位。近年来,

我国港口整体格局日渐成熟,信息化和智能化水

平不断提高,但是在物流效率上还存在一些问题

且有可提升的空间,港口物流效率已成为约束临

港企业运营发展及地区经济的主要影响因素之

一。本文以江苏连云港港为例,对其港口物流效

率进行评价分析。而连云港港作为新丝绸之路的

东端起点,其港口的基础设施建设、人力资源的利

用,以及资本投入、产出占据了物流经济效率提升

的重要地位,因此为连云港港的良性发展而评价

其物流效率就显得尤为重要。

近年来,学者们对我国港口物流效率的评价

研究已取得了一定成果。其中,数据包络分析

(dataenvelopmentanalysis,DEA)方法在港口评价

中较为常用。DEA是根据多项投入和多项产出指

标,利用线性规划方法对具有可比性的同类型单

位进行相对有效性评价的一种数量分析方法。李

玲[1]应用交叉效率DEAIAHP相结合的方法研究

马鞍山港口集团2015—2017年的物流效率,综合

四大方面(基础设施、仓管管理水平、信息化水平、

发展潜力)来探讨分析,得出其港口发展问题的解

决方案并提出了建议。蒋建洪等[2]针对较多评价

指标变量时运用PCADEA两阶段法来评价我国

港口企业物流效率。李桃迎等[3]引入了模糊聚类

算法,选取10个物流效率指标对定量数据进行分

析。张雪阳等[4]在DEA模型的基础上应用灰色

关联分析法,以上海港口为例研究产业结构和物

流效率的关系。叶善椿等[5]运用DEA法和

Malmquist指数对东莞虎门港物流效率进行研究

并得出技术效率是主要影响因素。宋建彬等[6]以

东北地区营口港为例探讨了此港口的发展现状并

运用DEA法对港口经营绩效进行实证分析,最后

提出政策性建议。聂鲸郦[7]采用DEA对深圳港

2009—2014年港口效率进行分析研究,并与其他

港口进行对比,发现深圳港虽投入产出合理但效率值没达到最佳,因此提出科学的发展建议。陈

义光[8]结合发展实践,运用DEA对福建省干散货

港口进行效率分析评价,最后从发展状况和政府

保障措施等方面提出相应的建议。

由上可见,DEA模型在研究系统的投入产出

相对效率上相对成熟。因此,在前人研究的基础

上,进一步应用DEA模型来深入研究港口的物流

效率,并以江苏省最大港口—连云港港为例,基于

其近十年来的物流数据,从进行的横向对比研究

分析其问题所在,继而提出科学有效的改进办法,

为江苏连云港的未来可持续发展提供参考。

1 指标体系及模型构建

本文选取DEA法来研究港口物流效率,其原

因在于DEA法不同于其他评价方法,它不需要人

为的权重假设,避免了主观因素的影响,仅需用指

标层投入要素和产出要素的实际数据来计算得出

其最优权重,且DEA法特别适用于多投入多产出

的效率评价问题,是客观性较强的可行研究方法。

DEA方法的原理是保持目标层(DMU)的输入不

变,利用统计的数据和数学规划手段来确定生产

前沿面,且保证生产前沿面的相对有效性,再把各

个DMU投影到生产前沿面上,最后比较DMU偏

离前沿面的距离来评价它们的相对有效性[9]。

DEA方法中最为典型的计算模型是规模报酬

不变的CCR模型和规模报酬可变的BCC模型。

CCR模型因要以规模报酬不变为前提,无法计算

出针对效率总体有效性的规模效率,使其使用范

围较为局限。而BCC模型不仅考虑到了规模收

益,还能准确地计算出每个被评价的DMU的规模

效率的值,更为有效的是可以把总技术效率一分

为二,深入扩展成为规模效率和纯技术效率,使研

究结论更加符合实际情况,同时利用DEAP软件

进行运算时,选择BCC模型运行得出的结果能给

评价分析提供更多的信息。综合比较两模型,发

现规模报酬可变的BCC模型更加符合港口物流业

的发展状况,因此本文采用BCC模型来测算港口

的物流效率。762郑 琰,等:基于DEA模型的港口物流效率评价研究下面给出了DEA方法中经典BCC模型:

D(BCC)minθ

s.t.

∑n

j=1xjλj+s-=θxk

∑n

j=1yjλj-s+=yk

λj≥0,且∑n

j=1λj=1

s+≥0,s-≥0,j=1,2,3,…,



n

式中:λj是形成有效前沿面的关键,它能使各个

有效点连接起来;s+、s-均不小于0,二者在λj的

基础上从水平和垂直两方向延伸,使原有的有效

前沿面形成完整的包络面,θ则表示决策单元离完

整包络面的一种径向优化量或“距离”[10]。

基于上述模型,针对连云港港建立物流效率

评价指标体系,指标的选取考虑到服务业投入越

小越好,产出越大越好的基本准则,从人、财、物、

数量、质量5个要素维度全面选取相关指标,以财

力要素固定资本投资额、人力要素全员劳动生产

率、物力要素船舶停泊艘次为输入指标,数量要素

货物吞吐量、质量要素营业利润为输出指标,如表

1所示。

表1 连云港港物流效率评价指标体系

目标层准则层指标分类指标名称

连云港港物流效率投入指标X

产出指标Y财力要素X1:固定资本投资额/万元人力要素X2:全员劳动生产率/(t·人-1)物力要素X3:船舶停泊艘次/艘

数量要素Y1:货物吞吐量/万t质量要素Y2:营业利润/万元

2 连云港港物流效率分析

本文的指标层数据来源于《连云港港年鉴》

2008—2017年的物流数据,具体统计数据如表2

所示。

为了更直观地体现连云港港近10年来物流

投入与产出的变化趋势,以折线图形式体现,如图1所示。

表2 数据采集

年份X1X2X3Y1Y2

2008324641.010899.46526.010060.117633.4

2009262735.012443.56019.011378.318936.0

2010363849.015308.26191.013506.421260.5

2011336083.019258.86580.016628.021350.4

2012328835.921799.77449.418527.520345.4

2013355585.722556.07093.020165.120712.5

2014251478.124289.36384.021007.920430.1

2015173666.218381.95748.021074.920158.4

2016282606.020022.67609.022134.920489.1

2017226966.721037.67222.022840.520233.0

注:由于不同系列数据差距太大,所以设计左坐标轴为全员劳动生产率、船舶停泊艘次、货物吞吐量、营业利润4个指标服务,右坐标轴为固定资产投资额服务。

图1 连云港港2008—2017年物流投入与产出状况

在采用DEA方法对港口物流效率进行评价

时,在明确投入、产出的指标变量前提下,决策单