李電生,張圣澤*,員麗芬

(1.中國海洋大學經濟學院,山東青島266100;2.北京交通大學交通運輸學院,北京100044)

港口物流綜合效率測度研究

李電生1,張圣澤*1,員麗芬2

(1.中國海洋大學經濟學院,山東青島266100;2.北京交通大學交通運輸學院,北京100044)

隨著世界經濟的衰退和我國經濟結構的調整,各大港口之間的競爭正從以往的注重外延擴張向內涵式發(fā)展轉變,從盲目追求吞吐量向提高綜合效率轉變.目前國內外港口物流的研究中缺乏對綜合效率測度的研究,尤其是缺乏X-效率的測算分析.為此,本文在以往研究的基礎上,構造了港口物流投入產出的效率測度指標體系,將DEA二次相對評價模型引入到港口物流效率測度中,以生產效率和X-效率測度值為基礎,提出了測算綜合效率的公式.最后利用此模型對我國13個港口進行了實證模擬,結果表明,該模型適用于港口物流效率的測度研究.

水路運輸;港口物流;X-效率;綜合效率;DEA二次相對評價;港口管理水平

1 引 言

港口作為海洋運輸物流系統(tǒng)的節(jié)點樞紐,是連接多種運輸方式的重要依托場所,一般認為,港口物流指港口以自身軟硬件系統(tǒng)為核心,依托腹地公鐵集疏運系統(tǒng),向顧客提供特定的貨物服務組合的綜合物流系統(tǒng).借鑒我國學者樊綱[1]提出的經濟效率的概念——“經濟效率是指社會利用現有資源進行生產所提供的效用滿足的程度,因此也可一般地稱為資源的利用效率”,本文中將港口物流效率定義為一種度量港口在基礎設施、腹地經濟和集疏運系統(tǒng)支撐下進行貨物轉換速度高低的指標.港口物流效率主要包括三個方面:生產效率、X-效率和綜合效率,其中生產效率反映港口物流活動的投入產出能力,X-效率反映管理制度在港口物流中的作用,綜合效率則是二者的有機結合,體現出港口的物流競爭力.隨著經濟全球化進程的加快和國際貿易量的不斷增大,各個國家對港口的建設與運營日益重視,并將港口物流效率視為港口競爭力的主要指標,用來評價物流系統(tǒng)的資源配置效果.美國金融危機和歐債危機發(fā)生后,我國的對外貿易額不斷下滑,對我國目前的港口轉型產生了很大的不利影響,港口物流效率的測度問題成為國內外學者共同關注的熱點問題.

國外學者初期主要利用單一指標衡量港口效率,Kim和Sachish[2]借助單個指標得到了港口的全要素生產率.到1993年Roll和Hayuth[3]首次應用DEA方法評價港口效率,解決了評價指標單一性的問題,但多指標評價時容易出現指標之間的沖突.于是一些學者應用綜合評價方法從港口技術效率、規(guī)模效率等角度進行了更細致的研究: Cullinane等[4]固定港口投入量來測算實際產出與理論最大產出的距離值,測算出了港口的技術效率;鐘銘、呂媛媛[5]利用灰靶模型對港口的經濟效率進行了測度;龐瑞芝[6]利用DEA和Malmquist生產率指數對我國沿海主要港口的動態(tài)效率進行了評價,指出我國沿海港口投入/產出的比重過高.上述研究從技術效率、規(guī)模效率和純技術效率三個方面對港口進行了效率測度,但卻沒有針對港口綜合效率和X-效率的測度.

此后學者對港口物流效率測度的研究多集中在理論定義的闡述上,而針對效率測度的文獻較少,也沒有學者對中國港口的物流綜合效率和X-效率進行實證研究.

基于以上分析,本文采用DEA二次相對評價模型,對中國13個大型港口的物流平均生產效率和X-效率分別進行測度,最終得到港口物流的綜合效率.希望能夠找到制約物流效率的限制因素,以便港口管理當局有針對性地制定相關政策,提高港口物流的生產效率和X-效率.

2 效率測度方法選擇——DEA二次相對評價模型的適用性

影響港口投入產出效率的因素除了通?？紤]的資源配置外,還有一些不明的低效率因素,主要是組織、動機等非市場因素,Leibenstein[7]據此提出了X-效率理論,將其定義為“除規(guī)模和范圍影響之外的所有技術和配置效率,是關于整合技術、人力資源,以及其他資產來生產給定的管理水平的測定”.

測算X-效率的主要手段是前沿面分析,針對前沿面的分析方法主要分為兩種.第一種是非參數線性規(guī)劃方法,以A.Charnes[8]于1978年提出的數據包絡分析法(DEA,data envelopment analysis)為代表.第二種是參數計量方法,以隨機前沿分析方法(Stochastic Frontier Analysis,SFA)為代表.但這兩種方法都是單獨對生產前沿面進行分析,有著單一成本導向的弊端.馮英浚、李成紅[9]在費萊爾測度方法和DEA方法的基礎上提出了二次相對評價模型,以參考指數和當前指數代表評價單元不同時間點的狀況,模型具有動態(tài)性,更貼近Leibenstein關于X-效率取決于組織和動機的論斷.

本文試圖將DEA二次相對評價模型應用于我國港口物流的綜合效率評價,在分別對靜態(tài)平均生產效率和動態(tài)X-效率測度的基礎上,對港口物流綜合效率進行合成.然而,DEA二次相對評價模型的關鍵在于采用什么方法來確定“指數狀態(tài)”,以往文獻多用AHP法測算指數狀態(tài),過于主觀臆斷.本文將采用DEA中的C2R模型來確定指數狀態(tài),以求得客觀的效率指數狀態(tài)前沿面,這樣才能得到公正的港口物流X-效率測度.

3 港口物流綜合效率測度體系構建

構建港口物流綜合效率測度體系的基本思路為:

①確定港口物流效率評價指標體系;

②確定“指數狀態(tài)集”,采用DEA的C2R模型確定“參考指數集”和“當前指數集”,分別表示基期和當期的港口物流投入產出效率;

③基于“指數狀態(tài)集”,分別從靜態(tài)和動態(tài)兩個角度進行二次相對效率評價,即從靜態(tài)的角度合成基期和當期的港口物流投入產出效率,實現生產效率測度,從動態(tài)的角度,將“參考指數集”和“當前指數集”分別作為輸入輸出集,利用DEA的BC2模型測算港口物流X-效率;

④引用綜合效率測度公式將港口物流生產效率和X-效率進行合成,實現港口物流綜合效率的測度(如圖1所示).

圖1 港口物流綜合效率測度體系結構Fig.1 The system structure of comprehensive efficiency measurement of port logistics

3.1 評價指標體系的建立

本節(jié)討論的港口物流效率測度的指標體系,基本結構來源于文獻[2,4,5]的研究成果,經過分析改進將具體指標體系分為兩層:第一層為準則層,由港口物流基礎設施、物流支持、集疏運能力、港口物流規(guī)模、港口物流發(fā)展?jié)摿?個準則組成;第二層為指標層,由11個指標組成,具體指標介紹見表1.

表1 港口物流效率測度指標體系表Table 1 The systematic figure of measurement index of port logistic efficiency

需要說明的是:起重機數量和堆場面積同樣作為兩個重要的輸入指標,但是我們無法獲得全面的數據;船舶在港停泊時間作為重要的輸出指標,難以統(tǒng)一量化且各港口的物流信息網均不對外開放,因此最終確定選取表1中的11個指標來測度港口物流效率.

3.2 “參考指數集”DP與“當前指數集”DC的確定

假設對n個港口的港口物流投入產出效率進行評價,則每一個港口為一個決策單元DMU.每個DMU都有m種類型的輸入(表示對資源的耗費)以及s種類型的輸出(表示成效的產出量),Xj= [x1j,x2j,…,xmj]T(j=1,2,…,n)為第j個決策單元的m維投入向量,…,n)為第j個決策單元的s維輸出向量.根據Charness[8]所提出的傳統(tǒng)C2R模型①C2R模型計算規(guī)模報酬不變時每一個決策單元DMU的投入產出總效率,包含純技術效率和規(guī)模效率.,引入松弛變量S-和S+,測算出第j個港口(決策單元DMU)的投入產出效率,對于第j0個決策單元DMUj0的DEA模型線性規(guī)劃表述為

式中 Xj0表示第j0個DMU輸入向量;Yj0表示第j0個DMU輸出向量;θ表示投入產出效率值;λ表示決策單元線性組合的系數.若θ*=1,S-*=S+*=0,則稱j0單元為DEA有效;若θ*=1,S-*,S+*存在非零值,則稱j0單元為DEA弱有效;若θ*＜1,則稱j0單元為DEA無效.設t=P,C分別表示基期和當期,將基期第j個DMU的投入產出效率稱為第j個港口的“參考指數”,以表示,所有的港口基期“參考指數集”用DP表示;將當期第j個DMU的投入產出效率稱為第j個港口的“當前指數”,以表示,同樣以DC表示“當前指數集”;(DP, DC)即為指數狀態(tài)集.

3.3 二次相對評價的測算

(1)靜態(tài)生產效率測算.

生產效率主要從靜態(tài)角度反映港口投入產出關系.由此,第j個港口的靜態(tài)效率由相應的“參考指數”和“當前指數”的平均數合成確定:

(2)動態(tài)X-效率測算模型.

港口物流X-效率是在消除客觀基礎條件的情況下,動態(tài)地反映各港口物流的管理水平.將前面所測算得到的港口物流基期的績效綜合指數作為各港口物流基礎條件的一種度量,看做一種輸入;而將港口物流當期的績效綜合指數看做一種輸出,稱數組為第j個港口物流效率的指數狀態(tài),稱凸集

3.4 綜合效率的合成

本文根據港口物流生產效率和X-效率的特點,提出港口物流綜合效率的測度公式.

式中 δ為港口物流綜合效率;αj為基于靜態(tài)的港口物流生產效率;βj為動態(tài)的港口物流X-效率.

4 中國港口物流綜合效率測度實證模擬

4.1 樣本的選取

根據《2008年中國港口綜合競爭力指數排行榜》,本文選取了排行榜的前13名,即寧波港②2006年起,“寧波港”正式與“舟山港”合稱為“寧波舟山港”,為保持數據一致性,本文2006、2011年指標采用寧波港域和舟山港域的數據之和,繼續(xù)使用“寧波港”的名稱.、上海港、青島港、天津港、廣州港、深圳港、大連港、連云港港、營口港、廈門港、煙臺港、日照港和蘇州港.這13個港口地處我國港口物流發(fā)展最為發(fā)達的地區(qū),2011年,這13個港口完成的集裝箱吞吐量占全國的83.79%,貨物吞吐量占到45.03%,因此它們基本可以代表我國港口發(fā)展最前沿的情況.

港口投資回收期一般為5年,同時我國港口規(guī)劃也是5年一次.若要測算動態(tài)效率提升程度,必須采用間隔5年的數據.本文采用了2006年底和2011年底的橫截面數據,樣本數據主要來源為2007年、2012年的《中國統(tǒng)計年鑒》及《中國海洋年鑒》,各港口所在城市及經濟腹地城市歷年統(tǒng)計公報,《公路水路交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》,《中國港口發(fā)展報告》等.

4.2 我國13大港口物流“指數狀態(tài)”測算分析

由于DEA模型對樣本數量要求很高,當樣本有限時會導致DEA有效的DMU過多,得不到有效的區(qū)分.為了克服這一不足,本文通過設置一個虛擬的最佳DMU,使得原來效率指數相同的DMU相對于虛擬的最佳DMU變得非有效,來達到比較效率指數相同DMU差異程度的目的.令輸入和輸出指標數據為xi=min xij,yr=max yrj(i=1,2…,m; r=1,2…s;1≤j≤n);xn+1=(x1,x2,…,xm)T, yn+1=(y1,y2,…,ys)T,則稱這個以xn+1和yn+1為輸入和輸出的決策單元n+1,是這n個決策單元的虛擬DMU*,也就是最佳DMU,把DMU*并入到實際的n個決策單元中,就可得到基于最佳DMU的DEA擴展模型.

本文運用DEA擴展模型和DEAP軟件進行計算,得到2006年和2011年底港口物流的投入產出效率水平測度,如表2所示,將兩年的crste效率值分別作為“參考指數”和“當前指數”.

表2 我國13港口物流投入產出效率水平測度Table 2 The level measurement of input-output efficiency of port logistics in China

基期和當期13個港口的2006年“參考指數”和2011年“當前指數”分布情況如圖2所示.

4.3 我國13大港口平均生產效率、X-效率和綜合效率測算分析

根據表2測算出的13個港口2006年和2011年的指數值,采用DEA二次相對評價法,可以計算出對應的平均生產效率、X-效率和綜合效率,結果見表3.

港口物流X-效率與平均生產效率考察的側重點是不同的,X-效率側重于投入產出效率的提升程度,從動態(tài)角度扣除了自然基礎條件的不同,從而可以客觀地反映港口的管理水平,而不僅僅是由于配置不同或腹地不同而導致的低效率,這也是有些學者直接用X-效率代表管理水平高低的原因.而綜合效率則能夠反映出港口整體的生產和管理水平的高低.

圖2 我國13大港口物流“參考指數”和“當前指數”分布圖Fig.2 The distribution curve of the“reference index”and“current index”of the thirteen big port logistics in China

表3 我國13港口物流的平均生產效率、X-效率和綜合效率Table 3 The average production efficiency,X-efficiency and comprehensive efficiency of port logistics of China’s 13 ports

圖3 我國13大港口的生產效率、X效率和綜合效率對比圖Fig.3 The distribution chart of average production efficiency,X-efficiency and comprehensive efficiency of China's 13 major ports in 2011

從圖3可以清晰地看出,生產效率最低的是廣州港,這與港口綜合競爭力指數③國際海運網、大連海事大學世界經濟研究所、中國港航研究院:《2008中國港口綜合競爭力指數排行榜報告》.的研究結果并不一致,主要原因在于:競爭力指數側重于港口規(guī)模、吞吐量等絕對量的比較;而本文從效率的角度出發(fā),要求要以最小的投入得到最大的產出,更重視相對量的測度,生產效率較高的港口為寧波港、煙臺港、日照港和蘇州港.但是煙臺港、日照港、深圳港和蘇州港的X效率值較低,說明港口的管理水平有待提高.我國主要港口物流的X-效率在0. 3—0.8之間,然而,生產效率相對較高的深圳港的X-效率卻僅僅為0.33,與其在我國港口綜合競爭力指數排行榜上第6位的地位不相符.其原因主要是受金融危機的影響,在金融危機爆發(fā)之前的高產出造成了深圳港的高基礎,深圳港的基礎設施得到了很大改善,但卻由于金融危機的爆發(fā)沒有得到應有的產出,過高的基期“參考指數”導致其X-效率值很低.

綜合效率方面,我國13大港口的綜合效率值均在0.2-0.4之間.雖然上海港的集裝箱吞吐量是最高的,但最終計算的綜合效率僅為0.236.作為2011年貨物吞吐量排名第一的寧波港,其綜合效率僅為0.283,是因為寧波港近年來投資建設的基礎設施比較多,導致港口投入產出效率降低,同時港口擴張導致管理有效性降低,造成X-效率低下.雖然寧波港現在綜合效率較低,但加大基礎設施投資的決策從長遠來看是具有前瞻戰(zhàn)略性的,隨著經濟的進一步發(fā)展,寧波港優(yōu)良的硬件設備將發(fā)揮更大的作用,效率必將得到提升.

由測算結果可知,我國港口2011年的投入產出效率普遍比2006年高,說明這五年各港口都得到了快速發(fā)展,但X-效率基本都在0.8以下,個別港口僅在0.3左右,說明國內港口在追求高投入高運量的同時,忽視了管理水平的提高.在這兩個效率值的基礎上,我國港口物流的綜合效率也普遍偏低,與國外港口相比,我國港口還處于粗放發(fā)展的階段.但是,我國港口物流大部分都處于規(guī)模報酬遞增狀態(tài),說明港口還處于快速增長階段,發(fā)展空間很大.

5 研究結論

本文的核心內容為三個港口物流效率指標的測度:首先,在以往文獻的基礎上,構造了一個港口物流投入產出的效率測度指標體系,并在此基礎上,應用DEA中C2R模型測度了港口物流的生產效率值;其次,將相隔五年的港口物流生產效率值分別作為“參考指數”和“當前指數”,確定指數狀態(tài)集后運用DEA中BC2模型測度了港口物流的X -效率值;第三部分,基于港口的生產效率和X-效率,計算出了港口物流綜合效率.最后,應用這個模型對我國13個競爭力最強的港口進行了實證模擬.

對我國港口物流的X-效率測度的研究彌補了國內關于此項研究的空白,本文更多的是提供一種思路,但影響港口物流效率的因素相當復雜,篇幅所限不能一一涉及,模型應用仍不是很成熟,這是本文的局限所在.但是,從用DEA二次評價法測度X-效率的角度去思考同類問題,對于效率測度的理論和實踐是大有裨益的.

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Research on Measurement of Comprehensive Efficiency for Port Logistics

LI Dian-sheng1,ZHANG Sheng-ze1,YUAN Li-fen2
(1.School of Economics,Ocean University of China,Qingdao 266100,Shandong,China; 2.School of Traffic and Transportation,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China)

The competition among the ports is changing from focusing on extension to focusing on inner development,and from blindly pursuing throughput to improving overall efficiency,along with the decline of the world economy and the adjustment of China's economic frame.In order to counterbalance the slow development of research on measurement of overall efficiency in port logistics,especially on the measurement analysis of X-efficiency,this paper demonstrates a KPI,which is a measurement of efficiency that deals with the investment and return on investment in port logistics,and introduces DEA quadratic relative evaluation model to measure port logistic efficiency.On the basis of production efficiency and measurement analysis of X-efficiency,this paper put forward a formula to measure the overall efficiency,which supplies a gap in this research.In the end,this paper uses this model to give a demonstration to simulate the relevant operation in 13 ports of China,and the result validates that this model is applicable and appropriate to measure the efficiency of port logistic.

waterway transportation;port logistics;X-efficiency;comprehensive efficiency;DEA twostage relative evaluation;port management level

F253.9

: A

F253.9

A

1009-6744(2013)05-0107-07

2013-05-03

2013-06-10錄用日期:2013-6-20

李電生(1966-),男,河北石家莊人,副教授.

*通訊作者:zhangshengze90@hotmail.com