张 博,吕晓岚,马宏杰
(1.中国地质大学 (北京)地球科学与资源学院,北京 100083;2.中国地质调查局发展研究中心,北京 100037;3.浙江省地质调查院 ,浙江 杭州 311203)
随着我国迅速发展,大宗矿产资源供应紧缺,大型矿产资源勘查开发已经上升到保障我国经济可持续发展的资源安全战略高度。矿产资源开发利用在形成社会、经济价值的同时还会对环境造成一定破坏,在“生态文明建设”的新理念下更加要求我们妥善的处理资源开发与环境保护的关系。通过资源竞争力评价,确定矿产资源开发的优劣顺序,为资源开发决策提供依据将具有重要意义。
资源竞争力的概念最早由我国著名数学地质学家、矿床学家赵鹏大院士提出:“资源竞争力是指将资源优势转化为经济优势的能力”。随后,王志宏、洪水峰等人对资源竞争力进行了评价方法和指标体系的研究。结合前人的研究成果对资源竞争力的理解如下所示。
1.1.1 资源竞争力的构成
矿产资源竞争力的构成为以资源优势为基础,以有利的技术经济开发条件作为保障,同时实现不同评价主体的目标。资源优势为矿产本身的储量、品位、埋藏深度等地质矿产条件;技术经济条件优势包括:采选冶技术水平、交通水电、区域经济条件等。目标条件包括:经济价值、矿产保障、环境保护、区域经济发展规划等能够实现评价主体开发目的的条件。
1.1.2 评价层次
资源竞争力评价对于不同的评价主体具有不同的含义,这与评价主体不同的发展目标相关,据此将资源竞争力评价的层次划分为企业、地区、国家三个层次。对于企业来说,资源竞争力就是资源优势转化为直接经济效益的能力;对于区域政府来说,较为关心是通过矿产资源开发对本地区经济发展的推动作用;国家层面的评价侧重资源战略安全保障、国家工业布局同时还要对要对资源开发的环境影响重点考察。
1.1.3 资源利用效率
我国生态文明建设提出以来,人们追求经济、社会和环境的协调发展的意愿更加强烈,此背景下的资源竞争力应该与效率理论紧密相关,追求低投入高产出的开发活动。投入包括开发成本、环境成本等,产出的包括经济价值、社会价值和战略需求价值等。区域资源的可利用效率是竞争力评价的关键。
目前,前人对竞争力的评价采用方法主要有层次分析法[1]、模糊综合评价法[2]、熵权法[3]等。
1.2.1 层次分析法
层次分析法将一复杂问题分解为最终层,中间层、最低层的递进的层次结构,把各种所要考虑的因素放在适当的层次内,通过构建两两比较的评价矩阵确定每个因素对于上一目标层次的权重关系,对评价指标进行归一化处理得到特征向量。计算各指标的特征向量与权重的加权之和就是评价的结果,结果需要检验。该种方法系统性强,定量数据需求较少,是一种传统的决策分析方法,但指标过多时候统计量大,指标权重难以确定,适合初步定性研究阶段。
1.2.2 模糊综合评价法
模糊综合评价就是以模糊数学为基础,应用模糊关系合成的原理,将一些边界不清、不易定量的因素定量化,从多个因素对被评价事物隶属等级状况进行综合性评价的一种方法。首先确定被评价对象的因素(指标)集合评价(等级)集;再分别确定各个因素的权重及它们的隶属度向量,获得模糊评判矩阵;最后把模糊评判矩阵与因素的权向量进行模糊运算并进行归一化,得到模糊综合评价结果,这种方法的优点是使用定量数据进行评价,评价结果比较客观,但权重计算的主观性强,当评价指标较多时,相对隶属度权系数往往偏小,无法准确区指标权重的大小。
1.2.3 熵权法
熵权法是一种客观赋权方法。在具体使用过程中,熵权法根据各指标的变异程度,利用信息熵计算出各指标的熵权,再通过熵权对各指标的权重进行修正,从而得出较为客观的指标权重。这种方法评价能够有效的剔除对评价结果贡献不大的指标,评价精度较高,具有严格的数学意义,但往往忽视了决策者主观的意图。
在以往评价方法中,对指标权重的处理是计算结果的关键,为了更加客观的评价,学者们开始研究科学的、客观的权重处理方法,出现了基于粗糙集理论[4]的一些复杂算法的评价技术。这些评价方法一定程度上解决了权重的难题,但操作复杂,同时对数据量要求较高,应用起来有一定难度。数据包络分析是一种系统评价的新方法,通过决策单元之间投入—产出效率的比较分析,对评价对象的竞争力进行分析。
数据包络分析(DEA)由美国著名运筹学家A.Charnes等人在1978年以相对效率概念为基础发展起来的一种新的绩效评价方法。这种方法是以决策单元(Decision Making Unit,简称DMU)的投入、产出指标的权重系数为变量,借助于数学规划模型将决策单元投影到DEA生产前沿面上,通过比较决策单元偏离DEA生产前沿面的程度来对被评价决策单元的相对有效性进行综合绩效评价。其基本思路是:通过对投入产出数据的综合分析,得出每个DMU综合相对效率的数量指标,确定各DMU是否为DEA有效。自从数据包络法提出至今,其应用范围日渐广泛。例如它被广泛应用于学校、医院、铁路、银行等公共服务部门的运行效率的评估实证研究。DEA作为一种新的效率评估方法,与以前的传统方法相比有很多优点::①可同时对决策的多项投入和多项产出计算相对效率;②事先无须知道各投入产出之的具体函数形式;模型中的权重由数学规划产生无人为主观的成分在内,能满足公平原则;③对投入、产出的项目无需进行单位的标准化;④能给出每一种投入的利用效率,为决策层提供增加效率的最佳途径[6]。
根据资源竞争力的内涵中资源利用效率的要求—用相对最小的生产建设成本和环境代价获得最大的经济和社会收益[7]。
DEA法将某项活动或动态系统看看作是系统内投入一定数量的生产要素获得一定数量产出的过程,为使某项活动或系统内产出最大化,需要尝试不同生产要素,得到相应的产出效果。不同生产要素和产出的组合构成了系统内部的决策单元。每个决策单元都有相同类别的输入、输出指标。
基础DEA模型被称为CCR模型,C C R模型将效率最高的一类决策单元效率定为1,这类决策单元处于“生产前沿面”上,是具有相对有效性的单元。这类单元与其他决策单元相比具有先进性。而其他的非有效单元的效率值定在0和1之间,其值越小,该单元效率越低,而这种模型在多个DMU评价时将无法解决多个效率值为1的单元的排序问题。Andersen和Petersen(1993)提出了超效率DEA模型,该模型是建立在基础DEA模型上的改进模型,近年来较多的应用于企业效率、区域经济发展、环境承载力等问题的对比评价上,基本思想是:在对该决策单元进行效率评价时,将其排除在决策单元的参考集之外。对于DEA有效的决策单元(效率评价值为1),超效率模型将其生产前沿面进行重新计算推移,使得最终计算出来的效率值大于经典CCR模型效率值;而对于DEA无效的决策单元(效率评价值小于1),其生产的前沿面不会发生变化,评价结果与CCR模型是一致的,也就是说,超效率DEA模型能够区分出DEA有效的决策单元之间的差异,能够对所评价的决策单元进行有效的排序,评价结果更具有公正性和参考性[8]。。高庆敏9等人在各自的文章中对超效率模型进行了详细的介绍,本文不再具体阐述。
假设有n个决策单元DMU,每个DMU有m种输入与s种输出,其数学模型表达式[10]为
式中,θ为超效率值,G=∑λj为规模效益,x、y分别是输入、输出指标。如果已知各个单元的x,y,就可以利用EMS、MYDEA等软件可以进行超效率值和规模效益的计算。
每个DMU都由一定数量的输入—输出指标构成,不同DMU的输入-输出指标组成了一个相对效率的评价系统。输出指标代表待评价单元系的产出效果,所以指标数值越大越好的为输出指标;输入指标代表待评价单元的投入成本,所以指标数值越小越好的指标为输入指标。输入-输出指标的设立根据评价主体的评价目的不同而不同,如私人企业对资源竞争力的评价关注的是资源的经济属性而对资源开发对国家资源保障战略的支持无需考虑。因此,输入-输出指标的设立要参照不同评价主体的绩效目标。
整装勘查区是近年国家实施区域矿产资源开发项目,对区域资源竞争力进行预评价,明确资源开发优势顺序具有重要意义。依照前文提出的数据包络分析方法建立输入—输出指标体系,对不同整装勘查区搜集以上的数据,计算超效率模型下的整装开发区竞争力数值,对该种方法进行验证。
本文选取3个整装勘查区进行计算加多岭富铁矿整装勘查区、大冶—阳新铜矿整装勘查区、镇康芦子园铅锌矿整装勘查区进行计算,现仅为了验证方法的应用效果,从资源经济价值、运输成本、资源保障、对农业的损害、环境恢复能力和区域产业发展程度选择容易获得概略指标性进行计算,见表1。
从表1各项指标中发现:大冶-阳新铜矿整装勘查区的人均耕地面积、运输距离、对外依存度、潜在价值、产业投资额指标都排在三个勘查区的第一位,竞争力优势明显,而加多岭整装勘查区人均耕地面积、运输距离、森林覆盖率、产业投资方面差距明显,竞争力不足,镇康整装勘查区潜在价值相对较低,但由于多数条件忧于加多岭勘查区,所以应该比加多岭略高或者接近。
表1 整装勘查区竞争力计算实例输入{I}、输出数据{O}
将表1数据输入excel(97),导入EMS1.3中,进行超效率(Score)计算,如图1所示。
图1 整装勘查区竞争力EMS计算值
加多岭、大冶-阳新、镇康三个整装勘查区的超效率值分别为0.60、22.06、1.14,评价结果的排序与前面分析结果一致,说明利用本文提出的超效率计算整装勘查区竞争力的方法可行,具有实际应用价值,同时反应出竞争力数值受指标选取的影响较大,在指标的选择方面需要进一步研究。
资源竞争力传统评价方法是以层次分析法为基础,一般是以指标体系为基础,选择不同的权重计算方法进行加权计算,本文提出的竞争力分析以资源利用效率的评价为核心,采取数据包络分析法进行投入—产出效率计算,与前人方法有较大不同,经过实例分析,本方法操作简单,避开了复杂的权重处理过程,评价结果符合实际,不足之处是数据的大小受指标选择影响较大,希望在今后的研究中继续改进。基于数据包络分析的竞争力评价方法在资源竞争力评价中将有广阔的前景。
[1]洪水峰,余瑞祥.区域矿产资源竞争力评价研究[J].中国矿业大学学报:社会科学版,2005(3):77-80.
[2]王志宏.矿产资源竞争力评价方法[J].煤炭学报,2000,25(5):556-560.
[3]付海波,孔锐.基于熵权法的矿产资源竞争力比较评价[J].资源与产业,2010,12(3):66-70.
[4]孙涵,诸克军.基于FCM和RS的矿产资源竞争力评价[J].系统工程,2008,26(4):61-66.
[5]孙涵,诸克军.西部矿产资源竞争力评价[J].西安科技大学学报,2008,28(4):808-813.
[6]魏权龄.评价相对有效性的DEA方法——运筹学的新领域[M].北京:中国人民大学出版社,1988.
[7]赵军伟,郭敏,赵恒勤.矿产资源开发利用效率评价构想[J].中国矿业,2012,21(8):60-63.
[8] 王金祥,王卓.基于超效率DEA模型的城市效率评价[J].西安电子科技大学学报:社会科学版,2008,18(1):62-64.
[9]高庆敏 ,张乾业.基于SE-DEA的交叉效率模型的城市电网规划综合评判决策[J].电力系统保护与控制,2011(8):60-64.
[10]孙柯洋,赵一飞.基于因子分析和SE-DEA的港口上市公司经营效率评价[J].上海海事大学学报,2010(1):67-71.