基于DEA-C2R模型的区域交通运输协调效率分析

仲维庆

(哈尔滨商业大学 管理学院，哈尔滨 150028)

管理天地

基于DEA-C2R模型的区域交通运输协调效率分析

仲维庆

(哈尔滨商业大学 管理学院，哈尔滨 150028)

交通运输是社会经济发展的基础。通过提高不同交通运输方式之间的协调效率可以实现同等交通规模下交通综合运输能力的提高。选取不同交通方式的合理指标和数据，采用数据包络分析的方法对不同交通运输方式之间的运行效率进行分析，通过效率变化情况说明区域交通运输主要构成方式之间的协调配合水平。实证研究结果表明，通过不同交通方式之间的协调效率提高，可以减少交通对土地、能源和环境影响，实现区域交通运输能力的提高。

交通运输；协调效率；DEA方法

交通运输是社会经济发展的基础，要建立与经济运行相适应、满足经济需求的交通运输系统，一方面可以通过加大交通运输投资，通过交通运输规模扩张提高交通运输能力；另一方面，可以通过加强不同交通方式的相互配合运行效率，减少不同交通方式之间的冲突、损耗，提高不同交通构成方式之间的协调程度，实现同等交通运输规模下的更大运输产出。考虑到交通运输规模扩张对土地、能源和环境的影响，通过提高交通运输相互协调效率成为实现交通运输可持续发展的更好选择。

一、研究综述及方法选择

数据包络分析法(DEA，Data Envelopment Analysis)是著名运筹学家A.Charnes[1]在1978年提出的，以相对效率为基础，用于评价具有相同类型的多投入、多产出的决策单元是否有效的一种非参数统计方法。 DEA方法广泛应用于社会经济各行业的效率评价，南昌大学管理科学与工程系喻登科、邓群钊[2]对DEA应用进行了总结，提出了DEA的十个应用方向，DEA应用于交通运输效率评价是其中一个方向。熊崇俊[3]等运用数据包络分析方法，以1995-2004年我国交通数据为基础构建交通运输子系统间相互协调模型并求解，分析了不同交通运输方式之间的协调效率情况。中国铁道运输研究院的徐利民[4]等采用数据包络分析的方法研究了综合交通运输方式及其特征，提出了公路、水运、铁路、民航和管道运输协调可以提高综合交通能力的观点。西南交通大学交通运输与物流学院高永鑫[5]利用数据包络分析(DEA)评价了铁路运输的运行效率。

DEA模型和算法软件很多，如B.Golany，L.Seiford和J.Stutz提出了B2C模型，A.Charnes，W.W.Cooper和我国的魏权龄[6]教授提出了C2R模型，形成了DEAP、EMS等计算软件。本文选择C2R模型及deap2.1软件对交通运输效率进行分析。

二、不同交通方式间相对效率计算方法

若有交通方式a和b，则交通方式a对交通方式b的分式规划为：

(1)

其引入的线性规划模型为：

(2)

其中 ，λa/bj为未知变量，ε为阿基米德无穷小(一般取10-7)；松弛变量S-=(s1-，s2-，……sm-)T，S+=(s1+，s2+，……sm+)； m，n代表输入指标和输出指标数目，ρ=0时，C2R模型；ρ=1时，C2GS2模型。

采用相关软件计算C2R模型，可以比较判断决策单元的技术效率和规模效率,以Ch(a/b)表示交通方式a的投入对交通方式b的产出的运行效率贡献,则Ch(a/b)[0，1]。若Ch(a/b)=0，表明交通方式a与交通方式b之间是完全无效率的，交通方式a的投入对交通方式b的产出是无关的；Ch(a/b)越接近于1，说明交通方式a的投入对交通方式b的产出相对效率越高；若Ch(a/b)=1，表明交通方式a的投入对交通方式b产出的效率相对最好，进而说明交通方式a对交通方式b的投入产出关系是最适合的。同理，建立Ch(a/b)为交通方式b的投入对交通方式a的产出相对效率。

最后应用模糊数学中隶属度思想，建立两种交通方式之间的协调效率模型，以表示两种交通方式的综合运行效率，计算方法为：

(3)

三、区域交通运输协调效率实证分析

本文以黑龙江区域交通为例，采用DEA-C2R模型及求解软件DEAP2.1，计算黑龙江铁路、公路、水运和民航等主要交通运输方式之间的相互协调效率，用综合效率(crste)、纯技术效率(vrste)和规模效率(scale)反映各种运输方式之间的协调配合情况。

考虑到数据指标的可得性，选取每种运输方式线路长度和从业人员数为输入指标，以每种交通运输方式客货运量和客货周转量为产出指标，采用黑龙江区域交通运输1996—2010年共15年的相关数据进行计算分析。

本文使用下述符号表示黑龙江区域交通不同运输方式之间的相互协调效率。

C(r，h)表示黑龙江铁路与公路的相互协调效率；

C(r，w)表示黑龙江铁路与水运的相互协调效率；

C(r，a)表示黑龙江铁路与民航的相互协调效率；

C(h，w)表示黑龙江公路与水运的相互协调效率；

C(h，a)表示黑龙江公路与民航的相互协调效率；

C(w，a)表示黑龙江水运与民航的相互协调效率。

依据公式(1)、(2)采用DEAP2.1软件计算交通方式a的投入对交通方式b的产出效率C(a/b)。见表1所示。

表1 两种交通方式间相互投入产出效率

然后根据公式(3)求解出不同交通方式之间的协调效率。见表2所示。

表2 黑龙江不同交通方式间协调效率

根据上述数据整理黑龙江不同交通方式间协调效率的变动趋势，如图1所示。

图1 黑龙江不同交通方式间协调效率变动趋势

从表2可见，黑龙江主要交通运输方式之间的相互协调效率总体上呈稳定上升趋势，其平均水平从1996年的0.523达到2010年的0.706。这说明，随着管理水平的提高和社会经济对交通需求的增加，不同交通方式之间在竞争中不断开展合作，不同交通方式之间的合作效率在逐步提高，交通运输一体化水平有所增强，综合交通运输能力稳步提高。

从表2还可以看出，铁路与水路、铁路与公路的平均协调效率水平较高，分别为0.888、0.997。说明作为新中国成立初期全国铁路最为发达、网络最为完备的黑龙江铁路现在依然是区域交通的主要方式，通过场站枢纽和码头专线等接入点有效连接公路、水运运输，是黑龙江商品粮、木材、煤炭等大宗货物的主要运输方式。

由图1可见，2002—2006年间的不同交通方式之间的相互运行效率都处在较高水平，说明此时间段的不同交通方式之间协调程度更高。

[1]A.Charnes.,W.W.Cooper．Programming with Linear Fractional Functional[J]．Naval Research Logistics Quarterly,1962,(9)．

[2]喻登科,邓群钊．DEA方法应用的若干思考[J]．现代管理科学，2012，(10)．

[3]熊崇俊,宁宣熙,潘颖莉.中国综合交通各运输方式协调发展评价研究[J].系统工程,2006，24(6):1-7.

[4]徐利民,胡思继.论综合运输体系的协调发展[J].技术经济，2003,21(5):67-68.

[5]高永鑫.基于DEA的中国铁路运营效率分析及评价[J].科技创新与应用，2012，(25)：87-91.

[6]魏权龄.评价相对有效性的DEA方法[M]．北京：中国人民大学出版社，1988．

[责任编辑：赵春江]

AnalysisofRegionalTransportCoordinationEfficiencyBasedonDEA-C2RModel

ZHONG Wei-qing

(School of Administration ,Harbin University of Commerce,Harbin 150028,China)

Transport is the development foundation of social and economic.By improving the coordination efficiency between different transport modes,can realize the ability increase of comprehensive traffic under the same traffic-scale .Select reasonable indicators and datas on different transport modes,explain coordination levels between the main components way of regional transport by the efficiency changes.The empirical results show that,to improve coordination efficiency between the different transport modes ,can reduce the impact of traffic on land,energy and the environment,to improve the regional transportation capacity.

Transport; Coordination efficiency;DEA

2014-01-07

黑龙江省哲学社会科学基金资助研究项目(11B058)

仲维庆(1967-)，男，黑龙江哈尔滨人，博士，副教授，主要从事交通运输规划与管理研究。

F512

：A

：1671-7112(2014)04-0060-05