基于DEA理论的天津市物流效率与环境影响研究

◎文/顾 丹

基于DEA理论的天津市物流效率与环境影响研究

◎文/顾 丹

物流业是国民经济的重要组成部分，对产业的优化升级和国民经济发展起着重要的推动作用。根据物流产业的特点，基于DEA方法对天津市建立物流效率评价模型，并对2007—2014年该地区物流效率进行实证研究。分别从技术效率、纯技术效率和规模效率三个角度分析物流效率，为天津市物流效率的改进提出建议。同时考虑到物流效率在拉动经济效益的同时会对环境造成影响，运用主成分分析法对环境污染因素进行处理，并改进原有的DEA模型进行实证分析。结果表明：天津市的规模效率是制约物流产业发展的主要原因，在物流产业快速发展的过程中相应地对天津市的环境造成了严重污染，提倡绿色环保物流迫在眉睫。

物流效率；环境影响；DEA；主成分分析

一、引言

随着世界经济的发展和全球化进程的加快，现代物流业不仅仅对经济增长方式的转变和国民经济的持续发展起着推动作用，更是成为降低生产和经营成本，提升劳动生产率以外的重要利润源泉。作为第三产业发展方向的标志，现代物流业的发展程度反映了一个国家或者一个地区产业结构的现代化水平，现代物流业更好更快的发展，意味着地区产业结构的调整和优化升级。高效一直是人们追求的目标，而我国物流业存在的“条块分割、政出多门”的问题导致了物流业效率低下。据调查，物流企业运输设备的平均空驶率为36.56%，仓库的平均利用率为83.64%，铁路专业线的平均利用率只有59.8%。在粗放型经济形势下，提升区域物流效率从来没有像今天这样紧迫。

天津市位于华北平原海河五大支流汇流处，东邻渤海，地跨海河两岸。市中心距海岸50公里，距离北京120公里，是海上通往北京的咽喉要道。天津市海运条件便利、陆路交通发达，其地理位置非常利于物流业的发展，并且天津拥有国家批准的保税港区——天津东疆港，拥有更大的发展空间。天津市作为国际港口城市，

北方经济中心，进行物流效率测算，有利于整合现有的资源，合理规划区域物流的发展，找到自身的优势和不足。

目前国内在研究物流效率方面，最早是隽志才等在1994年将DEA方法运用于对公路运输企业的效率研究。随后许多学者开始运用DEA重点研究交通运输业。此后，基于DEA方法的物流效率研究更多关注企业物流效率，徐超（2005）以10家上市物流公司为例，利用DEA方法对其技术效率、纯技术效率、规模效率进行分析，并利用线性回归方法分析了影响物流企业生产率的相关因素。但是在物流效率的研究中涉及区域物流效率方面的文章还很少，而且除了考虑到物流的经济效率，涉及物流对环境造成负面影响的研究也很少。根据《中国统计年鉴》中的数据表明，天津市的污染状况日益加重，二氧化氮、二氧化硫的排放量逐年上升。至2014年底，二氧化硫的排放量已经达到195395吨。因此本文将环境污染因素作为物流效率的非期望产出，不仅从经济效率方面研究该市的物流效率，而且从环境上对天津市的物流业作出客观评价。

二、研究方法与模型

数据包络分析（Data Envelopment Analysis，DEA）是运筹学、管理学与数理经济学交叉研究的一个领域，它是由Charnes与Cooper等人于1987年创建的，目的在于评价“多投入多产出”模式下决策单元间的相对有效性。目前主要有两种模型应用广泛：CCR模型和 BCC模型。CCR模型用于处理“规模报酬不变”假设下的决策单元有效性问题，BCC模型针对的是“规模报酬变动”假设下的决策单元有效性问题。

假设有n个受评估的决策单元，各使用m种投入要素xij（j=1，…，m），生产s种产出yir（r= 1，…，s）（xij≥0，yir≥0），则决策单元O的相对效率衡量指标ho（u，v）可表示为：

为了更清晰地表示，式（1）可以转化成其另外一种形式，见式（2）。

三、数据选取及处理

本文采取投入导向的DEA模式，原因是在区域物流系统中，投入要素的掌控要比产出要素的掌控简单一些并且指标也更有可处理性。根据生产理论，生产投入要素主要是人力、物力和资本，产品主要是商品和服务。本文根据以上理论结合天津市物流业的实际情况来选择投入指标——线路运输长度、交通运输、仓储和邮政业投资总额和交通运输、仓储邮政业从业人员数。在产出指标上本文划分为两个部分，即期望产出和非期望产出。期望产出指标为经济指标，本文选取货运量和货运周转量。非期望产出指标为环境影响，本文选择道路交通干线平均值、可吸入颗粒物、二氧化硫和二氧化氮排放量。

本文的数据来自于《中国统计年鉴》，具体数据见表1。

本文除了考虑物流的经济效率，还添加了污染物因素，常规的DEA模型中，产出指标为期望产出，数值越大越好，而本文中的污染物因素指标作为非期望产出显然不符合原有的DEA模型，因此需要进行特殊处理。污染物的处理方法指的是在DEA模型中如何对待污染物指标，使得DEA模型中同时包含经济指标和污染物指标，以正确地分析决策单元的环境效率。总的来看，可分为四种方法：曲线测度评价法、污染物作投入物处理法、数据转换函数处理法和距离函数法。本文选择数据转换函数处理法：bj=-bj+ μ。μ是一个足够大的向量，这样处理可以把越小越好的非期望产出转化为越大越好的期望产出，然后将转化后的产出作为普通的期望产出，采用传统的DEA模型分析决策单元的环境效率。首先需要将本文涉及的四个污染物指标运用主成分分析法转变成一个综合指标，接着选取合适的μ值进行计算。经过SPSS软件处理，这里μ的取值为3。

四、实证研究

表1 天津市物流效率投入、产出指标数据

（一）物流经济效率评价

天津市2007—2014年物流经济效率测算结果见图1。

对图1中结果的分析说明：

（1）综合技术效率。本文对天津市2007—

2014年的物流效率进行测算，结果如图1所示，每一年的效率值反映的是该年物流业在当前物流技术水平下实际达到的最大可能产出比例。天津市仅有2007年物流综合效率为1，达到DEA有效，而其他年份的物流效率均小于1，为DEA无效，这说明除了2007年外，其余七年天津市的物流效率偏低，这说明近八年来，天津市的物流资源没有得到充分利用，还存在浪费现象，物流产出没有达到最优。从图1中可以看到，技术效率在2007年大幅下降，呈现这种变化的主要原因是2008年全球融危机导致全球经济不景气，使得相关的运输、仓储等服务的物流业受到极大影响，由于经济持续性的不景气，物流效率随后几年一直保持在0.7左右。

图1 天津市2007—2014年物流效率折线图

（2）纯技术效率和规模效率。纯技术效率无效或规模效率无效均会导致最终的综合技术效率无效，因此本文分两种情况探讨纯技术效率和规模效率。第一种情况，纯技术效率有效而规模效率无效，如天津市2008年纯技术效率达到0.973但是规模效率只有0.679。在这种情况下，物流企业一方面需要加强对企业的管理，提高工作人员素质，另一方面需要加强技术，改善物流设备。第二种情况，规模效率有效而纯技术效率无效，如天津市2012、2013、2014年，这三年的规模效率都接近1，但是纯技术效率只有0.7左右，这种情况说明对物流系统的投入还不够，对于物流企业而言，需要加大对固定资产的投资，如厂房、车辆等来扩大规模，对于天津市来说，可以通过建设物流园区和物流中心来改善，从图1中也可得知，天津市的物流规模收益一直是递增状态，说明天津市在物流规模建设上正在积极发展。

（二）物流环境效率评价

天津市2007—2014年物流环境效率测算结果见图2。

图2 天津市2007—2014年物流效率（环境因素）折线图

从图2可以看出只有2008年为DEA有效，其余的6年均没有达到DEA有效。2013、2014年的环境污染情况非常严重，尤其是2013年仅为0.015，从表中可以发现造成其环境污染严重的主要原因是规模效率过低。天津市还存在着大量的小型物流企业。众所周知，小型物流企业的硬件设施往往不如物流园区或物流中心，因此小企业对污染物的处理能力也远远落后于大型物流中心或港口，这说明天津市需要加强整合众多小型物流企业的资源，提高其环境污染处理能力，降低环境污染。此外，2013年天津市的环境状况陷入谷底，加快物流环境整改迫在眉睫。

五、结论与建议

（一）主要结论

本文利用天津市2007—2014年物流相关数据，运用DEA分析法，考虑环境因素对该地区的物流效率进行测算，可以得到以下结论：

（1）天津市总体物流效率不高，2007—2014年平均物流效率仅有0.741，进一步分析得出，DEA非有效的主要原因的是规模效率不足，从表3中可以发现，随着物流规模收益的递增，规模效率也在逐年增长，截至2014年出现递减。这说明天津市经过八年的努力在物流规模投入

上已经达到饱和，现在应避免出现盲目投资，重复建设，资源浪费的现象，转而向提高管理水平，加强物流技术方向发展。

（2）虽然物流业经济效率正稳步上升发展，但是物流产业的这种增长给环境带来了严重的影响。从本文的数据中可以发现，天津市的污染情况还未得到政府的重视，2013年和2014年的污染状况尤突出，天津市应该将物流发展带来的环境问题放到足够的高度，合理规划车辆运输路线，降低车辆空载率，把物流产业对环境的危害降到最低。

（二）提升措施

综合以上分析，天津市作为京津冀一体化中的一员，应充分利用京津冀的地理优势，建设辐射整个区域的现代化物流枢纽，扩大其自身的规模，以高效的物流业带动其他产业的良性互动。与此同时，天津市更应注重物流业对环境的污染处理，在上述分析中可以发现，天津市的物流产业在此方面有很大的欠缺，近几年对环境的污染十分严重，据此本文提出以下几点建议：

（1）政府加强绿色物流理念的建设，不仅关注物流企业带来丰厚的经济效益，而且要提倡物流绿色化的概念。我国的物流企业中中小型物流企业占据了很大的比重，而这类企业往往更注重物流产业带来的经济效益，忽略其对环境造成的影响。因此政府应加大宣传绿色物流的观念，引导中小型物流企业从长远角度考虑自身的利益。

（2）政府在绿色物流上加强政策和制度的引导。虽然国家及天津市陆续出台了很多关于提高能源利用率、保护环境的政策法规和相关制度，但是由于部分政策可能会涉及某些企业的利益导致其不愿配合，最终没有发挥出应有的引导作用。政府可以就此借鉴发达国家的经验，对污染处理较好的物流企业进行政策鼓励，引导更多的物流企业向绿色物流方向发展。

（3）提高绿色技术，如对运输规划进行研究，积极开发和实验绿色包装材料、控制污染发生源、控制交通流等。建立企业内部和外部的逆向物流循环体系，减少废弃物对环境污染的破坏，合理使用物流技术减少货物的滞留时间，制订货物在运输、装卸、管理过程中的绿色标准，降低物流对环境造成的损害。

（4）加强对复合型物流人才的培养，我国物流管理人才的需求量今后会大幅度增加，但是现代物流人才严重匮乏。社会急需综合性物流人才，这不仅要求其具有一定的物流专业技术知识，还要有相当的综合管理能力。具备系统化、整体化的思维方式和决策与分析的能力的同时有敏锐的信息意识、良好的信息能力、合理的知识结构、一丝不苟的严谨的态度。

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责任编辑：张丽恒

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1006－1255－（2016）10－0036-05

顾 丹（1992—），江苏师范大学商学院。邮编：221116