基于DEA-TOPSIS组合法的石化港区绩效评价

杨文芳

（1.惠州城市职业学院，广东　惠州　516025；2.惠州商贸旅游高级职业技术学校，广东　惠州　516003）

基于DEA-TOPSIS组合法的石化港区绩效评价

杨文芳1，2

（1.惠州城市职业学院，广东惠州516025；2.惠州商贸旅游高级职业技术学校，广东惠州516003）

首先介绍了DEA方法和TOPSIS法，然后构建DEA-TOPSIS组合法模型，先后运用了这3种方法对惠州荃湾港区、东联港区、马鞭洲港区、碧甲港区等四个港区进行绩效评价，通过对结果的对比，实现对决策结果的全排序，得到四个港区的绩效评价结果，对建设四个港区有一定的参考价值。

DEA；TOPSIS；绩效评价；石化港区；港区物流

1　引言

港口是国家进出口贸易的窗口与节点，港口建设是国家基础建设和经济发展的先行行业之一。合理规划港口区位建设，将实现资源有效配置，有效改善港口物流能力，拉动内需，促进区域及腹地经济发展。

惠州市位于广东省东南部，属珠江三角洲经济区。南部毗邻南海、大亚湾，西南接深圳、香港，西与广州市和东莞市相连，北临河源市，东接汕尾。惠州市现陆地面积1.12万km2，占珠三角经济区1/4的面积。海域面积4 520km2，海岸线长223.6km，是广东省的海洋大市之一。

惠州港是国家级石化基地，主要货物为石油及石化产品，惠州港沿海港区现分为四大港区：荃湾港区、东联港区、马鞭洲港区、碧甲港区；三个装卸点：亚婆角、范和、盐洲。惠州沿海港口已建成生产性泊位40个（含万吨级以上泊位19个），年核定通过能力约10 011万t（含集装箱14万TEU）。目前在建的集装箱码头工程项目有2个5万t级集装箱泊位和1个3 000t级泊位，码头泊位长度为800m，项目占地面积约60万m2，前沿及航道水深达15.2m，年设计吞吐能力为80万TEU［1］。

在港口建设规划前先要对港区进行综合绩效评价，才能更科学、更合理、有步骤地进行。目前绩效综合评价方法按所涉及的学科领域可分为德尔菲法［2］、指标公式法、因子分析法、聚类分析法、主成分分析法、多目标决策法、AHP、模糊综合评价法以及DEA法、接近理想值等方法，各方法均有其优缺点和适用范围，将多种方法组合研究是未来研究的一种趋势。

2　DEA-TOPSIS决策模型

2.1超效率DEA

DEA数据包络分析（Data Envelopment Analysis，DEA）是Chames和W.W.Coope等于1978年创建的。Andersen和Petersen于1993年提出了超效率DEA排序方法，它保留了传统DEA（由于编幅有限，本文在此不再介绍传统DEA）的强客观性，改善传统DEA不能全排序的缺陷，得到决策的全面排序，提供了更全面的决策判断信息，使有效决策单元之间也能进行效率高低的比较［3］。假设有n个决策单元，每一个决策标记为DMU，且每一个DMU有k种输入和m种输出。xij，yrj分别为第j个决策单元DMU在第i项的输入值及第r项输出值。

式中vi，ur分别为它们的权重。

式（1）的对偶模型如下：

2.2TOPSIS模型

接近理想点法［4］（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution），即TOPSIS，是由Hwang和Yoon于1981年提出的一种有效的多属性决策方法。其基本思路是在现有决策信息中把最大输出和最小输入指标集合成正理想方案，并把最小输出和最大输入指标集合成负理想方案，然后分别计算各待选方案与正理想方案和负理想方案的距离。越接近正理想方案且越远离负理想方案越好。模型如下：

（1）构造规范化决策矩阵。线性变换后，成本型属性越小越好，因此：

效益型属性越大越好，得到：

（2）构造加权规范化矩阵。使用德尔菲法确定权重W，得到加权规范化矩阵V，V=R×W。

（3）确定正理想方案和负理想方案

正理想方案为：A+=maxi［Vij］；

负理想方案为：：A-=mini［Vij］。

（4）计算距离。各决策方案与正理想方案之间的距离为：

各决策方案与负理想方案之间的距离为：

各决策方案与正、负理想方案之间的接近度为：

2.3超效率DEA-TOPSIS组合模型

建立超效率DEA-TOPSIS两阶段组合模型，第一阶段使用DEA方法计算出在正理想方案、负理想方案的约束下每个决策单元的相对效率；第二阶段使用TOPSIS方法进行排序。

Step1构建正理想方案并进行效率评价。设正理想方案有输入值为输出值为然后根据模型（1）计算各决策单元基于正理想方案的最大DEA效率值

Step2构建负理想方案并进行效率评价。设负理想方案有输入值为输出值为然后根据模型（2）计算各决策单元基于负理想方案的最小DEA效率值

Step3基于正理想方案的各决策相对效率评价。在所有输入和输出指标、最大输出和最小输入的约束下，根据模型（1）计算每个决策单元的相对有效值

Step4基于负理想方案的各决策相对效率评价。在所有输入和输出指标、最小输出和最大输入的约束下，根据模型（2）计算每个决策单元的相对有效值

Step5基于TOPSIS计算各决策C值并排序。根据TOPSIS的思想，计算各决策单元与正理想方案之间的距离，与负理想点之间的距离，然后根据其相对贴近度进行排序，即：

C值越大，则方案越优，C值越小，则方案越劣。

3　模型应用

本文选取惠州港的荃湾港区、东联港区、马鞭洲港区、碧甲港区等四个港区为例，先后采用DEA法、TOPSIS法和超效率DEA-TOPSIS组合模型进行绩效评价。

3.1指标选取

对于港区物流能力绩效评价，主要从财务绩效、港口环境、基础设施、港口集疏运能力、服务管理水平五个角度设计指标体系，本文选取（I）N1港口区位条件，（I）N2港口自然条件为输入值；（O）U1深水泊位数量，（O）U2服务管理水平，（O）U3集疏散能力，（O）U4货物吞吐量（以石化产品为主）为输出值。

3.2计算过程

3.2.1运用超效率DEA模型计算。根据前期对四个港区的调查并进行数据整理，借助DEAP软件计算，得到分析后的数据，其综合效率排序为：东联港区＞荃湾港区＞马鞭洲港区＞碧甲港区，见表1。

表1　运用超效率DEA计算排序对结果

3.2.2运用TOPSIS模型计算。使用德尔菲法确定权重，W=［0.14，0.08，0.18，0.16，0.12，0.32］，根据式（5）-式（8）计算得到各决策方案的C值，见表2，马鞭洲港区得分略高于荃湾港区。其综合效率排序为：东联港区＞马鞭洲港区＞荃湾港区＞碧甲港区

表2　运用TOPSIS计算排序对结果

3.2.3运用DEA-TOPSIS组合模型计算。构建正理想、负理想方案，见表3。

表3　惠州四大港区决策输入、输出指标

表4　惠州四大港区决策排序

从表1-表3可以看出，组合模型的评价结果与超效率DEA评价结果一致，所以可认定是合理的。而表2运用TOPSIS法得到的结果出现了不一致，是由于主观权重的设置可能有利于或不利于被评价单元，得到结果有细微不一致，但其最优方案和最差方案还是与表1表4一致。所以最后可以判定惠州四大港区的排序为东联港区＞荃湾港区＞马鞭洲港区＞碧甲港区。

4　结束语

本文通过运用超效率DEA、TOPSIS和DEA-TOPSIS组合模型三种方法对惠州四个港区进行评价，该组合模型集合两种模型的优点，DEA克服了TOPSIS法在各指标赋权中难以找到合适的赋值方法而存在一定限制，而TOPSIS法又补充了正负理想方案，使得DEA在多目标决策中更科学。本文对惠州四个港区的实例分析表明，该组合模型能够得到更优化的决策方案。

［1］张瑞光.惠州港集装箱码头吞吐量预测及发展对策研究［J］.中国水运，2015，15（7）.

［2］刘彩芳.基于DEA-AHP的港口物流绩效评价研究［J］.物流技术，2011，30（12）.

［3］杨文芳.基于超效率DEA模型的惠州港口物流企业绩效评价［J］.商场现代化，2016，（9）.

［4］卞亦文.基于虚拟包络面和TOPSIS的DEA排序方法［J］.系统工程理论与实践，2013，33（2）.

［5］孟梦，等.城市道路建设序列决策DEA/TOPSIS组合模型［J］.交通运输系统工程与信息，2011，11（3）.

［6］张宏亮.基于多目标决策的物流供应商选择决策支持系统研究［D］.北京:北京邮电大学，2013.

Performance Evaluation of Petrochemical Ports Based on DEA-TOPSIS Combination

Yang Wenfang1，2
（1.City College of Huizhou，Huizhou 516025；2.Huizhou College of Business，Huizhou 516003，China）

In this paper，we first introduced the DEA process and the TOPSIS process，then established the DEA-TOPSIS combination model，applied the three models successively to the performance evaluation of the Tsuenwan port，Donglian port，Mabianzhou port and Bijia port，and at the end，by comparing the results，realized the total ordering of the results.

DEA；TOPSIS；performance evaluation；petrochemical port area；port logistics

F552；F224

A

1005-152X（2016）06-0112-03

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.06.026

2016-05-03

广东省惠州城市职业学院创新强校课题“服务于国家级石化基地港航物流的校企协同创新平台”（HZC2015-1-2）阶段性成果之一，主持人：张玲

杨文芳（1983-），女，福建古田人，硕士，讲师，研究方向：仓储配送、港口物流、职业教育等。