基于DEA模型的天津港港口效率分析

张建勇 王梦雅 王欣然 田思雨

【摘 要】 为了科学评估天津港的港口效率，选取3个投入指标和3个输出指标，采用数据包络分析（DEA）方法，对天津港及国内其他几个等规模的综合性港口的港口效率进行横向对比研究，并结合近3年数据对港口的发展态势进行纵向分析，同时对天津港2015年数据作敏感性分析。在此基础上，从资源配置和投入产出等方面对港口企业管理者提出建议：实施集装箱优先发展战略，加强地理信息系统（GIS）的建设和应用，加强跨省市港口资源整合，合理运用政策优势。

【关键词】 天津港;数据包络分析（DEA）;船舶自动识别系统（AIS）;货物吞吐量

1 研究背景

天津港是我國北方重要的综合性港口，地处首都经济圈与环渤海经济圈的交叠之处，是航运物流和对外贸易体系中有着较大影响力的资源配置中心。随着现代物流业的稳步发展，港口已成为交通运输网络的重要枢纽和推动区域经济增长的首要战略节点。天津作为我国北部最大的沿海开放城市，具备优越的地理条件。然而近年来，天津经济的整体发展势态持续低迷，GDP增速缓慢。因此，天津港的改进和提升对于促进天津的经济发展具有重要的战略意义。

港口效率是评估港口绩效的重要指标，其不仅反映了资源分配和综合利用的概况，而且体现了港口生产、管理和经营等方面的综合能力。为了提高天津港的港口绩效水平，需要对港口资源的投入和产出进行优化调控，使其达到均衡分配。对此，本文对天津港与国内其他几个综合性港口的港口效率进行横向对比研究，并选取2015―2017年3年的数据从时间维度对天津港的发展进行纵向分析，找出发展中存在的缺陷，为政府部门制定合理的规划政策来优化天津港港口资源的配置提供决策支持，从而提高天津港的港口综合竞争能力和可持续发展能力，进而带动天津地区的经济发展。

2 文献综述

国内外有大量研究效率的文献，大多集中在对交通行业运营效率的研究，而在针对研究我国的港口效率方面，国内外文献相对要少一些。吴炜佳等[1]运用AHP模糊综合评价方法，结合问卷进行实地调查，建立了港口集装箱的评价体系，继而评价了广州黄埔老港集装箱作业效率。徐明强[2]根据进出港口的船舶自动识别系统（AIS）数据，综合港口的船舶信息，描述了港口船舶营运效率评估系统。李电生等[3]构建了港口航运网的拓扑结构，应用聚类分析法将港口节点作了层次划分，并由此得出我国港口目前的发展状况及对未来布局规划提出建议。

3 研究方法和样本数据

数据包络分析（DEA）法利用线性规划技术来衡量多个决策变量的效率得分。DEA方法可用来评价多种投入与多种产出的效率，其不会被投入产出量纲所影响，且权重也不受人为主观因素的影响，也可以根据其结果对非效率的决策单元（DMU）提出改善方向。因此，DEA方法相比于传统的回归分析等方法，更适用于对多输入多输出港口的分析。

在众多应用于港口效率的DEA模型中，应用最普遍的是CCR模型和BCC模型。CCR模型是规模报酬不变，而BBC模型是规模报酬可变。因此，BBC模型较适合于研究港口的实际情况。本文选取BBC-DEA模型作为基本模型来对港口进行分析和评价。

3.1 投入产出指标的确定

本文将天津港与上海港、广州港、深圳港、大连港这4个典型港口作横向比较，分析2015―2017年的各港口效率。由于DEA模型在指标数量的选择上存在限制，只有当DMU的数量a与投入指标和产出指标之和（m+s）满足2（m+s）≤a≤3（m+s）时，才能够保证DEA模型运算的准确度。

在对港口效率的评价过程中，指标体系的构建应本着系统全面性、简明科学性，以及具备一定的可比性、可操作性、可量化性等原则。根据上述原则，结合对文献分析、专家评估等方面的综合判断，本文将沿海码头长度、沿海泊位数及万吨级泊位数作为投入变量，将港口集装箱吞吐量、港口货物吞吐量及港口旅客运送量作为产出变量，其中：港口总泊位及万吨级泊位的数量影响船舶的流通速率和港口的运营效率;码头岸线长度不仅决定着泊位的数量和长度，还体现了资源利用效率和港口生产力水平;港口吞吐量是评估港口运营效果的主要依据，也是测度沿海区域综合发展水平的重要计算指标。

3.2 样本数据

本文的投入指标和产出指标的相关数据均取自2015―2017年《中国港口年鉴》和各港口所在地区的《城市统计年鉴》（见表1）。

4 模型结果分析

借助DEAP 2.1软件对以上数据进行投入导向下的DEA评价，得到2015―2017年港口企业物流综合技术效率、纯技术效率和规模效率（见表2）。

从综合技术效率这一指标来看：2017年深圳港、广州港和大连港的综合技术效率都达到效率前沿面，即投入合理，且产出效率相对最大化;上海港的综合技术效率最低，天津港的综合技术效率也没有达到1。这表示上海港和天津港均没有达到DEA有效，主要是因为港口企业物流资源利用率低，即实际生产规模未达到最优。

广州、深圳、大连等3个港口2017年的综合技术效率、纯技术效率和规模效率都已达到1，DEA有效。这只能说明这3个港口的港口效率与其他港口比较时，在规模技术不变的背景下港口的投入与产出是相对合理的，而不表示其投入与产出是最优的组合，也不能说明其港口效率值是最优的。这是由于DEA的评价是针对相对有效性而言的。

纵观天津港2015―2017年数据发现：天津港的纯技术效率值都非常接近或等于1，处于相对最优水平，说明天津港的制度和管理水平较优，且物流技术水平较高;但其综合效率值却均小于1，造成这一结果的原因是天津港规模效率值较低，说明即使港口的管理制度、技术应用都是良好的，如果规模效率值不高，也会制约港口的综合效率。从规模收益方面来看，天津港连续3年的规模收益呈现递减趋势，这可能与港口资源配置不合理有关。但值得注意的是，天津港历年综合效率呈上升趋势，说明天津港是在朝着更高效的方向发展的。

由表2可知，天津港2015年的技术效率小于1，可以通过软件运算出其松弛变量和冗余变量，为进一步完善港口效率提供参考。2015年天津港敏感性分析结果见表3。

从表3可以看出，沿海码头长度、沿海泊位数及万吨级泊位数均投入冗余。

5 建 議

5.1 实施优先发展集装箱业务战略

天津港的规模效率值相对偏低，扩大港口的规模有利于提升天津港的效率。天津港可以选择优先发展集装箱业务，发挥其带领作用，从而使港口的整体规模稳步扩大。在此条件下，天津港的散杂货结构也需要全面调整，在匹配自身能力的基础上积极开设新的航线、增加航班数量，并且要充分利用无水港来扩大港口的业务规模，大力发展环渤海集装箱内支线运输，推动覆盖面积广阔、层次清晰、结构分明的物流体系建设。

5.2 加强地理信息系统（GIS）的建设和应用

近3年来，天津港规模收益递减，需要加强对其资源的合理化配置。可以对港口基础设施、地形图、综合管线信息、电子物流信息等建立准确、完善的GIS管理系统，控制内部流程，协助港口与外界的物流管理，能够有效地降低港口成本、合理分配港口物资、优化管理措施、加强港口资源的有效利用等。

5.3 加强跨省市港口资源整合

津冀地区港口的煤炭业务和集装箱运输功能协调、无水港的建设等，都有利于降低天津港内部的成本投入，充分发挥地区间不同优势，使得资源使用效率和物流运行效率得到有效提高。同时政府要注意避免过多干预港口运营中，明确港口市场经营主体地位。

5.4 合理运用政策优势

天津港也可以通过政府出台的补贴等优惠政策来提高港口效率，如完善水路、铁路等货运流通速率和服务质量，进一步优化港口的集疏运系统，鼓励运输企业更多地选择水路、铁路，精简中间运输环节，节约成本等。

提高港口管理者的技术水平和管理水平是决定港口技术效率高低的关键，因此，天津港应积极利用现代信息技术，提高港口的整体效率，防止港口的盲目扩张，走集约型路线，减少不必要的资源浪费。

参考文献：

[1] 吴炜佳，邹毅峰.广州黄埔老港集装箱作业效率评价[J].物流技术，2018（9）：103-108.

[2] 徐明强.基于AIS数据的港口船舶营运效率评估系统[J].中国航海，2018（3）：119-122.

[3] 李电生，张腾飞，钟丹阳.基于港口航运网拓扑结构的港口层次划分――以中国城市港口航运网为例[J].中国海洋大学学报（社会科学版），2017（2）：85-90.