海上丝绸之路关键海峡/运河安全效率研究

宫晓婞， 吕 靖， 李 辉

(1.大连海事大学 交通运输工程学院，辽宁 大连 116026; 2渤海大学 大学外语教研部，辽宁 锦州 121013)

0 引言

海上丝绸之路是从中国沿海港口过南海到印度洋、欧洲以及到南太平洋的海上通道，是我国连通亚非欧的海上运输通道，也是我国能源输入的海上战略通道。众所周知，该通道是世界上风险性最高的海上通道，途径的海峡/运河地势险要、情况复杂，且海盗十分猖獗，严重威胁航行安全。因此，探究海上丝绸之路中海峡/运河的安全效率、找出影响安全效率的主要因素是海上丝绸之路安全保障研究的重要问题。

现有关于海上丝绸之路海峡/运河安全效率的相关研究主要分为两类。第一类是海上通道安全影响因素研究。King[1]、Pham[2]在分析海上运输、霍尔木兹海峡安全影响因素的基础上，提出相应海运安全政策。Chen[3]等基于海运事故影响因素分析，研究海运事故分析方法。Vander Hoorn和Knapp[4]考虑船舶类型、船舶事故数量等因素评估海运风险。Görçün和Burak[5]考虑海运事故频率、严重性、船舶事故数量等因素评估伊斯坦布尔海峡的安全性。Wang等[6]考虑风浪、海盗等自然因素，通过模糊层次分析方法评估南中国海上的运输风险。Qu等[7]考虑船速等评估新加坡海峡船舶碰撞风险。史春林和李秀英[8,9]、韦朝晖[10]等研究霍尔木兹海峡、马六甲海峡的安全影响因素。吕靖和王爽[11]对我国海上运输关键节点安全进行评价研究，提出海峡/运河的基本状况、军事、法律等均影响节点的安全性。吕靖和高天航[12]考虑法律政策等因素评价海上通道关键节点的安全效率。

上述文献考虑政治、法律、船舶事故等影响海峡/运河安全的因素，但未考虑这些因素对海峡/运河安全效率的影响程度。虽然文献[12]研究了海峡/运河的安全效率，但未考虑所选用指标体系的合理性。众所周知，不同的投入产出指标得到的效率值不同，选用合理的指标体系是效率评价的关键。鉴于此，本文在现有研究的基础上，根据删除某个投入/产出指标不影响效率评价结果则应剔除该指标的思路，筛选出合理的海峡/运河安全效率评价指标体系，并通过计算每个指标对效率结果的影响程度，确定影响海峡/运河安全效率的关键因素。

第二类是基于数据包络分析(DEA)的安全效率评价方法研究。Charnes等[13]首先提出DEA方法研究效率。在此基础上，学者不断拓展DEA模型，Färe等[14]提出解决规模收益不增的效率评价模型。Charnes等[15]提出加性DEA模型，使投入与产出指标纳入到同一模型中进行分析。Färe和Grosskopf[16]、Lewis和Sexton[17]、Tone和Tsutsui[18]提出网络DEA模型，研究除了投入和产出外的中间过程。McDonald[19]提出二阶段DEA模型，研究包含审查数据和分数的效率评价。陈伟等[20]运用DEA-Malmquist方法分析指数密集型产业专利创新绩效。陈凯华等[21]应用网络DEA分析科技创新投资效率。在进行效率评价时，常常会出现非期望产出，Tone[22,23]提出基于松弛变量测度的DEA模型(SBM模型)，度量决策单元投入过多或产出不足，以及非期望产出问题。Lozano和Gutiérrez[24]以航班延误时间等作为非期望产出，运用SBM方法研究西班牙机场效率。目前考虑非期望产出DEA被广泛应用到环境效率评价中[25～27]。赵宇哲等[28]运用基于时间窗的非径向DEA模型，研究航空企业能源效率问题。贾国柱等[29]运用改进DEA研究含有废物排放的建筑业循环经济效率。为解决DEA有效单元无法排序问题，Cui和Li[30]运用Malmquist方法研究中国航空安全效率。卞亦文和许皓[31]、Wang和Luo[32]提出基于虚拟包络面和 TOPSIS 的 DEA 排序方法。

上述第二类研究考虑了非期望产出对效率的影响，抑或考虑了效率评价的完全排序，忽略了基于非期望产出的海峡/运河安全效率评价的完全排序，从而导致不能真实反映海上丝绸之路上各海峡/运河安全效率的评价结果。在现有研究的基础上，本文提出考虑非期望产出的海峡/运河安全效率评价方法，实现海峡/运河安全效率评价的完全排序。

现有研究的共同不足：一是在评价海峡/运河安全效率时，没有同时考虑投入、期望产出和非期望产出，且未实现海峡/运河安全效率评价的完全排序。事实上，若忽略诸如船舶事故数量等非期望产出或船舶通行数量等期望产出，会导致评价结果产生偏差；同时，未实现安全效率评价的完全排序，会导致无法区分有效的海峡/运河。二是现有文献仅提出影响海峡/运河安全的因素，并未分析这些因素对海峡/运河安全效率的影响程度，亦未研究合理的海峡/运河安全效率的评价指标体系。不言而喻，选用不同的评价指标，得到的结果也不相同。

针对上述问题，本文在现有研究的基础上，综合考虑投入、期望产出和非期望产出，通过改进基于松弛变量测度(SBM)模型，提出一种能对海峡/运河安全效率进行评价和完全排序的方法，解决海峡/运河安全效率评价及排序问题；通过计算删除某个投入/产出指标对评价结果的影响，筛选出合理的评价指标体系，并找出关键影响指标，为提升海峡/运河安全效率提供理论依据。

1 安全效率评价方法

1.1 基于非期望要素的SBM方法

海上丝绸之路关键节点安全效率评价指标中存在非期望产出，效率评价时不能忽略非期望产出。现有研究或将非期望产出视为投入[33]，或通过加法转移法转变为普通产出[34]，这些方法不符合期望产出的属性，在实际中存在局限性[35]。为解决上述问题，Tone提出考虑非期望产出的SBM(Slacks-based Measure)模型[23]。

假设有n个决策单元，每个决策单元DMUj(j=1,2,…,n)有m个投入、s1个期望产出、s2个非期望产出。记决策单元DMUj的第i个投入为xij(i=1,2,…,m)，投入矩阵X∈Rm×n；DMUj的第r个期望产出为ygrj(r=i,1,2,…,s1)，期望产出矩阵Yg∈Rs1×n；DMUj的第q个非期望产出为ybqj(q=1,2,…,s2)，非期望产出矩阵Yb∈Rs2×n，其中，xij>0，ygrj>0，ybqj>0，则基于非期望产出的SBM模型为[23]

上述模型要求所有的投入产出指标数据均大于0，而实际中，有的产出数据等于0，如2015年苏伊士运河海盗袭击数为0。根据文献[23]，用一个较小的正数代替产出数据为0的情形，不会改变效率排序结果，因此，本文用此方法处理产出数据为0的情形。

1.2 基于非期望要素的SBM排序方法

(2)

(3)

令θIDMU为决策单元IDMU的最优效率值，则决策单元基于理想点的效率为

(4)

(5)

根据TOPSIS思想，得到各决策单元的效率排序指数，如下:

(6)

2 安全效率评价体系构建

海上丝绸之路中的关键节点包括马六甲海峡、望加锡海峡、巽他海峡、苏伊士运河、曼德海峡、霍尔木兹海峡[36]。海峡/运河安全投入与产出评价指标体系的构建，是测度安全效率的基础。

2.1 指标的初步选择

梳理国内外关于海峡/运河安全的相关研究，参考港口效率评价指标选择思路[37]，海选出海上丝绸之路关键节点安全效率评价的投入产出指标，确保高频经典指标不遗漏。根据数据可观测性原则，将定性指标、没有数据来源的海选指标删除，保证初步筛选后的指标体系可以量化。通过初选，得到表1中的投入产出指标。

产出指标包括船舶通行数、船舶事故数、海盗与武装力量袭船数。一是船舶通行数，将船舶通行数作为海峡/运河的期望产出，产出越大，收益或作用越大。以苏伊士运河为例，通行船舶需要交通行费，船舶通行数量越多，收益越大。虽然海上丝绸之路上的海峡并未对船舶收取通行费，但基于上述角度，船舶通行数也应属于产出数据。二是船舶事故数、海盗与武装力量袭船数，二者是衡量海峡/运河安全性的重要结果指标，若某海峡/运河发生船舶事故数量越多，说明安全性越差、安全保障效果越不显著；海盗与武装力量袭船数越大表明越不安全、安全保障成效越差，因此，与船舶通行数不同，船舶事故数、海盗与武装力量袭船数是非期望产出。

投入指标包括海峡/运河的宽度、深度、法律政策数、组织机构数、保障规范性。第一，宽度和深度属于海峡/运河自身内部的物理环境，宽度越窄，船舶顺利通行的难度越大，导致船舶事故的可能性越高；深度值越小，船舶发生事故的可能性也越大。第二，海峡/运河的法律政策数、组织机构数、保障规范性，这些属于海峡/运河的外部环境，当海峡/运河相关国制定与海峡/运河安全相关的政策越多时，其安全保障效果也相应提高；相关的协调管理机构、安全管理机构越多，安全保障成效会越好；保障规范性用海峡/运河所在国成立的用以保障海峡/运河安全的专门管理机构数量来衡量[12]，保障越规范，安全保障效果越好。

表1 海峡/运河安全投入与产出指标

2.2 指标筛选

在进行效率评价时，最常遇到的一个问题是合理确定投入产出指标数量，数量过多，且指标间存在相关关系，不仅会增加决策分析工作量和决策质量，还会造成有效决策单元偏多，降低DEA模型的区分度；过少则不能真实反映所要评价的效率。因此，在指标海选的基础上，需要对指标进行筛选。

本文根据删除某个投入产出指标不影响效率评价结果，则应剔除该指标的思路，通过本文所提出的考虑非期望要素的集成效率评价方法，最终筛选得到海上丝绸之路关键节点安全效率评价的投入和产出指标，改变了现有研究仅根据主观意识选择投入和产出指标，而这些指标并不一定能反映海峡/运河的安全效率，从而导致评价结果出现较大偏差的弊端。事实上，选取的投入和产出指标不同，得到的评价结果也千差万别，选择能够真实反映海峡/运河安全效率的指标体系，并完全、合理排序各关键节点安全效率，对海上丝绸之路安全保障至关重要。

3 实证结果及分析

3.1 数据的选择

海上丝绸之路中的关键节点有6个，包括马六甲海峡、望加锡海峡、巽他海峡、苏伊士运河、曼德海峡、霍尔木兹海峡，而初步选择的投入和产出指标共有8个，不符合“拇指原则”，即决策单元数量不少于投入与产出指标数量的两倍。现有研究主要通过主成分分析对指标进行降维[37]，但该方法不利于管理者发现影响效率的原始指标。因此，本文采取扩大决策单元数的方法，将决策单元扩大到20个(大于8×2=16)，即对包括海上丝绸之路关键节点在内的20个海峡/运河安全效率进行评价，从而考查海上丝绸之路6个关键节点的安全效率评价情况。

一是投入指标数据的选取。海峡/运河的深度、宽度、法律政策数量、组织机构数量、保障规范性(专门负责海峡/运河安全的管理机构数)，数据通过查询现有文献[11,12]，以及各海峡/运河的相关资料获得。

二是产出指标数据的选取。船舶通行数，从marine traffic网站选取2016年5月18日13时在各海峡/运河通行的实时船舶数量。

船舶事故数，根据国际海事组织(IMO)的全球海运信息系统(GISIS)数据库统计，2015年全球有277起船舶事故，其中195起可确定具体事故位置，从中筛选出发生在本文所研究海峡/运河区域内的船舶事故。

海盗与武装力量袭船数，根据GISIS数据库，以及国际海事局和国际商会统计报告《Piracy and Armed Robbery Against Ships》，2015年全球共有246起海盗与武装力量袭船事件，从中筛选出各海峡/运河海域内发生的海盗与武装力量袭船数量。

表2 海峡/运河安全投入和产出数据

3.2 安全效率计算

一是通过非期望投入与产出的SBM方法计算各海峡/运河的效率。将表2中的第4～8列数据设为x1j-x5j，第9列数据设为yg1j，第10～11列数据设为yb1j-yb2j，分别带入式(1)中，通过Matlab软件计算得到效率值，结果列入表3的第4列，并将排序结果列入表4的第4列。

三是通过剔除某指标，重新计算效率排序指数。将深度指标x1j剔除后，按照上文效率排序指数计算方法，得到新效率排序指数，结果列入表3的第6列。同理，分别剔除宽度x2j、法律政策数x3j、组织机构数x4j、保障规范性x5j、船舶事故数yb1j、海盗等袭船数yb2j，得到的新效率排序指标列入表3的7～12列，上述结果排序列入表4的6～12列。剔除船舶通行数后，效率值变化很大，得到的效率值为负数，这也说明船舶通行数对海峡/运河安全效率影响较大。由于船舶通行数是海峡/运河的唯一期望产出，将其剔除后，仅产出非期望值，不符合实际，因此，本文没有将剔除船舶通行数后的效率值列出。

表3 海峡/运河安全效率值

表4 海峡/运河安全效率排序

3.3 结果分析

通过表3和表4可知，基于非期望要素SBM方法得到的结果有10个有效决策单元，即效率值均等于1，通过效率值无法排序这些有效单元，而基于非期望要素SBM的效率排序指数法可以有效区分这些决策单元，且对于非有效决策单元，两种方法得到的排序结果完全一致，说明效率排序指数法是合理的。因此，本文对基于非期望要素SBM排序指数法得到的结果进行分析。

(1)海上丝绸之路关键海峡/运河安全效率分析

一是马六甲海峡安全效率较高。马六甲海峡是连通印度洋和大西洋的重要海上咽喉通道，也是世界上最繁忙的海峡之一。由于最窄处仅为37千米，且船舶活动十分密集，马六甲海峡被公认为是船舶事故多发区。事实上，2015年马六甲海峡共有80980艘船舶通过(仅统计超过300总吨的船舶)，船舶事故仅为2艘次，即船舶发生事故概率超过4万分之一，安全效率较高。这源于马六甲海峡管理当局十分注重海峡的通航安全，其通过制定分道通航制、建立监控系统等方式，控制船舶事故数，提高安全效率。

同时，马六甲海峡被认为是海盗多发区。实际上，根据ICC统计，2012年、2013年和2014年马六甲海峡发生海盗袭船事件数分别为2、1、1艘次，2015年海盗袭船事件有5艘次，数量最多，即便如此，发生海盗袭船的概率也很低，超过1.6万分之一，安全效率也较高。由于东南亚海盗活动频繁，马六甲海峡管理当局通过海上巡逻、空中巡逻、建立监视系统等，加强对海盗的打击力度，以提升安全效率。

二是苏伊士运河、望加锡海峡、霍尔木兹海峡、巽他海峡安全效率相近，属于中上水平。苏伊士运河是连接欧洲至印度洋、西太平洋的关键节点；望加锡海峡是亚洲和欧洲间的重要海上航道；霍尔木兹海峡是波斯湾通往印度洋的唯一出口；巽他海峡是马六甲海峡的重要替代通道。上述海峡/运河不仅是海上丝绸之路上的关键战略节点，也是全球海上通道的重要节点。

苏伊士运河、望加锡海峡、霍尔木兹海峡、巽他海峡船舶通行数量相差不大，即期望产出相近，但苏伊士运河投入指标数值相对较小，且管理当局通过加强巡逻等方式，控制海盗袭船和船舶事故，2015年非期望产出均为0，因此，其安全效率在四个节点中最高；望加锡海峡期望产出值是四个节点中最大的，但由于近年来该海峡包括海峡前方的爪哇海海域已成为国际海盗活动猖獗的地区之一，2015年发生海盗袭船事件1艘次，因此，安全效率较苏伊士运河次之；霍尔木兹海峡地形复杂，峡内水流湍急、风向多变，且岛礁众多，易发生船舶事故，2015年发生船舶事故2艘次，海盗袭船事故1艘次，安全效率较望加锡海峡低些；虽然巽他海峡在2015年未发生海盗和船舶事故，但由于其船舶通行量是四个节点中最小的，且投入指标数值也比苏伊士运河、霍尔木兹海峡高，因此，安全效率最低。

从整体上看，苏伊士运河、望加锡海峡、霍尔木兹海峡、巽他海峡的期望产出量相对较多，非期望产出量相差不多，且投入量相对较少，因此，在全球主要的20个海峡中，安全效率列位中上水平。

三是曼德海峡安全效率最低，位于中下水平。曼德海峡是从大西洋进入地中海，穿过苏伊士运河、红海通印度洋的海上交通必经之地。曼德海峡船舶通行量是6个关键节点中数量最低的，且船舶在该海峡内航行，不仅需要注意潜石暗礁和疾风大浪，尤其需要提防海盗和恐怖主义，因此，安全效率最低。

(2)海上丝绸之路关键海峡/运河安全效率影响因素分析

第一，保障规范性不影响安全效率排序，可以删除该指标。通常情况，有专门的管理机构对海峡/运河进行管理或维护，如苏伊士运河管理局可使海峡/运河规范运营。实际上，就海峡/运河而言，提高期望产出、降低非期望产出，对安全效率更为重要。在提高期望产出方面，海峡/运河的地理位置、自身条件(如宽度等)等在很大程度上决定了船舶通行量，因此，为增加船舶通行量，可减少上述因素的限制。以苏伊士运河为例，耗资数十亿美元拓宽运河，新运河开通后不久，就创下单日通航记录，共有70艘船舶(合计吨位400万吨)通过该运河。而在降低非期望产出方面，通过海军巡逻、定期开展防海盗演习、加强船舶安保、提高船上人员安全意识等方式，可以有效降低海盗袭船、船舶事故。

第二，宽度、深度是影响海峡/运河安全效率的重要投入指标。分别计算剔除各指标后，对效率值的影响程度，从而判断某指标的重要性，结果见表5。在所有指标中，马六甲海峡安全效率对宽度指标最为敏感，效率值变化4.2%，深度指标的影响为2.2%；巽他海峡安全效率对宽度指标较为敏感，影响率为1.4%；霍尔木兹海峡安全效率受深度指标影响很大，为59.1%；苏伊士运河安全效率对宽度指标最为敏感，影响值为0.7%；曼德海峡安全效率受宽度和深度影响均较大，分别为17.4%和24.7%。

第三，海盗、船舶事故是影响海峡/运河安全效率的重要产出指标。由表5可知，马六甲海峡安全效率受海盗、船舶事故影响较大，分别3%和2.8%；巽他海峡安全效率对船舶事故最为敏感，为35.5%，虽然在2015年未发生船舶事故，但由于巽他海峡较为狭窄，较易发生船舶事故，因此需要注意；霍尔木兹海峡安全效率受海盗影响最大，为63.6%，需重点关注海盗活动；曼德海峡安全效率受船舶事故影响最大，为38.5%。

表5 海上丝绸之路关键节点安全效率影响因素

3.4 对策建议

根据上文对海上丝绸之路关键节点安全效率影响因素的分析可知，虽然宽度、深度是影响海峡/运河安全效率的重要投入指标，但是由于这些因素的限制难以突破，因此，积极采取措施，降低海盗袭船和船舶事故数，是提高海峡/运河安全效率的重要工作。

(1)建立海盗及恐怖主义风险防范机制。海盗和恐怖主义活动是影响海上丝绸之路关键节点安全效率的重要因素，因此，需要创新安全保障模式，建立基于政企结合的海盗和海上恐怖主义风险防范机制。一方面，针对海盗和海上恐怖主义，建立海峡/运河安全保障的国际合作机制，通过共派军舰(机)建立定期和不定期的联合护航、巡逻等制度，确保商船安全通行海峡/运河；另一方面，由于海盗活动区域不断变化、袭击速度较快、手段多样化[38]，仅靠海军舰(机)难以满足船舶航行安全需要，因此，需要建立商船自卫安保机制，通过聘请安保人员驻船实施武装护航、船舶本身采取积极防护措施等方式，防范海盗和恐怖主义风险。

(2)提高船舶安全管理水平防范船舶事故。全球80%以上的船舶事故是由人为因素造成的，因此，加强船员安全管理意识、提高船舶安全管理水平，是防范船舶事故、提高海峡/运河安全效率的重要途径。从船公司角度，可通过对船员进行安全培训与训练、建立船舶安全管理制度、完善船舶安全管理体系等方式，增强船员安全意识，提升安全管理水平；从海峡/运河管理当局角度，不定期发布海峡/运河安全通行指南，以指导船舶安全通行。

(3)制定规章政策、设立管理机构提升安全效率。制定规章政策、设立管理机构也可在一定程度上提升海峡/运河的安全效率。海上贸易日益增加，海峡/运河的船舶密度越来越大，对船舶航行安全提出了更高要求。为应对各海峡/运河的不同通航环境，需基于《联合国海洋法公约》、《海上人命安全公约》等框架，制定与国际公约接轨的海峡/运河安全运营规章政策，提升安全效率。众所周知，海上通道安全保障事务涉及领域众多、涉及机构也很多，因此，需要设立高层次管理与协调机构，以确保海上通道安全保障事务的高效运行。

此外，海上通道安全保障事务是一个庞大的系统，建立完善的预警应急制度有利于更好的保障海上通道的安全与畅通。

4 结论

4.1 主要结论

本文通过基于非期望要素的SBM效率指标排序方法，研究海上丝绸之路关键海峡/运河的安全效率，并对投入产出指标进行筛选，找出影响海峡/运河安全效率的关键指标，得出如下结论。

一是马六甲海峡安全效率较高；苏伊士运河、望加锡海峡、霍尔木兹海峡、巽他海峡安全效率相近，在全球主要海峡中，属于中上水平；曼德海峡安全效率较低，位列中下水平。

二是对海峡/运河安全效率影响较大的投入指标是宽度和深度，产出指标包括船舶通行数、海盗以及船舶事故。

三是保障规范性指标不影响海峡/运河安全效率，可以剔除。

四是实证研究结果表明，选择不同的海峡/运河安全效率评价指标，得到的评价结果也不同，选择能够真实反映海峡/运河安全效率的指标体系，并完全、合理排序各关键节点安全效率，对海上丝绸之路安全保障至关重要。

4.2 主要创新与特色

首先，综合考虑投入、期望产出和非期望产出，通过改进 SBM模型，提出一种能对海峡/运河安全效率进行评价和完全排序的方法，揭示了海上丝绸之路中关键海峡/运河安全效率评价的完全排序，不仅改变了现有研究未同时考虑期望产出和非期望产出，从而导致评价结果出现偏差的现状，还改变了现有考虑非期望产出的效率评价研究仅能简单区分有效或无效决策单元，无法对有效决策单元进行完全排序的弊端。

其次，通过计算删除某个投入产出指标对安全效率评价结果的影响程度，筛选出合理的海峡/运河安全效率评价指标体系，并揭示影响海峡/运河安全效率的关键指标，改变了现有研究大都根据主观意识，选择海峡/运河安全效率评价指标体系，从而导致评价结果出现较大偏差的弊端。事实上，选取的投入产出指标不同，得到的评价结果也不同，选择能够真实反映海峡/运河安全效率的指标体系，并完全、合理排序各关键节点效率，对海上丝绸之路战略实施具有重要意义。

最后，通过实证研究得到了海上丝绸之路关键海峡/运河的安全效率排序结果，以及关键影响因素，从而为海峡/运河安全保障提供依据。