基于DEA模型的宁波-舟山港效率评价研究

虞润璞

“一带一路”的推进为为21世纪海上丝绸之路沿线港口的发展带来了极好的契机，宁波舟山港作为“一带一路”中不可或缺的港口和长三角经济带的核心对区域经济的影响巨大，制定合适的经济政策促使其长远发展显得至关重要。文章运用三阶段DEA模型对2019年我国5个港口的运行效率进行了研究。以SFA模型剔除环境和不确定因素对投入变量的影响，并将传统DEA模型和三阶段DEA模型的结果对比，将宁波-舟山港与其余四个港口进行比较，发现了宁波-舟山港目前存在总体效率较低等问题，对此提出可以促进港口资源重置的建议。

一、引言

“一带一路”是中国为推动经济全球化深入发展而提出的一种国际区域经济合作新模式，以坚持共商、共建、共享的原则，共同打造开放、包容、均衡、普惠的区域经济合作架构。“一带一路”的推进为21世纪海上丝绸之路沿线港口的发展带来了极好的契机，为切实满 足贸易需求，对港口效率也有了更高的要求。同时，宁波舟山港作为“一带一路”中不可或缺的港口和长三角经济带的核心对区域经济的影响巨大，制定合适的经济政策促使其长远发展显得至关重要。

国内现有关港口效率的研究文献也较为丰富，匡海波（2007）建立基于神经网络的港口技术效率评价模型对国内主要港口及技术效率进行实证研究。梁子宁（2015）采用SWOT分析、层次分析法以及模糊综合评价模型对我国大连港口效率进行分析。研究表明港口作业能力和港口财务状况及投资状况在综合竞争力起决定作用。吴文玲（2018）基于“一带一路”战略背景下采用三阶段DEA模型对中国港口效率进行测度，考虑了环境变量和随机误差对港口效率的影响，研究表明港口规模无效率造成我国沿海港口综合技术效率不高。陈秋桢（2019）以“一带一路”战略中15个重要港口进行效率测度，并通过对沿线集装箱港口布局演化分析，研究表明在不考虑环境因素和随机误差时，中国的主要港口综合技术效率整体比较低。针对港口的研究方法而言，港口效率测度方法都包括投入产出法，模糊综合评价模型需要人为赋予权重，传统的DEA模型不能排除环境变量和随机误差带来的影响。

本文利用DEA模型测量宁波—舟山港等国内四个港口的港口效率;将宁波-舟山港与选取的港口效率进行比较分析;最后针对宁波—舟山港口效率情况，借鉴国内外港口的成功经验。

二、研究过程

（一）港口效率测定的三阶段DEA方法

由于传统的DEA方法忽略了环境因素和不确定因素对效率的影响，而结合了SFA模型的回归分析法则充分考虑了环境因素和不确定因素带来的影响。因此本文将采用传统DEA和参数评价方法SFA相结合的三阶段DEA方法来测定港口效率。

第一阶段：DEA模型。采用传统的DEA分解出规模和纯技术效率等指标。

第二阶段：SFA模型。运用SFA模型分析环境和不确定因素对港口效率的影响。

该阶段主要目的是将第一阶段的松弛量分解为环境效应，管理非效率和统计噪音这三个部分，并考虑这三个部分对第一阶段松弛量的影响。

SFA回归模型的被解释变量是第一阶段产生的投入松弛量：

为第一阶段第i个港口的第n种投入，为X的第n列，为第i个DUM的第n种投入值在效率前沿面的最优映射。

第二阶段SFA回归模型的解释变量是K个环境变量：

建立第二阶段SFA回归模型：

为确定可松弛前沿，βn为待估系数，vin+uin为误差混合项。

假定反映统计噪音，反映管理非效率。假定并且vin，uin和zi间相互独立。（2）式中N个回归模型能够通过最大似然法估计出来。每个回归方程中的待估参数为。

第三阶段：调整后的DEA模型。将第二阶段经SFA调整得到的投入数据与原始产出数据相组合，再次运用BCC模型测算出包括宁波舟山港在内5个港口的效率。通过选择剔除环境因素和随机干扰因素来确定效率指标，能更准确地反映了各个DMU的效率。

（二）样本的确定

本文根据《愿景与行动》文件，基于对五大港口群的分布格局、吞吐量状况和数据可获得性考虑，将选取宁波-舟山港、大连港、上海港、天津港和厦门港共5个港口作为研究对象。通过对这些港口效率的研究，充分认识宁波-舟山港的发展问题和比较优势，并针对此提出优化措施。

（三）评价指标的确定和说明

本文的投入指标、产出指标和环境指标选取指标见表 1

1.投入指标的确定。本文使用生产法选择投入指标，生产用泊位处决定了船只在港外等待的时间。港口投资建设水平反映港口的软硬件实力及未来的发展潜力，港口设施设备的数量和质量能够直接反映港口作业效率，因此选择岸桥数量作为投入指标之一。

2.产出指标的确定。港口主要从事与运输相关的生产活动，而与运输相关的统计指标主要通过吞吐量来体现。因此选择集装箱吞吐量和货物吞吐量作为港口主要的产出指标。

3.环境因素指标的确定。港口的运作过程受企业内部和环境和外部宏观环境的共同影响。由于进行第二阶段SFA回归分析的主要目的是排除环境因素对港口效率的影响，同时港口效率研究必須考虑到其他因素的影响。在投资额没有变化的情况下，进出口贸易额可能会对港口的国内生产总值产生重大影响。本文选择的直接经济腹地GDP是指港口所在的城市。货物周转量反映了港口和腹地集疏系统的通达性，在缺少数据的情况下以货物周转率代替。

三、实证结果及分析

（一）一阶段DEA效率值及效率分析

在忽略环境和不确定因素的前提下，使用deap2.1对2019年中国5个主要港口进行测度并分析。结果如表 2所示。

从表2可知，2019年宁波-舟山港等中国主要5个港口在不考虑环境因素和随机干扰因素下，一阶段3个效率的平均值分别为0.866、0.993、0.873。

由于综合技术效率是对DMU的资源使用效率等多方面能力的综合评估，纯技术效率是衡量企业在某些因素影响下的生产效率，用于反映各生产要素的比例。宁波-舟山港的综合技术效率为0.629，纯技术效率为1，其作为国内大港在规模化和现代化程度方面均忝列国内港口前茅，综合技术效率偏低在一定程度上反映了其资源闲置的问题较为严重。

将宁波-舟山港与其余四个港口进行对比，综合技术效率为1的港口有大连港和厦门港，大连港和厦门港的技术综合技术效率较高而传统港口上海港和宁波-舟山港的效率值明显低于平均值。在技术效率方面，天津港纯技术效率低于1，其余港口规模有效。从规模报酬来看，大连港和厦门港的规模报酬已经达到相对最优的状态，而天津港、上海港和宁波—舟山港处于规模报酬递减阶段。可以注意到，规模报酬递减的港口大多是吞吐量排名在前的大港口，而规模较小和发展迅速的港口则是小港口，表明港口的规模报酬不是越大越能反映港口的发达程度。由此可知上海港、宁波—舟山港、天津港的问题不是由于投入-产出不足和冗余造成的，而是投入-产出和港口规模大小不一所致。

（二）二阶段SFA回归分析

将第一阶段三个投入变量的松弛变量作为解释变量，故选取直接经济腹地GDP、进出口贸易总额和货物周转量作为解释变量。在第二阶段SFA回归分析阶段，调整每个港口的初始输入值，客观衡量各港口效率，分別分解后使用Frontier进行回归分析，结果如错误！未找到引用源。所示。

将大部分回归系数通过T检验，可以看出模型的拟合度较高，具有较好的解释力。由于gamma体现的是管理无效率方差占据总方差的比值，因此，判断一个数据是否符合随即前沿模型的依据就是考察gamma的取值。gamma越趋于零表示管理效率的差异越不明显。通过检验结果可以看出，三个变量的gamma值都是0.999，同时通过1%的显著性检验，这意味着需要剔除环境和不确定因素的影响。

松弛结果分析：A.生产用泊位数松弛。三个环境变量都通过了T值检验，表明统计结果显著。直接经济腹地进出口总额参数估计值小于0，说明直接经济腹地进出口总额的扩大，可以减少投入的浪费，从而提高港口效率。B.港口投资建设水平松弛。直接经济腹地进出口总额和直接经腹地GDP没有通过T值检验，表明统计结果不显著。货物周转量对港口投资松弛呈负相关且结果显著。C.岸桥数量松弛。三个环境变量都通过了显著性检验，说明所研究的环境变量对港口效率提升具有促进作用。

（三）三阶段DEA效率值分析

将选取的五个港口置于相同的环境条件和随机误差水平下，得出三阶段DEA的效率值，调整后的投入值如表所示，第三阶段效率值如表 4所示。

（四）三阶段效率值比较分析

通过比较分析表 2和表 5可知，第一阶段和第三阶段的有效决策单元个数不同，分别为4个、5个，这说明所选取的五个港口置于相同的环境下进行效率评估，更能真实的反应所研究港口的经营管理效率。同时，港口综合技术效率和规模效率的均值有所降低，说明在投入变量的调整中，环境及不可控因素产生了一定影响。纯技术从第一阶段的0.993增加到1，说明剔除了不确定因素的影响后，港口纯技术效率要比实际的港口纯技术效率高。应当考虑环境对两个阶段的影响，而三阶段的结果能够更好反映港口的实际效率。

因此第三阶段的结果为考虑优化效率提供了基础。在综合效率方面，经过数据调整，所研究的港口的效率仍处于较低水平;纯技术上，调整后的港口纯技术效率均等于1但综合技术效率小于1，说明这些港口的规模与投入产出不协调问题仍然十分突出;在规模效率方面，数据调整后，除宁波-舟山港和上海港外，港口的规模报酬均处于递增阶段，说明环境因素对这些港口产生了不利影响。而宁波-舟山港与上海港则是受到生产要素的限制导致生产要素投入不能满足，亦或是自身规模较大而导致的管理效率低。

四、结论与建议

本文运用三阶段DEA模型实证测算了在“一带一路”背景下，2019年以宁波-舟山港为首的5个港口的效率，得出以下结论：宁波—舟山港的总体效率较低;规模与投入产出不协调;规模报酬处于递减阶段。并对此制定措施和建议，优化港口的效率，以使沿海地区可以通过港口进行更好的沟通和发展。

（一）促进港口资源重置，提高资源利用效率

宁波-舟山港应当注重港口资源整合重置并合理开发岸线资源，以提高资源配置效率和使用效率。通过促进资源整合从“质”向“量”的转变提升，由“吞吐量”硬指标转向“功能服务”软实力的提升。除此之外，港口应当加强对码头的开发和利用，加强大宗干散货码头和集装箱码头的建设。

（二）完善港口管理机制，加强员工激励制度

针对宁波-舟山港规模与投入产出不协调的问题，应当完善港口管理制度。可以尝试借鉴由政府主导开发或干预配合的方式进行管理。其次在员工管理方面，企业管理的人合性对员工的积极性和创造性思维产生了一定影响，因此制定具有吸引力的工作水平，完善员工的福利待遇，增加员工工作的安全感间接会提高企业的效率。

（三）提高信息化水平，加强设施设备研发

宁波-舟山港目前处于规模报酬递减阶段，其原因不乏由于规模的扩大而导致的内部管理越趋复杂。因此提高企业内部业务处理的电子化及自动化水平以提升信息处理的效率。在设备研发方面，宁波-舟山港可以借鉴我国最大的集装箱桥吊青岛港的措施，加大对港口相关技术设备的投资研发，形成自己的技术优势，进一步提高自身效率。

（四）完善合作机制，加强互动和竞争。

地方经济的发展可以大力推动其内部港口的发展，宁波-舟山港可以加强于浙江其他地区的合作，并利用独特的地理优势，加强与同位于长三角港口群的上海港的合作，发挥港口联盟优势。

（作者单位：宁波财经学院）

资金资助：2020年国家级大学生创新创业训练项目（项目编号：2320200016）的研究成果。