基于DEA的区域物流系统协同发展评价＊

周凌云 周 晶 穆 东

（淮阴工学院交通工程学院1） 淮安 223003） （南京大学工程管理学院2） 南京 210093）

（北京交通大学经济管理学院3） 北京 100044）

0 引 言

随着区域经济的飞速发展，区域经济逐步趋于一体化，区域物流业也从分散朝一体化发展．区域物流是一典型社会经济系统，在与外部及其内部子系统之间的交互过程中，总是存在许多不可避免的内耗及不协调现象，如群体间利益冲突、市场竞争、规模不相适应、发展速度不协调、数量比例失衡、工作进度不协调等．因此，只有不断地对系统进行诊断、调整、评价，才能实现子系统的优势互补、风险共担、利益共享和共同发展，从而促进系统向更加协同有序方向发展，实现整体协同效应．

国内外专家学者对区域物流系统协同发展机理、评价指标和评价方法进行了一些研究．高健智等［1］应用协同学原理，分析区域物流系统协调发展的内涵和机理；崔国辉等［2］运用动态计量经济理论的模型和方法，对区域物流产业与经济发展之间的协整与因果互动机制进行了分析；张建升等［3］构建了区域物流与区域经济综合评价指标体系，并采用主成分分析法计算两者综合发展指数和耦合协调度；孙会君等［4］运用模糊综合评价方法，建立区域港站主枢纽与区域物流网络适应性评价模型；张中强［5］以协调度模型为基础，对区域物流基础与经济基础协调发展程度进行评价．总体而言，有关区域物流协同发展评价的研究较少，且采用的方法大多涉及评价指标量纲和权重确定问题．本文基于系统工程视角，综合利用DEA和复合系统可持续发展评价方法，侧重对区域物流系统内部及系统整体协同发展的相对有效性进行评价，以期为相关部门提供产业结构调整、政策制定、组织协调等方面决策信息．

1 区域物流系统协同发展内涵

区域物流系统内部存在利益冲突的多个独立主体，也包括与其他相关参与者存在冲突，因此需要进行全方位的协同，从而实现主体群或主体的优势互补、风险共担、利益共享和共同发展．从协同学视角来看，区域物流系统是一个复杂的、动态的自组织系统，存在着多重循环与反馈以及多种活动的交叉，是许多主体之间一系列复杂的、综合的相互联系和相互作用的结果，其通过主体之间在运作、技术、标准、设施、管理、规划、信息等层面互相配合产生协同作用和合作效应，从而使系统在宏观上和整体上表现为具有特定的结构或功能．

2 区域物流系统协同发展效度评价

区域物流系统的协同发展是一个随时间而不断演化变迁的过程，是系统内主体群及构成主体为实现他们共同的目标，按照他们相互配合、相互协作、相互依存、相互调整所形成的合理比例结构及动态变化的过程和状态［6］．区域物流系统协同发展评价具体是指对区域物流系统整体、各主体群之间及主体群内部构成主体之间在区域空间内的物流业务运作、产业发展、供需衔接、物流规划、经营管理等过程中所呈现出来的协同程度与态势进行评价．根据区域物流系统的构成，其协同发展的评价应包括对区域物流供给主体群内部协同发展评价、区域物流需求主体群内部协同发展评价、区域物流环境主体群内部协同发展评价、各主体群之间协同发展评价及系统整体协同发展的评价等内容．

3 基于DEA的区域物流系统协同发展效度评价模型

3．1 DEA评价模型选择

DEA方法有较多模型，其中应用最为广泛有C2R模型、C2GS2和BCC模型．为了弄清区域物流系统中决策单位（DMU）的规模有效性和技术有效性问题，本文综合运用C2R模型和C2GS2模型来建立评价模型对系统协同发展有效性进行评价．

1）C2R模型 C2R模型是Charnes，Cooper和Rhodes运用数学规划模型将有效性度量方法推广到多输入、多输出情形，提出的第一个DEA模型，该模型是同时对规模有效性和技术有效性进行评价［7］．假设有n 个DMUj（1≤j≤n），DMUj的投入、产出向量分别为

式中：投入向量和产出向量都为已知数据，可以根据历史资料和预测数据而得到．由于在生产过程中各种投入和产出的地位与作用不同，因此，要对DMU的投入和产出进行“综合”，即把它们看作只有一个总体输入和一个总体输出地生产过程．为了将不同作用、不同地位的投入、产出向量的各分量进行综合，需要对每一个分量赋予恰当的权重，引入变权重输入和输出向量．

从而对投入产出进行“综合”．其中不事先给定输入和输出权向量，而是先把它们看作变向量．定义DMUj的效率指数为输出“综合”和输入“综合”之比，确定第j个决策单元DMUj的效率评价指数为

总可以适当地选取系数v和u，使其满足hj≤1．现在对第j0个评价单元进行效率评价（1≤j0≤n），为此以权系数v及u变量，以第j0个评价单元的效率指数为目标，以所有评价单元（包括第j0个决策单元）的效率指数必须小于等于1（即hj≤1）为约束，得到如下相对效率最优化模型［8］

式中：xj＝ （x1j，x2j，…，xmj）；yj＝ （y1j，y2j，…，ysj）；v＝ （v1，v2，…，vm）；u＝ （u1，u2，…，us）

以上公式规划是基于工程效率的比率定义得到，通过Chames－Cooper变换，进而可以将公式规划（6）模型化为等价的线性规划模型［9］

式中：ω ＝ （ω1，ω2，…，ωm）；μ＝ （μ1，μ2，…，μs）

线性规划（7）的对偶形式表示为

式中：s－，s＋为引入的松弛变量．

2）C2GS2模型 按照C2R模型相同的建模方法，得到C2GS2模型的线性规划形式为

那么线性规划（9）的对偶规划形式表示为

3．2 区域物流系统协同发展效度计算

根据研究需要，本文将这2种模型集合在一个评价程序中．在对区域物流系统的协同发展的综合效度做出评价基础上，还能对每个评价单元的技术有效性和规模有效性进行分析和评价，从而把握系统整体协同发展效度以及系统内部主体群之间的协同发展效度．

根据DEA相关理论，将分式规划中分子和分母作为区域物流系统或某一主体群的投入与产出组合，便可建立C2R评价模型，得到系统或主体群内部的协同发展综合效度；同样的原则，也可计算出系统或主体群内的协同效度和发展效度．交叉各主体群的投入与产出，以交叉输入输出形成的评价单元符合DEA模型的评价单元的具体要求，则通过C2R评价模型计算得到的有效性就是该主体群相对另一主体群（或若干主体群）协同发展的“综合效度”，同样的原则也适用于主体群间“协同效度”和“发展效度”的计算．以A，B，C分别代表区域物流系统中3个供给、需求和环境主体群，则主体群间协同效度、发展效度和综合效度的测算方法如下．

1）主体群A对主体群B的协同效度、发展效度和协同发展综合效度

把主体群A对主体群B的协同发展关系可以看作投入产出关系，如果分式规划中的分母代表主体群A的投入组合，分子代表主体群B的产出组合，则主体群A相对于主体群B的协同发展综合效度为Ze（A／B）＝θ0e（A／B），定义公式为［10］

分式规划（6～12）的线性规划模型为

同理，对C2GS2模型，若主体群A的输入对应主体群B的输出，则主体群A对主体群B的协同效度Xe（A／B）＝σ0e（A／B），定义公式为

而主体群A对主体群B的发展效度：

2）2个主体群之间的协同效度、发展效度和协同发展综合效度

根据复合系统可持续发展评价理论［11－12］，可求得两主体群间协同效度、发展效度和协同发展综合效度，以主体群A对主体群B为例，则

协同发展综合效度：

协同效度：

发展效度：

3）3个主体群之间的协同效度、发展效度和协同发展综合效度

协同发展综合效度：协同效度：

发展效度：

4 实证研究

4．1 评价指标选取

以华东区域、华中区域、华南区域、西南区域省市为决策单位（DMU），对样本区域各省市物流系统协同发展相对有效性状况进行评价．

1）区域物流供给主体群指标集 依据DEA评价指标选择要求和区域物流供给主体群的构成结构、投入产出情况和现行统计指标体系，确定区域物流供给主体群投入指标集包括：交通运输、仓储和邮政业基本建设（固定资产）投资；交通运输、仓储和邮政业从业人员；铁路、公路与内河航道总里程．区域物流供给主体群产出指标集包括：交通运输、仓储和邮政业生产总值；全社会货运量（国家铁路、公路和水运货运量之和）；全社会货物周转量（国家铁路、公路和水运货运周转量之和）．

2）区域物流需求主体群指标子集 同理，确定区域物流需求主体群投入指标集包括：第一产业基本建设（固定资产）投资；第二产业基本建设（固定资产）投资；第三产业中的批发和零售业的基本建设（固定资产）投资．区域物流需求主体群产出指标集包括：第一产业生产总值；第二产业生产总值；第三产业中的批发和零售业的生产总值；社会消费品零售总额；各地区货物进出口额．

3）区域物流环境主体群指标子集 区域物流环境主体群投入指标集包括：公共环境与社会保障基本建设（固定资产）投资，包括水利、环境和公共设施管理业、卫生和社会保障与福利业；信息传输、计算机服务和软件业（固定资产）投资；教育文化业基本建设（固定资产）投资；科研和综合技术服务业基本建设（固定资产）投资，包括科研技术服务、信息服务；公共管理与社会组织投资．区域物流环境主体群产出指标集包括：区域人口数量；城镇单位就业人员平均工资；人均拥有城市道路面积（反映城市设施水平的指标）；互联网宽带接入端口；技术市场成交额．

4．2 计算步骤

根据前述计算方法，利用各样本省（区、市）主体群的投入与产出指标集（2010年统计年鉴数据），采用DEAP，EXCEL等工具，可以求得样本区域物流供给主体群、需求主体群、环境主体群内部以及两两之间的协同效度、发展效度和协同发展综合效度．若分式规划中，分母代表主体群A的投入组合，分子代表主体群B，C的产出组合，进而根据式（15）～（17），可求得主体群A相对于主体群B，C的协同效度和综合效度．根据同样的处理规则和方法，可求得主体群B相对于主体群A，C的协同效度和综合效度以及主体群C相对于主体群A，B的协同效度和综合效度，具体结果见表1．在此基础上，利用式（18）～（20），可求得样本区域物流系统整体协同效度、发展效度和协同发展综合效度，计算结果见表2．

表1 样本区域物流供给主体群、需求主体群、环境主体群间协同发展评价结果

4．3 结果分析

由上述计算结果可见，该年度上海、海南两区域物流系统的“协同效度”、“发展效度”和“协同发展综合效度”数值为1，即Xe（A，B，C）＝ Fe（A，B，C）＝Ze（A，B，C）＝1，说明这2个被考察的评价单元的总效率值为1，称为综合有效，它代表被考察评价单元同时达到技术有效和规模有效，代表这2个个评价单元相对其他评价单元来说是投入产出效率是最好的，处于有效生产前沿面上，其内部结构、生产要素的配置比例是最适宜的，同时处于最佳规模状态．其原因是上海、海南由于具备天然的国际航运枢纽优势，物流业相对发达，本地与区域中转物流需求旺盛，物流发展环境较好，因而产出与投入效率比相对最高，供给主体群、需求主体群与环境主体群之间表现出较好的整体协同效果．而其他省区要么是“协同有效、发展非有效”，要么是“协同和发展均为非有效”．其中，广东、浙江经济发达，铁路运输、公路运输、航运业等综合运输体系较为健全，物流环境正逐步改善，因而物流供给主体群、物流需求主体群、物流环境主体群之间表现出较好的整体协同发展性；贵州、西藏因其经济总量较低，物流需求总量少，物流基础设施建设一般，但与需求、环境之间依然表现出较高的整体协同发展效率还可进一步按照长三角地区、珠三角地区、海峡西岸经济区等区域范围对上述各省市区域物流系统的协同发展效度评价结果进行评价分析．从总体上来看，沿海地区，如华南地区、华东地区等区域物流系统整体协同发展效度最高，中部地区区域物流系统整体协同发展效度较好，西南地区区域物流系统整体协同发展效度较低．此评价结果反应了区域物流协同发展状况在沿海地区、中部地区、西部地区存在不均衡性，符合当前区域物流发展的实际情况．

表2 样本区域物流系统整体协同发展评价结果

5 结束语

本文建立基于DEA方法区域物流系统协同发展评价模型，并以部分省市为研究对象，对其协同发展效度进行评价，考虑了多方面指标，验证了该方法的适用性和合理性，并较真实的反映了区域物流系统协同发展的现实状况及产生差异的主要原因．区域物流系统协同发展的程度越高，将越会有利地促进区域物流系统乃至区域经济系统的发展．因此，采取有效的方法和对策来促进区域物流系统协同尤为必要．由于，国民经济产业结构与发展水平决定着区域物流的结构和发展水平，所以，各区域应充分利用自身的区位条件、资源和交通优势，通过经济规模总量的提升带动区域物流业发展，促进物流供给主体群、物流需求主体群和物流环境主体群等之间的协调合作，创建和谐共生秩序，从而促进区域物流整体效率的提升．

［1］高健智，赵 耀，马鹤龄，等．区域物流系统协调理论的研究［J］．华中科技大学学报：城市科学版，2008，25（3）：222－225．

［2］崔国辉，李显生．区域物流与经济发展协整与因果互动机制［J］．交通运输工程学报，2010（5）：90－96．

［3］张建升，胡秀忠．区域物流与区域经济的耦合协调度研究［J］．铁道运输与经济，2012，34（1）：50－55．

［4］孙会君，李彦来，王彦庆．港站主枢纽适应现代物流网络发展评价方法［J］．北京交通大学学报：社会科学版，2006（4）：24－28，59．

［5］张中强．物流基础与经济基础协调发展研究［J］．中国流通经济，2010（5）：23－26．

［6］崔晓迪．区域物流供需耦合系统的协同发展评价研究［J］．科技管理研究，2010（19）：53－56．

［7］CHAMES A，COOPER W W，WEI Q L，et al．Cone ratio data envelopment analysis and multi－objeetive Programming［J］．Intenational Journal of Systems Seience，1989，20（7）：1099－1118．

［8］魏权龄．数据包络分析［M］．北京：科学出版社，2004．

［9］盛昭瀚，朱 乔，吴广谋．DEA理论、方法与应用［M］．北京：科学出版社，1996．

［10］穆 东，杜志平．系统协同发展程度的DEA评价研究［J］．数学的实践与认识，2005，35（4）：56－64．

［11］张 军．城市交通系统可持续发展综合评价研究［D］．成都：西南交通大学，2007．

［12］王小丽．河南省区域物流能力与区域经济协同发展研究［J］．江苏商论，2011（4）：89－92．