中国综合交通各运输方式协调发展评价研究_熊崇俊

… , vm ) T , U= ( u1 , u2 , … , ur ) T , 以对 输 入、 输 出进 行 “综 合”。 定义 DM Uj 的效率指数为输出“综合”与输入“综合” 之比。以被评价的 决策单元 DM U0 的效率指数 h0 最大为目
标 ,以 所 有 决 策单 元 的 效 率指 数 hj≤ 1为 约 束 ,即 构 成 DE A优化模型。
第 24卷第 6期 (总第 150期 ) 系 统 工 程 2006年 6月 Syst em s Engineering
文章编号: 1001-4098( 2006) 06-0001-07
V ol. 24, N o. 6 Jun. , 2006
中国综合交通各运输方式协调发展评价研究
面的运算中 , X取 10- 7 ) ; 松弛变量 S- = ( s-1 , s-2 ,… , sm- ) T ; S+ = (s+1 , s+2 ,… , s+m )T ; eT = ( 1, 1,… , 1) T ∈ Em , eT = ( 1, 1,… , 1)T ∈ Er ; m , r分别代表输 入指标和输出指标数目。
2 交通运输子系统间协调 发展的概念和内涵
据文献 [1 ]的定义 ,交通运输系统协调 ,是指构成交通 运输系统 的各组成部 分、各 要素之间 相互配合、相 互补充 与相互协 作 ,按照 一定的要 求和服务 目标 ,共同完 成交通 运输系统任务的动态过程。
收稿日期: 2006-03-26 作者简介: 熊崇俊 ( 1974-) ,男 ,河南光山人 ,南京航空航天大学经济与管理学院博士研究生 , 研究 方向: 综合交通运输管理 ,物流工 程 ; 宁宣熙 ( 1938-) ,男 , 山东蓬莱人 ,南京航空航天大学经济与管理学院教授 , 博士生导师 ,研究方向: 管理科学与工程 ,企业信息化等 ; 潘 颖莉 ( 1975-) ,女 ,江苏南京人 ,南京大学商学院研究生 ,研究方向: 保险精算。
在各种评价方法中 ,数据包络分析方法是解决多输 入 输出的时序性问题较为有效和便捷的方 法。而 从产业的划 分上 看 ,交通 运输属于 第三产业 ,是包含 多种投 入及产 出 的生产过程。鉴于此 ,本文将采用数据包络分析方法 ,运用 协调 发展理论 ,建立定 量分析模型 ,对中 国综合 交通运 输 系统各运输方式之间的协调发展程度进 行评价。
3. 2 交通运输子系统协调发展评价的 DEA模型
( 1) 一个 运输子 系统对 另一个运 输子系 统的协 调发
展 D EA评价模型
在研究 交通 运输 子 系统 间协 调发 展的 D EA 有 效性
时 ,首先需 要构 建反映 子系 统之 间数 量关 系的 Fra Baidu bibliotek入 输出
表。对于 a、b两子系统 ,将 D EA优化模型中的输入指标设
解决 交通运 输发展 滞后的 问题 , 实际 上是解 决交 通 运输的协调发展问题。系统理论认为 , 系统整 体功能的完
善有赖 于子系 统功能 的健全和 协调 , 子系 统功能的 协调 和有机 的统一 将使整 体系统功 能更加 完善 , 从而使 系统 整体功能大于各子系统功能的代数和。由于交通运输系统 的整体性 要求子系统 的协调性 ,作为 一个整体 ,各 种交通 运输方式 相互协调 ,才能发 挥综合运 输体系的 最优效 能 , 从而形成和实现最优交通运输系统综合运输能力。交通运 输的协调 发展又包括 交通运输 系统与社 会、经 济、环境等 其它系统的协调发展、运输系统内各 交通运输方式之间的 协调发展 及各交通运 输方式内 的各生产要 素的协 调发展 三个层面。 要解决好中国交通运输的协调发展问题 ,也就 是要解决好这三个层面的协调问题。而这三个层面的协调 问题都是比较大的课题 ,需要分别予 以解决。 本文先就中 国交通运 输系统内各 运输方式 之间的协调 发展问 题进行 研究。
d= 0时为 C2 R模型 ,ρ= 1时为 C2 G S2 模型。
定义: Ch ( a /b) 为子系统 a 对子系统 b 的协调效度 ,以 反映两系统之间 的协调程度。Dh (a /b) 表示子系 统 a 对子 系统 b的发展效度 ,其计算公式为:
∑ Dh ( a /b ) = 1 / λa /bj
运输 方式间的协 调发展 是一个沿 着发展、协 调、协 调 发展 的路线循序 渐进、不断发展的 过程 ,它是通 过对原 有 系统不断的分析、调整、评价 ,再周而复始逐步实现 的。 而 对运 输方式间协 调发展程 度的评价是 交通运输 系统实 施 协调发展的前提、指导和实现途径。因此 ,对交 通运输子系 统之间的协调发展程度进行评价就变得 极为重要。
1 ],Ch ( a /b ) 越接 近于 1,说明 a系 统对 b系 统的协调效 果
越好。若 Ch (a /b) = 0,表明 a、b两系统之间是完全不协 调
的 , a系统的投入 b对系统的产出是不相关的 ,作为在同一
系 统 中的子系统 ,这种情况基 本不存在 ; 若 Ch ( a /b) = 1, 表明 a 系统的输入对 b 系统输出的效率相对 最好 ,进而 说
max Ch (a /b) =
UT Yb VTXb
s. t.
UT Ybj VT X aj
≤
1, j =
1, 2,… , n
( 1)
U ≥ 0; V ≥ 0
其引入 X的线性规划模型为:
min [Ch (a /b) - X( eT s- + eT s+ ) ] = VDX
n
∑ s. t. λa /b j yj + s- = Ch ( a /b )x 0 j= 1
熊崇俊 1 ,宁宣熙 1 ,潘颖莉2
( 1. 南京航空航天大学 经济与管理学院 ,江苏 南京 210016; 2. 南京大学 商学院 ,江苏 南京 210093)
摘 要: 随着中国交 通运输业的快速发 展 ,各交通 方式也都在不断完善 各自的运输网络。 但作 为综合交通运 输系统的子系统 ,各运输方式之间如何实现协调发展的问题变得愈来愈突出。 本文运用数据包络分析方法 的 相关概念和方法 ,建立了综合交通运输 各子系统之间协调 发展程度的评价模 型 ,定量化地 研究了 1995～ 2004 年度中 国综合交 通各运输方 式之间的 协调发展效 度 ,详 细分析了两 两运输方 式之间及综 合运输系统 的协调 发展状况 ,并分析其成因。 最后 ,找出中国综合交通协调发展过 程中存在的问题 ,并就这些问题提出相应的政 策建议。 关键词: 综合运输 ;协调发展 ;数据包络分析 ;效度 中图分类号: U 491 文献标识码: A
3. 1 D EA基本思想 [ 8, 9]
数 据 包 络分 析 ( Da ta Env elopment A nalysis, DEA ) , 是一 种对若 干同类 型的具 有多输 入、 多 输出的 决策单 元 ( Decisio n M aking U nit, DM U )进行 相对效率 与收益方 面 比较的有效方法 ,是运筹学、管理科学、数量经济学与系 统 工程等领域在研究、处理复杂问题时的一种重要而有效 的 分析工具。 DEA 以某一系统中的实际决策单元为基础 ,建 立在决 策单元的 Pa reto 最 优 ( DEA 有效 性与相 应的多 目 标规划问 题的 Par eto 有效解是 等价的 )概念之上 ,通过 利 用线性规划技术确定系统的效率前沿面 (或称为生产前 沿
2
系 统 工 程 2006年
按照系统论的观点 ,交通运输系统是一个包含多个 子 系统 (各运输方式 )的复杂系统 ,其复杂性主要体现在其 构 成要 素的多元性、相互 关联的动态 性与多 样性、系统内 部 动态性上 ,表现为物质循环、能量流动、信息传递与价值 增 值等形式。 交通运输系统是一个开放系统 ,它不断与外 界 进行物质与能量的交换 ;同时各运输方式都在独立地完 成 客货 运输任务 ,自成体 系地满足运 输需求 ,但每 种运输 方 式都受到其它运输方式的共同作用 ,各运输方式之间经 历 着由独自发展 ,到激烈竞争、再到协调发展的过程 。
函数 ) ,进而 得到各决 策单元的相 对效率以 及规模 收益等
方面的信息。
设有 n个决 策单元 DM Uj , j= 1, 2,… , n, DM Uj 的输入
为 Xj = ( x1j , x 2j , … , xmj ) T > 0, 输 出 为 Yj = ( y1j , y 2j , … , yr j ) T> 0, 引 入变权 重输 入、输出 向量 分别 为 V = ( v1 , v 2 ,
3 交通运输子系统间协调 发展的 DE A模型研究
在有关交通运输的协调发展问题研 究中 ,王维国研 究 了人口、经济、社会、科技、环境和资源相互 协调发展问题 , 并对协调发展的理论与方 法进行了较为系统 的研究 [2]; 曾 珍香 研究了一般 系统的可 持续发展的 分析与评 价方法 问
题 [3] ; 穆 东 运 用 数 据 包 络 分 析 法 研 究 了 系 统 的 协 同 问 题 [4] ,并对 资源型 区域的 协同发 展作了 评价 [5] ; 张 生瑞 运 用协 同学的概念 和可持续 发展的一些 方法对交 通运输 系 统协调发展作了初步探讨 [6 ] ,但现 在还没有合适的方法 去 解决他提出的评价指标量化问题。汪传旭运用 协同学原理 分析 了可持续 交通运 输问题 ,并提 出了有 序度的 概念 [7]。 但在这些文献中 ,都没有针对中国综合交通运输子系统 间 的协调发展程度作深入研究。
( 3)
第 6期 熊崇俊 ,宁宣熙等: 中国综合交 通各运输方式协调发展评价研究
3
定义: a对 b的协 调发展综合效度为 Sh (a /b) ,其值为:
Sh (a /b) = Ch (a /b) Dh (a /b )
( 4)
由规 划 ( 2) 及 D EA解 的经济含 义知 , Ch (a /b) ∈ [ 0,
1 引言
综合 运输是指 包括公 路、铁 路、民 航、水上、管道等 运 输方 式的运输 体系。 当代交通 运输业表 现出两 大发展 趋 势: 一是随着 世界科技 革命的发展 ,交通 运输广 泛采用 新 技术 ,实现基础设施和运输设备的现代化、智能化 ;二是 随 着运 输方式的多 样化、运输过程的 统一化 ,各种 运输方 式 朝着分工协作、协调配合、建立综合运输体 系的方向发展。 中国的交通运输亦呈现这样的发展趋势 。 同时 ,随着经 济 的飞 速发展 ,中国的交 通运输业也 处于快 速发展 阶段 ,特 别是 近二十年来 ,无论 是诸如轨道 的铺设 及升级 改造、包 括高速公路在内的道路修筑、机场建设、码 头建设、管道 铺 设 等交通 基础 设施的 建设 ,还 是包 括各 交通 运输 方式 的 客、货运量及周转量等产出 ,都取得了举世瞩目的 成就。但 由 于中国 交通 运输行 业的 起点 较低 ,虽 经多 年的 快速 发 展 ,还是远落 后于发达 国家及许多 发展中 国家 ; 还远不 能 满足中国国民经济快速发展的需要 ,甚至成了阻碍经济 发 展的“瓶颈”。 于是 ,如何解决交通运输发展相对滞后的 问 题迫在眉睫。
置成 a 系统的 ,输出指标设置成是 b 系统的 ,则由此构建出
评价 a 系统对 b 系统综合有 效性的“交叉”输入输出 表 ,这
种交叉输入输出表构成的评价单元符合 DEA 模型评价单
元的特征 [10,11] ,即: 具有 相同的目标和任务 ,具有相同的外
部环境 ,具有相同的输入和输出指标 。其分式规划模型为:
明 a 系统对 b系统 的输入输出关系是最适配 的 ,该决策 单
n
∑ λa /b j y j - s+ = y 0 j= 1
( 2)
n
∑ d λa /b j = d, d= 0或 1 j= 1
λa /b j ≥ 0, j = 1, 2,… , n s- ≥ 0, s+ ≥ 0
其中 , λa /b j 为未知变量 ; X为非阿 基米德无穷小 (在本文后