基于DEA-TOPSIS組合法的石化港區績效評價

楊文芳

（1.惠州城市職業學院，廣東　惠州　516025；2.惠州商貿旅游高級職業技術學校，廣東　惠州　516003）

基于DEA-TOPSIS組合法的石化港區績效評價

楊文芳1，2

（1.惠州城市職業學院，廣東惠州516025；2.惠州商貿旅游高級職業技術學校，廣東惠州516003）

首先介紹了DEA方法和TOPSIS法，然后構建DEA-TOPSIS組合法模型，先后運用了這3種方法對惠州荃灣港區、東聯港區、馬鞭洲港區、碧甲港區等四個港區進行績效評價，通過對結果的對比，實現對決策結果的全排序，得到四個港區的績效評價結果，對建設四個港區有一定的參考價值。

DEA；TOPSIS；績效評價；石化港區；港區物流

1　引言

港口是國家進出口貿易的窗口與節點，港口建設是國家基礎建設和經濟發展的先行行業之一。合理規劃港口區位建設，將實現資源有效配置，有效改善港口物流能力，拉動內需，促進區域及腹地經濟發展。

惠州市位于廣東省東南部，屬珠江三角洲經濟區。南部毗鄰南海、大亞灣，西南接深圳、香港，西與廣州市和東莞市相連，北臨河源市，東接汕尾。惠州市現陸地面積1.12萬km2，占珠三角經濟區1/4的面積。海域面積4 520km2，海岸線長223.6km，是廣東省的海洋大市之一。

惠州港是國家級石化基地，主要貨物為石油及石化產品，惠州港沿海港區現分為四大港區：荃灣港區、東聯港區、馬鞭洲港區、碧甲港區；三個裝卸點：亞婆角、范和、鹽洲。惠州沿海港口已建成生產性泊位40個（含萬噸級以上泊位19個），年核定通過能力約10 011萬t（含集裝箱14萬TEU）。目前在建的集裝箱碼頭工程項目有2個5萬t級集裝箱泊位和1個3 000t級泊位，碼頭泊位長度為800m，項目占地面積約60萬m2，前沿及航道水深達15.2m，年設計吞吐能力為80萬TEU［1］。

在港口建設規劃前先要對港區進行綜合績效評價，才能更科學、更合理、有步驟地進行。目前績效綜合評價方法按所涉及的學科領域可分為德爾菲法［2］、指標公式法、因子分析法、聚類分析法、主成分分析法、多目標決策法、AHP、模糊綜合評價法以及DEA法、接近理想值等方法，各方法均有其優缺點和適用范圍，將多種方法組合研究是未來研究的一種趨勢。

2　DEA-TOPSIS決策模型

2.1超效率DEA

DEA數據包絡分析（Data Envelopment Analysis，DEA）是Chames和W.W.Coope等于1978年創建的。Andersen和Petersen于1993年提出了超效率DEA排序方法，它保留了傳統DEA（由于編幅有限，本文在此不再介紹傳統DEA）的強客觀性，改善傳統DEA不能全排序的缺陷，得到決策的全面排序，提供了更全面的決策判斷信息，使有效決策單元之間也能進行效率高低的比較［3］。假設有n個決策單元，每一個決策標記為DMU，且每一個DMU有k種輸入和m種輸出。xij，yrj分別為第j個決策單元DMU在第i項的輸入值及第r項輸出值。

式中vi，ur分別為它們的權重。

式（1）的對偶模型如下：

2.2TOPSIS模型

接近理想點法［4］（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution），即TOPSIS，是由Hwang和Yoon于1981年提出的一種有效的多屬性決策方法。其基本思路是在現有決策信息中把最大輸出和最小輸入指標集合成正理想方案，并把最小輸出和最大輸入指標集合成負理想方案，然后分別計算各待選方案與正理想方案和負理想方案的距離。越接近正理想方案且越遠離負理想方案越好。模型如下：

（1）構造規范化決策矩陣。線性變換后，成本型屬性越小越好，因此：

效益型屬性越大越好，得到：

（2）構造加權規范化矩陣。使用德爾菲法確定權重W，得到加權規范化矩陣V，V=R×W。

（3）確定正理想方案和負理想方案

正理想方案為：A+=maxi［Vij］；

負理想方案為：：A-=mini［Vij］。

（4）計算距離。各決策方案與正理想方案之間的距離為：

各決策方案與負理想方案之間的距離為：

各決策方案與正、負理想方案之間的接近度為：

2.3超效率DEA-TOPSIS組合模型

建立超效率DEA-TOPSIS兩階段組合模型，第一階段使用DEA方法計算出在正理想方案、負理想方案的約束下每個決策單元的相對效率；第二階段使用TOPSIS方法進行排序。

Step1構建正理想方案并進行效率評價。設正理想方案有輸入值為輸出值為然后根據模型（1）計算各決策單元基于正理想方案的最大DEA效率值

Step2構建負理想方案并進行效率評價。設負理想方案有輸入值為輸出值為然后根據模型（2）計算各決策單元基于負理想方案的最小DEA效率值

Step3基于正理想方案的各決策相對效率評價。在所有輸入和輸出指標、最大輸出和最小輸入的約束下，根據模型（1）計算每個決策單元的相對有效值

Step4基于負理想方案的各決策相對效率評價。在所有輸入和輸出指標、最小輸出和最大輸入的約束下，根據模型（2）計算每個決策單元的相對有效值

Step5基于TOPSIS計算各決策C值并排序。根據TOPSIS的思想，計算各決策單元與正理想方案之間的距離，與負理想點之間的距離，然后根據其相對貼近度進行排序，即：

C值越大，則方案越優，C值越小，則方案越劣。

3　模型應用

本文選取惠州港的荃灣港區、東聯港區、馬鞭洲港區、碧甲港區等四個港區為例，先后采用DEA法、TOPSIS法和超效率DEA-TOPSIS組合模型進行績效評價。

3.1指標選取

對于港區物流能力績效評價，主要從財務績效、港口環境、基礎設施、港口集疏運能力、服務管理水平五個角度設計指標體系，本文選取（I）N1港口區位條件，（I）N2港口自然條件為輸入值；（O）U1深水泊位數量，（O）U2服務管理水平，（O）U3集疏散能力，（O）U4貨物吞吐量（以石化產品為主）為輸出值。

3.2計算過程

3.2.1運用超效率DEA模型計算。根據前期對四個港區的調查并進行數據整理，借助DEAP軟件計算，得到分析后的數據，其綜合效率排序為：東聯港區＞荃灣港區＞馬鞭洲港區＞碧甲港區，見表1。

表1　運用超效率DEA計算排序對結果

3.2.2運用TOPSIS模型計算。使用德爾菲法確定權重，W=［0.14，0.08，0.18，0.16，0.12，0.32］，根據式（5）-式（8）計算得到各決策方案的C值，見表2，馬鞭洲港區得分略高于荃灣港區。其綜合效率排序為：東聯港區＞馬鞭洲港區＞荃灣港區＞碧甲港區

表2　運用TOPSIS計算排序對結果

3.2.3運用DEA-TOPSIS組合模型計算。構建正理想、負理想方案，見表3。

表3　惠州四大港區決策輸入、輸出指標

表4　惠州四大港區決策排序

從表1-表3可以看出，組合模型的評價結果與超效率DEA評價結果一致，所以可認定是合理的。而表2運用TOPSIS法得到的結果出現了不一致，是由于主觀權重的設置可能有利于或不利于被評價單元，得到結果有細微不一致，但其最優方案和最差方案還是與表1表4一致。所以最后可以判定惠州四大港區的排序為東聯港區＞荃灣港區＞馬鞭洲港區＞碧甲港區。

4　結束語

本文通過運用超效率DEA、TOPSIS和DEA-TOPSIS組合模型三種方法對惠州四個港區進行評價，該組合模型集合兩種模型的優點，DEA克服了TOPSIS法在各指標賦權中難以找到合適的賦值方法而存在一定限制，而TOPSIS法又補充了正負理想方案，使得DEA在多目標決策中更科學。本文對惠州四個港區的實例分析表明，該組合模型能夠得到更優化的決策方案。

［1］張瑞光.惠州港集裝箱碼頭吞吐量預測及發展對策研究［J］.中國水運，2015，15（7）.

［2］劉彩芳.基于DEA-AHP的港口物流績效評價研究［J］.物流技術，2011，30（12）.

［3］楊文芳.基于超效率DEA模型的惠州港口物流企業績效評價［J］.商場現代化，2016，（9）.

［4］卞亦文.基于虛擬包絡面和TOPSIS的DEA排序方法［J］.系統工程理論與實踐，2013，33（2）.

［5］孟夢，等.城市道路建設序列決策DEA/TOPSIS組合模型［J］.交通運輸系統工程與信息，2011，11（3）.

［6］張宏亮.基于多目標決策的物流供應商選擇決策支持系統研究［D］.北京:北京郵電大學，2013.

Performance Evaluation of Petrochemical Ports Based on DEA-TOPSIS Combination

Yang Wenfang1，2
（1.City College of Huizhou，Huizhou 516025；2.Huizhou College of Business，Huizhou 516003，China）

In this paper，we first introduced the DEA process and the TOPSIS process，then established the DEA-TOPSIS combination model，applied the three models successively to the performance evaluation of the Tsuenwan port，Donglian port，Mabianzhou port and Bijia port，and at the end，by comparing the results，realized the total ordering of the results.

DEA；TOPSIS；performance evaluation；petrochemical port area；port logistics

F552；F224

A

1005-152X（2016）06-0112-03

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.06.026

2016-05-03

廣東省惠州城市職業學院創新強校課題“服務于國家級石化基地港航物流的校企協同創新平臺”（HZC2015-1-2）階段性成果之一，主持人：張玲

楊文芳（1983-），女，福建古田人，碩士，講師，研究方向：倉儲配送、港口物流、職業教育等。