基于灰色數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法的水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型*

陳 靜 張 毅 黃賢金 顏大偉

(1.南京大學(xué)政府管理學(xué)院江蘇綠色發(fā)展研究基地，江蘇 南京 210023；2.南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211188；3.南京交院交通節(jié)能減排技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211188)

基于灰色數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法的水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型*

陳 靜1,2,3張 毅2,3黃賢金1顏大偉2,3

(1.南京大學(xué)政府管理學(xué)院江蘇綠色發(fā)展研究基地，江蘇 南京 210023；2.南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211188；3.南京交院交通節(jié)能減排技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211188)

水運(yùn)低碳發(fā)展的目標(biāo)，一是促進(jìn)水運(yùn)業(yè)的有序發(fā)展，二是降低碳排放。因此核心科學(xué)問(wèn)題是提高水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力研究未有完善的理論與方法體系。鑒于此，從運(yùn)輸、排放和效率的視角入手，基于數(shù)據(jù)可獲性、可比性、兼顧完備性與簡(jiǎn)明性、動(dòng)態(tài)性等基本原則，構(gòu)建水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。該指標(biāo)體系包括3個(gè)一級(jí)指標(biāo)，分別是運(yùn)輸生產(chǎn)能力、總量控制能力和效率提升能力。借鑒灰關(guān)聯(lián)分析法和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法，建立水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型。運(yùn)用該模型以2007—2014年江蘇省水運(yùn)業(yè)為研究對(duì)象，對(duì)其低碳競(jìng)爭(zhēng)力水平進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建水運(yùn)低碳發(fā)展的鉆石結(jié)構(gòu)框架，其研究成果能為江蘇省水運(yùn)低碳發(fā)展戰(zhàn)略提供決策依據(jù)。

水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力 動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià) 評(píng)價(jià)指標(biāo) 灰關(guān)聯(lián)分析法 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法

作為我國(guó)能源消費(fèi)和碳排放大戶的交通運(yùn)輸業(yè)已被列為我國(guó)節(jié)能減排工作的重點(diǎn)，是綠色、循環(huán)、低碳發(fā)展的重要內(nèi)容。隨著以流域開發(fā)為主導(dǎo)的發(fā)展得到更多重視，水運(yùn)發(fā)展進(jìn)一步加快，水運(yùn)低碳化發(fā)展也將得到更多理論及實(shí)踐的關(guān)注。雖然，近年來(lái)我國(guó)水運(yùn)事業(yè)取得一定的成績(jī)，但節(jié)能減排效果仍舊不理想，發(fā)展低碳水運(yùn)勢(shì)在必行。水運(yùn)低碳發(fā)展的目標(biāo)，一是促進(jìn)水運(yùn)業(yè)的有序發(fā)展，二是降低碳排放。因此核心科學(xué)問(wèn)題是提高水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力。

國(guó)內(nèi)對(duì)低碳水運(yùn)的研究有一定成果。彭傳圣[1]在借鑒國(guó)外綠色航運(yùn)認(rèn)證的成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立中國(guó)綠色港口等級(jí)評(píng)價(jià)管理辦法。王愛虎等[2]針對(duì)歐洲內(nèi)河水運(yùn)多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展的管理制度與政策體系進(jìn)行了總結(jié)分析。田玉瑪?shù)萚3]在研究浙江省低碳港口建設(shè)水平及存在的問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出浙江省低碳港口建設(shè)對(duì)策思路。陳友放[4]在借鑒國(guó)外低碳水運(yùn)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出水運(yùn)低碳化的政策建議。楊靚[5]16-17從分析長(zhǎng)江水運(yùn)發(fā)展面臨的形勢(shì)入手，結(jié)合水運(yùn)可持續(xù)發(fā)展有關(guān)熱點(diǎn)，提出促進(jìn)長(zhǎng)江水運(yùn)可持續(xù)發(fā)展的建議。劉文娜[6]基于發(fā)展度、協(xié)調(diào)度和持續(xù)度的視角，構(gòu)建重慶市水運(yùn)可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)體系。吳相軍[7]基于可持續(xù)發(fā)展視角，采用層次分析法和功效函數(shù)法構(gòu)建京杭運(yùn)河山東段水運(yùn)可持續(xù)發(fā)展能力評(píng)價(jià)體系。

上述研究對(duì)于低碳水運(yùn)給予了理論關(guān)注與方法借鑒，而對(duì)于低碳水運(yùn)競(jìng)爭(zhēng)力研究鮮有報(bào)道。鑒于此，本研究采用灰色數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(灰色DEA)，建立水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型。該法結(jié)合了灰關(guān)聯(lián)分析法[8]和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)[9]。運(yùn)用該模型以2007—2014年江蘇省水運(yùn)業(yè)為研究對(duì)象，對(duì)其低碳競(jìng)爭(zhēng)力水平進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建水運(yùn)低碳發(fā)展的鉆石結(jié)構(gòu)框架，其研究成果能為江蘇省水運(yùn)低碳發(fā)展戰(zhàn)略提供決策依據(jù)。

1 水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

運(yùn)輸生產(chǎn)能力是反映水路運(yùn)輸運(yùn)載能力的重要指標(biāo)，反映效率水平的燃料消耗強(qiáng)度(即燃料的單位消耗量，以1 kt船舶運(yùn)行1 km的燃料消耗量計(jì))是評(píng)價(jià)低碳水運(yùn)的關(guān)鍵要素，總量控制(即燃料消耗總量)是低碳水運(yùn)發(fā)展的本質(zhì)。燃料消耗總量是運(yùn)輸生產(chǎn)能力與燃料消耗強(qiáng)度的乘積。

在總量控制的前提下，提高運(yùn)輸能力與燃料利用效率是提升水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在。指標(biāo)體系的構(gòu)建應(yīng)從運(yùn)輸生產(chǎn)能力、總量控制和效率的視角入手。因此，基于數(shù)據(jù)可獲性、可比性、兼顧完備性與簡(jiǎn)明性、動(dòng)態(tài)性等基本原則，構(gòu)建水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(見表1)。該指標(biāo)體系包括3個(gè)一級(jí)指標(biāo)，分別是運(yùn)輸生產(chǎn)能力、總量控制能力和效率提升能力。運(yùn)輸生產(chǎn)能力指標(biāo)包括換算周轉(zhuǎn)量及其提高率，總量控制能力指標(biāo)包括燃料消耗總量及其減少率，效率提升能力指標(biāo)包括燃料消耗強(qiáng)度及其減少率。

2 水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)方法

2.1 單項(xiàng)指標(biāo)打分

(1)

(2)

式中：min()、max()分別為取最小值和取最大值運(yùn)算。

根據(jù)式(3)計(jì)算rit的得分系數(shù)(fi)：

(3)

式中：ρ(0<ρ<1)為分辨系數(shù)，ρ通常取為0.5；fi滿足0≤fi≤1。

2.2 靜態(tài)評(píng)估

根據(jù)熵值法對(duì)權(quán)重(wi)進(jìn)行定值，再按照式(4)計(jì)算靜態(tài)評(píng)估值(F1)：

表1 水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其解釋

(4)

2.3 DEA動(dòng)態(tài)評(píng)估

為反映水運(yùn)在持續(xù)改進(jìn)方面的貢獻(xiàn)，應(yīng)用DEA模型進(jìn)行低碳競(jìng)爭(zhēng)力動(dòng)態(tài)評(píng)估，基本思路為：用第(j-1)年(共計(jì)m年)的得分值作為第j年的參考指數(shù)(xj)，即為輸入；第j年的得分值作為第j年的當(dāng)前指數(shù)(yj)，即為輸出；利用DEA方法中的BCC模型，進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。在式(5)的邊界條件下計(jì)算出最優(yōu)值(E*)。

(5)

式中：θj為第j年的非負(fù)權(quán)重；xj0、yj0分別為第j0年(目標(biāo)年)的參考指數(shù)和當(dāng)前指數(shù)；E為輸出水平，E的最大值即為E*，且E*≥1。

動(dòng)態(tài)評(píng)估值(F2)按照式(6)計(jì)算。

(6)

3 水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力的評(píng)價(jià)實(shí)證

3.1 數(shù)據(jù)處理與評(píng)價(jià)分析

以建立的水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)模型，對(duì)江蘇省2007—2014年的水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，基本數(shù)據(jù)見表2。采用熵值法對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，權(quán)重結(jié)果見表3。再依據(jù)各二級(jí)指標(biāo)的得分系數(shù)(見表4)，對(duì)江蘇省水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行評(píng)價(jià)，各一級(jí)指標(biāo)F1、總F1和E*評(píng)價(jià)結(jié)果如圖1至圖2所示。

由圖1可以看出，運(yùn)輸生產(chǎn)能力、總量控制能力和效率提升能力呈現(xiàn)波動(dòng)變化。其中，運(yùn)輸生產(chǎn)能力在2008年處于波峰位置，競(jìng)爭(zhēng)力水平(即評(píng)估值)為0.726 0；在研究時(shí)段呈現(xiàn)波動(dòng)上漲態(tài)勢(shì)，上漲率為54.35%，至2014年競(jìng)爭(zhēng)力水平上漲為0.881 8。總量控制能力在2009年處于波峰位置，競(jìng)爭(zhēng)力水平為0.810 0；在研究時(shí)段呈現(xiàn)波動(dòng)下降態(tài)勢(shì)，下降率為28.82%，至2014年競(jìng)爭(zhēng)力水平下降為0.433 8。說(shuō)明這些年江蘇省水運(yùn)規(guī)模大，燃料消耗量大。江蘇省應(yīng)增強(qiáng)“綠色交通”發(fā)展能力，以節(jié)能減排為重點(diǎn)，建立以低碳為特征的交通運(yùn)輸發(fā)展模式，提高資源利用效率。效率提升能力在2010年處于波峰位置，競(jìng)爭(zhēng)力水平為0.896 6；在研究時(shí)段呈現(xiàn)波動(dòng)上漲態(tài)勢(shì)，上漲率為1.29%，至2014年競(jìng)爭(zhēng)力水平為0.653 0。這些年來(lái)江蘇省在大力推進(jìn)節(jié)能減排和發(fā)展低碳交通中做出了不菲成績(jī)，打造了綠色循環(huán)低碳水路主題性項(xiàng)目[10]，在此推動(dòng)下，江蘇省水路碳排放率有所下降。

表2 江蘇省水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)的基本數(shù)據(jù)1)

注：1)燃料消耗總量、換算周轉(zhuǎn)量和燃料消耗強(qiáng)度來(lái)源于2008—2015年的“江蘇交通年鑒”。

表3 江蘇省水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重

表4 江蘇省水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力二級(jí)指標(biāo)得分系數(shù)

圖1 江蘇省2007—2014年水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力一級(jí)指標(biāo)靜態(tài)評(píng)估值Fig.1 Static evaluation value of low-carbon competitiveness of water-transportation between 2007 and 2014 in Jiangsu Province

圖2 江蘇省2007—2014年水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力總靜/動(dòng)態(tài)評(píng)估值Fig.2 Total static and dynamic evaluation value of low-carbon competitiveness of water-transportation between 2007 and 2014 in Jiangsu Province

從圖2可以看出，江蘇省2007—2014年水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力總體處于波動(dòng)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。總靜態(tài)評(píng)估值的漲幅為14.34%，動(dòng)態(tài)評(píng)估值的漲幅為20.81%。2008—2013年動(dòng)態(tài)評(píng)估值基本上高于總靜態(tài)評(píng)估值；2007、2014年，動(dòng)態(tài)評(píng)估值低于總靜態(tài)評(píng)估值，主要表現(xiàn)在這兩年競(jìng)爭(zhēng)力有所下降。由此也可以看出，江蘇省應(yīng)以節(jié)能減排為重點(diǎn)，建立以低碳為特征的水路運(yùn)輸發(fā)展模式，提高資源利用效率，并加強(qiáng)工程建設(shè)生態(tài)保護(hù)和航道污染治理，推進(jìn)綠色港口創(chuàng)建，積極打造水路低碳化發(fā)展的運(yùn)輸體系。

3.2 低碳發(fā)展的戰(zhàn)略框架

綜上所述，2007—2014年江蘇省水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力總體處于波動(dòng)增長(zhǎng)狀態(tài)，但增長(zhǎng)趨勢(shì)不穩(wěn)定，需構(gòu)建水運(yùn)低碳發(fā)展的鉆石結(jié)構(gòu)框架以提高競(jìng)爭(zhēng)力水平。基于鉆石模型競(jìng)爭(zhēng)理論，水運(yùn)低碳發(fā)展的鉆石結(jié)構(gòu)框架主要包括低碳能源、低碳技術(shù)、低碳管理、低碳產(chǎn)業(yè)、低碳標(biāo)準(zhǔn)和低碳信息化(見圖3和表5)。

圖3 水運(yùn)低碳發(fā)展的鉆石結(jié)構(gòu)框架Fig.3 The diamond structure system of low-carbon development of water-transportation

4 結(jié) 語(yǔ)

表5 水運(yùn)低碳發(fā)展策略

建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì)。因此，構(gòu)建符合綠色發(fā)展要求的水運(yùn)低碳化發(fā)展模式，是綠色、循環(huán)、低碳發(fā)展的客觀要求,更是綠色交通發(fā)展戰(zhàn)略的重要支撐。江蘇省2007—2014年水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力處于波動(dòng)變化增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。總靜態(tài)評(píng)估的漲幅為14.34%，動(dòng)態(tài)評(píng)估的漲幅為20.81%。動(dòng)態(tài)評(píng)估值在2008—2013年高于總靜態(tài)評(píng)估值；但2007、2014年的動(dòng)態(tài)評(píng)估值低于總靜態(tài)評(píng)估值。2007—2014年江蘇省水運(yùn)低碳競(jìng)爭(zhēng)力的增長(zhǎng)趨勢(shì)不穩(wěn)定，需構(gòu)建水運(yùn)低碳戰(zhàn)略鉆石結(jié)構(gòu)框架以提高競(jìng)爭(zhēng)力水平。該框架主要包括低碳能源、低碳技術(shù)、低碳管理、低碳產(chǎn)業(yè)、低碳標(biāo)準(zhǔn)和低碳信息化。

[1] 彭傳圣.我國(guó)開展綠色港口等級(jí)評(píng)價(jià)管理辦法研究[J].港口經(jīng)濟(jì),2014(3):11-15.

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Dynamicevaluationmodelofwater-transportationlow-carboncompetitivenessbasedondataenvelopmentanalysismethodandgreyrelationalanalysismethod

CHENJing1,2,3,ZHANGYi2,3,HUANGXianJin1,YANDawei2,3.

(1.JiangsuGreenDevelopmentResearchBase,SchoolofGovernment,NanjingUniversity,NanjingJiangsu210023;2.NanjingVocationalInstituteofTransportTechnology,NanjingJiangsu211188;3.TransportationEnergySavingandEmissionReductionTechnologyCo.,Ltd.ofNanjingCommunicationsInstituteofTechnology,NanjingJiangsu211188)

The goal of water-transportation low-carbon development is to promote the development of water-transportation industry and reduce carbon emissions. Therefore,the key scientific problem is to improve the water-transportation low-carbon competitiveness. At present,although some progress had been made on evaluation system of water-transportation low-carbon development in China,it was not perfect enough. In view of this,from the perspective of transport,emission and efficiency,based on basic principles such as the data availability,comparability,completeness and conciseness,and dynamics,evaluation index system of water-transportation low-carbon competitiveness was established. The index system included 3 first-level indicators,such as transport capacity,total-amount-control capacity and efficiency-improvement capacity. Using grey relational analysis and data envelopment analysis,dynamic evaluation model of water-transportation low-carbon competitiveness was established. By using the model,water-transportation industry in Jiangsu Province was used as the research object to evaluate its low carbon competitiveness level during 2007-2014. Finally,based on diamond competitiveness theory,the concrete measures for improving water-transportation low-carbon competitiveness were proposed. The research results provided decision basis for low-carbon development strategy.

water-transportation low-carbon competitiveness; dynamic evaluation; evaluation index; grey relational analysis method; data envelopment analysis method

陳 靜，女，1980年生，博士，副研究員，主要從事節(jié)能減排方面的研究。

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.11.023

2016-09-13)