基于模糊双边界网络模型的某道路效率分析数据

综合考虑指标数据能否获取以及道路运输实情,本研究中指标体系具体如下:
(1)载客汽车拥有量(万辆):营运性客车数量;
(2)载货汽车拥有量(万辆):营运性货车数量;
(3)固定资产投资总额(亿元):政府每年在各级公路建设上的投资总金额;
(4)公路里程(万公里):公路总里程数;
(5)客位数(万客位):公路营运汽车额定载客人数;
(6)载货吨位(万吨):公路营运汽车额定载货吨数;
(7)道路运输业从业人数(人):从事道路运输行业总人数;
(8)能源(万吨煤):道路运输行业消耗的各类能源折算的标准煤数量;
(9)旅客周转量(亿人公里):公路营业性车辆完成的总旅客周转量;
(10)货物周转量(亿吨公里):路营业性车辆完成的总货物周转量;
(11)道路运输业增加值(亿元):道路运输行业提供运输服务产生的价值总量;
(12)二氧化碳排放量(万吨):利用能源估算的道路运输行业二氧化碳排放量。
根据被评价子过程的变化,公路里程、客位数、载货吨位、旅客周转量和货物周转量为子过程间的链接变量,既可作为投入指标,又可作为产出指标。
3. 指标处理
不同的投入指标、产出指标对于单位没有统一要求,单位可以包含数量、质量、资金等,但需要确保各指标均是正数,对于负值或者0的指标,需要先行处理后再计算。指标体系确定后,要对一些无法量化的、资金类的、不明确指标进行二次处理,从而符合计算时的要求。需要处理指标包含以下内容。
(1)资金。固定资产投资和道路运输业增加值这类资金性指标需要逐年处理,用于削减通货膨胀因素对评价结果的影响。居民消费价格指数(CPI)是一个相对数值,用以反映在一定时期内消费商品或服务项目的价格水平随时间的变动情况。以下采用定基比(Fixed base ratio)方法对数据平减操作,其基本思想是获得相邻时期CPI的环比增长率,将目标年份与基年的环比连乘,即为目标年份的定基比,由此可处理资金性数据,具体表达式如下:
(2-1)
其中 为年份k的居民消费价格指数, 为首年定基比,设为100, 为年份k的定基比。
(2)客位数和载货吨位。客位数=∑(车型车辆数客位数),载货吨位=∑(车型车辆数载重量标准),车型不同,对应的客位数和载重量的数值都有不同的浮动差异,因而此两项指标需以模糊性数据输入模型。其中载客汽车分大、中、小、微四类,载货汽车分重、中、轻、微四类。具体表达式为:
i=1,…,20 (2-2)
i=1,…,20 (2-3)
其中 ~表示第i年的客位数, 表示第i年第j种载客汽车拥有量, 表示第i年第j种载客汽车客位数; 表示第i年的载货吨位, 表示第i年第j种载货汽车的拥有量, 表示第i年第j种载货汽车载重量。
(3)能源。利用《中国能源统计年鉴》上发布的各项能源折算系数,将各类能源的能耗统一换算成标准煤计算。公路货物运输能源消耗量CTEC(Cargo transport energy consumption)可用如下公式表示[12]:
(2-4)
其中, 分别代表道路运输过程中n种能源的消耗量, 分别代表n种能源的标准煤折算系数。
作为全社会三大碳排放行业之一,交通运输业应始终走在节能减排行列的前沿,实现行业发展和环境输出之间的平衡是交通运输行业永恒性的话题和难题,在此将环保性指标二氧化碳排放量作为非期望产出纳入指标体系中。由于省域二氧化碳排放量数据目前无法查考,需要估计道路运输行业每年二氧化碳排放量,本文依据《2006 年IPCC国家温室气体清单指南》中化石燃料燃烧系数的相关内容估算二氧化碳排放值[13-14]。
(2-5)
(2-6)
公式(2-5)中 为化石燃料消耗量,(2-6)中的 为对应燃料的二氧化碳排放系数;其中 等于碳含量因子( )、热当量( )、碳氧化率( )和碳转换系数( )的乘积。国家发展和改革委员会于 2007 年研究确定了国内几种类型碳燃料包括煤、汽油、煤油、柴油、重油和天然气的二氧化碳排放系数,如表2-1所示。

表2-1 不同类型碳燃料的二氧化碳排放系数
煤 汽油 煤油 柴油 重油 天然气

27.28 18.90 19.60 20.17 21.09 15.32

192.14 448.00 447.50 433.30 401.90 0.38

92.30 98.00 98.60 98.20 98.50 99.00
注: 单位为吨碳/万亿焦耳, 单位为万亿焦耳/104吨。
三、基于模糊双边界网络模型的道路运输效率评价方法在某道路运输效率评价中的应用
(一)某道路运输发展情况概述
2014年,某省出台《某省省级公路网规划(2014年-2030年)》全省公路网规划纲领性文件,文件进一步明确了全省省级公路功能定位、规模结构以及路网分布,调整和完善了省级公路运输网布局,与国家公路运输网共同形成安全可靠、功能完善、布局合理、服务广泛的全省干线公路网络体系,用于指导全省公路网科学发展。 截至2021年底,全省公路通车里程已达107848公里,高速公路通车里程超过4300公里,高速公路建设成效明显,二级及以上公路里程超过16000公里。某省综合运输以陆路运输为主,航空、水运和管道为辅,现阶段公路运输承担七成以上的客、货运量,承担超过60%的货运周转量,是客货运输的主要力量;2021年铁路运输完成五成的客运周转量。
各种运输方式间的协调合作,推动实现综合交通运输系统内部的互联互通和统一,同时采取先进的管理技术和体制机制,努力实现公路、铁路、水路和航空之间的“无缝”转换。大力推进多式联运,以运输为纽带,带动某省产业各协同发展,把产品生产到销售各个环节进行有机结合。调整综合交通运输各个部门的职能,使各运输方式可以适应某省未来发展的需求。
目前,某省公路运输仍处于路网完善和结构优化的关键时期,横向比较,我省运输效率和国内其他先进的省份仍然存在一定的差距,主要表现在以下几个方面:(1)服务范围不够广泛。主要的边境县市节点和口岸还没有实现高速公路连接,部分重点城镇、产业园区、旅游景区、交通枢纽等重要节点与干线公路尚未形成有效连接;(2)部分省际通道没有实现干线公路对等衔接,省际间尚有高速公路和普通干线断头路;(3)个别相邻县城间还存在没有普通干线连接的情况;(4)没有建立起与省级路网功能相一致、事权及支出责任清晰的省级路网体系。找出运输过程中出现的问题,并制定科学合理的经营计划与管理对策,才能提高生产效率和经营效率,推动现有省级公路网规划向适应全面建成小康社会和现代化建设需要的方向发展。未来一段时期是某省经济社会发展的重要战略转型期,某省将从优化升级产业结构、开发优势资源、区域一体化等方面加快道路运输行业发展。在国家公路网规划基础上,某省进一步强化省内干线公路网络布局:衔接周边国家、省(区)干线公路网,构建综合运输体系,区域中心城市、重要经济区、城市群内外交通联系便捷,国防和应急保障能力增强。实现省会辐射地市、省际充分连通、县县高速覆盖、景区口岸通达。形成布局科学合理、功能齐全、服务广泛、安全可靠的省级干线公路网,充分满足某省经济和社会发展的需要。
该省公路运输通道以高速公路、国道为主,目前规划有“三纵三横”通道,6条通道中除集双通道的高速公路和国道线路比较单一外,另外5条通道都是由多
条高速公路和国道覆盖。
(二)基于不同边界的效率值对比
根据DEA原理,决策单元的效率值会随生产前沿面变动发生改变,依据前文建立的模型,本节计算了基于有效边界、无效边界和双边界的运输效率值,分析三种效率的规律可进一步明确评价方法的稳定性、可靠性,以及了解20年来该省道路运输总体发展规律等方面信息。应用模型计算前,依据产出间正线性会导致多个DMU有效的原理,利用Origin软件计算各子过程投入产出间的Pearson相关性系数,下面以运输绩效子过程为例,展示了检验结果。在此仅考虑投入和产出间的线性相关性即可,即旅客周转量与道路运输业增加值、二氧化碳排放量,货物周转量与道路运输业增加值、二氧化碳排放量,共计4个数值,图中显示:旅客周转量与道路运输业增加值间相关性系数为0.5114,货物周转量与道路运输业增加值间相关性系数为0.6043,在4个数值中偏大,原因归结为在经济规律中道路运输业增加值与旅客周转量和货物周转量本就是密不可分的关系,运输业增加值与二者存在正相关关系,故两组相关性系数分别为0.5114和0.6043被认为是在可接受的范围内。最后各组投入产出均通过了非正线性检验。