基于網(wǎng)絡(luò)DEA模型的鐵路移動(dòng)裝備投入產(chǎn)出評(píng)價(jià)研究

王子健

WANG Zi-jian

（中國(guó)鐵路總公司 計(jì)劃統(tǒng)計(jì)部，北京 100844）

(Planning and Statistics Department， China Railway， Beijing 100844， China)

基于網(wǎng)絡(luò)DEA模型的鐵路移動(dòng)裝備投入產(chǎn)出評(píng)價(jià)研究

王子健

WANG Zi-jian

（中國(guó)鐵路總公司 計(jì)劃統(tǒng)計(jì)部，北京 100844）

(Planning and Statistics Department， China Railway， Beijing 100844， China)

鐵路運(yùn)輸作為我國(guó)綜合交通運(yùn)輸體系的重要組成部分，具有資產(chǎn)規(guī)模大、投資短期不可逆等特征。開展鐵路移動(dòng)裝備投入產(chǎn)出效率評(píng)價(jià)，對(duì)正處于市場(chǎng)化轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中的鐵路運(yùn)輸企業(yè)具有重要意義。在分析我國(guó)鐵路移動(dòng)裝備評(píng)價(jià)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，將網(wǎng)絡(luò) DEA 模型與鐵路移動(dòng)裝備運(yùn)用流程相結(jié)合，構(gòu)建鐵路移動(dòng)裝備運(yùn)用效率評(píng)價(jià)體系，并以國(guó)家鐵路貨車為例進(jìn)行測(cè)算分析，客觀評(píng)價(jià)影響鐵路移動(dòng)裝備運(yùn)用效率的內(nèi)外部影響因素，為鐵路裝備采購?fù)顿Y、運(yùn)用考核評(píng)價(jià)及經(jīng)營(yíng)策略制定提供量化分析支撐。

鐵路移動(dòng)裝備；投入產(chǎn)出效率；網(wǎng)絡(luò)DEA模型；運(yùn)輸供給能力

鐵路運(yùn)輸是具有自然壟斷屬性的網(wǎng)絡(luò)型產(chǎn)業(yè)[1]，需要大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施和移動(dòng)裝備投入，在此基礎(chǔ)上形成滿足市場(chǎng)需求的客貨運(yùn)輸產(chǎn)品。移動(dòng)裝備的投入數(shù)量、技術(shù)水平和運(yùn)用狀態(tài)等因素直接影響鐵路運(yùn)輸企業(yè)的成本支出和收入水平，進(jìn)而對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)效益產(chǎn)生重要影響。在移動(dòng)裝備管理方面，無論是裝備采購決策還是裝備運(yùn)用考核均需要開展相應(yīng)的效率效益評(píng)價(jià)。但是，由于運(yùn)輸市場(chǎng)形勢(shì)變化、鐵路運(yùn)輸組織的復(fù)雜性、裝備類型的多樣性、不同環(huán)節(jié)管理部門關(guān)注的側(cè)重點(diǎn)不同等主客觀原因，導(dǎo)致目前在鐵路部門內(nèi)部還沒有形成相對(duì)一致的評(píng)價(jià)方法，影響移動(dòng)裝備日常管理工作的開展。因此，結(jié)合上述影響因素，選擇科學(xué)合理而且符合鐵路行業(yè)特點(diǎn)的評(píng)價(jià)方法，提高移動(dòng)裝備投入產(chǎn)出評(píng)價(jià)對(duì)采購決策、運(yùn)用考核等管理工作的支撐力度。

1　我國(guó)鐵路移動(dòng)裝備評(píng)價(jià)現(xiàn)狀

技術(shù)效率指一個(gè)生產(chǎn)單元的生產(chǎn)過程達(dá)到該行業(yè)技術(shù)水平的程度，反映生產(chǎn)單元技術(shù)水平的高低。技術(shù)效率的核心思想是定量分析產(chǎn)出/投入的比值，可以從投入和產(chǎn)出 2 個(gè)角度來衡量。在投入既定的情況下，技術(shù)效率由產(chǎn)出最大化的程度來衡量；在產(chǎn)出既定的情況下，技術(shù)效率取決于最小投入。當(dāng)生產(chǎn)過程僅涉及一項(xiàng)投入和一項(xiàng)產(chǎn)出時(shí)，可以計(jì)算各生產(chǎn)單元的產(chǎn)出/投入比值。如果將各單元的產(chǎn)出/投入比值除以其中的最大值，可以標(biāo)準(zhǔn)化為 0-1 數(shù)值，能夠更好地反映被評(píng)價(jià)單元與最優(yōu)單元之間技術(shù)效率的差距。當(dāng)生產(chǎn)過程涉及多項(xiàng)投入或產(chǎn)出時(shí)，通常對(duì)各投入和產(chǎn)出指標(biāo)賦予一定的權(quán)重，然后計(jì)算加權(quán)產(chǎn)出/投入的比值，作為反映技術(shù)效率的指數(shù)。

假設(shè)有 m 項(xiàng)投入 x 和 q 項(xiàng)產(chǎn)出 y，則加權(quán)投入表示為

式中：vi(i = 1，2，…，m) 為各項(xiàng)投入要素 xi的權(quán)重值。

加權(quán)產(chǎn)出表示為

式中：ui(i = 1，2，…，q) 為各項(xiàng)產(chǎn)出要素 yi的權(quán)重值。

其中，關(guān)鍵問題在于如何確定反映各項(xiàng)投入和產(chǎn)出之間相對(duì)重要程度的權(quán)重系數(shù)。一種方法是采用固定的權(quán)重，如通過專家咨詢或研討會(huì)等主觀方法確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重；另一種方法是通過數(shù)據(jù)本身獲得投入和產(chǎn)出的權(quán)重，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析 (DEA) 就是采用這種方法。

目前，對(duì)鐵路移動(dòng)裝備的評(píng)價(jià)涉及運(yùn)用效率和運(yùn)營(yíng)效益 2 個(gè)方面，主要采取單一指標(biāo)法，即單一產(chǎn)出指標(biāo)與單一投入指標(biāo)的比值。具體而言，在運(yùn)用效率評(píng)價(jià)方面，采取運(yùn)輸作業(yè)量 (單一產(chǎn)出) 與某類運(yùn)輸裝備數(shù)量 (單一投入) 相比較的方法，如貨物(旅客) 發(fā)送量/貨車 (客車) 數(shù)量、貨物 (旅客) 周轉(zhuǎn)量/貨車 (客車) 數(shù)量、機(jī)車牽引總重噸公里/機(jī)車數(shù)量等分析指標(biāo)。在運(yùn)營(yíng)效益評(píng)價(jià)方面同樣采用上述模式，將作業(yè)量和移動(dòng)裝備數(shù)量指標(biāo)替換為以金額為代表的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，如貨運(yùn) (客運(yùn)) 收入/貨車 (客車) 采購成本等指標(biāo)。

單一指標(biāo)法的優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算方法簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)獲取便捷，分析結(jié)果直觀。缺點(diǎn)：一是不能有效反映鐵路移動(dòng)裝備運(yùn)用各環(huán)節(jié)對(duì)整體效率的影響，因而無法確定影響效率的主要原因；二是計(jì)算方法中的產(chǎn)出數(shù)據(jù)均為市場(chǎng)實(shí)際作業(yè)結(jié)果，并非運(yùn)輸能力指標(biāo)，無法區(qū)分主客觀因素的影響；三是沒有考慮影響運(yùn)輸產(chǎn)出的其他因素的影響和限制，如固定設(shè)施投入等重要控制因素；四是不能反映運(yùn)輸效率和運(yùn)輸效益的對(duì)比關(guān)系。因此，采用單一指標(biāo)法難以實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)裝備投入產(chǎn)出效率效益的合理評(píng)價(jià)。

2　DEA 方法及其在鐵路行業(yè)的應(yīng)用

DEA 是數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、數(shù)理經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)新型交叉領(lǐng)域，是以“相對(duì)效率評(píng)價(jià)”概念為基礎(chǔ)發(fā)展而來的一種新型系統(tǒng)分析方法。DEA 運(yùn)用線性規(guī)劃方法構(gòu)建不同決策單元(DMU) 觀測(cè)數(shù)據(jù)的非參數(shù)分段前沿面，并以該前沿面為基準(zhǔn)計(jì)算各 DMU 的相對(duì)效率[2]，其原理是通過保持 DMU 的輸入或輸出不變，借助數(shù)學(xué)規(guī)劃和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定相對(duì)有效的生產(chǎn)前沿面，將各個(gè)決策單元投影到DEA的生產(chǎn)前沿面上，并通過比較決策單元偏離DEA前沿面的程度來評(píng)價(jià)它們的相對(duì)有效性。

CCR 模型是DEA方法的基本模型，設(shè)有 n 個(gè)DMU，對(duì)于每個(gè) DMU 都有 m 種類型的“輸入”(投入) xij(i =1，2，…，m；j = 1，2，…，n)，以及 p 種類型的“輸出”(產(chǎn)出) yrj(r =1，2，…，p；j = 1，2，…，n)，寫成向量形式分別為 Xj和 Yj。評(píng)價(jià)第 j0個(gè) DMU 的生產(chǎn)效率是否有效，是相對(duì)于其他所有 DMU 而言的[3]。假設(shè)DEA效率評(píng)價(jià)指數(shù)為 θ，則第 j0個(gè) DMU 的效率值計(jì)算為

式中：θ 為DEA效率評(píng)價(jià)指數(shù)；λj為各 DMU 的投入和產(chǎn)出調(diào)整系數(shù)；s+和 s-為松弛變量。

公式 ⑶ 表示，在由 n 個(gè) DMU 構(gòu)成的可行生產(chǎn)集中，保持產(chǎn)出 Y0不變，將投入 X0按照同一比例 θ 盡量減少，進(jìn)而判斷第 j0個(gè) DMU 的相對(duì)效率水平。設(shè)公式 ⑶ 的最優(yōu)解為 s*-，s*+，θ*，其中 θ*= min θ 即測(cè)算出的效率值，反映資源配置的合理程度，則有以下結(jié)論：①θ*= 1，且 s*+= 0，s*-= 0，則第 j0個(gè)DMU 處于技術(shù)前沿之上，為DEA技術(shù)有效；②θ*= 1，但至少某個(gè)輸入或輸出大于 0，則該DMU 為弱DEA技術(shù)有效；③θ*＜1，表示該 DMU 處于技術(shù)效率較低水平。

DEA 方法在鐵路行業(yè)得到廣泛的運(yùn)用。在國(guó)外研究方面，Dodgson J[4]評(píng)價(jià)國(guó)有鐵路與民營(yíng)鐵路的運(yùn)營(yíng)績(jī)效，比較管制與放松管制政策下鐵路企業(yè)績(jī)效的變化；Cowie J[5]比較瑞典國(guó)有鐵路和民營(yíng)鐵路的運(yùn)營(yíng)績(jī)效，表明民營(yíng)鐵路在技術(shù)效率、管理效率與產(chǎn)出效率等方面均比國(guó)有鐵路高；Bozec R等[6]研究加拿大國(guó)有鐵路的組織結(jié)構(gòu)和技術(shù)效率之間的關(guān)系，認(rèn)為國(guó)有鐵路組織的大小及其獨(dú)立程度與技術(shù)效率存在正相關(guān)關(guān)系。在國(guó)內(nèi)研究方面，孫敏等[7]以我國(guó)鐵路 2005 年改革為背景，對(duì)鐵路運(yùn)輸企業(yè)的純技術(shù)效率和規(guī)模效率進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出分拆重組對(duì)鐵路運(yùn)輸企業(yè)的影響存在兩面性的結(jié)論；劉秉鐮等[8]基于產(chǎn)出導(dǎo)向的 SBM-DEA 模型對(duì)我國(guó)鐵路運(yùn)輸業(yè)在 1997—2009 年經(jīng)濟(jì)效率進(jìn)行測(cè)算，認(rèn)為純技術(shù)效率低下是我國(guó)鐵路運(yùn)輸業(yè)經(jīng)濟(jì)效率較低的主要原因，行業(yè)性行政壟斷和旅客周轉(zhuǎn)量所占比例均對(duì)經(jīng)濟(jì)效率呈現(xiàn)出顯著的負(fù)向影響。

由于網(wǎng)絡(luò)DEA模型能夠通過節(jié)點(diǎn)設(shè)置，按照分析對(duì)象的生產(chǎn)環(huán)節(jié)或流程描述其所包含的相關(guān)子系統(tǒng)的技術(shù)效率情況，因而該模型適用于評(píng)價(jià)較為復(fù)雜的投入產(chǎn)出過程。網(wǎng)絡(luò)DEA模型依據(jù)生產(chǎn)技術(shù)的主要流程，通過將 DMU 劃分為不同的、具有邏輯關(guān)系的作業(yè)節(jié)點(diǎn)，建立各節(jié)點(diǎn)間的投入產(chǎn)出網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，各節(jié)點(diǎn)之間通過投入要素、產(chǎn)出要素和中間變量進(jìn)行有機(jī)連接。高小珣等[9]通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)DEA模型對(duì)我國(guó)國(guó)家鐵路 1998—2010 年運(yùn)營(yíng)效率進(jìn)行分析，該模型依據(jù)鐵路運(yùn)輸組織作業(yè)的關(guān)鍵流程和特點(diǎn)，設(shè)置基礎(chǔ)作業(yè)、客運(yùn)作業(yè)和貨運(yùn)作業(yè) 3 個(gè)節(jié)點(diǎn)；高瑩等[10]以車輛維修和運(yùn)營(yíng)子過程構(gòu)建兩階段網(wǎng)絡(luò)DEA模型，對(duì) 2007 年不同運(yùn)輸企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率進(jìn)行評(píng)價(jià)分析；譚玉順等[11]將鐵路運(yùn)輸過程拆分為鐵路客運(yùn)服務(wù)過程、貨運(yùn)服務(wù)過程及運(yùn)輸經(jīng)營(yíng)過程，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)DEA測(cè)度模型測(cè)算 2003—2012 年中國(guó)鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)效率及各子過程的技術(shù)效率，結(jié)果表明客運(yùn)和貨運(yùn)服務(wù)子過程的效率總體上較理想，但運(yùn)輸經(jīng)營(yíng)子過程效率偏低。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的梳理發(fā)現(xiàn)，一方面DEA方法在鐵路移動(dòng)裝備運(yùn)用效率評(píng)價(jià)領(lǐng)域的應(yīng)用較少；另一方面結(jié)合鐵路移動(dòng)裝備運(yùn)用環(huán)節(jié)，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)DEA模型分析運(yùn)用效率影響因素的研究相對(duì)欠缺。

3　鐵路移動(dòng)裝備投入產(chǎn)出評(píng)價(jià)需求分析

針對(duì)現(xiàn)行鐵路移動(dòng)裝備評(píng)價(jià)方法存在的不足，結(jié)合移動(dòng)裝備運(yùn)用效率評(píng)價(jià)目的，分析鐵路移動(dòng)裝備投入產(chǎn)出評(píng)價(jià)的基本需求，為選擇科學(xué)的評(píng)價(jià)方法、設(shè)計(jì)合理的評(píng)價(jià)體系提供依據(jù)。

3.1核心目標(biāo)及關(guān)鍵點(diǎn)分析

鐵路移動(dòng)裝備投入產(chǎn)出效率分析的根本目的是通過對(duì)歷史投入和運(yùn)用效果的評(píng)價(jià)，為相關(guān)部門的業(yè)績(jī)考核及未來裝備采購提供必要的決策支持。結(jié)合該核心分析目的，在評(píng)價(jià)方法選擇上需要考慮以下因素。

（1）移動(dòng)裝備的運(yùn)用及評(píng)價(jià)涉及鐵路運(yùn)輸企業(yè)內(nèi)部的多個(gè)部門，包括采購、運(yùn)用、維修及考核等部門。因此，評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)在一定程度上結(jié)合裝備作業(yè)流程特征，提供與各業(yè)務(wù)部門關(guān)注點(diǎn)相關(guān)的結(jié)論。

（2）由于鐵路運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)特征，移動(dòng)裝備的構(gòu)成較為復(fù)雜，涉及機(jī)車、貨車、客車及動(dòng)車組，在此基礎(chǔ)上還可以繼續(xù)細(xì)分。因此，在評(píng)價(jià)范圍細(xì)化方面應(yīng)考慮評(píng)價(jià)對(duì)象的復(fù)雜性，以及評(píng)價(jià)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)性，即分析結(jié)論能夠直觀體現(xiàn)移動(dòng)裝備在某個(gè)分類等級(jí)層面上的投入產(chǎn)出評(píng)價(jià)。

（3）移動(dòng)裝備是鐵路運(yùn)輸?shù)闹苯赢a(chǎn)品載體，同時(shí)也是線路等基礎(chǔ)設(shè)施和其他要素共同投入的結(jié)果。因此，分析方法應(yīng)體現(xiàn)投入與產(chǎn)出的邏輯相關(guān)性，即評(píng)價(jià)移動(dòng)裝備投入要素效率的前提是綜合考慮其他關(guān)鍵投入要素的限制條件，從而形成系統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系。

（4）影響運(yùn)用效率、效益的因素包括運(yùn)輸供給和市場(chǎng)需求主客觀 2 個(gè)方面，主觀因素往往屬于可控、可考核范疇，而客觀因素更多體現(xiàn)在鐵路運(yùn)輸部門如何適應(yīng)和調(diào)整范疇。因此，評(píng)價(jià)方法及體系的設(shè)計(jì)應(yīng)有效區(qū)分上述影響因素，提高評(píng)價(jià)結(jié)果的針對(duì)性。

（5）從提高評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性角度，在評(píng)價(jià)方法選取、因素指標(biāo)設(shè)定，以及相應(yīng)的歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)方面，應(yīng)盡量減少人為干擾因素，最大限度實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)方法及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的科學(xué)性和客觀性。

3.2投入產(chǎn)出指標(biāo)選取分析

（1）投入產(chǎn)出指標(biāo)的選取應(yīng)具有緊密的邏輯關(guān)系。①相關(guān)性，選取的投入產(chǎn)出指標(biāo)應(yīng)與模型中設(shè)計(jì)的投入產(chǎn)出要素具有緊密的相關(guān)性；②重要性，選取各投入產(chǎn)出要素中具有代表性的指標(biāo)；③可計(jì)量性，選取的指標(biāo)能夠得到客觀的量化；④可靠性，指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于官方統(tǒng)計(jì)資料；⑤一致性，選取的時(shí)間序列數(shù)據(jù)在一定時(shí)間跨度內(nèi)具有一致性和可比性。

（2）指標(biāo)屬性的統(tǒng)一性。投入產(chǎn)出分析指標(biāo)屬性主要有實(shí)物形態(tài)和價(jià)值形態(tài)，前者一般以數(shù)量指標(biāo)表示，后者以資金金額表示。由于投入與產(chǎn)出之間時(shí)間維度上的不一致，以及鐵路技術(shù)創(chuàng)新水平的不斷提高，采取價(jià)值形態(tài)指標(biāo)往往不能有效反映鐵路移動(dòng)裝備的運(yùn)用效果。因此，選擇投入與產(chǎn)出的實(shí)物形態(tài)指標(biāo)作為分析的基礎(chǔ)。

（3）指標(biāo)選取的行業(yè)特征需求。鐵路歷史統(tǒng)計(jì)指標(biāo)總體上可以劃分為總量指標(biāo)和單位效率指標(biāo)。考慮到多投入多產(chǎn)出的作業(yè)現(xiàn)狀，應(yīng)選取鐵路客貨運(yùn)輸移動(dòng)裝備相關(guān)總量指標(biāo)。同時(shí)，從效率角度分析，鐵路運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)特征決定了客貨運(yùn)輸業(yè)務(wù)以提供空間位移為基礎(chǔ)；另一方面，從效益角度分析，鐵路客貨運(yùn)輸收入的計(jì)價(jià)基礎(chǔ)與運(yùn)輸距離密切相關(guān)。因此，產(chǎn)出要素指標(biāo)的選擇體現(xiàn)鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的距離特征。

4　鐵路移動(dòng)裝備投入產(chǎn)出評(píng)價(jià)模型設(shè)計(jì)

基于鐵路移動(dòng)裝備投入產(chǎn)出評(píng)價(jià)需求分析，研究網(wǎng)絡(luò)DEA模型與其符合程度，提出滿足核心目標(biāo)的評(píng)價(jià)體系。按照鐵路運(yùn)輸組織基本作業(yè)環(huán)節(jié)，構(gòu)建鐵路移動(dòng)裝備運(yùn)用效率分析模型如圖 1 所示。

圖1　鐵路移動(dòng)裝備運(yùn)用效率分析模型

通過設(shè)計(jì) 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)層面和 3 個(gè)中間變量，形成移動(dòng)裝備運(yùn)用作業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和流程；通過設(shè)置相關(guān)節(jié)點(diǎn)的投入產(chǎn)出變量，形成基于特定移動(dòng)裝備的分類型運(yùn)用效率評(píng)價(jià)體系，開展移動(dòng)裝備配置效率評(píng)價(jià)分析。

4.1基于網(wǎng)絡(luò)DEA模型的評(píng)價(jià)體系

基于移動(dòng)裝備運(yùn)用流程和網(wǎng)絡(luò)DEA模型的構(gòu)成特征，設(shè)置移動(dòng)裝備技術(shù)狀態(tài)、基礎(chǔ)作業(yè)、運(yùn)輸能力和運(yùn)輸效率 4 個(gè)評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)，并通過具有邏輯關(guān)系的投入、產(chǎn)出和中間變量進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

（1）節(jié)點(diǎn) 1：移動(dòng)裝備技術(shù)狀態(tài)。以“移動(dòng)裝備保有量”作為投入，以中間變量“移動(dòng)裝備運(yùn)用數(shù)量”作為產(chǎn)出，形成對(duì)移動(dòng)裝備運(yùn)用技術(shù)狀態(tài)的分析。節(jié)點(diǎn) 1 考慮鐵路移動(dòng)裝備檢修、備用、封存等因素，通過分析各時(shí)段不同技術(shù)狀態(tài)下移動(dòng)裝備的占比變化情況，評(píng)價(jià)移動(dòng)裝備的運(yùn)用管理效率水平。該節(jié)點(diǎn)分析一方面能夠體現(xiàn)鐵路移動(dòng)裝備的投入效果，另一方面能夠客觀反映市場(chǎng)需求的變化對(duì)移動(dòng)裝備運(yùn)用的影響。

（2）節(jié)點(diǎn) 2：移動(dòng)裝備基礎(chǔ)作業(yè)。以“線路里程”“人員”及中間變量“移動(dòng)裝備運(yùn)用數(shù)量”等要素作為投入，以中間變量“移動(dòng)裝備走行公里”作為產(chǎn)出，形成對(duì)移動(dòng)裝備基礎(chǔ)作業(yè)狀態(tài)的分析。節(jié)點(diǎn) 2 將鐵路移動(dòng)裝備和固定設(shè)施作為共同投入要素，結(jié)合鐵路運(yùn)輸提供客貨空間位移的特征，通過分析各時(shí)段移動(dòng)裝備走行公里指標(biāo)，評(píng)價(jià)移動(dòng)裝備的基礎(chǔ)作業(yè)效率水平。該節(jié)點(diǎn)充分體現(xiàn)出鐵路運(yùn)輸作業(yè)的技術(shù)特征，是鐵路運(yùn)輸產(chǎn)品供給的基礎(chǔ)。

（3）節(jié)點(diǎn) 3：移動(dòng)裝備運(yùn)輸能力。以中間變量“移動(dòng)裝備走行公里”等要素作為投入，以中間變量“(分類型) 移動(dòng)裝備運(yùn)輸能力”作為產(chǎn)出，形成對(duì)移動(dòng)裝備運(yùn)輸能力的分析。節(jié)點(diǎn) 3 將鐵路移動(dòng)裝備基礎(chǔ)作業(yè)量和相關(guān)固定設(shè)施、能耗等作為共同投入要素，通過分析各年度移動(dòng)裝備的實(shí)際運(yùn)輸供給能力指標(biāo)，評(píng)價(jià)移動(dòng)裝備的運(yùn)輸能力效率水平。該節(jié)點(diǎn)反映鐵路運(yùn)輸?shù)膶?shí)際供給能力，評(píng)價(jià)鐵路運(yùn)輸組織水平。

（4）節(jié)點(diǎn) 4：移動(dòng)裝備運(yùn)用效率。以中間變量“(分類型) 移動(dòng)裝備運(yùn)輸能力”等要素作為投入，以“運(yùn)輸效益指標(biāo) (實(shí)際周轉(zhuǎn)量)”作為產(chǎn)出，形成對(duì)移動(dòng)裝備運(yùn)輸效率 (效益) 的分析。由于周轉(zhuǎn)量指標(biāo)在很大程度上能夠代表運(yùn)輸收入水平，因而節(jié)點(diǎn)4 將鐵路運(yùn)輸能力作為投入要素，通過分析各時(shí)段移動(dòng)裝備的實(shí)際運(yùn)輸市場(chǎng)需求，評(píng)價(jià)移動(dòng)裝備的運(yùn)輸效益水平。該節(jié)點(diǎn)以周轉(zhuǎn)量作為產(chǎn)出要素，反映運(yùn)輸市場(chǎng)有效需求情況，與節(jié)點(diǎn) 3 的運(yùn)用供給情況相呼應(yīng)，從供給和需求 2 個(gè)角度分析移動(dòng)裝備的運(yùn)用效果和市場(chǎng)適應(yīng)性。按照客運(yùn)專線動(dòng)車組、既有線機(jī)車、客車、貨車的分類方法，形成 4 個(gè)獨(dú)立的移動(dòng)裝備運(yùn)用效率評(píng)價(jià)分析子體系。另外，在節(jié)點(diǎn)4 分類型移動(dòng)裝備評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，可以釋放車型車種因素，評(píng)價(jià)移動(dòng)裝備的整體運(yùn)用效率。

4.2模型的適應(yīng)性分析

（1）不同類型移動(dòng)裝備評(píng)價(jià)體系結(jié)構(gòu)具有邏輯上的一致性和可比性。按照客貨運(yùn)輸業(yè)務(wù)，以及不同移動(dòng)裝備類型的劃分，能夠形成獨(dú)立的分類型移動(dòng)裝備評(píng)價(jià)分析體系，各體系之間采取具有邏輯一致性的分析結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同類型移動(dòng)裝備運(yùn)用效率評(píng)價(jià)的可比性。

（2）采用網(wǎng)絡(luò)DEA模型能夠構(gòu)建合理、簡(jiǎn)潔、有效、可操作的鐵路移動(dòng)裝備運(yùn)用效率評(píng)價(jià)分析體系，直觀體現(xiàn)移動(dòng)裝備運(yùn)用效率關(guān)鍵環(huán)節(jié)。選擇關(guān)鍵作業(yè)節(jié)點(diǎn)，簡(jiǎn)化鐵路內(nèi)部復(fù)雜作業(yè)流程，直觀體現(xiàn)移動(dòng)裝備在鐵路客貨運(yùn)輸業(yè)務(wù)中的作業(yè)關(guān)系和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（3）通過節(jié)點(diǎn)分析能夠在一定程度上評(píng)價(jià)鐵路運(yùn)輸不同管理部門的效率情況，采用運(yùn)輸能力供給指標(biāo)和運(yùn)輸市場(chǎng)需求指標(biāo)，將對(duì) 2 個(gè)方面因素的評(píng)價(jià)相結(jié)合，區(qū)分主客觀因素的影響程度，提高移動(dòng)裝備效率評(píng)價(jià)的針對(duì)性。該評(píng)價(jià)體系涉及的指標(biāo)均為實(shí)際作業(yè)數(shù)據(jù)，確保投入產(chǎn)出要素不受人為因素干擾，進(jìn)而提高效率評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性。

4.3支撐條件

鐵路移動(dòng)裝備投入產(chǎn)出評(píng)價(jià)需要嚴(yán)格的數(shù)據(jù)支撐條件。分析模型建立在 4 項(xiàng)分類型移動(dòng)裝備的基礎(chǔ)上，并且在各子分析體系中細(xì)化至不同的車型車種。因此，所需數(shù)據(jù)支撐至少細(xì)化至節(jié)點(diǎn) 4 分車型車種的程度，否則無法開展關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn) 4 效率分析，進(jìn)而無法實(shí)現(xiàn)分車型車種的移動(dòng)裝備運(yùn)用效率評(píng)價(jià)。同時(shí)，在節(jié)點(diǎn)3運(yùn)輸能力指標(biāo)方面，理論上可以計(jì)算出潛在 (最大) 供給水平，用于滿足運(yùn)輸市場(chǎng)的實(shí)際需求，但在指標(biāo)統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中存在一定難度。因此，當(dāng)節(jié)點(diǎn) 4 的分項(xiàng)數(shù)據(jù)缺失時(shí)，上述模型只能進(jìn)一步簡(jiǎn)化至評(píng)價(jià)分類型移動(dòng)裝備的整體運(yùn)用效率，無法實(shí)現(xiàn)分類型條件下的分車型車種的細(xì)化評(píng)價(jià)；當(dāng)節(jié)點(diǎn) 3 運(yùn)輸能力指標(biāo)缺失時(shí)，只能忽略節(jié)點(diǎn) 3 指標(biāo)，直接分析移動(dòng)裝備的運(yùn)用效率。

5　案例分析

依據(jù)鐵路移動(dòng)裝備運(yùn)用效率分析模型，對(duì)國(guó)家鐵路貨車運(yùn)用效率情況進(jìn)行分析。

5.1國(guó)家鐵路貨車運(yùn)用效率網(wǎng)絡(luò)DEA模型設(shè)計(jì)

由于相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)的可得性受到一定限制，案例對(duì)網(wǎng)絡(luò)DEA模型相關(guān)投入要素進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。國(guó)家鐵路貨車運(yùn)用效率分析模型如圖 2 所示。

圖2　國(guó)家鐵路貨車運(yùn)用效率分析模型

模型總體分析框架采用 4 節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，由于節(jié)點(diǎn)3 貨車運(yùn)輸能力沒有實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，選擇以中間變量 3“貨運(yùn)機(jī)車牽引總重”作為替代變量。同時(shí)，在節(jié)點(diǎn) 2、節(jié)點(diǎn) 3、節(jié)點(diǎn) 4 分別設(shè)置相應(yīng)的投入要素作為控制變量。

5.2國(guó)家鐵路貨車運(yùn)營(yíng)效率測(cè)算結(jié)果

依據(jù)圖 2 構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)DEA模型，相關(guān)原始指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于歷年《全國(guó)鐵路統(tǒng)計(jì)資料匯編》，國(guó)家鐵路貨車運(yùn)用效率測(cè)算結(jié)果如表 1 所示。

表1　國(guó)家鐵路貨車運(yùn)用效率測(cè)算結(jié)果

測(cè)算結(jié)果顯示，國(guó)家鐵路貨車運(yùn)用效率呈現(xiàn)以下 2 個(gè)顯著特征。

（1）2013 年之后國(guó)家鐵路貨車運(yùn)用效率呈現(xiàn)顯著下滑趨勢(shì)。2013 年之前，除 2007 年效率值較低外，其他年度的相對(duì)效率值為 1，總體保持較高的運(yùn)用效率。2013 年之后，國(guó)家鐵路貨車運(yùn)用效率呈現(xiàn)明顯的下滑趨勢(shì)，由 2012 年的 1 下降至 2013 年的 0.961 0和 2014 年的 0.930 3，各節(jié)點(diǎn)效率值也均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

（2）節(jié)點(diǎn) 1 是影響總體效率下降的主要因素。比較各節(jié)點(diǎn)效率值與總體效率值發(fā)現(xiàn)，2013 年、2014 年節(jié)點(diǎn) 1 效率值均低于總體效率值，節(jié)點(diǎn) 2 至節(jié)點(diǎn) 4 的效率值高于總體效率值。各節(jié)點(diǎn)效率值自身變化程度和節(jié)點(diǎn)之間相對(duì)效率值水平的對(duì)比表明，節(jié)點(diǎn) 1 效率值的變化是 2013 年、2014 年國(guó)家鐵路貨車總體運(yùn)用效率水平下降的主要原因。

5.3基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的技術(shù)效率變化分析

針對(duì)國(guó)家鐵路貨車總體運(yùn)用效率水平的下降，一方面，隨著國(guó)家鐵路路網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、裝備技術(shù)水平的不斷提高，鐵路貨運(yùn)潛在供給能力也相應(yīng)增強(qiáng)；另一方面，鐵路貨運(yùn)在大宗、長(zhǎng)距離貨物運(yùn)輸方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)受國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)和貨運(yùn)市場(chǎng)需求結(jié)構(gòu)變化的影響較大。鐵路運(yùn)輸企業(yè)與其他資產(chǎn)規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)型產(chǎn)業(yè)相同，資產(chǎn)投資具有短期不可逆性，因而導(dǎo)致近幾年鐵路貨車運(yùn)用效率的下降。

國(guó)家經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展和運(yùn)輸市場(chǎng)需求結(jié)構(gòu)變化的影響波及鐵路運(yùn)輸內(nèi)部組織的各個(gè)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致分析框架各節(jié)點(diǎn)的效率值均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。首先，由于鐵路貨物列車的開行以運(yùn)輸需求提報(bào)的形式進(jìn)行組織，鐵路運(yùn)輸企業(yè)將貨車狀態(tài)劃分為運(yùn)用車與非運(yùn)用車，貨運(yùn)量的降低直接導(dǎo)致貨車運(yùn)用數(shù)量水平的下降，使得貨車運(yùn)用數(shù)量占貨車保有量的比重降低，即節(jié)點(diǎn)1反映的貨車技術(shù)狀態(tài)。因此，節(jié)點(diǎn)1效率值的大幅下降反映了鐵路貨運(yùn)市場(chǎng)需求低迷的現(xiàn)狀。其次，隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局的優(yōu)化調(diào)整，大宗物資在發(fā)送量和運(yùn)輸距離方面也隨之發(fā)生較大變化，導(dǎo)致貨物列車走行距離和平均牽引總重等內(nèi)部作業(yè)因素受到一定程度的影響，使節(jié)點(diǎn) 2 至節(jié)點(diǎn)4 的效率水平也呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但下降幅度低于節(jié)點(diǎn) 1，表明鐵路運(yùn)輸企業(yè)內(nèi)部供給效率水平并未發(fā)生較大幅度的實(shí)質(zhì)性降低。

6　結(jié)束語

隨著鐵路技術(shù)裝備的不斷升級(jí)，鐵路運(yùn)輸企業(yè)迫切需要采用科學(xué)合理的投入產(chǎn)出評(píng)價(jià)方法以支撐移動(dòng)裝備的投資決策和運(yùn)用績(jī)效評(píng)價(jià)，加快提升運(yùn)輸效率和運(yùn)營(yíng)效益水平?；诰W(wǎng)絡(luò)DEA評(píng)價(jià)模型，對(duì)鐵路移動(dòng)裝備進(jìn)行投入產(chǎn)出評(píng)價(jià)研究，能夠綜合考慮和客觀評(píng)價(jià)移動(dòng)裝備投資水平及運(yùn)用效率的內(nèi)外部影響因素，科學(xué)開展績(jī)效考核，優(yōu)化調(diào)整投入結(jié)構(gòu)，合理制定市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)策略，有利于積極推進(jìn)鐵路運(yùn)輸供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。

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責(zé)任編輯：金 穎

Study on Input-output Evaluation of Railway Mobile Equipments based on NetworkDEAModel

Railway transportation, as an important component part of comprehensive transport system in China, has the characteristics of large asset size and short-term irreversibility of investment. Taking evaluation of input-output efficiency of railway mobile equipments has significant meaning to railway transport enterprises which was in the process of marketing transfer development. based on analyzing the evaluation status of railway mobile equipments in China, combining networkDEAwith the application process of railway mobile equipment, the evaluation system of application efficiency of railway mobile equipment was established. This paper also makes measurement and analysis by taking national railway freight cars as the example, and objectively evaluates the internal and external factors influencing the application efficiency of railway mobile equipments, so as to provide quantitative analysis support for railway equipment purchase and investment, application examination and evaluation as well as establishment of operation strategies.

Railway Mobile Equipment; Input-output Efficiency; NetworkDEAModel; Transport Supply Capacity

1003-1421(2016)03-0001-07

F530.5

A

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2016.03.01

2015-12-29

中國(guó)鐵路總公司重點(diǎn)項(xiàng)目(2015J003-B)