DEA对郑州汽车站的绩效评价

DEA对郑州汽车站的绩效评价 华北水利水电大学毕业论文 中文摘要 当前，随着社会经济的发展，汽车站的建设规模也在增大，相应的配套设施也在不断地完善，特别是像配有GPS卫星定位、联网售票系统、双语广播系统、电子安全管理监控和智能化调度系统等现代化设施，使车站的整体运行效率有大幅度的提升。 对于已经建好的汽车站，特别是效益不是太好的，不能一味的拆迁和在建，我们最主要的就是要不断解决在运营过程中所出现的问题以及提出更好的改善。 本文主要是客观地选用了决策单元的几个主要因素要进行对汽车站的绩效评价，采用了DEA模型中的C2R评价，在此方面采用的案例是郑州市的五个汽车站，通过建立基于汽车站绩效评价的DEA模型，计算出五个汽车站的绩效评价指标以及换乘输入冗余率和输出亏空率，然后根据决策单元在生产前沿面上的投影理论计算出了没达到DEA有效性的车站所需改进的方向和改进的步长。最后对没有达到DEA有效性的城市的轨道交通运营系统的改良做了相关的分析和建议。 关键词:数据包络分析;汽车客运站;评价指标;绩效评价有效性 I 华北水利水电大学毕业论文 Abstract Bus stop in at present, with the development of social economy, the construction scale increases, the corresponding supporting facilities is in constant improvement, especially as ticketing system equipped with GPS satellite positioning, networking, bilingual broadcasting system, electronic security management monitoring and intelligent scheduling system and other modern facilities, make the whole of the station operation efficiency has been increased greatly. To have built a good bus station, especially the benefit is not very good, can not blindly demolition and construction, we the most important is to solve those problems appeared in the process of operation and better improvement scheme is put forward. This article mainly is objectively chose the major risk factors for decision making units must carry on the performance evaluation of bus station, the evaluation of the DEA model, in this regard the case is five bus station of zhengzhou city, through the establishment of the DEA model based on the performance evaluation of bus station, the performance evaluation index and calculate the five bus stop transfer input redundancy ratio and output deficit ratio, and then according to the projection on the surface of the decision-making unit in the production frontier theory to calculate the not up to the direction of the DEA needed to improve the effectiveness of the station and improve step length.Finally, the DEA validity did not meet the urban rail transit operation system improvement made related analysis and recommendations. Key words: data envelopment analysis (dea); car passenger depot; effectiveness evaluation; performance evaluation II 华北水利水电大学毕业论文 目录 中文摘 要................................................................................................................. I Abstract ................................................................................................................. II 第一章 绪 论.......................................................................................................... 1 1.1汽车客运的发展史.................................................................................. 1 1.2研究意义.................................................................................................. 2 1.3研究思路.................................................................................................. 2 第二章 主要评价方法分 析.................................................................................. 4 2.1评价的相关概念...................................................................................... 4 2.2汽车客运站评价的特点分析.................................................................. 5 2.2.1汽车客运站的基本概念............................................................... 5 2.2.2汽车客运站的特点....................................................................... 5 2.2.3汽车客运站的功能....................................................................... 6 2.3汽车客运站绩效评价的模型选择.......................................................... 6 第三章 DEA概 述 ................................................................................................ 9 3.1DEA发展过程 ......................................................................................... 9 3.2DEA核心概念 ......................................................................................... 9 3.3DEA方法特点 ....................................................................................... 10 3.4DEA有效性的经济意义 ....................................................................... 12 3.4.1DEA有效和弱DEA有效 .......................................................... 12 3.4.2技术有效和规模有效................................................................. 12 3.5DEA评价步骤 ....................................................................................... 12 第四章 基于DEA模型的汽车客运站的绩效评 价 ......................................... 15 4.1绩效评价指标选取基本原则................................................................ 15 4.2C2R模型的基本原理............................................................................. 16 4.3C2R模型的经济意义............................................................................. 20 4.4决策单元在生产前沿面上的投影........................................................ 22 第五章 对郑州汽车站的绩效评价体 系............................................................ 23 华北水利水电大学毕业论文 5.1郑州汽车站的绩效评价指标的选取.................................................... 23 5.1.1绩效评价特点............................................................................. 23 5.1.2评价指标体系的建立................................................................. 23 5.2评价模型................................................................................................ 24 5.3评价方法分析........................................................................................ 26 5.3.1绩效有效性分析......................................................................... 26 5.3.2输入冗余率与输出亏空率分析................................................. 26 5.4对郑州汽车客运站绩效评价模型的计算和分析................................ 27 5.4.1模型实例计算............................................................................. 27 5.4.2非DEA有效的转换 .................................................................. 29 第六章 总结与展 望............................................................................................ 32 6.1总结........................................................................................................ 32 6.2展望........................................................................................................ 32 参考文 献.............................................................................................................. 34 致 谢.................................................................................................................. 35 附录一 外文翻 译................................................................................................ 36 附录二 开题报 告................................................................................................ 47 附录三 任务 书.................................................................................................... 50 华北水利水电大学毕业论文 第一章 绪论 1.1汽车客运的发展史 据史书记载，早在两千年前就有了陆上交通的概念。至秦始皇统一六国，由于当时的政治、军事、经济的需要，陆路运输才有了进一步的发展。 汽车客运真正的发展，是在改革开放以后，无论是日旅客发送量、营运时间、开通线路、单线历程和车型，都是前所未有的。特别是“八五”以后，公路客运凭借其特点和实力，开始和铁路、民航争客源，在中短途线路上已取得明显优势。公路客运这支后起之秀，所以能以如此迅猛速度发展，首先是我国人口众多，其中80%分布在中、小城市和村镇，再有就是公路客运属于无轨型的交通工具，与其他交通工具相比，起步比较容易，只要是路，宽度适合，各种路面都可以通车，只是跑的快一点和慢一点的问题而已。当高等级的公路将一些大城市相连接以后，公路客运更加如虎添翼，如沿海的山东烟台跨省发车至浙江温州。即使在其他运输工具非常方便的合肥--上海间，公路客运也已成功地像铁路客运展开了挑战。合肥至上海这段铁路区间无论是路况、设备、技术、管理都是不错的，但火车还需运行10个小时，而这段的高速公路汽车只需5个小时。这样的实例，在全国一些大城市之间，也屡见不鲜了。就全国范围内，以1955年为例，全国铁路旅客发送量高达9.42亿人次，而同期公路旅客发送量高达114亿人次之多。这和近几年我国公路建设的飞速发展分不开，特别是高等级公路发展和乡村道路的改善，使公路的通达密度增加了，目前全国98%的乡通了公路，仅1995年全国新增加公路2.5万公里，全国公路客运通车里程达到118万公里，其中高等级公路1.7万公里。如今，全国公路客运班线已有8万余条，日发班次40余万个。 公路客运是四大客运业务中与众多旅客接触最广泛的一种客运业务， 公路客运无论通行何方，当到达某一市、镇就需要上下旅客，上下旅客的地方，习惯称之为“站”，这个站的概念至少还包括了一些历史上驿站的含义，所不同的是今天的站既有其社会性，公益性的一面，还有其自身复杂的功能。汽车客运站的变革是随着社会的发展而发展的，这是很自然的结果。 1 华北水利水电大学毕业论文 对于汽车站规模的依据，历史上一直沿用统计年度和年平均日旅客发送量。严格地说，这是个统计概念，至于如何转换成建筑规模概念，早期是以候车厅的大小而论的，以此作为建筑规模的标志。自从改革开放以来，人们候车心态发生了根本性的变化，固有的候车厅内有效候车面积，大量转换成商业面积。为了寻求新的建筑规模面积，能够长期稳定地反映汽车客运站建筑规模的唯一标志，应该是有效发车位。有效发车位的多少可以标志一个客运站的规模。至于候车厅的规模，只是单位时间内有效发车位的数量和营运效率的乘积以及旅客候车的心理因素、环境条件的反映。有效发车位的多少犹如铁路旅客站的靠站股线，是站级的根本。【1】 对于郑州交通拥挤的现状，客运站也给外出行的人们提供了方便，节约了旅客的时间，因此，客观上要求建立与之相适应的绩效评价模型与方法。 1.2研究意义 在当今社会经济高速发展的前提下，客运站的发展必然存在着很大的发展空间。在我国，随着高速公路的修建，很多地方的距离也在不断地拉 近，各种交通方式也在不断地改善，能够尽可能地满足旅客们的要求，同时能够吸引更多的客流量，从而创造更大的经济效益。对于汽车客运站也是如此，能够用最少的投入量换取更大的输出量，因此对汽车客运站的绩效评价，不断提升其内部运营效率，从而提高整个客运站的运行效果。 其次，对于汽车客运站的绩效评价体系还不是太完善，在客运站的绩效研究中，可以用于绩效评价的指标种类纷繁复杂，评价体系的构建方法不拘一格，但都有其各自的局限性和优势性。因此，如何合理的选择评价指标并恰当的构建评价体系进行分析评价，并根据研究结果进行优化调整，以期达到提高绩效的目的，是每个汽车客运站主体关注的重点。与其它的绩效评价方法相比，运用DEA模型对汽车客运站进行绩效评价有其自身独特的优势，研究成果具有较强的理论和现实意义。 1.3研究思路 本研究的主要思路是以郑州汽车客运站为对象，从能耗方面来分析郑州客运 2 华北水利水电大学毕业论文 站的影响因素。并通过DEA模型的来研究郑州客运站的绩效评价。经过严密的和科学的论证，本文将采取理论探求和实践应用相结合的研究方式。 3 华北水利水电大学毕业论文 第二章 主要评价方法分析 2.1评价的相关概念 所谓评价，是根据确定的目标来测定对象系统的属性，并将这些属性变为客观的定量数值或者主观效用的行为，简言之，评价就是对某一事物进行的考核，由于信息化的高速渗透性的特点，其评价难度大。评价是对研究对象功能的一种量化描述，它既可以用时序统计数据去描述同一对象功能的历史演变，也可以利用统计数据去描述不同对象功能的差异。各种评价结果还可以用来研究对象的结构，并为优化结构明确指示方向。 对单个指标进行评价和比较是比较容易的，只要用指标的实际值和标准值进行对比即可，也可对对个样本的统一指标数值直接进行排序，找出研究对象在多个样本中所处的位置，从而看出研究对象在该项指标上的实际水平。 按评价模式可分为传统评价模式和现代评价模式: (1)传统评价模式。这是目前常用的一种评价模式，例如各单位一年一度的“评优”。这一模式存在诸多弊端，其一是指标体系不全面、不规范;其二是评价方法本质上以定性分析或半定量分析为主，科技含量不高，主观成分过重。 (2)现代评价模式。这是当今蓬勃兴起的一种评价模式，它代表着评价的发展方向。这一模式的指标体系较全面、较规范;评价方法借助于对定性指标定量化，使指标体系成为可计算的，该模式要求尽可能排除主观成分，使评价结果体现科学、民主、公平、公正、公开的原则，本文所讨论的综合评价法为现代评价模式。 评价任何问题都必然要涉及一下基本因素:评价者、评价对象、评价目标、评价指标和评价原则及策略。各个基本要素的有机组合称为一个评 价系统。对某一特定的评价问题，一旦相应的评价系统确定之后，该评价问题就成为按既定步骤进行质量问题。评价的过程就是上述五个基本要素的逐步确定过程。 综合评价是相对单项评价而言的，他们之间的区别不在于评价客体的多少，而在于评价标准的复杂性，多指标综合评价将评价对象的多项指标的信息加以汇集，把多个描述被评价事物不同方面且量纲不同的统计指标转换成无量纲的相对评价值，形成包含各个侧面的综合指标，综合这些评价值得出对该事物的一个整 4 华北水利水电大学毕业论文 体评价的方法，从而有整体认识评价对象在一定标准下的优劣状况。其数学实质是，把高维空间的样本投射到一条直线上，通过投影点来研究样本的规律，它具备以下特点: 1、评价包括若干个评价指标; 2、多个评价指标分别说明被评价事物的不同方面，彼此间往往是异度量的，而且不存在一个统一的同度量因素; 3、最终要对被评价事物做出一个整体性的评判，用一个总指标来说明被评价事物的一般水平。 2.2汽车客运站评价的特点分析 2.2.1汽车客运站的基本概念 汽车客运站是以设施、场地及配套设施为依托，为广大旅客提供公路运输服务、运输组织、中转换乘、装卸储运、信息服务、辅助服务的场所。是公路运输的网络节点，是组织运输生产不可缺少的生产要素，是联系公 路客运经营主体与旅客的桥梁与纽带，是培育和发展公路客运的市场。 根据交通部门的有关规定，可将客运站等级主要分为五类:一级、二级、三级、四级和简易车站。一般规模的城市可简单划分为高速客运站、普通客运站等;也有总站、中心站、分站等分类法。【3】 2.2.2汽车客运站的特点 (1)客流量负载大 汽车客运站作为城市内外交通的枢纽节点，汽车客运站客流总量是铁路的10倍，主要是因为人民出行多利用公路。另外汽车客运站以中短途为主，班次数量多和时间也合理，所以使人们出行的最佳选择之一。 (2)汽车客运站的交通组织与城市道路的交通组织联系较为密切 客运站的选址普遍分布在客流比较集中和交通换乘比较方便的地方，尤其与城市交通的主干道衔接，临近城市公共汽车车站。目的是舒缓道路通过压力，方便乘客换乘。 (3)有较大的经济倾向性 5 华北水利水电大学毕业论文 客运站布局是否合理，运作是否正常，关系到区域经济的发展。客运站的建设能够改善沿线交通条件，促进沿线企业之间的联系，带动沿线的经济增长，是提高沿线区域优势。同时客运站的建设也会改善沿线人民生活的生活水平。【3】 (4)客运站的布局要根据实际城市而进行调整 从客运站的分布形态上上看，可以把汽车客运站归纳为五种类型。分 别是集聚型(城市规模和日均客流比较少，主要工业工地集中)，中心分散型(城市规模为中等到大城市，交通相对拥挤)，方向合并型(城市规模适中)，分散携带型(城市规模特别大，城市功能齐全，工业地相对集中)，相对独立型(城市规模巨大，客流量大，交通系统相对独立)。 2.2.3汽车客运站的功能 现代汽车客运站已不仅仅是运输旅客的场所，同时也是展示城市文明和风采的窗口，反映着城市经济、文化和建设的风貌，其建设水准应服从于城市的总体规划。因此现在汽车站除满足其自身的基本功能、核心功能、业务功能外，还需满足诸多城市功能和商业功能，如城市标志性建筑、改善城市交通环境、带动城市经济发展，使城市周边区域具有巨大的商业价值，为城市服务等。 城市中的客运站要适应经济建设的发展，就要改变计划经济条件下的建设和管理模式，按城市总体规划的功能设置，适度超前规划，实施科学管理，才能充分发挥客运站的功能，为旅客提供安全、舒适和便捷的乘车服务。 汽车客运站作为交通运输的载体，城市内外交通的枢纽节点，无形中把客流与货流等有组织地集中和疏散在城市交通规划中占有重要地位。每个汽车客运站之间如果能合理地安排和布局，能够使运输效率在一定程度上得到提高，减缓城 【4】市交通压力，同时促进公路运输有秩序的发展，无形中使区域经济得到发展。 2.3汽车客运站绩效评价的模型选择 现代综合评价方法包括主成分分析法、数据包络分析法、模糊评价法等。现详细介绍以下三种方法进行比较: (1)主成分分析法。主成分分析是多元统计分析的一个分支。是将其分量相关的原随机向量，借助于一个正交变换，转化成其分量不相关的新随机向量，并 6 华北水利水电大学毕业论文 以方差作为信息量的测度，对新随机向量进行降维处理。再通过构造适当的价值函数，进一步做系统转化。主成分分析法可以消除评价指标之间的相关影响，减少指标选择的工作量。 然而在主成分分析中，首先还要保证所提取的前几个主成分的累计贡献率达到一个较高的水平，其次对这些被提取的主成分必须都符合实际背景和意义的解释。主成分的解释其含义一般多少带有点模糊性，不像原始变量的含义那么清楚、确切，这是变量降维过程中不得不付出的代价。 (2)数据包络分析法。它是创建人以其名字命名的DEA模型——C2R模型。DEA法不仅可对同一类型各决策单元的相对有效性做出评价与排序，而且还可进一步分析各决策单元非DEA有效的原因及其改进方向，从而为决策者提供重要的管理决策信息。 数据包络分析是运筹学管理科学和数理经济交叉研究的一个新领域，是使用数学规划模型评价具有多个输入和多个输出的部门或单位间的相对有效性的理论。它主要用于评价DMU之间的相对效率，也是估计对输入与多输出及多目标决策类问题的有力工具。 数据包络分析的基本功能是“评价”，特别是进行多个同类样本间的 “相对优劣性”的评价，不仅可以对同一类型的各决策单元的相对有效性作出排序和评价，而且还可以进一步分析各决策单元非EDA有效地原因及其改进方向，从而成为管理科学与系统工程领域中一种重要而有效的分析工具，为决策者提供重要的管理决策信息。目前数据包络分析已作为管理科学与系统工程领域中一种重要而有效的分析工具被广泛采用。 数据包络分析对DMU进行效率评价时，可以得到很多在经济学中具有深刻经济含义和背景的管理信息，特别是由于DEA方法对输入、输出指标有较大的包容性，可以接受那些在一般意义下很难定量的指标，从生产函数的角度看，它利用线性规划或其对偶的手段估计出有效地生产前沿面，用来研究具有多个输入，特别是具有多个输出的“生产部门”，同时为“技术有效”与“规模有效”的一种思想且有效的方法。 7 华北水利水电大学毕业论文 (3)模糊评价法。模糊评价法奠基于模糊数学。它不仅可对评价对象按综合分值的大小进行评价和排序，而且还可根据模糊评价集上的值按最大隶属度原则去评定对象的等级。 模糊评价法是用模糊数学的理论方法，将评价中的模糊信息数值化，再进行定量分析的方法。应该模糊数学理论建立评价的数学模型，可以使定性的评价指标定量化，定量的模糊评价指标指向精确逼近，使评价方法更具科学性、实用性。 模糊综合评价法不管是多层次还是单层评价模型，其中关键的两步是确定单因素评价矩形和计算模糊评判子集，考虑了价值系统的模糊性，但 模糊综合评价中，模糊隶属函数的确定以及指标参数的模糊化会掺杂人为因素并丢失有用的信息，而且各指标权值的确定，也存在着过多的主观依赖性。模糊评价法、灰色聚类法均需构造诸多的函数，函数设计无规范模式:计算量大，评价过程复杂，故也不适合本文的评价指标。【2】 本文的采用的是数据包络分析法(DEA模型——C2R模型)来研究汽车客运站的绩效评价。 8 华北水利水电大学毕业论文 第三章 DEA概述 3.1DEA发展过程 数据包络分析(Data Envelopment Analysis，简称DEA)，是数学、运筹学、数理经济学和管理学的一个新的交叉领域。【5】 1978年，A(Charnes和W(w Cooper等人创建了DEA并提出了第一个DEA 模型C2R模型，用以研究具有多输入、尤其是具有多输出的同类“生产部门"同时为“技术有效"与“规模有效"的方法。 1984年，R(D(Banker，A(Chames和W(W Cooper提出了BC2模型;次年Charnes，Cooper和B(Golany，L(Seif(ord，J(Stutz给出了另一个模型C2GS2模型，这两个模型是用来研究“生产部门"的间的“纯技术有效"以及各自的“规模有效”的方法。 1986年，Charnes，Cooper和魏权龄通过推算并论证，得到一个新的DEA模型C2W，该模型将决策单元的个数由有限拓展到无穷，是第一个非限制性的DEA模型，为随机背景下DEA的进一步研究奠定了良好的分析基 础。 1989年，Chames，Cooper，魏权龄和黄志民研究得到了锥比率的数据包络模型，简称C2WH模型，模型中锥的选取能体现决策者偏好;1996年，魏权龄等人引入带有“偏好锥"和“偏袒锥”及三个0和l参数的综合DEA模型，“偏好锥"是输入输出指标之间重要性的体现，“偏袒锥”决策单元侧重的体现。 近些年来，国内外的众多学者开展了对DEA理论的大量研究工作，推动DEA 理论得以不断完善并发展。同时，DEA的优点吸引了众多的应用者，其应用范围日趋广泛，从最初的Charnes，Cooper等人在弱智儿童开设公立学校项目中首次运用DEA方法评价为开始，其应用范围己扩展到军用、城市、市场、银行以及行政等各个领域用来研究多种方案之间的相对有效性、预测决策后相对效果情况甚至进行政策评价等各个方面。【6】 3.2DEA核心概念 DEA方法包括如下三个核心概念: 9 华北水利水电大学毕业论文 (1)决策单元(Decision Making Units，简称DMU)。DMU是DEA的评价对象，可以是一个经济系统或一个生产部门，在一定范围内，通过消耗一定量的生产要素，而得到一定量“产品"的过程来达到取得最大的效益的目的，过程中从输入到输出实际上是一系列决策的结果，这样的系统或部门就是DMU。输入表示该DMU对资源的耗费，输入越小越好;输出表示该DMU在消耗了资源之后获得产品成效的指标，输出越大越好。DMU是 广义的概念，可以是企业，可 【7】以是人，只要是具有可比性的同类型的主体都能当作DMU。一般而言，DMU 在DEA评价中需要具备以下三个特征:相同的外部环境;相同的目标和任务;相同类型的输入和输出指标。 (2)生产可能集及其确定。生产可能集的概念是用来描述在特定的技术水平下，可行的所有输入输出要素的集合，是DEA方法的理论基础。DEA的评价原理是对DMU间的相对有效性的比较评价，根据各DMU的生产可能集数据来判断其DEA有效性，本质上是判断各DMU是否位于其生产可能集的“生产前沿面”上。其中，位于前沿面上的DMU为相对有效，否则为相对无效。 生产可能集是由待评价的DMU共同的经济特征所决定，由能够全面反映该经济特征的指标体系惟一确定。构建的指标体系不同，确定的生产可能集就不同，得到的生产前沿面也不同。由此，在不同指标体系下，DEA模型和DEA有效性的含义也是不同的。 (3)生产前沿面及投影。生产前沿面是生产可能集的支撑超平面，实际上是指观察到的DMU的输入输出数据的包络面的有效部分，具体来说是描述在特定技术水平下，一种输出在给定输入和其余输出不变时最大值或一种输入在给定输出和其余输入不变时的最小值，即技术有效的输入输出向量集合。在DEA中，DMU的投影指的是原来不在生产前沿面的DMU，按照一定的比例减少输入或增加输出，使该输入或输出能在生产前沿面上获得投影。投影的过程为相对效率的提高指明方向，也是将非DEA有效的 DMU转化为DEA有效的过程。 3.3DEA方法特点 1、汽车站是一个多层次多因素的复杂系统，其输入输出也必然存在着复杂的关系，很难对这个客运站做统一的描述。而DEA方法则避开了对多输入和多 10 华北水利水电大学毕业论文 输出之间的交互关系及作用影响的具体显示表示，通过确定DEA在有效前沿面中的相对有效性对输入和输出定位，从而对汽车站给予有效的评价。DEA这种适用于多输入—多输出的有效性综合评价问题，在处理多输出—多输入有效性评价方面具有绝对优势。 2、汽车站是一个对因素的动态系统，需要不同指标和因素来完成绩效评价，然而这些指标往往难以用同一的量纲来表述。而EDA方法并不直接对数据进行综合，因此决策单元最优效率指标与投入指标值及产出指标值的量纲选取无关，应用DEA方法建立模型前无需对数据进行无量纲化处理(当然也可以)。避免了繁琐的程序，简化了评价步骤。 3、无须任何权重假设，而以决策单元输入输出