許紅軍，孫繼湖，馬慧濤

（中國民航大學(xué) a.經(jīng)濟與管理學(xué)院；b.研究生部，天津 300300）

本文以模糊數(shù)學(xué)思想為基礎(chǔ)，根據(jù)閥值，把協(xié)調(diào)度的范圍劃分成若干連續(xù)區(qū)間，把相近的協(xié)調(diào)度在隸屬關(guān)系上界定為同一類型，每一區(qū)間代表一個協(xié)調(diào)等級和協(xié)調(diào)狀態(tài)，劃分不同的協(xié)調(diào)等級和協(xié)調(diào)狀態(tài)，其對應(yīng)關(guān)系以及表示的含義如表1所示。

民航運輸系統(tǒng)是由航空公司系統(tǒng)、機場系統(tǒng)、空管系統(tǒng)及包括航油、航材、航信在內(nèi)的航空運輸保障系統(tǒng)而構(gòu)成的復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng)。民航運輸系統(tǒng)的核心目標是在民航運輸活動過程中以最小的綜合成本、最高的效率來滿足用戶的需求，強調(diào)的是整體效應(yīng)最優(yōu)，而不是某個環(huán)節(jié)最優(yōu)。為了實現(xiàn)民航運輸系統(tǒng)整體效應(yīng)最優(yōu)，必須組織和調(diào)控各子系統(tǒng)，在子系統(tǒng)的功能、目標和結(jié)構(gòu)之間形成協(xié)同效應(yīng)。只有促進民航業(yè)各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展，才能充分發(fā)揮民航運輸系統(tǒng)的最優(yōu)效能，進而促進民航運輸系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，分析和評價中國民航運輸系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展程度是決策者進行協(xié)同管理的前提，是增強中國民航運輸系統(tǒng)性的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展從理論分析到實踐指導(dǎo)的重要環(huán)節(jié)。

民航運輸系統(tǒng)性測度就是從民航運輸系統(tǒng)內(nèi)部考察各個子系統(tǒng)的構(gòu)成及相互關(guān)系，主要指航空公司、機場和空管等的總體規(guī)模和容量上的適應(yīng)性、運行的協(xié)調(diào)性。目前，對民航運輸系統(tǒng)性的分析主要集中于定性層面[1-3]，而單純的定性分析不足以從整體上把握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的行為特征和功能特征，如何從量化的角度衡量評價中國民航運輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)發(fā)展情況就顯得尤為重要。而關(guān)于系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)的量化評價問題，很多方法仍處在研究探索階段，學(xué)術(shù)界仍未有普遍認可的方法[4-7]。關(guān)于民航運輸系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)的定量評價，國內(nèi)外的研究成果則更少，筆者沒有檢索到相關(guān)的文獻。因此，本文利用相關(guān)模型或方法，構(gòu)建了民航運輸系統(tǒng)性測度方法和模型：一方面采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法測度民航運輸系統(tǒng)的總體發(fā)展水平，另一方面利用協(xié)同理論，通過構(gòu)建民航運輸子系統(tǒng)協(xié)調(diào)測度函數(shù)，對民航運輸各子系統(tǒng)、各要素之間協(xié)調(diào)、配合程度進行測度，為準確把握中國民航運輸系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，實現(xiàn)中國民航運輸系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展提供理論和方法的支撐。

1 民航運輸系統(tǒng)性測度模型研究

本文通過對民航系統(tǒng)性的深入分析，認為對中國民航運輸系統(tǒng)性的評價主要包括兩個層面：第1層面，以整個民航運輸系統(tǒng)的資源投入與產(chǎn)出為基礎(chǔ)的系統(tǒng)總體評價；第2層面，對民航運輸系統(tǒng)各主要子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)狀態(tài)進行評價分析。并以此為基礎(chǔ)，建立民航運輸系統(tǒng)性測度模型。

1.1 民航運輸系統(tǒng)整體評價模型

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法（DEA）是解決多輸入輸出的時序性問題較為有效和便捷的方法，它反映了民航系統(tǒng)對資源的消耗程度以及所產(chǎn)生的成效，無需事先設(shè)置參數(shù)，可以減少人為主觀因素的影響，分析的結(jié)果相對比較客觀[8]。因此，本文首先將民航運輸系統(tǒng)看作是一個決策單元，它是在一定的社會經(jīng)濟環(huán)境下，采取各種措施不斷加大人財物投入，建成和擁有了一批民航交通基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備，為社會經(jīng)濟和人民群眾出行提供服務(wù)，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展需求的運輸系統(tǒng)。通過建立民航運輸DEA模型，來研究民航運輸系統(tǒng)的整體發(fā)展效率和發(fā)展水平。

1.1.1 民航運輸DEA分析模型

假設(shè)有n個決策單元，每個決策單元都有m種類型的輸入以及s種類型的輸出，則評價民航運輸系統(tǒng)的DEA模型為

式中：xj=（x1j，x2j，…，xmj）T＞0為輸入向量，yj=（y1j，y2j，…，ymj）T＞0為輸出向量；其中，xij為第j個決策單元的第i種輸入的數(shù)量值；yij為第j個決策單元的第i種輸出的數(shù)量值；s-、s+分別為輸入、輸出松弛向量。當δ=0時，模型為C2R模型；當δ=1時，模型為C2GS2模型。

1.1.2 民航運輸系統(tǒng)發(fā)展有效性評價

1）民航運輸系統(tǒng)的有效性

如果DEA模型的目標函數(shù)值為1，則DEA有效，根據(jù)其判斷模型不同，DEA有效包含技術(shù)有效和規(guī)模有效兩方面的內(nèi)容。用C2GS2模型判斷評價單元的技術(shù)有效性，C2R模型判斷評價單元“技術(shù)有效”和“規(guī)模有效”是否同時存在。

2）民航運輸系統(tǒng)規(guī)模有效程度的判斷

可以用C2R模型中λj的最優(yōu)值來判別DMU0的規(guī)模收益情況。若，則DMU0為規(guī)模收益遞增，若，則DMU0為規(guī)模收益不變，若，則DMU0為規(guī)模收益遞減。

3）民航運輸系統(tǒng)技術(shù)有效程度的判斷

技術(shù)有效說明各子系統(tǒng)間，系統(tǒng)內(nèi)部各要素間具有較好的適配性，它反映了系統(tǒng)之間的協(xié)同程度?？梢杂肅2GS2模型中λj的最優(yōu)值來判別DMU0的技術(shù)有效情況。

1.2 民航運輸各子系統(tǒng)間協(xié)調(diào)度判斷模型

1.2.1 民航各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)函數(shù)的構(gòu)建

從協(xié)同學(xué)分析，對于民航運輸系統(tǒng)系統(tǒng)起主導(dǎo)作用，決定系統(tǒng)演變的方向和狀態(tài)的是民航運輸系統(tǒng)的序參量。序參量對系統(tǒng)有序性的貢獻可用功效系數(shù)來表示（EC）。設(shè)民航運輸某一子系統(tǒng)序參量為Xi=（Xi1，Xi2，…，Xin），Xi1，Xi2，…，Xin是描述系統(tǒng) i的運行狀況的若干指標，序參量Xi對系統(tǒng)i有效度的貢獻可通過ECi（Xij）集成來實現(xiàn)，即

功效系數(shù)不能說明民航運輸系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)，需要建立一個以所有序參量為自變量的函數(shù)模型——系統(tǒng)協(xié)調(diào)度函數(shù)（HC）。在系統(tǒng)協(xié)調(diào)度函數(shù)中，設(shè)對于給定的初始時刻t0，民航運輸系統(tǒng)i序參量的系統(tǒng)有序度為（X）i，其在發(fā)展演變過程中的時刻t1的序參量的系統(tǒng)為（X）i，則民航運輸系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度HC函數(shù)為

1.2.2 民航各子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)度測度

對民航各子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)性進行評價時，采用協(xié)調(diào)發(fā)展度判斷法，通過對系統(tǒng)間的靜態(tài)協(xié)調(diào)度計算來描述系統(tǒng)在某時期的協(xié)調(diào)狀況，通過動態(tài)協(xié)調(diào)度的計算來反映系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展趨勢。民航各子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)度計算公式為

式中：u為狀態(tài)協(xié)調(diào)度；x為實際值；x^為協(xié)調(diào)值；s2為方差。

通過對兩子系統(tǒng)的發(fā)展水平進行回歸分析，可以得出兩子系統(tǒng)間的擬合方程，然后將各自發(fā)展水平代入相應(yīng)的擬合方程，便可得到協(xié)調(diào)值。系統(tǒng)i與系統(tǒng)j靜態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展程度的計算式為

同理，3個子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)度的計算公式為

動態(tài)協(xié)調(diào)度反映兩子系統(tǒng)間在系統(tǒng)時段（t-T+1）～t協(xié)調(diào)發(fā)展的動態(tài)程度，它反映系統(tǒng)是否處于協(xié)調(diào)發(fā)展的軌跡上，計算公式如下

1.2.3 協(xié)調(diào)度等級劃分的確定

本文以模糊數(shù)學(xué)思想為基礎(chǔ)，根據(jù)閥值，把協(xié)調(diào)度的范圍劃分成若干連續(xù)區(qū)間，把相近的協(xié)調(diào)度在隸屬關(guān)系上界定為同一類型，每一區(qū)間代表一個協(xié)調(diào)等級和協(xié)調(diào)狀態(tài)，劃分不同的協(xié)調(diào)等級和協(xié)調(diào)狀態(tài)，其對應(yīng)關(guān)系以及表示的含義如表1所示。

表1 民航運輸系統(tǒng)協(xié)調(diào)等級劃分表Tab.1 Harmony scale of civil aviation transportation system

2 中國民航運輸系統(tǒng)性測度實證研究

2.1 評價指標的建立

民航運輸系統(tǒng)評價指標的選取是在遵循系統(tǒng)性、代表性、可比性、完整性等原則基礎(chǔ)上兼顧數(shù)據(jù)的可得性、可操作性等因素。為了全面準確地描述并刻畫中國民航運輸?shù)南到y(tǒng)性發(fā)展情況，從投入和產(chǎn)出的角度來設(shè)計評價指標。民航運輸系統(tǒng)的效率是指單位資源投入所獲得的產(chǎn)品、服務(wù)數(shù)量以及價值的多少。因此，根據(jù)民航運輸系統(tǒng)實際情況，將民航運輸系統(tǒng)的資源投入設(shè)為國家各時期投入的運輸飛機擁有量、運輸使用機場數(shù)量和從業(yè)人數(shù)；資源產(chǎn)出可用旅客周轉(zhuǎn)量、貨運周轉(zhuǎn)量、全行業(yè)利潤和航班正常率來表示。在對航空公司系統(tǒng)進行評價時，確定投入情況指標為：飛機擁有量與主營業(yè)務(wù)成本；產(chǎn)出情況指標為：旅客運輸量，貨郵運輸量和主營業(yè)務(wù)收入。在對機場系統(tǒng)進行評價時，確定投入情況指標為：運輸使用機場數(shù)量與固定資產(chǎn)投資總額；產(chǎn)出情況指標為：旅客吞吐量，貨郵吞吐量和業(yè)務(wù)收入。在對空管系統(tǒng)進行評價時，確定投入情況指標為：空管固定資產(chǎn)投資總額與空管從業(yè)人員數(shù)量；產(chǎn)出情況指標為：保障飛機起降架次，事故征候率。具體如表2所示。

表2 民航運輸系統(tǒng)性評價指標體系Tab.2 Evaluation index of civil aviation transportation system

2.2 中國民航運輸系統(tǒng)整體運行效率評價

根據(jù)所建立的評價指標體系，以年份為決策單元，采用《中國民航統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)（1999—2009年）[9]，應(yīng)用DEAP2.1軟件進行求解，得到近10年來中國民航運輸系統(tǒng)的相對效率值及其他相關(guān)的定量數(shù)據(jù)。評價結(jié)果如表3所示。

2.3 民航運輸主要子系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)狀態(tài)評價

根據(jù)民航運輸系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟特點，及其各組成部分的重要性，為簡化計算，本文僅對航空公司系統(tǒng)、機場系統(tǒng)、空管系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)進行評價。首先，對原始數(shù)據(jù)進行標準化，采用SPSS17.0軟件的主成分分析運算功能，對3個子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平進行計算和評價；其次，運用協(xié)調(diào)發(fā)展度判斷法對3個子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)程度進行評價；最后得出3個子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)的評價結(jié)論。計算結(jié)果如表4所示，表4為1999—2008年航空公司系統(tǒng)、機場系統(tǒng)、空管系統(tǒng)經(jīng)標準化處理后的各子系統(tǒng)綜合發(fā)展水平值。

表3 中國民航運輸系統(tǒng)效率DEA評價結(jié)果Tab.3 China civil aviation transportation system evaluation result based on DEA

表4 1999—2008年民航子系統(tǒng)綜合發(fā)展水平Tab.4 1999—2008 the developing level of China civil aviation transportation subsystem

為方便論述，以I、J、K分別代表航空公司系統(tǒng)、機場系統(tǒng)、空管系統(tǒng)。將各系統(tǒng)的實際值代入擬合方程，得到相應(yīng)的協(xié)調(diào)值。然后計算各系統(tǒng)之間的靜態(tài)協(xié)調(diào)度和動態(tài)協(xié)調(diào)度，計算結(jié)果如表5和表6所示。

表5 民航運輸各子系統(tǒng)間靜態(tài)協(xié)調(diào)度Tab.5 Static harmony coefficient of China civil aviation transportation subsystem

表6 民航運輸各子系統(tǒng)間動態(tài)協(xié)調(diào)度Tab.6 Dynamic harmony coefficient of China civil aviation transportation subsystem

3 結(jié)果分析

1）中國民航運輸系統(tǒng)整體效率由表3中綜合有效性指標變化可以看出，在近10年中僅有2007年綜合有效性為1，表示2007年民航系統(tǒng)運輸效率DEA是有效的，即這一年的相對規(guī)模和技術(shù)效率最優(yōu)。對于這一年的民航運輸系統(tǒng)來說，只有增加系統(tǒng)新的投入，才能增加旅客周轉(zhuǎn)量、貨郵周轉(zhuǎn)量等輸出量。其余9個非DEA有效的年份之中，有5年的技術(shù)有效性為1，說明這些年份的民航運輸系統(tǒng)是技術(shù)有效的，但非規(guī)模有效。其余年份為非DEA有效年份，即投入要素沒有得到充分的利用，決策單元既非規(guī)模有效也非技術(shù)有效。

2）就純技術(shù)效率而言，1999—2008年平均純技術(shù)效率為0.984，共6年有效。說明近10年來中國民航運輸系統(tǒng)對各投入指標的利用率較高，僅2003年與2006年偏低，究其原因，一方面是由于該年技術(shù)創(chuàng)新能力退步，另一方面是由于2003年“非典”的影響，平均客座率不足30%，大部分航班取消，產(chǎn)出不足。具體而言，純技術(shù)效率反映對投入要素的利用情況，既可用投入冗余率也可用產(chǎn)出不足來衡量。

3）就規(guī)模效率而言，1999—2008年規(guī)模效率均值達0.920，僅2007年有效。其余年份大多處于規(guī)模遞增或不變階段，說明中國民航業(yè)投資規(guī)模過小，表明增加對民航運輸?shù)耐度肟梢垣@得更高的產(chǎn)出，應(yīng)適當增加投入。僅2008年處于規(guī)模遞減階段，這與2008年“金融危機”密切相關(guān)，對民航運輸系統(tǒng)造成了較大沖擊，造成了表面上的投入過剩。雖然近年來中國政府采取一系列政策措施加大了基礎(chǔ)設(shè)施的投資和建設(shè)力度，運輸化過程明顯加快，市場融資能力有所增強，運輸能力和裝備水平有所提高，在滿足運輸需求、降低運輸成本、提高運輸質(zhì)量方面取得了巨大進步。但總體來說，中國民航運輸仍舊處于需要迅速擴大運輸能力的初級階段。綜合考慮10年間的規(guī)模收益及產(chǎn)出虧空情況，中國對民航業(yè)總體投入仍然不足，應(yīng)需繼續(xù)加大投資力度，加快空管、機場等相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高中國民航的整體運輸能力，實現(xiàn)民航運輸?shù)某掷m(xù)快速發(fā)展，以滿足國內(nèi)國際不斷增長的潛在航空運輸需求。

4）民航運輸3個系統(tǒng)之間在1999—2008年10年間的平均靜態(tài)協(xié)調(diào)度 U（I，J，K）為 0.738，表明中國民航運輸系統(tǒng)3個子系統(tǒng)之間的發(fā)展處于中度協(xié)調(diào)狀態(tài)。從動態(tài)協(xié)調(diào)度來看，3個子系統(tǒng)的平均動態(tài)協(xié)調(diào)度U（I，J，K）為 0.693，也處于中度協(xié)調(diào)狀態(tài)。3 個子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)狀態(tài)在2003年為最低，在2003年以后協(xié)調(diào)狀態(tài)逐步有所改善，但這種趨勢并不明顯，改善緩慢，2007年與2008年協(xié)調(diào)狀態(tài)保持不變。

5）民航運輸3個子系統(tǒng)兩兩之間靜態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)較好，其中航空公司系統(tǒng)與機場系統(tǒng)、航空公司系統(tǒng)與空管系統(tǒng)和機場系統(tǒng)與空管系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度均處于中度協(xié)調(diào)狀態(tài)，而三者之中機場系統(tǒng)與空管系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度最低為0.707。兩兩之間動態(tài)協(xié)調(diào)度，在2003年以后基本呈現(xiàn)出逐步上升的趨勢，表明三者兩兩之間朝著越來越協(xié)調(diào)的方向發(fā)展。在三者之間，機場系統(tǒng)與空管系統(tǒng)協(xié)調(diào)度較低，這主要是因為中國民航運輸業(yè)發(fā)展迅猛，機場飛機起降架次增長很快，而空域資源緊缺，且空域存在“多頭管理”，協(xié)調(diào)難度較大，空管設(shè)備配置落后，空管系統(tǒng)保障能力有限，制約了二者的協(xié)調(diào)發(fā)展，這也是造成航班延誤等現(xiàn)象的主要原因。

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