2016年
财会月刊(33期)
业务与技术
基于DEA模型的水利基础设施投资经济效益分析

作  者
郭姣姣1,3,薛惠锋2,3(博士生导师)

作者单位
1.西安理工大学经济与管理学院,西安710054;2.中国航天系统科学与工程研究院,北京100048;3.中国航天社会系统工程实验室,北京100048

摘  要

    【摘要】实现投资效益稳步增长是强化水利基础设施建设水平的关键。本文以影响基础设施投资经济效益的复杂多因素为视角,选取资金、人力为投入指标,行业生产总值、人员工资为产出指标,通过构建水利基础设施投资经济效益的数据包络分析模型,对全国31个省市水利基础设施投资的经济效益分别进行纵向测度与横向对比。结果表明:全国水利基础设施总体投资经济效益呈稳定上涨态势,具有较大的提升空间,目前仅有6个省市水利基础设施投资达到规模效应,且多集中于东部地区,中西部地区匮乏,而东、中、西部地区投资绩效呈“东部领先、中部赶超、西部发展”的基本态势。
【关键词】水利基础设施;经济效益;数据包络分析法;效率评价
【中图分类号】F294           【文献标识码】A           【文章编号】1004-0994(2016)33-0084-4一、引言
随着工业化和城镇化的快速推进,水利基础设施建设在国民经济发展中的支撑作用日益显著,加强水利基础设施建设对“十三五”既定目标的实现具有重要意义。但是,由于水利基础设施具有超越公共物品的复杂属性,在其建设过程中长期受到投资渠道单一、效率低下等短板因素的制约,从而导致水利基础设施建设出现投入产出的不匹配。因此,科学辨识水利基础设施投资经济效益的时序发展规律,透析其空间分布特点,对于制定与实施针对性的政策建议、提升全国水利基础设施投资经济效益和水利基础设施建设投资体制优化水平,具有较高的理论与实践双重必要性。
如何合理评价现有投融资模式的优势和弊端,并高效地创新投资体制已经成为世界各国水利基础建设的探讨热点。例如,在水利投资体制方面,Polzin F.(2015)提出运用社会资本进行投资是解决投资效率低下的一种高趋势性投资方式;Ali M.(2014)通过调研美国涉水企业对扩展投资渠道的意识和态度,发现近62%的企业认为现有投资规模不足;Wang C.(2011)认为增加水利基础设施建设投资资金,寻求水利建设和发展新策略,是科学使用现有水资源的必要途径;郭峰等(2009)通过SWOT分析方法对水利建设项目投资渠道进行分析,认为政府调控是提高投资绩效与规避市场风险的重要手段。在水利基础设施投资评价模型方面,Andy G.(2015)选取通用模型和循环基金应用数据对基础设施的成本效用进行评价分析,提出循环基金的融资创新模式可以减少投资需求;任向阳等(2014)通过总结区域水利设施及资金投入基本模式,提出以政府、政策性银行、合作社和公私合作的协调投资概念模型;郭唐兵等(2012)利用VAR计量模型分析水利基础设施建设与农村经济社会发展的关系,并发现其区域差异相对显著;华坚等(2013)运用超效率DEA评价农村水利基础建设投入产出效率。
综上所述,现有水利建设投资研究主要集中于宏观层面的定性分析和效率评价,而忽视了针对水利行业基础设施建设投资绩效的测度。而随着中国经济的新常态,各领域均积极探索支撑其经济可持续发展的关键点,但目前的研究对水利基础设施投资经济效益的定量分析仍显不足。因此,本文尝试通过数据包络分析法构建水利基础设施投资经济效益的投入产出模型,选取全国31个省市为研究对象,对各地区水利基础设施投资经济效益进行纵向测度与横向分析,以期探索水利基础设施投资的实际水平与地区差异,为优化水利基础设施投资模式及提高资金使用效率提供理论参考。
二、DEA模型构建
DEA是对多投入和多产出综合效率评价的方法,由美国著名学者A.Charnes 等人于20世纪70年代末80年代初提出。DEA效率评价的基本模型可以分为投入导向型的规模报酬不变模型、产出导向型的规模报酬不变模型、投入导向型的规模报酬可变模型和产出导向型的规模报酬可变模型这四种。根据对原始数据的分析,本文构建投入导向型的规模报酬可变模型进行实证分析。假设有t个决策单元(简称DMU),每个DMU均有m个投入变量和n个产出变量。其中输入与输出所对应的权重分别为v=(v1,v2,…,vm)和u=(u1,u2,…,un),投入导向下对偶形式的模型如下:

 

 


引入投入和产出松弛变量S+、S-后:

 

 

 

其中,θ无约束,I=(1,1,…,1)1×t 。
由引入松弛变量的(2)式可求出纯技术效率(PTE),根据规模效率=综合效率/纯技术效率(即SE=TE/PTE)可求出规模效率(SE)。纯技术效率是指只考虑技术因素的效率,规模效率是指只考虑规模的效率,综合效率是指综合考虑技术、管理和规模等影响因素的效率。θ表示DMU的技术效率值,满足0≤θ≤1,值越大表明DEA越有效,0≤θ<1为非DEA有效,θ=1为DEA有效。
DMU无效通过一定的模型优化转化为有效值的计算:

其中:△X0代表投入冗余值,△Y0代表产出冗余值。
三、指标选取和数据来源
1. 指标体系构建。良好的水利基础设施是水利行业发展的重要支撑,既能保障人民生活水平的提升,也为国家长治久安、经济社会良性发展提供基础物质支持。水利基础设施投资是一项多投入和多产出的复杂系统工程,涉及很多生产要素,其投资的合理与否直接影响资源配置、产业升级和经济发展水平。资本、劳动力和土地是水利基础设施建设的基本要素,但是考虑到我国基础设施占地面积每五年进行一次清查,相关数据具有很强的时滞性。因此,本文运用经济学原理并结合前人研究,选取衡量水利基础设施建设的增量水平变化——资金和人力资源作为投入指标,具体选取水利基础设施投资完成额和水利行业从业人员数。当资金和人力投入到水利基础设施建设后,对经济水平最直接的影响表现在GDP的贡献率即行业生产总值的高低,以及对人民生活质量的改善即行业人员的平均工资高低上。本文基于上述分析,并考虑数据的可获取性,选取了水利、环境和公共设施管理行业的生产总值和就业人员平均工资作为产出指标,并最终建立了如下指标体系:

 

 

 


2. 数据来源。本文数据来源于《中国水利统计年鉴2013》、《中国水利统计年鉴2015》、《中国统计年鉴2015》、《地区统计年鉴》和“水资源公报”,其中包含了各省水利基础设施投资相关数据。由于水利基础设施投资具有一定的回收期,本文在研究过程中将回收期设定为2年,故以2012年水利基础设施投资完成额和水利行业从业人员人数作为投入指标,以2014年水利、环境和公共设施管理业的生产总值和就业人员平均工资作为产出指标。表2为31个省市水利基础设施经济指标数据统计。
四、实证分析
1. 数据处理和结果分析。本文运用DEAP 2.1软件,从投入产出角度对我国31个省份水利基础设施建设投资经济效益进行分析,结果如表3所示。
通过对表3的实证结果分析可得出:
(1)从整体层面看,水利基础设施投资效益呈现稳定增势,但仍有优化的空间。依据综合效率值的分布特征,将我国水利基础设施建设绩效分为(0,0.1)、[0.1,0.2)、[0.2,1)和1这四个梯度。处于第一梯度的省份有黑龙江、安徽、湖北、湖南、广西、海南、陕西、甘肃和新疆;处于第二梯度的省份有河北、山西、内蒙古、吉林、福建、江西、河南、重庆、四川、贵州、云南和宁夏;处于第三梯度的省份有辽宁、江苏、山东和青海;处于第四梯度的省份有北京、天津、上海、浙江、广东和西藏。由此可知,水利基础设施投资绩效与经济发展水平基本正相关。
但是,在实证结果中,西藏的水利基础设施建设处于综合效率有效地区的行列,究其原因是受经济发展的制约。西藏对水利基础设施建设投资主要依靠规模较小的财政资金和国家专项拨款,较高的边际生产率促使其投入产出达到DEA最优。因此,西藏的水利基础设施建设依然处于低水平的状态,主要表现为投资主体单一,规模较小,建议应积极引导社会资本参与水利基础设施建设。其次,由实证结果可知,我国水利基础设施建设综合效率平均值为0.314,纯技术效率平均值为0.612,规模效率平均值为0.420,由此说明技术报酬和规模报酬均未达到DEA有效。但相对于技术因素而言,规模因素对于综合效益的影响较大。因此,多元化投资和科技创新投资是优化水利基础设施建设效率的重要举措。
(2)从地区层面看,我国水利基础设施投资绩效呈现“东部地区领先、中部地区赶超、西部地区发展”的格局。东部、中部和西部地区的水利基础设施建设综合效率平均值分别为0.499、0.199和0.105,纯技术效率平均值分别为0.759、0.625和0.398,规模效率平均值分别为0.69、0.322和0.236,原因主要在于:我国区域经济发展不平衡,不同地区水利基础设施建设的投资策略和结构不同。东部地区率先引入国际先进技术并进行自主创新,以高新技术驱动水利基础设施建设发展;中部地区引入国际先进技术的同时不断继承东部地区的经验,促使水利基础设施建设与自身区域经济协调发展;西部地区受区位条件和经济发展水平的限制,水利基础设施建设综合效率较低。但是,随着国家政策的倾斜和西部地区对东部、中部产业的承接,一批保障区域经济发展的防洪和引水工程已经被重点建设,西部地区水利基础设施建设伴随着经济发展的同时而快速发展。
(3)我国部分地区水利基础设施投资仍未实现规模效应。除了北京、天津、上海、浙江、广东和西藏六个省份的水利基础设施建设实现了DEA有效,其他省份均处于规模报酬递减阶段,说明我国大部分省份或地区水利基础设施建设的要素投入出现了冗余。并非投资主体对水利基础设施的投资过多,而是相较于目前水利行业对GDP的贡献而言,投入冗余。因此,应该积极优化水利基础设施建设投资结构,并且通过技术创新等方式提高投资效率,实现水利基础设施建设的规模效应。
2. 投入冗余和产出不足。由表3可知,除北京、天津和上海等六个省份之外,其他省份均存在着投入冗余和产出不足的情况,导致综合效率值无效,根据公式(3)计算投入冗余值和产出不足值,结果如表4所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

根据DEA有效的投影原理,对25个综合效率无效的省份进行数据调整,并按照公式(3)的计算可以使水利基础设施的投入产出达到DEA有效。分析结果表明:相较于投入冗余而言,水利基础设施投资的经济效益未达到预期值。例如,河北地区水利基础设施投资额所占GDP的比重远远未达到水利基础设施建设投资的水平。理论上而言,通过减少水利基础设施的投资从而使其达到投资收益的平衡状态是可行的。但是,在具体实施过程中为保证水利基础设施投入与经济增长相协调,减少水利基础设施的投资并不可行。《中国水利与国民经济协调发展研究》明确提出水利基础设施建设投资额应控制在GDP的0.79% ~ 0.84%之间,这样才有利于经济的发展。因此,面对水利基础设施建设的投入冗余和产出不足的问题,应该在扩大投资规模的同时,不断优化投资结构,加快技术创新,提高水利基础设施建设的投入产出效率。
五、政策建议
1. 构建以“区域协调发展”为原则、以“抓两头、带中间”为基本思路的东、中、西部地区水利基础设施建设的发展战略。东部、中部和西部地区具有不同的区位条件和经济发展水平,盲目地采取“一刀切”的水利基础设施发展策略势必影响投资效率。本文建议,应该针对不同的地区制定各具特色的水利基础设施建设发展战略,具体体现在:应转变东部地区传统的水利基础设施投资模式,积极运用东部地区领先科技水平、经济发展速度快和人力资源丰富等优势,加强水利科技创新,深入实施科技兴水战略,用科技转化水利基础设施投资模式是解决这一问题的关键;中部地区应重视和加强基础设施投资的资源优化配置,积极学习东部地区的发展和科技优势,最终将特征相似、水平相当的省份统一于水利基础设施建设战略中去;西部地区经济相对落后、科技发展水平较缓,积极学习东、中部地区与自身发展相协调的水利科学技术是提升西部地区水利基础设施建设投资效率的关键。
2. 推进水利基础设施建设的技术创新。2014年我国水利行业中技术人员占从业人员的比重仅为21.7%。可见,我国水利基础设施建设的技术创新水平较低,水利基础设施建设的技术创新不仅可以优化水利基础设施建设的资源配置,还可以解决投资不足和效率低下问题,进而提高水利基础设施建设投入产出的综合效率。为此,应该合理地把握科技创新与水利基础设施建设运营管理之间的关系,合理配置水利基础设施建设投资和人员投入,促进我国水利基础设施建设的技术创新,从而推动我国水利基础设施建设的可持续发展。
3. 强化对水利基础设施投资的监管。对水利基础设施建设投资实施监督和管理,是保障水利基础设施投入资金合理配置的关键。首先,应该制定符合水利基础设施自身特色的监管制度。从投资前期的资金来源和资金结构、中期的项目运营以及后期的维修和质量检测等方面进行全方位的监管。其次,应该建立规范的监管程序,明确建设中政府、金融机构、社会组织和公民之间参与主体的权责关系。最后,应该建立健全水利基础设施投资的信息系统。目的是对相应的流程和数据进行实时监控,并将所获得的信息反馈给水利基础设施的使用主体或公布于众,在外部监督和内部监督共同作用下,促进水利基础设施建设与经济社会协调发展。

主要参考文献:
任向阳,王义刚,陈熹等.水利基础设施投融资模式研究:以黔西南州为例[J].区域金融研究,2014(7).
谢逢春.我国农村基础设施建设投融资绩效评价[D].南京:南京农业大学,2009.