基于数据包络分析(DEA)的建筑业可持续发展的研究

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摘要：建筑业是我国国民经济的支柱产业，同时也是一个涉及面广，资源消耗多，涉及多项投入和产出的复杂系统。建筑业的低能耗可持续发展对我国经济发展调结构、保增长具有深远意义。本文利用数据包络分析法，以全国31个省市（自治区）为评价单元，对我国建筑业可持续发展进行综合评价，在投入和产出两方面为建筑业的可持续发展提出有益建议。

关键词：数据包络分析 建筑业 可持续发展

0 引言

随着我国经济建设的快速发展，建筑业经历了发展的黄金阶段。我国的建筑业已经具备较大的规模，不仅满足建设的需求而且积极拓展海外市场。建筑业作为高能耗，高噪音并且对环境具有一定污染的行业，在发展上必然面对很多挑战和制约。在我国总体发展思路转变到可持续发展和科学发展的环境下，建筑业得发展也必然以可持续发展为导向，将可持续发展作为今后行业发展的一个发展方向。但是，当前对建筑业可持续发展的评价体系和评价指标的研究比较缺乏，建筑业的可持续发展规划并不完善。在这种情况下，建筑业可持续发展评价体系是一个必须深入分析和研究的问题，这对于建筑业今后的发展是具有重要的理论和政策指导意义的。

1 建筑业可持续发展评价系统理论基础

1.1 建筑业可持续发展系统介绍 建筑业是立足在较大能源消耗基础上的行业，建筑业的可持续发展，应当是在较好的服务社会和保护生态环境之间做出一个合理的平衡。但是，目前对于建筑业可持续发展的研究往往是集中在单个建筑体技术和施工上的研究，缺乏建筑业可持续发展整体系统的研究。因此，本文在分析建筑业投入产出的总体特征基础上，将建筑业得可持续发展作为一个体系系统，充分分析当前建筑业的发展基础上，选用数据包络分析法对建筑业的可持续发展进行分析和评价。

1.2 传统方法在建筑业可持续发展评价的缺陷分析 建筑业是一个涉及面广，资源消耗多，涉及多项投入和产出的复杂系统。对于这类系统，传统的评价方法，如：统计分析，层次分析法等都具有各自的缺陷。统计分析对数据的要求高，层次分析法受主观影响较大，这些方法都无法得到满意的结论。数据包络分析法避免了主观因素的干扰。数据包络分析的投影方法可以给出需要改善的因素。因此，本文使用数据包络分析法对建筑业得可持续发展做出评价并在此基础上提出改进建议。

2 数据包络分析方法模型介绍

数据包络分析（data envelopment analysis，DEA）是著名运筹学家A.Charnes和W.Copper等学者以“相对有效”概念为基础，根据多指标投入和多指标产产出对相同类型单位进行相对有效性或效益评价的一种系统分析方法。在此基础上，Banker，Chasrnes和Cooper(1984)提出了C2R模型，Charnes，W.Cooper，Golany，Seiford及Stutz等提出了C2GS2模型。

2.1 DEA方法应用于建筑业可持续发展评价的可行性分析 ①DEA方法是处理多输入、多产出DMU的相对有效性评价问题，DEA方法的一个优点在于数据不需要进行无量纲化转换。建筑业可持续发展问题的分析是一个多投入、多产出并且涉及多种因素的复杂系统。使用DEA评价方法可以很好的回避这些相互之间有影响的因素的分析，不需要显示表达各个输入输出变量之间的关系，从而清晰明了的对建筑业可持续发展给予有效评价和分析。②DEA方法不仅可以对同一类型各决策单元的相对有效性进行排序，而且还可以进一步分析各决策单元非DEA有效的原因及其改进方向。因此，使用DEA方法对建筑业可持续发展进行分析，可以为建筑业可持续发展提供准确的反馈信息，提供明确的改进方向和改进量，同时建立和调整建筑业可持续发展系统评鉴指标体系。

2.2 DEA模型介绍 设有n个DMU，每个DMU都有m种类型输入和s种类型输出，分别用Xj和Yj表示建筑业可持续发展系统中第j个决策单元的输入向量和输出向量。Xij表示第j个决策单元对第i种类型输入的投入总量，并且xij>0。yrj表示第j个决策单元的第r种类型的输出总量。Yrj>0。DEA方法的最常用模型是C2GS2模型，主要用于评价纯技术有效性，模型如下：

该模型可以用来分析DMU的纯技术有效性。α=1表示该决策单元技术有效，表明决策单元位于生产函数的前沿线上，在投入量一定的前提下，可以获得最大的产出。

同时，若决策单元为弱DEA有效和DEA无效的两种情况，说明决策单元存在投入过多或者产出不足的情况。令(x’0，y’0)为DMU0在有效前沿面上的投影，相对于原来的n个DMU是DEA有效的，即标准情况:Δx0=x0x’0=(1-θ)x0+s+≥0，Δy0=y’0-y0=s-≥0分别称为输入剩余和输出亏空。显然，若原来(x0，y0)的非DEA有效，则通过对其投影，可以在不减少输出的前提下，节省输入的数量，或者在不增加输入的前提下，使输出的数量有所增加，这对于建筑业经可持续发展状况的提升是有十分重要的指导意义的。

3 基于DEA的建筑业可持续发展评价步骤

3.1 分析目标的选取 建筑业能够可持续发展意味着行业应该以较少的投入和较少的能源消耗获得较多的经济效益和较多的社会效益，实现该行业的可持续发展。

3.2 DMU的选取 DMU选取的基本条件是同类型，同时，DMU的个数以不少于输入输出总指标个数的两倍为最佳。因为中国31个省市、自治区的建筑业是一个具有多输入多输出的系统，可以在输入转化为输出的过程中分析整个建筑行业的效率和应该改进的地方。因此，本文选取全国31个省市、自治区的建筑业系统为决策单元。经过对比分析，本文选择各地区建筑业的固定资产、从业人员数、自有机械设备年末总功率为输入指标。选择各地区建筑业总产值、利润总额、全年合同总额作为输出指标。

4 建筑业可持续发展实证分析

根据以上模型，运用数学软件deap2.1，以《中国统计年鉴-2009》中的数据为依据，选取中国31个省市、自治区的建筑业可持续发展状况进行计算，根据计算结果，将31个省市、自治区的纯技术效率和规模技术效率以及规模增减情况结果进行统计。其中，纯技术有效率为1的地区有北京、内蒙古、上海、江苏、浙江、海南、贵州、、陕西。低于0.5的地区有甘肃和河南。在0.5到1之间的地区有新疆、宁夏、青海天津、山西、辽宁、吉林、黑龙江、安徽、福建、江西、山东、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川和云南。规模有效率为1的地区有北京、内蒙古、上海、浙江、海南、贵州、、陕西，剩余地区的纯技术有效率均在0.5到1之间。规模效率递增的地区有河北、山西、吉林、黑龙江、福建、湖南、广西、四川、甘肃、青海和宁夏。规模效益递减的地区有天津、辽宁、江苏、安徽、江西、山东、河南、广东、重庆、云南，其他地区规模效益不变

根据以上统计结果可以得出以下结论：

4.1 从纯技术有效性角度来看，有9个地区达到了纯技术有效，有22个地区未能达到纯技术有效，其中包括投入冗余和产出不足，究其原因，说明我国建筑业整体的可持续发展能力有所欠缺，在建筑业管理上还有不足之处。其中，以甘肃省的纯技术有效率最低。

4.2 从规模有效率来看，有8个地区是规模有效的，仅占全国的28.6%，其他地区都是规模无效的，有的地区处于规模递增阶段，有的地区处于规模递减阶段。这表明全国的建筑业的规模管理方面存在很大不足，规模无效地区并没有很好进行规模控制和管理。

5 主要建议与结论

本文应用数据包络分析法（dea）对我国建筑业的可持续发展进行了分析，提出了要实现可持续发展应该改进的地方，为建筑业整体发展提供了新的思路。DEA模型具有较强的实用性和方便性，通过模型的分析和结果的分析，对建筑业整体发展上的技术效率和规模效率给出了评价，指出了部分地区的投入产出方面的不足，为有关部门制定政策提供了有益建议。

参考文献：

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[5]中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴(2009)[Z].2009.