DEA Malmquist 모형을 이용한 항만 효율성 분석

Abstract

본 연구는 전 세계 처리물동량 100위 내의 90개 항만을 대상으로 DEA-CCR 모형, DEA-BCC 모형, Malmquist 모형을 이용하여 효율성 분석을 실시하였다. Malmquist 모형을 이용함으로써 2003년부터 2007년까지 5년 동안의 효율성 변화를 기술효율성 변화와 기술진보 변화로 구분하여 시간의 흐름에 따른 효율성 변화를 분석하였다. 또한 항만의 효율성은 그 항만이 속한 지역적 특성과 규모에 따라 차이를 나타낼 수 있으므로 항만을 특성별로 구분하여 효율성의 차이를 분석하였다. 연구 결과, 항만의 효율성 개선을 위해 과다하게 투입된 투입요소와 부족한 산출요소를 제시하였으며 연간 효율성 변화를 나타내었다. Busan항을 기준으로 효율성 분석 결과를 요약하면 다음과 같다. 전 세계 90개 항만을 대상으로 DEA-CCR, DEA-BCC 모형을 이용한 효율성 분석 결과 Busan항의 효율성 지수는 2003년 0.62, 0.67, 2004년 0.70, 0.70, 2005년 0.61, 0.62, 2006년 0.54, 0.57, 2007년 0.54, 0.58로 5년 연속 비효율적인 항만으로 나타났다. 2007년 DEA-CCR 모형 분석 결과, Busan항의 효율성 순위는 14위로 2006년 효율성 순위인 24위에 비해서 상승한 것으로 나타났으나 DEA-BCC 모형 분석 결과에서는 전년도와 같이 16위로 효율성 순위의 변화가 없는 것으로 나타났다. Busan항의 참조집합으로는 Singapore항, Shanghai항, Hong Kong항, Shenzhen항이 선정되었다. Busan항의 규모의 효율성은 각각 0.92, 0.99, 0.97, 0.94, 0.94로 기술 비효율성이 규모의 비효율성보다 전체적인 항만의 비효율성에 크게 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. Malmquist 모형을 이용한 효율성 변화 분석 결과 Busan항의 2003/2004년, 2004/2005년, 2005/2006년, 2006/2007년 각 기간별 효율성 변화 지수는 1.13, 0.33, 0.53, 5.81로 나타나 2006년과 비교했을 때, 2007년의 효율성이 크게 개선되었음을 알 수 있다. 항만의 특성별 구분을 통해 Busan항은 지역별로 동북아시아, 규모별로는 대형 항만에 해당하는 것으로 나타났다. 동북아시아 23개 항만을 대상으로 한 DEA-CCR, DEA-BCC 모형에서 Busan항의 효율성은 각각 2003년 0.62, 0.67, 2004년 0.70, 0.70, 2005년 0.61, 0.63, 2006년 0.56, 0.59, 2007년 0.59, 0.59로 전체적으로 항만의 비효율성이 존재한다고 볼 수 있으나 규모의 효율성은 높은 것으로 보여 규모를 적절히 사용하고 있는 것으로 나타났다. 2007년 Busan항의 효율성 순위는 23개 동북아시아 항만 중 11위로 전년도의 13위와 14위에 비해서 상승한 것으로 나타났다. Busan항의 참조집합으로는 Hong Kong항과 Shanghai항, Shenzhen항이 선정되었으며 효율적인 항만이 되기 위해서는 투입요소인 선석길이와 C/C장비 수를 줄이고 산출요소인 처리물동량과 성장률을 개선시켜야 하는 것으로 나타났다. Malmquist 모형을 이용한 효율성 변화 분석 결과 Busan항은 2003/2004년, 2004/2005년, 2005/2006년, 2006/2007년 각각의 기간별 효율성이 1.12, 0.34, 0.54, 5.81로 나타나 2005년, 2006년의 효율성이 전년도에 비해 감소했음을 알 수 있고 기술효율성의 경우, 2004/2005년 0.31, 2005/2006년 0.52로 기술진보 변화 지수인 1.12, 1.03에 비해 낮게 나타나 효율성 감소의 원인이 기술효율성의 감소에 있음을 알 수 있다. 32개 대형 항만을 대상으로 한 DEA-CCR, DEA-BCC 모형에서 Busan항의 효율성은 각각 2003년 0.62, 0.67, 2004년 0.70, 0.70, 2005년 0.61, 0.63, 2006년 0.55, 0.58, 2007년 0.56, 0.59로 전체적으로 항만의 비효율성이 존재한다고 볼 수 있으나 규모의 효율성은 높은 것으로 나타나 규모를 적절히 사용하고 있는 것으로 분석되었다. 2007년 Busan항의 효율성 순위는 32개 대형 항만 중 16위, 19위로 2006년의 14위, 17위에 비해 하락한 것으로 나타났다. Busan항의 참조집합으로는 Singapore항과 Hong Kong항, Shanghai항, Shenzhen항이 선정되었으며 효율적인 항만이 되기 위해서는 투입요소인 선석길이를 줄이고 산출요소인 처리물동량과 성장률을 개선시켜야 하는 것으로 나타났다. Malmquist 모형을 이용한 효율성 변화 분석 결과 Busan항은 2003/2004년, 2004/2005년, 2005/2006년, 2006/2007년 각각의 기간별 효율성변화가 1.10, 0.34, 0.54, 5.31로 나타나 2004/2005년, 2005/2006년의 효율성이 감소했음을 알 수 있고 기술효율성의 경우, 2005/2006년 0.50으로 기술진보 변화 지수인 1.08에 비해 낮게 나타나 전체 효율성 감소의 원인이 기술효율성의 감소에 있음을 알 수 있다. 본 연구의 분석 결과, Busan항은 세계 컨테이너 처리물동량 기준 5위 항만임에도 불구하고 효율성 지수 및 효율성 순위가 매우 낮게 나타났다. 이는 Busan항이 비효율적인 항만임을 나타냄과 동시에 상대적인 효율성을 높이기 위한 노력이 필요함을 의미한다. 이를 위해 첫째, 2007년 Busan항의 효율성 개선을 위한 분석 결과에서 선석길이가 과다 투입된 것으로 공통되게 나타났으므로 효율적인 항만으로 거듭나기 위해서 무분별한 선석길이의 확장을 지양해야 할 것으로 사료된다. ◁표 삽입▷ 둘째, 처리물동량을 증가시키기 위해, 현재 Busan항의 경쟁력 약화 요인으로 지적되고 있는 철도, 도로 등 육상 수송 인프라 부족의 해결이 시급한 것으로 생각된다. Singapore항이 Hong Kong항을 제치고 세계 1위 항만의 자리를 유지하고 있는 것은 훌륭한 기반 시설과 높은 효율성, 생산성 때문이다. 이에 반해, 우리나라의 국토면적 대비 도로면적은 세계 25위, 철도는 27위로 나타났으며, 2006년 스위스 국제경영원이 평가한 국내 수송 인프라 효율성은 세계 35위에 그쳤다. 또한 2006년 3개 선석으로 시작하여 2011년 30개 선석으로 확대될 것으로 예상되는 부산 신항(Busan New Port) 부두의 잇따른 개장으로 Busan항의 물동량 처리 능력은 꾸준히 향상될 것인바 그에 따른 항만 배후단지 등의 주변시설과 수송 인프라 구축 역시 필요할 것으로 사료된다.

The purpose of this paper is to investigate the efficiency of the 90 ports in the world by using DEA-CCR, DEA-BCC, and Malmquist models which come from DEA(Data Envelopment Analysis) model, and to suggest an effective strategy which can operate these ports more well. DEA model is a methodology of computing the relative efficiency of each decision making unit(DMU) by comparing it with other DMUs having similar input and output structure, and is specially very useful when a form of the production function of each DMU like a port is not known. DEA provides the extent of inefficiency of inefficient DMUs, which is practically useful information (like the efficiency scores and reference sets) required to improve efficiency. Malmquist model is efficiency measurement techniques for the productivity change. The DEA-based Malmquist productivity index has several advantages when compared with other methodologies. The DEA-based Malmquist index in non-parametric, and thus it does not suffer the problem of an inappropriate functional form, and it easily tackles multiple outputs and inputs. This paper analyzed the relative efficiency of 90 ports in the world for the consecutive 5 years from 2003 to 2007 through DEA-CCR, DEA-BCC models. At also, analyzed the change in productivity employing Malmquist model as changing years for 5 years.