항만효율성 측정 자료의 정규성과 변환 불변성 검증 소고 : DEA접근 A Brief Verification Study on the Normalization and Translation Invariant of Measurement Data for Seaport Efficiency : DEA Approach원문보기
본 논문에서는 항만효율성 측정 시 문제가 되었던 두 가지 문제점(첫째, 각기 상이한 기본단위를 갖는 투입변수와 산출변수의 정규화문제, 둘째, DEA분석의 기본가정인 비음수조건에 벗어난 자료, 즉, 음수를 갖는 투입-산출자료의 변환불변성)를 해결하기 위해서 국내 26개항만의 자료를 이용하여 실증분석을 한 후에 검증을 함으로써 항만효율성 측정방법을 부분적으로 확장시켰다. 본 논문의 실증분석의 핵심적인 결과는 다음과 같다. 첫째, 항만효율성 측정 시 사용되는 자료의 정규성과 변환불변성은 실증분석 결과 분명하게 있는 것으로 검증되었다. 둘째, 항만효율성 측정 시 사용되는 자료가 마이너스(-)인 경우에 가장 큰 음수보다 더 큰 양수를 더해 주는 이른바 자료의 변환을 검증하는 변환불변성은 투입지향-산출지향 BCC 모형에서 확인되었다. 위와 같은 실증분석 결과는 다음과 같은 정책적인 함의를 갖고 있다. 즉, 효율성 측정시 사용되는 자료의 정규성과 변환불변성이 실증적으로 검증되었으므로, 국내 항만의 정책입안가들은 항만효율성 측정 시 이용되는 자료의 정규성과 변환불변성과 같은 사항을 고려하여 보다 세부적인 항만통계자료를 수집 정리 공표하는 것이 매우 필요하다. 예를 들면 항만사고와 같은 통계도 해역별이 아닌 항만별로 세부적으로 통계를 발행하도록 관련된 정책적인 지원이 필요하다.
본 논문에서는 항만효율성 측정 시 문제가 되었던 두 가지 문제점(첫째, 각기 상이한 기본단위를 갖는 투입변수와 산출변수의 정규화문제, 둘째, DEA분석의 기본가정인 비음수조건에 벗어난 자료, 즉, 음수를 갖는 투입-산출자료의 변환불변성)를 해결하기 위해서 국내 26개항만의 자료를 이용하여 실증분석을 한 후에 검증을 함으로써 항만효율성 측정방법을 부분적으로 확장시켰다. 본 논문의 실증분석의 핵심적인 결과는 다음과 같다. 첫째, 항만효율성 측정 시 사용되는 자료의 정규성과 변환불변성은 실증분석 결과 분명하게 있는 것으로 검증되었다. 둘째, 항만효율성 측정 시 사용되는 자료가 마이너스(-)인 경우에 가장 큰 음수보다 더 큰 양수를 더해 주는 이른바 자료의 변환을 검증하는 변환불변성은 투입지향-산출지향 BCC 모형에서 확인되었다. 위와 같은 실증분석 결과는 다음과 같은 정책적인 함의를 갖고 있다. 즉, 효율성 측정시 사용되는 자료의 정규성과 변환불변성이 실증적으로 검증되었으므로, 국내 항만의 정책입안가들은 항만효율성 측정 시 이용되는 자료의 정규성과 변환불변성과 같은 사항을 고려하여 보다 세부적인 항만통계자료를 수집 정리 공표하는 것이 매우 필요하다. 예를 들면 항만사고와 같은 통계도 해역별이 아닌 항만별로 세부적으로 통계를 발행하도록 관련된 정책적인 지원이 필요하다.
The purpose of this paper is to verify the two problems(normalization for the different inputs and outputs data, translation invariant for the negative data) which will be occurred in measuring the seaport DEA(data envelopment analysis) efficiency. The main result is as follow: Normalization and tra...
The purpose of this paper is to verify the two problems(normalization for the different inputs and outputs data, translation invariant for the negative data) which will be occurred in measuring the seaport DEA(data envelopment analysis) efficiency. The main result is as follow: Normalization and translation invariant in the BCC model for measuring the seaport efficiency by using 26 Korean seaport data in 1995 with two inputs(berthing capacity, cargo handling capacity) and three outputs(import cargo throughput, export cargo throughput, number of ship calls) was verified. The main policy implication of this paper is that the port management authority should collect the more specific data and publish these data on the inputs and outputs in the seaports with consideration of negative(ex. accident numbers in each seaport) and positive value for analyzing the efficiency by the scholars, because normalization and translation invariant in the data was verified.
The purpose of this paper is to verify the two problems(normalization for the different inputs and outputs data, translation invariant for the negative data) which will be occurred in measuring the seaport DEA(data envelopment analysis) efficiency. The main result is as follow: Normalization and translation invariant in the BCC model for measuring the seaport efficiency by using 26 Korean seaport data in 1995 with two inputs(berthing capacity, cargo handling capacity) and three outputs(import cargo throughput, export cargo throughput, number of ship calls) was verified. The main policy implication of this paper is that the port management authority should collect the more specific data and publish these data on the inputs and outputs in the seaports with consideration of negative(ex. accident numbers in each seaport) and positive value for analyzing the efficiency by the scholars, because normalization and translation invariant in the data was verified.
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문제 정의
하였다. 1995년도 즉, 단 년도를 선택한 이유는 본 논문의 목적이 개별항만의 효율성 측정에 이용된 원 자료의 성격을 검증하기 위한 정규성과 변환불변성을 실증적으로 검증해 보고자 하는 것이었으며, 또한 본 논문의 방법을 그대로 이용하면 다 년도는 쉽게 측정할 수 있을 것으로 판단되었기 때문이다. 실증분석은 정규성 검증에는 접안능력, 하역능력을 투입요소로 하였으며 , 수출화물처리량, 수입화물처리량, 그리고 입출항척수를 산출요소로 하여 시행하였다.
또한 정규성[Roll and Hayuth(1993)] 과 불변성[Lovell and Pastor(1995)]모형을 이용하여 첫째, 해양수산부에서 발표한 「해양수산통계 연보』의 자료(1995년 단 년도)를 이용하여 실증분석 하고 해석함으로써 원 자료의 성격을 검증한다. 둘째, 본 연구에서 검증한 정규성과 변환불변성이 어떤 정책적인 의미를 갖는가를 제시하는 것으로 한정하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 국내항만의 효율성을 측정하기 위해서 사용하는 원 자료의 성격을 검증하고자 하며, 특히 원 자료의 정규성과 불변성을 실증적으로 검증하여 보여 줌으로써 선행연구의 범위를 부분적으로 확장시키고자 하는데 본 논문의 목적이 있다.
본 논문의 연구범위는, 외국과 국내에서 선행된 항만의 효율성 측정에 DEA기법을 이용한 기존연구들의 방향을 간략하게 소개하고자 한다. 또한 정규성[Roll and Hayuth(1993)] 과 불변성[Lovell and Pastor(1995)]모형을 이용하여 첫째, 해양수산부에서 발표한 「해양수산통계 연보』의 자료(1995년 단 년도)를 이용하여 실증분석 하고 해석함으로써 원 자료의 성격을 검증한다.
본 장에서는 항만의 효율성 측정에 이용되는 원 자료와 DEA접근방법으로 원 자료의 정규성과 변환 불변성을 검증하고자 한다.
가설 설정
의 자료에서 해양사고라고 하는 산출요소가 전부 또는 일부가처럼 마이너스라고 가정을 해 보자.
제안 방법
1822이 된다. 다섯째 위의 절차에 의해서 도출된 투입요소와 산출요소의 수치를 이용하여 CCR, BCC 효율성 측정을 한다. 여섯째, 다섯째에서 도출된 효율성 수치, 참조집단, 잠재가격을 <표 2>의 결과와 비교하여 변화가 있는지 없는지를 검토한다.
기존연구들의 방향을 간략하게 소개하고자 한다. 또한 정규성[Roll and Hayuth(1993)] 과 불변성[Lovell and Pastor(1995)]모형을 이용하여 첫째, 해양수산부에서 발표한 「해양수산통계 연보』의 자료(1995년 단 년도)를 이용하여 실증분석 하고 해석함으로써 원 자료의 성격을 검증한다. 둘째, 본 연구에서 검증한 정규성과 변환불변성이 어떤 정책적인 의미를 갖는가를 제시하는 것으로 한정하고자 한다.
실증분석은 정규성 검증에는 접안능력, 하역능력을 투입요소로 하였으며 , 수출화물처리량, 수입화물처리량, 그리고 입출항척수를 산출요소로 하여 시행하였다. 변환불변성 검증에는 산출물에 항만사고건 수를 추가하였다. 왜냐하면 항만 사고 건수는 산출물이지만 마이너스 적 인 성격을 갖는 산출물이기 때문이다.
1995년도 즉, 단 년도를 선택한 이유는 본 논문의 목적이 개별항만의 효율성 측정에 이용된 원 자료의 성격을 검증하기 위한 정규성과 변환불변성을 실증적으로 검증해 보고자 하는 것이었으며, 또한 본 논문의 방법을 그대로 이용하면 다 년도는 쉽게 측정할 수 있을 것으로 판단되었기 때문이다. 실증분석은 정규성 검증에는 접안능력, 하역능력을 투입요소로 하였으며 , 수출화물처리량, 수입화물처리량, 그리고 입출항척수를 산출요소로 하여 시행하였다. 변환불변성 검증에는 산출물에 항만사고건 수를 추가하였다.
에는의 원자료를 이용하여 투입지향 규모수확불변조건모형(CCR모형)와규모수확가변조건모형(BCC 모형)의 효율성 측정결과를 제시하였다.
여섯째, 다섯째에서 도출된 효율성 수치, 참조집단, 잠재가격을 의 결과와 비교하여 변화가 있는지 없는지를 검토한다.
지금까지 본 연구에서는 항만효율성 측정 시 문제가 되었던 두 가지 문제점(첫째, 각기 상이한 기본단위를 갖는 투입변수와 산출변수의 정규화문제, 둘째, DEA분석의 기본가정인 비음 수조 건에 벗어난 자료, 즉, 음수를 갖는 투입-산출자료의 변환불변성)을 해결하기 위해서 국내 26개항만의 자료를 이용하여 실증분석을 한 후에 검증을 함으로써 항만효율성 측정 방법을 부분적으로 확장시켰다.
<표 4>에는 1995년도 해양사고건수에 대한 자료가 없어서 편의상 2001년도 해양사고건수에 대한 자료를 이용하여 변환불변성을 측정하기로 한다. 해양사고건수는 마이너스 산출물로서 가장 많은 사고건수는 울산과 포항항이 각각 24 건으로 나타났기 때문에 각 항만에 24보다 더 큰 25를 일괄적으로 더하여 자료를 변환시켰다.
대상 데이터
분석대상은 국내수출입항만 26개를 대상으로 하였으며, 대상연도는 1995년으로 하였다. 1995년도 즉, 단 년도를 선택한 이유는 본 논문의 목적이 개별항만의 효율성 측정에 이용된 원 자료의 성격을 검증하기 위한 정규성과 변환불변성을 실증적으로 검증해 보고자 하는 것이었으며, 또한 본 논문의 방법을 그대로 이용하면 다 년도는 쉽게 측정할 수 있을 것으로 판단되었기 때문이다.
성능/효과
정확하게 동일한 결과를 얻게 된다. 결론적으로 DEA분석에서 원 자료를 이용하든 정규화 된 자료를 이용하든 효율성 측정결과는 동일함을 알 수 있다.
둘째, BCC모형으로 측정하였을 때 효율적인 항만들은 인천, 평택, 목포, 여수, 제주, 통영, 부산, 울산항들이었다. 80%이상의 효율성을 보이고 있는 항은 고현, 옥포, 삼척항들이었다.
첫째, 항만효율성 측정 시 사용되는 자료의 정규성과 변환불변성은 분명하게 있는 것으로 판정되었다. 둘째, 항만효율성 측정 시 사용되는 자료가 마이너스(-), 즉 음수를 포함하는 경우에 변환불변성은 투입지향-산출지향 BCC 모형에서 검증되었다.
첫째, 항만효율성 측정 시 사용되는 자료의 정규성[Roll and Hayuth(1993)]과 변환불변성[Lovell and Pastor(1995)]은 실증분석 결과 분명하게 있는 것으로 판정되었다. 둘째, 항만효율성 측정 시 사용되는 자료가 마이너스(-)인 경우에 가장 큰 음수보다 더 큰 양수를 더해 주는 이른바 자료의 변환을 검증하는 변환불변성은 투입지향-산출지향 BCC 모형에서 확인되었다.
속초가 가장 낮은 효율성을 보였으며, 목포, 제주, 고현, 옥포, 항이 중간정도, 삼척항은 80%, 울산항은 90%의 효율성을 보였다.
정리 4: 투입지향 정규화 BCC모형은 단위 불변적이며 산출물에 대해서만 환산 불변적이다. 산출지향 정규화 BCC모형은 단위 불변적이고 투입물에 대해서만 환산 불변적이다.
첫째, CCR모형으로 측정하였을 때 효율적인 항만들은 평택, 여수, 통영항들이었다. 속초가 가장 낮은 효율성을 보였으며, 목포, 제주, 고현, 옥포, 항이 중간정도, 삼척항은 80%, 울산항은 90%의 효율성을 보였다.
도출할 수 있다. 첫째, 항만효율성 측정 시 사용되는 자료의 정규성과 변환불변성은 분명하게 있는 것으로 판정되었다. 둘째, 항만효율성 측정 시 사용되는 자료가 마이너스(-), 즉 음수를 포함하는 경우에 변환불변성은 투입지향-산출지향 BCC 모형에서 검증되었다.
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