Journal of Korea Port Economic Association (한국항만경제학회지)

The Korea Port Economic Association (한국항만경제학회)
권호 표지

An Empirical Comparative Study on the Clustering Measurement Using Fuzzy(Average Index Transformation) DEA and Cross-efficiency Models

퍼지(평균지수변환)DEA모형과 교차효율성모형을 이용한 클러스터링측정에 대한 실증적 비교연구

  • 박노경 (조선대학교 경상대학 무역학과)
  • Received : 2015.02.26
  • Accepted : 2015.03.26
  • Published : 2015.03.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The purpose of this paper is to show the clustering trend and the empirical comparison and to choose the clustering ports for 3 Korean ports(Busan, Incheon and Gwangyang Ports) by using the Fuzzy(Average Index Transformation) DEA and Cross-efficiency models for 38 Asian ports during 11 years(2001-2011) with 4 input variables(birth length, depth, total area, and number of crane) and 1 output variable(container TEU). The main empirical results of this paper are as follows. First, clustering results by using Fuzzy(AIT)DEA show that 3 Korean ports[Busan(56.29%), Incheon(57.96%), and Gwangyang(66.80%) each]can increase the efficiency. Second, according to Cross-efficiency model, Busan(Hongkong, Kobe, Manila, Singapore, and Kaosiung etc.), Incheon(Aquaba, Dammam, Karachi, Mohammad Byin Oasim and Davao), and Gwangyang(Damman, Yokohama, Nogoya, Keelong, Kaosiung, and Bangkok) should be clustered with those ports in parentheses. Third, when both Fuzzy(AIT)DEA and Cross-efficiency models are mixed, the empirical result shows that 3 Korean ports[Busan(71.38%), Incheon(103.89%), and Gwangyang(168.55%) each]can increase the efficiency. The efficiency ranking comparison among the three models by using Wilcoxon Signed-rank Test was matched with the average level of 66%-67%. The policy implication of this paper is that Korean port policy planner should introduce the Fuzzy(AIT)DEA, and Cross-efficiency models with the mixed two models when clustering is needed among the Asian ports for enhancing the efficiency of inputs and outputs. Also, the results of SWOT analysis among the clustering ports should be considered.

본 논문에서는 아시아 컨테이너항만들 간의 클러스터링 추세를 분석하기 위해서 퍼지(평균지수변환)DEA모형과 교차효율성모형에 대해서 이론적으로 설명하고, 아시아 38개 컨테이너항만들의 12년간 자료를 4개의 투입요소(선석길이, 수심, 총면적, 크레인 수), 1개의 산출요소(컨테이너화물처리량)를 이용하여 국내항만(부산, 인천, 광양항)들이 어떤 항만들과 클러스터링 해야만 하는지에 대한 측정방법을 실증적으로 보여 주고 분석하였다. 실증분석의 주요한 결과는 다음과 같다. 첫째, 퍼지(평균지수변환)DEA모형에 의한 클러스터링 추세분석에서 국내항만들은 클러스터링을 통해서 효율성을 증대[부산항(56.29%), 인천항(57.96%), 광양항(66.80%)]시 킬 수 있는 것으로 나타났다. 둘째, 원자료를 이용한 교차효율성 모형을 이용한 클러스터링분석에서는 부산항(홍콩, 코오베, 마닐라, 싱가포르, 카오슝, 림찬방, 방콕항), 인천항(아카바, 담만, 카라치, 모하메드 빈 오아심, 다바오), 광양항(담만, 요코하마, 나고야, 킬롱, 카오슝, 방콕항)과 각각 클러스터링을 해야만 하는 것으로 나타났다. 셋째, 퍼지(평균지수변환)DEA모형에 교차효율성 모형을 접목시킨 모형에서는 부산항은 71.38%, 인천항은 103.89%, 광양항은 168.55% 증가가 이루어 졌다. 넷째, 효율성 순위를 검정한 윌콕슨부호순위검정에서는, 세 가지 모형사이의 효율성 순위에 대해서는 약 66%-67% 수준에서 순위에 차이가 없는 것으로 나타났다. 본 논문이 갖는 정책적인 함의는 첫째, 항만정책입안자들이 본 연구에서 사용한 두 가지 모형과 접목시킨 모형을 항만의 클러스터링 정책에 도입하여 해당항만이 발전할 수 있는 전략을 수립하고 이행해 나가야만 한다는 점이다. 둘째, 본 논문의 실증분석결과 국내항만들의 참조항만, 클러스터링항만들로서 나타난 아시아항만들에 대하여, 그들 항만들의 항만개발, 운영에 대한 내용을 정밀하게 분석하고 도입하여 실시하는 것이 필요하다.

Keywords

References

  1. 김경구(2003), "교차 평가모형을 이용한 컨테이너 터미널의 효율성 평가모형에 관한 연구", 부산외국어대학교 대학원 석사학위논문
  2. 김재희(2009), "교차효율분석을 활용한 원양어업의 업종별 경쟁력 추정", 해양정책연구, 제24권 제1호, 한국해양수산개발원, 57-76.
  3. 김충영(2012), "퍼지자료 포괄분석 문헌 고찰 및 분류: 연구해 온 20년, ReSEAT 분석 리포트", 한국과학기술정보연구원, 1-7.
  4. 박노경(2010), "퍼지DEA에 의한 항만의 효율성 및 순위 측정방법: 평균지수변환모형 접근", 한국항만경제학회지, 제26권 제2호, 82-98.
  5. 박노경(2015), "퍼지(평균지수변환)DEA모형과 교차효율성 모형을 이용한 클러스터링측정에 대한 실증적 비교연구", 2015년도 경제학 공동학술대회 한국항만경제학회 발표논문집, 23-63.
  6. 박노경(2012), "컨텍스트의존 모형 및 측정특유 모형을 이용한 아시아 항만들의 클러스터링 측정 및 추세분석에 관한 실증적 연구", 한국항만경제학회지, 제28권 제1호, 53-82.
  7. 박노경(2013), "교차효율성 모형을 이용한 컨테이너항만의 효율성 측정방법", 무역연구, 제9권 제4호, 279-294.
  8. 박노경(2013), "컨테이너항만의 클러스터링 측정방법 소고: DEA참조집단모형과 교차효율성 모형을 이용", 무역연구, 제9권 제7호, 439-456.
  9. 박노경(2003), "컨테이너 항만선택을 위한 선호도 측정방법: 컨텍스트 의존모형 접근", 해운물류연구, 제38호, 87-112.
  10. 박진칠(2010), "교차효율성 기법을 이용한 단위부대의 효율성 측정과 순위결정", 고려대학교 대학원 석사학위논문.
  11. 방희석.김새로나(2004), "동북아물류거점의 Cluster접근방안", 무역학회지, 제29권, 제3호, 151-170.
  12. 여기태(2009), "퍼지클러스터링에 의한 중국항만 분류에 관한 연구", 해운물류연구, 제63호, 865-887.
  13. 윤송봉(2013), "부산항과 상해항의 항만물류서비스에 대한 고객만족도 비교연구", 중앙대학교 대학원 박사학위 논문
  14. 이재설.고현우(2009), "교차효율분석을 응용한 우편집중국의 운영효율성 분석", 한국경영공학회지, 제14권 제1호, 159-168.
  15. 임성묵(2008), "퍼지 선형계획법 해법 및 퍼지 DEA에의 적용에 관한 연구", 한국산업시스템공학회지, 제31권 제2호, 51-60.
  16. 임성묵(2008), "DEA에서 교차효율성의 공격적 정형화", 한국경영과학회지, 제33권 제4호, 83-100.
  17. 한철환(2003), "우리나라 항만클러스터 구축방안에 관한 연구", 한국항만경제학회지, 제19집 제1호, 1-22.
  18. Adler, N., Friedman, L. and Sinuany-Stern, Z.(2002), "Review of Ranking Methods in the Data Envelopment Analysis Context, European Journal of Operational Research, 140, 249-265. https://doi.org/10.1016/S0377-2217(02)00068-1
  19. Alcaraz, J., N. Ramon, J.L. Ruiz, and I. Sirvent (2013), "Ranking Ranges in Cross-efficiency Evaluation, European Journal of Operational Research, 226, 516-521. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2012.11.034
  20. Andersen, P. and Petersen, N.C.(1993), "A Procedure for Ranking Efficient Units in Data Envelopment Analysis," Management Sciences, 39, 1993, 1261-1264. https://doi.org/10.1287/mnsc.39.10.1261
  21. Banker, R.D., A. Charnes and W.W. Cooper(1984), "Some Models for Estimating Technical and Scale Inefficiencies in Data Envelopment Analysis," Management Sciences, 30, 1078-1092. https://doi.org/10.1287/mnsc.30.9.1078
  22. Charnes, A., W.W. Cooper and E. Rhodes(1978), "Measuring the Efficiency of Decision Making Units," European Journal of Operational Research, 2, 429-444. https://doi.org/10.1016/0377-2217(78)90138-8
  23. Campos, L.M., and A., Gonzalez(1989), "A Subjective Approach for Ranking Fuzzy Numbers," Fuzzy Sets and Systems, 29, 145-153. https://doi.org/10.1016/0165-0114(89)90188-7
  24. Chen, Y.C. et al.(2013), "The Analysis of Bank Business Performance and Market Risk-Applying Fuzzy DEA," Economic Modelling, 32, 225-232. https://doi.org/10.1016/j.econmod.2013.02.008
  25. Doyle, J.R., and R.H. Green(1994), "Efficiency and Cross-efficiency in DEA: Derivations, Meanings, and Uses," Journal of Operational Research Society, 45(5), 567-578. https://doi.org/10.1057/jors.1994.84
  26. Global Maritime Logistics Council(2009), Seaport Cluster Research Programme 2007-2011, 1-31. http://www.globeinst.org/portcluster
  27. Guo, P. and H. Tanaka(2001), "Fuzzy DEA: A Perceptual Evaluation Method," Fuzzy Sets and Systems, 119, 149-160. https://doi.org/10.1016/S0165-0114(99)00106-2
  28. Lertworasirikul, S., S.C. Fang, J.A. Joines, and H.L.W. Nuttle(2003), "Fuzzy Data Envelopment Analsyis (DEA): A Possibility Approach," Fuzzy Sets and Systems, 139, 379-394. https://doi.org/10.1016/S0165-0114(02)00484-0
  29. Po, R.W., Guh, Y.Y., and Yang, M.S.(2009), "A New Clustering Approach Using Data Envelopment Analysis," European Journal of Operational Research, 199, 276-284. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2008.10.022
  30. Sarkis, J., and Talluri, S.(2004), "Performance Based Clustering for Benchmarking of US Airports," Transportation Research Part A, 38, 329-346. https://doi.org/10.1016/S0191-2615(03)00015-8
  31. Satti, S. et al.(2013), "A Fuzzy Data Envelopment Analysis for Clustering Operating Units with Imprecise Data," International Journal of Uncertainty, Fuzziness and Knowledge-Based Systems, 21(1), 29-54. https://doi.org/10.1142/S0218488513500037
  32. Sexton, T.R., R.H. Silkman, and A.J. Hogan(1986), "Data Envelopment Analysis: Critique and Extentions," in Silkman, R.H. (Ed.), Measuring Efficiency: An Assessment of Data Envelopment Analysis, Jossey-Bass, San Francisco, 73-105.
  33. Sharma, M.J., and S.J. Yu(2009), "Performance Based Stratifi- cation and Clustering for Benchmarking of Container Terminals," Expert Systems with Applications, 36, 5016-5022. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2008.06.010
  34. Sirvent, I. and T. Leon(2014), "Cross-Efficiency in Fuzzy Data Envelopment Analysis(FDEA): Some Proposals, " in Emrouznejad, A. and Tavana, M. (Ed.), Performance Measurement with Fuzzy Data Envelopment Analysis, Springer, Berlin, 101-116.
  35. Wu, Y.C.J., and Goh, M.(2010), "Container Port Efficiency in Emerging and More Advanced Markets," Transportation Research Part E, 46, 1030-1042. https://doi.org/10.1016/j.tre.2010.01.002
  36. Wu, J., Liang, L. and Song, M.(2010), "Performance Based Clustering for Benchmarking of Container Ports: An Application of DEA and Cluster Analysis Technique," International Journal of Computational Intelligence Systems, 3(6), 709-722. https://doi.org/10.1080/18756891.2010.9727734
  37. Wu, J., Liang, L., Wu, D. and Yang, F.(2000), "Olympics Ranking and Benchmarking Based on Cross Efficiency Evaluation Method and Cluster Analysis: The Case of Sydney 2000," International Journal of Enterprise Network Management, 2(4), 377-392. https://doi.org/10.1504/IJENM.2008.020640
  38. Wu, J., Liang, L. and Yang, F.(2009), "Achievement and Benchmarking of Countries at the Summer Olympics Using Cross Efficiency Evaluation Method," European Journal of Operational Research, 197, 722-730. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2008.06.030
  39. Zhang, W., and Lam, J.S.L.(2013), "Maritime Cluster Evolution based on Symbiosis Theory and LotkaVolterra Model, Maritime Policy & Management, 40(2), 161-174. https://doi.org/10.1080/03088839.2012.757375