An Empirical Comparison and Verification Study on the Seaport Clustering Measurement Using Meta-Frontier DEA and Integer Programming Models

The purpose of this study is to show the clustering trend and compare empirical results, as well as to choose the clustering ports for 3 Korean ports (Busan, Incheon, and Gwangyang) by using meta-frontier DEA (Data Envelopment Analysis) and integer models on 38 Asian container ports over the period 2005-2014. The models consider 4 input variables (birth length, depth, total area, and number of cranes) and 1 output variable (container TEU). The main empirical results of the study are as follows. First, the meta-frontier DEA for Chinese seaports identifies as most efficient ports (in decreasing order) Shanghai, Hongkong, Ningbo, Qingdao, and Guangzhou, while efficient Korean seaports are Busan, Incheon, and Gwangyang. Second, the clustering results of the integer model show that the Busan port should cluster with Dubai, Hongkong, Shanghai, Guangzhou, Ningbo, Qingdao, Singapore, and Kaosiung, while Incheon and Gwangyang should cluster with Shahid Rajaee, Haifa, Khor Fakkan, Tanjung Perak, Osaka, Keelong, and Bangkok ports. Third, clustering through the integer model sharply increases the group efficiency of Incheon (401.84%) and Gwangyang (354.25%), but not that of the Busan port. Fourth, the efficiency ranking comparison between the two models before and after the clustering using the Wilcoxon signed-rank test is matched with the average level of group efficiency (57.88 %) and the technology gap ratio (80.93%). The policy implication of this study is that Korean port policy planners should employ meta-frontier DEA, as well as integer models when clustering is needed among Asian container ports for enhancing the efficiency. In addition Korean seaport managers and port authorities should introduce port development and management plans accounting for the reference and clustered seaports after careful analysis.

메타프론티어 DEA모형과 정수계획모형을 이용한 항만클러스터링 측정에 대한 실증적 비교 및 검증연구

본 논문에서는 메타프론티어 DEA모형과 정수계획모형으로, 아시아 38개 컨테이너항만들의 10년간(2005-2014) 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 비교, 분석, 검증하였다. 실증분석의 주요한 결과는 다음과 같다. 첫째, 2005년부터 2014년까지 전체자료를 이용한 메타프론티어 DEA효율성 측정의 주요한 결과를 살펴보면, 중국항만들의 메타효율성과 그룹효율성이 높게 나타났으며, 순위는 상해, 홍콩, 닝보, 칭타오, 광저우 순서였으며, 국내항만은 부산, 인천, 광양항의 순서였다. 둘째, 정수계획모형에 의한 국내항만들의 클러스터링을 살펴보면 (1)부산항은 두바이, 홍콩, 상해, 광저우, 닝보, 칭타오, 싱가포르, 카오슝 항과 클러스터링하고, (2)인천항과 광양항은 사히드 라자이, 하이파, 크호르 파칸, 탄중 퍼락, 오오사카, 키룽, 방콕 항과 클러스터링 하는 것이 좋은 것으로 나타났다. 셋째, 정수계획모형을 통한 클러스터링이 메타프론티어 DEA모형의 그룹효율성을 부산항을 제외하고 인천항은 401.84%, 광양항은 354.25%만큼 대폭적으로 상승시켰다. 넷째, 효율성 순위를 검정한 윌콕슨부호순위검정에서는 두 가지 모형[메타프론티어 DEA모형과 정수계획모형에 의한 클러스터링 전과 후의 그룹효율성(57.88%), 기술 갭 효율성(80.93%)]사이에 순위에 차이가 없는 것으로 나타났다. 본 논문이 갖는 정책적인 함의는 첫째, 항만정책입안자들이 본 연구에서 사용한 두 가지 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.