張定軍

（中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430060）

引 言

LNG碼頭是LNG輸送的一個重要環(huán)節(jié)，處于水陸域交匯的節(jié)點(diǎn)上，其港址選擇受自然條件、環(huán)境條件、建設(shè)條件和經(jīng)濟(jì)條件等多種因素的制約。這些因素種類較為復(fù)雜，影響程度各異，如何對其進(jìn)行總體的綜合評價，從而得到最優(yōu)港址，是LNG項(xiàng)目實(shí)施決策考慮的關(guān)鍵問題。

模糊綜合評價法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評標(biāo)方法。該綜合評價法根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價，即用模糊數(shù)學(xué)對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€總體的評價。它一方面可以體現(xiàn)評價標(biāo)準(zhǔn)、影響因素的模糊性，另一方面在評價中又可以充分發(fā)揮人的經(jīng)驗(yàn)，使得評價結(jié)果更加客觀和符合實(shí)際情況，具有結(jié)果清晰，系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。

本文針對國外某 LNG出口碼頭港址選擇，采用定量分析和定量分析相結(jié)合的方法，對備選港址進(jìn)行綜合比選，從而得到最優(yōu)推薦港址。

1 影響LNG碼頭港址選擇的因素分析

影響 LNG碼頭港址選擇的因素較多，一般來說可以劃分為自然條件、環(huán)境條件、建設(shè)條件和經(jīng)濟(jì)條件方面的因素。

自然條件方面的因素包括氣象條件（包含氣溫、降水、風(fēng)速、雷暴等因素）、水文條件（包含水位、潮流、波浪、泥沙等因素）、地形條件（包含水深、陸域高程等因素）、地質(zhì)條件（包含地質(zhì)、地震等因素）。一般來說，自然條件中，地形條件中水深因素是主要因素，水文條件中的波浪、潮流和泥沙因素、地質(zhì)條件中的地質(zhì)和地震等因素為次要因素，而地形條件中的陸域高程因素影響后方輸氣管線的路由、液化儲存設(shè)施的選址及其與碼頭的銜接，也為次要因素，其余因素為一般因素，如表1。

表1 影響港址選擇的自然條件分析

環(huán)境條件方面的因素包括環(huán)境容量條件（包括大氣環(huán)境因素、水環(huán)境因素、聲環(huán)境因素、固廢因素等）、周邊關(guān)系條件（包括周邊居民、工廠、碼頭等因素）、疏散條件（包含疏散場地、對外交通等因素）、外圍條件（包括風(fēng)向、取排水、未來發(fā)展空間等因素）。一般來說，周邊條件中的周邊居民、工廠、碼頭等因素是主要因素，外圍條件中的風(fēng)向、取排水、未來發(fā)展空間等因素為次要因素，環(huán)境容量條件中大氣環(huán)境因素、水環(huán)境因素對LNG碼頭選址也有影響，也為次要因素，其余因素為一般因素，如表2。

表2 影響港址選擇的環(huán)境條件分析

建設(shè)條件方面的因素包括規(guī)劃條件（包括城市規(guī)劃、港口總體規(guī)劃等因素）、場地條件（包括施工場地面積、施工道路等因素）、施工條件（包括施工設(shè)備、施工隊(duì)伍等因素）、施工配套設(shè)施（包括施工用電、施工用水、施工用油等因素）。一般來說，規(guī)劃條件中的城市規(guī)劃、港口總體規(guī)劃等因素也對LNG碼頭的選址有較大影響，為主要因素，建設(shè)條件方面的其它因素不會主導(dǎo)項(xiàng)目的決策，基本上可以采取就地或臨時措施解決，均為一般因素，如表3。

表3 影響港址選擇的建設(shè)條件分析

經(jīng)濟(jì)條件方面的因素包含建設(shè)成本（包括建筑材料、人力價格、施工機(jī)具價格、管理成本、匯率變化等因素）、建設(shè)工期（包括自然氣候、施工機(jī)具獲得性、施工隊(duì)伍能力等因素）、運(yùn)維費(fèi)用（包括人力成本、水電油耗、外包服務(wù)費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用等因素）、用戶市場（包括用戶市場容量、用戶承受能力、市場未來發(fā)展空間等因素）。一般來說，建設(shè)成本中的建筑材料、人力價格、施工機(jī)具價格以及運(yùn)維費(fèi)用中的維護(hù)費(fèi)用等因素為主要因素，用戶市場中的用戶承受能力因素為次要因素，其余因素為一般因素，如表4。

表4 影響港址選擇的經(jīng)濟(jì)條件分析

2 采用定性分析進(jìn)行港址初選

某 LNG項(xiàng)目氣田位于埃塞俄比亞東南部，埃塞俄比亞是一個內(nèi)陸國家，從輸氣管道距離因素考慮，本項(xiàng)目 LNG碼頭宜選址于索馬里海岸，但由于索馬里政局不穩(wěn)，基礎(chǔ)設(shè)施條件差，結(jié)合埃塞俄比亞現(xiàn)有的物流走向，本項(xiàng)目 LNG出口碼頭選址于吉布提市附近。

結(jié)合海圖及陸域地形圖分析，項(xiàng)目組專家在現(xiàn)場考察的基礎(chǔ)上，初步選擇了DAMERJOG、KHOR AMBADO及PLAGE三處初選港址。

圖1 初選港址地理位置

三個港址均位于吉布提市附近，自東向西依次命名為港址A、港址B、港址 C（位置如圖1）。港址A位于吉布提市區(qū)東南約13 km，塔朱拉灣外，水深條件較好，后方陸域較為平坦。港址B和港址C位于吉布提市以西12 km、16 km，塔朱拉灣內(nèi)，深水近岸，后方陸域地形較高。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查資料，對初選港址從自然條件、環(huán)境條件、建設(shè)條件、經(jīng)濟(jì)條件等方面進(jìn)行定性對比分析，三個港址主要優(yōu)缺點(diǎn)、定性比較如下。

1）港址A

優(yōu)點(diǎn)：①水深條件較好，15 m等深線距離岸邊約800 m，后方陸域平坦開闊。②旁邊為牲畜出口碼頭，位于灣口外，LNG船舶航行干擾少，緊鄰市政公路，便于疏散，后方開闊，便于未來發(fā)展。③便于施工場地布置和施工配套設(shè)施接引。④終端總體建設(shè)成本較低。

缺點(diǎn)：①位于灣外，波浪稍大。②水深、泥沙條件比港址B、C稍差。

2）港址B

優(yōu)點(diǎn)：①位于灣內(nèi)，波浪較小。②泥沙來源少。③水深條件較好，深水貼岸，15 m等深線距離岸邊約300 m。

缺點(diǎn)：①后方陸域較高，高程為60 m，液化儲存設(shè)施陸域形成工程量大，與碼頭銜接較難。②位于灣口以內(nèi)，現(xiàn)有港區(qū)西側(cè)，將來 LNG船舶航行略有干擾。③距離旁邊的行宮、沙灘休閑區(qū)較近，目前僅有簡易道路通達(dá)，后方陸域高且起伏不平，施工場地布置和施工配套設(shè)施接引不便。④終端總體建設(shè)成本較高。

3）港址C

優(yōu)點(diǎn)：①位于灣內(nèi)，波浪較小。②泥沙來源少。③水深條件較好，深水近岸，15 m等深線距離岸邊約200 m。

缺點(diǎn)：①后方陸域較高，高程為100 m，液化儲存設(shè)施陸域形成工程量大，與碼頭銜接困難。②位于灣口，現(xiàn)有港區(qū)西側(cè)，將來 LNG船舶航行略有干擾。③目前沒有道路通達(dá)，后方陸域高且起伏不平，施工道路、場地布置和施工配套設(shè)施接引不便。④終端總體建設(shè)成本高。

通過以上對三個港址的定性分析、比較，港址C明顯劣于港址A和B，被淘汰。選取港址A和港址B做進(jìn)一步定量比選。

3 基于模糊綜合評價法進(jìn)行港址比選

3.1 模糊綜合評價指標(biāo)的構(gòu)建

通過實(shí)地考察和項(xiàng)目組專家討論，本項(xiàng)目選取自然條件、環(huán)境條件、建設(shè)條件、經(jīng)濟(jì)條件作為第1層次的評價指標(biāo)。即：

1）自然條件在碼頭建設(shè)中起著決定性的作用。港址A、B相距不遠(yuǎn)，氣象因素、地質(zhì)因素基本一樣。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)船型為26.6萬m3LNG運(yùn)輸船，其所需設(shè)計(jì)水深14 m，因此水深因素將是影響港址選擇的重要評價因素。同時，陸域高程因素影響后方輸氣管線的路由、液化儲存設(shè)施的選址及其與碼頭的銜接，也將是影響港址選擇的重要評價因素。兩個港址的波浪、泥沙因素略有不同，也選擇為港址選擇第二層次的評價因素。

2）環(huán)境條件中，根據(jù)兩個港址的特點(diǎn)和各因素對港址選擇的影響，選擇周邊居民設(shè)施、碼頭設(shè)施、疏散場地、未來發(fā)展作為第二層次的評價因素。

3）建設(shè)條件中，選擇城市規(guī)劃、施工場地、施工道路、施工配套作為第二層次的評價因素。

4）經(jīng)濟(jì)條件中，選擇建設(shè)成本、建設(shè)工期、運(yùn)維費(fèi)用、用戶市場作為第二層次的評價因素。

于是構(gòu)建本項(xiàng)目第2層次的評價指標(biāo)如下。即：

3.2 構(gòu)建權(quán)重向量

結(jié)合以往項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，通過組織項(xiàng)目組專家討論，并利用模糊層次分析思路，對各指標(biāo)因子權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)化，建立指標(biāo)權(quán)重集并歸一化，如下：

第1層次指標(biāo)因子權(quán)重：

第2層次指標(biāo)因子權(quán)重：

3.3 構(gòu)建評價矩陣

首先結(jié)合對比選港址的定性評價，根據(jù)各評價指標(biāo)的綜合評價程度，對指標(biāo)因子進(jìn)行評分，確定指標(biāo)—評價集如下：

E=（好，較好，一般，差）=（90，80，65，55）

為了對每個指標(biāo)因子進(jìn)行模糊評判，需要建立評價集與評價等級之間的隸屬函數(shù)。本項(xiàng)目采用梯形分布建立分值與評價等級之間的隸屬函數(shù)關(guān)系。

對于港址A，對其自然條件第二層因子中的水深因素經(jīng)專家綜合評價為較好，該因素指標(biāo)因子評分為80，結(jié)合以上隸屬函數(shù)，評價港址 A水深因素的隸屬度為rA11=rv1（80）=0.667。同理，得到rA12=rv2（80）=1，rA13=rv3（80）=0.333，rA14=rv4（80）=0。再對隸屬度數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，得到港址A自然條件指標(biāo)因子的隸屬向量，即：rA1=（0.333，0.5，0.167，0）。同理，可以得到港址A其他單一指標(biāo)因子的隸屬向量，從而可以得到港址A的初級評價矩陣。

港址A的自然條件初級評價矩陣為：

環(huán)境條件初級評價矩陣：

建設(shè)條件初級評價矩陣：

經(jīng)濟(jì)條件初級評價矩陣：

同理可得港址B的初級評價矩陣。

3.4 評價矩陣和權(quán)重的合成

根據(jù)求得的港址A初級評價矩陣，結(jié)合第2層次指標(biāo)因子權(quán)重，利用矩陣合成得到港址A的初級綜合評價矩陣。

再結(jié)合第1層次的指標(biāo)因子權(quán)重，將港址A的初級綜合評價矩陣與第 1層次的指標(biāo)因子權(quán)重合成，得到港址A的最終綜合評價向量。

同理可得到港址B的最終綜合評價向量如下：

3.5 模糊綜合評價

根據(jù)最大隸屬度原則，港址A優(yōu)于港址B，因此選擇港址A作為推薦港址。

4 結(jié) 語

1）對于港址比選，本文提供了一種定性分析比較和基于模糊綜合評價法的定量比較方法。

2）模糊綜合評價中的評價指標(biāo)和二級評價因素，宜選取影響方案選擇的主要影響指標(biāo)和因素，且這些指標(biāo)和因素對于備選方案是有所不同的。

3）對于各指標(biāo)因子權(quán)重及評分，可組織熟悉該項(xiàng)目的專家進(jìn)行賦值和評分，然后取其平均值，以消除個人認(rèn)知的局限，使評價結(jié)果更具有合理性。

4）項(xiàng)目選址需考慮項(xiàng)目所處的環(huán)境，對于土地私有性質(zhì)國家，項(xiàng)目用地的可獲取性有時會是項(xiàng)目選址決策的關(guān)鍵性因素。有時，總體規(guī)劃因素有時也起控制作用。