龍浩，李文杰，楊勝發(fā)，張璠

(1.重慶交通大學(xué) 水利水運(yùn)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶400074；2.重慶交通大學(xué) 國(guó)家內(nèi)河航道整治工程技術(shù)研究中心，重慶400074；3．長(zhǎng)江重慶航運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)院，重慶401147)

長(zhǎng)江是國(guó)家自西向東的水路運(yùn)輸大通道，對(duì)“一帶一路”和“長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶”等國(guó)家戰(zhàn)略具有重要意義[1]。三峽庫(kù)區(qū)航道是長(zhǎng)江干線主要水運(yùn)通道，是連接上游欠發(fā)達(dá)地區(qū)和中下游發(fā)達(dá)地區(qū)的重要紐帶，促進(jìn)上游與中下游的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以推動(dòng)長(zhǎng)江流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。當(dāng)前在庫(kù)區(qū)朝天門(mén)至壩前的航道中，涪陵至壩前段在枯水期的航道維護(hù)水深已達(dá)4.5 m，朝天門(mén)至涪陵僅3.5 m，該河段航道維護(hù)等級(jí)偏低，是長(zhǎng)江干線高等級(jí)航道暢通重慶主城區(qū)域的主要制約。

朝天門(mén)至涪陵4.5 m水深航道建設(shè)工程是長(zhǎng)江黃金水道建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，是提升長(zhǎng)江上游航道整體通過(guò)能力的關(guān)鍵，以期緩解沿江地區(qū)日益增長(zhǎng)的水運(yùn)需求與現(xiàn)存航道條件不滿足運(yùn)輸能力的矛盾。本文針對(duì)此工程的經(jīng)濟(jì)效益做初步分析，選擇回歸分析[2]、彈性系數(shù)[3]和指數(shù)平滑[4]等方法對(duì)本河段貨運(yùn)量進(jìn)行組合估算預(yù)測(cè)，基于預(yù)測(cè)結(jié)果采用“有-無(wú)”對(duì)比法識(shí)別并量化分析效益指標(biāo)，科學(xué)測(cè)算該工程的經(jīng)濟(jì)效益情況。

1 朝涪段水路貨運(yùn)量預(yù)測(cè)分析

本文以長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶11省市為研究對(duì)象，分析區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合交通運(yùn)輸現(xiàn)狀及部分規(guī)劃支撐，采用定量計(jì)算與定性分析，對(duì)朝涪段水運(yùn)量預(yù)測(cè)分析以得到不同水平年的水路貨運(yùn)量。

1.1 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)

長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶地處中國(guó)經(jīng)濟(jì)核心區(qū)域，橫跨11省市，全國(guó)40%以上人口和GDP(生產(chǎn)總值，下同)分布于此，區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展擁有巨大的優(yōu)勢(shì)和潛力。人口和GDP是衡量區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要指標(biāo)，人口和GDP變化可視為貨運(yùn)量預(yù)測(cè)分析的依據(jù)。2016年經(jīng)濟(jì)帶人口近6億，GDP達(dá)33.7萬(wàn)億元，占同期中國(guó)經(jīng)濟(jì)總量的45%，見(jiàn)圖1?？梢?jiàn)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)全國(guó)影響巨大。

通過(guò)區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)帶人口變化幅度不大，但整體的GDP增速較高，見(jiàn)圖2。

以2016年為例，重慶、貴州增速超過(guò)11%，中東部地區(qū)增速也在7%～9%之間，見(jiàn)圖3。當(dāng)前西部經(jīng)濟(jì)體量還遠(yuǎn)比不上東部，但其發(fā)展速度明顯在提升。且西部可通過(guò)發(fā)展工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方式來(lái)分析未來(lái)年的GDP增長(zhǎng)方式。

1.2 預(yù)測(cè)方法及結(jié)果分析

貨運(yùn)量預(yù)測(cè)主要采用經(jīng)濟(jì)帶GDP和本河段水運(yùn)量數(shù)據(jù)，采用回歸分析、彈性系數(shù)和指數(shù)平滑方法進(jìn)行初步預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)截至到2040年。綜合經(jīng)濟(jì)帶經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及政策影響和相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)論[5-7]，暫定未來(lái)年GDP在2016—2020、2020—2030、2030—2040年間平均增速為10.08%、7.11%和5.28%，GDP預(yù)測(cè)值為評(píng)估未來(lái)水運(yùn)量的基礎(chǔ)。

a) 回歸分析法。該方法是利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)原理，確定變量間相關(guān)關(guān)系，從而建立較好的回歸方程，加以外推后用以預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展走勢(shì)。此方法優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算簡(jiǎn)便，能較準(zhǔn)確地計(jì)量2組變量間的線性因果關(guān)系；劣勢(shì)在于可能忽略了交互效應(yīng)和非線性的因果關(guān)系。

本文以收集朝涪段水運(yùn)量歷史數(shù)據(jù)(2000—2016年數(shù)據(jù))為基礎(chǔ)，將水運(yùn)量與時(shí)間、GDP分別做回歸分析，取兩者合理推薦預(yù)測(cè)值。水運(yùn)量與時(shí)間、GDP回歸相關(guān)關(guān)系見(jiàn)圖4。

b) 彈性系數(shù)法。該方法是在確定一個(gè)變化因素的基礎(chǔ)上，利用彈性系數(shù)對(duì)另一個(gè)因素的發(fā)展變化做出預(yù)測(cè)，可衡量一個(gè)經(jīng)濟(jì)變量的增幅對(duì)另一個(gè)變量增幅的關(guān)系。此方法優(yōu)點(diǎn)在于數(shù)據(jù)需求較少，應(yīng)用靈活廣泛；劣勢(shì)在于計(jì)算彈性分析時(shí)，只能考慮2個(gè)變量之間的關(guān)系，而忽略了其他相關(guān)變量所產(chǎn)生的影響。

本文以GDP與水運(yùn)量為變化因素，以美、日、韓等國(guó)在工業(yè)化不同發(fā)展階段的彈性系數(shù)變化趨勢(shì)為準(zhǔn)則[8]，給出未來(lái)年彈性系數(shù)值，2020—2025、2025—2030、2030—2035和2035—2040年分別取0.62、0.59、0.55和0.50。

c) 指數(shù)平滑法。該方法是一種特殊的加權(quán)平均，一般用于中短期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)，基本公式為：

St=αyt+(1-α)St-1

(1)

式中S——t平滑值；α——平滑常數(shù)，取值[0，1]；yt——t時(shí)的水運(yùn)量。

一般來(lái)說(shuō)，此方法較依賴時(shí)間序列下的水運(yùn)量變化趨勢(shì)，且α的取值影響程度很大，本文取多組α值進(jìn)行試算，比較不同情況下的標(biāo)準(zhǔn)誤差情況，選取標(biāo)準(zhǔn)誤差最小的α。

通過(guò)以上3種方法組合預(yù)測(cè)得到特征年朝涪段水運(yùn)量，見(jiàn)表1。

表1 特征年朝涪段水運(yùn)量組合預(yù)測(cè)結(jié)果 萬(wàn)t

2 工程經(jīng)濟(jì)效益識(shí)別及測(cè)算思路

2.1 評(píng)價(jià)依據(jù)及方法

航道建設(shè)工程經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)主要參照《水運(yùn)建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)》[9]，本文以評(píng)價(jià)方法中“有-無(wú)”法對(duì)朝天門(mén)至涪陵段4.5 m航道建設(shè)工程經(jīng)濟(jì)效益初步測(cè)算。其“有項(xiàng)目”是指實(shí)施本工程，在評(píng)價(jià)期內(nèi)發(fā)生的經(jīng)濟(jì)效益預(yù)計(jì)情況，“無(wú)項(xiàng)目”是指不實(shí)施本工程，現(xiàn)有航道在評(píng)價(jià)期內(nèi)完成運(yùn)輸需求所發(fā)生的經(jīng)濟(jì)效益預(yù)計(jì)情況。對(duì)有項(xiàng)目和無(wú)項(xiàng)目2種情況下發(fā)生的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析比較，測(cè)算出本項(xiàng)目帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，該航道建設(shè)工程完成需一段時(shí)間，工程經(jīng)濟(jì)效益從2020年開(kāi)始累計(jì)，并以2020、2025、2030、2035、2040年為特征年評(píng)價(jià)。

2.2 效益識(shí)別與測(cè)算方法

航道建設(shè)工程的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在節(jié)約了社會(huì)運(yùn)輸成本和環(huán)境處置成本，對(duì)有航道建設(shè)工程情況下的產(chǎn)出效益，以年為時(shí)間序列在評(píng)價(jià)期內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)折現(xiàn)計(jì)算。為了全面、客觀地測(cè)算航道建設(shè)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，初步將可量化的經(jīng)濟(jì)效益劃分為：促進(jìn)船舶大型化以減少船舶轉(zhuǎn)載和虧載效益(B1)，促進(jìn)水路替代陸路運(yùn)輸以節(jié)省運(yùn)輸成本和環(huán)境治理成本效益(B2)，減少控制河段以節(jié)省船舶候時(shí)成本等效益(B3)。

a) 促進(jìn)船舶大型化。按川江標(biāo)準(zhǔn)船型吃水尺度，本河段枯水期僅能滿足3 000 t及其以下貨運(yùn)船舶和250TEU及其以下集裝箱船舶滿載通航，3 000～5 000 t級(jí)貨船在枯水期需適當(dāng)減載通行，5 000 t及以上船舶需大量減載，350TEU以上集裝箱船也需要全程減載運(yùn)輸，大噸位船舶最高減載50%以上，江海船舶則需在港口轉(zhuǎn)載內(nèi)河船或在虧載狀態(tài)下直達(dá)目的地，部分擁有大型運(yùn)輸船舶的航運(yùn)公司在庫(kù)區(qū)運(yùn)力大幅損失。此外，大型船舶相較小型船舶整體運(yùn)輸成本更低，實(shí)施工程后，將積極促進(jìn)船舶大型及標(biāo)準(zhǔn)化程度，船舶平均裝載率和必要運(yùn)費(fèi)率都將有所轉(zhuǎn)變?；诋?dāng)前航運(yùn)公司實(shí)際運(yùn)價(jià)水平，以重慶進(jìn)出港貨運(yùn)船舶為主要研究對(duì)象，計(jì)算式為：

B1=∑Qi×m×ρ

式中B1——船舶大型化效益，億元；Qi——各航線貨物周轉(zhuǎn)量，億t·km；m——各航線船舶大型化節(jié)約必要運(yùn)費(fèi)，元 /(t·km)；ρ——各航線船舶大型化平均船舶裝載提升程度，%。

b) 代替陸路運(yùn)輸。當(dāng)前存在枯水期低維護(hù)尺度時(shí)部分重載貨物棄水轉(zhuǎn)路，造成水路貨運(yùn)流失。實(shí)施工程后，更大尺度船舶直達(dá)重慶，減少了貨物運(yùn)輸中轉(zhuǎn)費(fèi)用，引導(dǎo)部分貨物轉(zhuǎn)移到水運(yùn)，大宗貨物的水運(yùn)成本遠(yuǎn)低于陸運(yùn)。此外，內(nèi)河航運(yùn)是花費(fèi)最少、耗油最低、最環(huán)保的一種運(yùn)輸方式。實(shí)施工程后，部分陸運(yùn)轉(zhuǎn)移到水運(yùn)，將減少公路鐵路貨物周轉(zhuǎn)量，以相關(guān)環(huán)境調(diào)查機(jī)構(gòu)研究結(jié)論，統(tǒng)計(jì)各種運(yùn)輸方式運(yùn)輸成本，可計(jì)算得到代替陸路運(yùn)輸節(jié)省的社會(huì)運(yùn)輸成本和環(huán)境治理成本，計(jì)算式為：

B2=∑K×(y+h)

(3)

式中B2——代替陸路效益，億元；K——減少陸路貨物周轉(zhuǎn)量，億t·km；y——水運(yùn)較陸運(yùn)節(jié)約的必要運(yùn)費(fèi)，元 /(t·km)；h——環(huán)境處置成本，元/(t·km)。

c) 減少控制河段。長(zhǎng)江朝天門(mén)至涪陵段航道現(xiàn)存控制河段有5處，總長(zhǎng)約11.5 km。當(dāng)前船舶通過(guò)控制段耗時(shí)較久，時(shí)間成本大幅增加。實(shí)施工程后，本航段能減少3處控制段和多處險(xiǎn)灘，大幅縮減控制段船舶候時(shí)成本。此外，減少控制段船舶助托上灘費(fèi)用和取消灘險(xiǎn)減少的海損直接經(jīng)濟(jì)損失也可考慮其中，計(jì)算式為：

B3=∑P×St+L

(4)

式中B3——減少控制河段效益，萬(wàn)元；St——控制河段日均候時(shí)量，d；P——船舶艘天費(fèi)用，元/d；L——減少控制河段及險(xiǎn)灘產(chǎn)生的其他費(fèi)用，萬(wàn)元。

3 工程經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算

3.1 參數(shù)選取

上文中朝涪段水運(yùn)量預(yù)測(cè)值直接涉及水運(yùn)貨物周轉(zhuǎn)量從而影響替代陸運(yùn)周轉(zhuǎn)等效益的計(jì)算結(jié)果，本文擬取3種預(yù)測(cè)結(jié)果最小值以偏保守估算工程經(jīng)濟(jì)效益。

a) 據(jù)水上船舶流量情況統(tǒng)計(jì)月報(bào)數(shù)據(jù)，2016年重慶斷面3 000 t級(jí)以下船舶占比達(dá)35%，平均噸位1 900 t，平均運(yùn)距1 200 km左右。統(tǒng)計(jì)分析海事部門(mén)進(jìn)出港數(shù)據(jù)，考慮航運(yùn)部門(mén)對(duì)川江船型標(biāo)準(zhǔn)化工作的推進(jìn)，以本河段2030年船舶平均噸位突破3 000 t，2040年船舶平均噸位突破3 500 t計(jì)算。船舶大型化致裝載效率提升并結(jié)合各噸位船舶運(yùn)輸價(jià)格(航運(yùn)交易部門(mén)統(tǒng)計(jì)歷年要素價(jià)格指數(shù)變幅)初步得到各航線節(jié)約的必要運(yùn)費(fèi)率為0.002 5元/(t·km)。

b) 本項(xiàng)目實(shí)施后，減少公路鐵路貨物周轉(zhuǎn)量按本河段未來(lái)年水運(yùn)周轉(zhuǎn)增量的0.5%計(jì)(初步統(tǒng)計(jì)分析長(zhǎng)江干線煤炭、礦建材料等大宗適宜水運(yùn)的貨物增長(zhǎng)趨勢(shì)擬定)。據(jù)交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)，近年的公鐵路平均運(yùn)價(jià)約0.35元/(t· km)，水運(yùn)約0.02元/(t· km)，以此測(cè)算節(jié)約的運(yùn)輸成本。據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)跟蹤的不同運(yùn)輸方式4種標(biāo)準(zhǔn)排放物來(lái)看，水路運(yùn)輸1 t· km貨物產(chǎn)生的顆粒物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳和氮氧化合物總量約為鐵路運(yùn)輸?shù)?2%、公路運(yùn)輸?shù)?0%；公路、鐵路及水路3種運(yùn)輸方式1 t· km貨物運(yùn)輸因廢棄物排放將產(chǎn)生環(huán)境處置額外費(fèi)用分別為2、1.1、0.28美分。以近5 a相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒[10]各類運(yùn)輸方式貨物周轉(zhuǎn)量得到陸運(yùn)與水運(yùn)環(huán)境處置成本分別為1.20、0.19元/(t· km)。

c) 已知工程河段控制段主要調(diào)度運(yùn)行在枯水期，每年按100 d時(shí)長(zhǎng)計(jì)算。項(xiàng)目建成后能取消王家灘、洛磧及大興場(chǎng)控制段，據(jù)控制段信號(hào)調(diào)度管理站實(shí)地調(diào)研，當(dāng)前斷面統(tǒng)計(jì)日均過(guò)河船舶近200艘，其中船舶上行時(shí)等候較長(zhǎng)，王家灘和洛磧控制段船均候時(shí)20 min以上，大興場(chǎng)控制段船均候時(shí)超過(guò)5 min。參考有關(guān)船舶運(yùn)行費(fèi)用研究成果[11]以及船舶公司實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況調(diào)查，船舶艘日費(fèi)用暫取1萬(wàn)元/d。此外，本河段枯水期3 000 t級(jí)以上船舶部分需助拖上灘，控制段取消能直接省去助拖費(fèi)用，由船舶統(tǒng)計(jì)流量月報(bào)數(shù)據(jù)對(duì)需助拖船舶數(shù)量進(jìn)行定量計(jì)算。

3.2 結(jié)果分析

工程效益通過(guò)定量計(jì)算與定性的分析，在相關(guān)政策影響和實(shí)地調(diào)研的背景下對(duì)一些難以量化的指標(biāo)進(jìn)行了事先假定，繼而測(cè)算得到特征年朝涪航道建設(shè)工程經(jīng)濟(jì)效益，見(jiàn)表2。

表2 特征年航道建設(shè)工程經(jīng)濟(jì)效益 億元

由表2不難發(fā)現(xiàn)：促進(jìn)船舶大型化經(jīng)濟(jì)效益最為顯著，且累計(jì)增長(zhǎng)最多，控制河段及部分險(xiǎn)灘的減少可帶來(lái)直觀的經(jīng)濟(jì)效益。而代替陸路運(yùn)輸效益到后期會(huì)呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，是由于后期水運(yùn)趨近飽和，增量逐漸降低，水路從陸路吸引量也逐步減少所致。2020、2040年工程效益分別合計(jì)達(dá)2.72億、4.39億元，隨著朝涪段航道建設(shè)工程的推進(jìn)，船舶大型、標(biāo)準(zhǔn)化程度提升，陸轉(zhuǎn)水貨運(yùn)量逐漸增多，節(jié)約環(huán)境治理效益也將更顯著。

在經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算基礎(chǔ)之上，結(jié)合項(xiàng)目預(yù)算投資，通過(guò)經(jīng)濟(jì)費(fèi)用效益流量表(社會(huì)折現(xiàn)率i取8%)，計(jì)算項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率(EIRR)、經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值(ENPV)、經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比(BCR)等評(píng)價(jià)指標(biāo)。得到：EIRR=25.40%；ENPV=22.02億元；BCR=2.37。按效益評(píng)價(jià)規(guī)范，EIRR>i、ENPV> 0或者BCR>1時(shí)，項(xiàng)目從經(jīng)濟(jì)和資源配置的角度是可被接受的。綜合分析，項(xiàng)目具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)合理性，且項(xiàng)目截至到2040年，累計(jì)凈效益流量可達(dá)22.02億元。

3.3 不確定性分析

效益量化估算時(shí)采用的運(yùn)量、運(yùn)價(jià)等都是預(yù)估值，一定程度具有不確定性，故而需對(duì)測(cè)算效益不確定性分析[12]。針對(duì)不確定性問(wèn)題采用敏感分析，即不確定性因素增減變化時(shí)，分析其對(duì)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響。選擇經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值、經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率、經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比進(jìn)行敏感性分析，并考慮費(fèi)用上升、收益下降和費(fèi)用上升與效益下降同時(shí)發(fā)生這3種不利的情況時(shí)，3種指標(biāo)的變化情況結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)敏感性分析指標(biāo)

表3結(jié)果表明：投資費(fèi)用的上升和效益下降，項(xiàng)目各經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變幅不大，從國(guó)民經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)分析是可行的，且具有較強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

4 結(jié)論與探討

a) 本文對(duì)未來(lái)水運(yùn)量變化保守預(yù)估，采用“有-無(wú)”對(duì)比法的測(cè)算結(jié)果表明：長(zhǎng)江朝涪段航道開(kāi)發(fā)建設(shè)將帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，自項(xiàng)目建設(shè)投入運(yùn)營(yíng)后，動(dòng)態(tài)折算第9年能收回投資成本，且至2040年累計(jì)凈效益達(dá)22.02億元，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)合理性。

b) 工程經(jīng)濟(jì)效益分析路徑眾多，本文僅定性量化了促進(jìn)船舶大型化、代替陸路運(yùn)輸及減少控制河段的部分效益。但實(shí)際情況有許多難以量化項(xiàng)，如本河段是三峽旅游黃金航線重點(diǎn)區(qū)域，工程的實(shí)施對(duì)地區(qū)的大型旅游通過(guò)能力有實(shí)質(zhì)性幫助；項(xiàng)目建設(shè)在減少船舶轉(zhuǎn)載的同時(shí)也有效減少船舶轉(zhuǎn)載時(shí)的裝卸費(fèi)用和貨損風(fēng)險(xiǎn)；本河段多個(gè)信號(hào)控制點(diǎn)的取消，每年可大幅減少航道管理部門(mén)管理支出等，此類效益較難以量化研究，本文未列入其中。

c) 水運(yùn)項(xiàng)目多為大型投資，公益類項(xiàng)目，本項(xiàng)目的投資建設(shè)將積極推動(dòng)重慶建成長(zhǎng)江上游內(nèi)河航運(yùn)中心、提升長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、改善區(qū)域居民生活水平和促進(jìn)長(zhǎng)江生態(tài)文明建設(shè)等，具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。