尚書(shū)彤 呂靖

摘要：為實(shí)現(xiàn)船舶聯(lián)營(yíng)池利益最大化，以船舶聯(lián)營(yíng)池依據(jù)船舶評(píng)分進(jìn)行收益分配為基礎(chǔ)，根據(jù)演化博弈理論建立聯(lián)營(yíng)池中不同船舶所有人之間的演化博弈模型，分別推導(dǎo)出船舶所有人在不同狀態(tài)下的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程。通過(guò)對(duì)復(fù)制動(dòng)態(tài)方程參數(shù)的討論，確立不同的博弈情況;分別對(duì)不同的博弈情況下的演化穩(wěn)定策略進(jìn)行探討，得出不同參數(shù)情境下的演化結(jié)論;以此為基礎(chǔ)對(duì)船舶聯(lián)營(yíng)池的經(jīng)營(yíng)策略提出建議。結(jié)合HEIDMAR公司Sigma Pool的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行算例分析，結(jié)果與情境分析結(jié)論的一致性證明了本文模型有效。本文結(jié)論可作為理論基礎(chǔ)給聯(lián)營(yíng)池管理人提供經(jīng)營(yíng)策略的制定依據(jù)。

關(guān)鍵詞：船舶聯(lián)營(yíng)池; 演化博弈; 船舶得分; 演化穩(wěn)定策略; 經(jīng)營(yíng)策略

中圖分類(lèi)號(hào)： U692.37

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Abstract：In order to maximize the benefit of a shipping pool， an evolutionary game model among different shipowners in the pool is established based on the evolutionary game theory， where the benefit is distributed according to ship rating. The replicated dynamic equations of the shipowners in different states are derived. Through the discussion of the parameters of the replicated dynamic equations， different game conditions are established; the evolutionarily stable strategies under different game conditions are discussed respectively， and the evolution conclusions under the condition of different parameters are obtained. On this basis， some suggestions on the management strategy of the shipping pool are put forward. The case analysis using data of Sigma Pool in HEIDMAR Company shows that， the consistency between the result and the scenario analysis conclusion proves that the model is valid. The conclusion can be used as a theoretical basis for pool managers to formulate the management strategy.

0 引 言

船舶聯(lián)營(yíng)池（shipping pool）是將一組船型類(lèi)似的船舶從不同的船舶所有人處整合，由一個(gè)商業(yè)實(shí)體控制和管理，作為單一船隊(duì)運(yùn)營(yíng)以獲得聯(lián)營(yíng)收益，然后將其分配給各個(gè)船舶所有人的運(yùn)營(yíng)模式。目前全球至少5%的油船船隊(duì)和10%的干散貨船隊(duì)是以聯(lián)營(yíng)池的形式運(yùn)營(yíng)的。該模式有利于應(yīng)對(duì)市場(chǎng)低迷、貨運(yùn)量不足的困難，減少船舶閑置量，提高總體運(yùn)輸效率。近年來(lái)國(guó)內(nèi)大型油船所有人也陸續(xù)將船舶加入到聯(lián)營(yíng)池中經(jīng)營(yíng)，如招商局能源運(yùn)輸股份有限公司和原中國(guó)海運(yùn)集團(tuán)分別將阿芙拉型船和巴拿馬型船投入HEIDMAR聯(lián)營(yíng)池中運(yùn)營(yíng)，南京油運(yùn)股份有限公司將MR型成品油船投入NAVIG 8中運(yùn)營(yíng)。船舶聯(lián)營(yíng)池在航運(yùn)市場(chǎng)的應(yīng)用越來(lái)越普遍，但其收益分配和經(jīng)營(yíng)模式一直是發(fā)展中的難點(diǎn)，因此對(duì)聯(lián)營(yíng)地經(jīng)營(yíng)策略進(jìn)行研究具有極大的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。

在過(guò)去的幾年中，船公司普遍采取的兩個(gè)策略是增加船舶規(guī)模和與其他船公司結(jié)成聯(lián)盟[1]，船舶規(guī)模的擴(kuò)大伴隨著風(fēng)險(xiǎn)的提高，聯(lián)盟允許船公司分享現(xiàn)有的能力，更有效地服務(wù)于他們的客戶(hù)。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于航運(yùn)聯(lián)盟的研究有很多，主要涵蓋航運(yùn)聯(lián)盟的形成[2]、合作伙伴的選擇[3]、船公司之間的合作政策[4]和聯(lián)盟的穩(wěn)定性[5]。博弈論在航運(yùn)戰(zhàn)略聯(lián)盟研究中的應(yīng)用較為常見(jiàn)，其中議價(jià)博弈和競(jìng)合博弈多用于聯(lián)盟的形成機(jī)制方面[6]，演化博弈多用于聯(lián)盟的穩(wěn)定性分析方面[6] ，shapley值法廣泛應(yīng)用于聯(lián)盟收益分配方面[7]。聯(lián)營(yíng)池是航運(yùn)戰(zhàn)略聯(lián)盟的一種，但由于其按各船舶評(píng)分分配收益的特殊性，與一般的航運(yùn)聯(lián)盟又有所不同。目前針對(duì)聯(lián)營(yíng)池這一領(lǐng)域的研究多是理論上的研究，即通過(guò)介紹聯(lián)營(yíng)池的運(yùn)作機(jī)制、分析國(guó)際上現(xiàn)有聯(lián)營(yíng)池的運(yùn)營(yíng)情況說(shuō)明聯(lián)營(yíng)池的發(fā)展?jié)摿蛢?yōu)勢(shì)[8-9]，或探討聯(lián)營(yíng)池這種模式是否真的能為成員帶來(lái)利益[10]，而關(guān)于聯(lián)營(yíng)池的定量研究很少。

本文從船舶聯(lián)營(yíng)池管理人的角度出發(fā)，通過(guò)對(duì)聯(lián)營(yíng)池中各船舶所有人之間競(jìng)爭(zhēng)與合作的演化博弈關(guān)系進(jìn)行分析，建立相應(yīng)的動(dòng)態(tài)復(fù)制方程，得出各船舶所有人在追求利益最大化過(guò)程中各自的演化穩(wěn)定策略及對(duì)聯(lián)營(yíng)池整體收益的影響，以便聯(lián)營(yíng)池管理人更具體地了解聯(lián)營(yíng)池中各船舶所有人面對(duì)不同情境更傾向采取的決策方式，以此為理論基礎(chǔ)制定一系列有針對(duì)性的激勵(lì)政策，鼓勵(lì)船舶所有人積極改進(jìn)船舶性能，提高船舶評(píng)分。

1 船舶聯(lián)營(yíng)池的船舶所有人演化博弈模型

1.1 問(wèn)題描述

聯(lián)營(yíng)池采取的收益分配方式是按照各船舶評(píng)分分配收益的方式。該評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)由聯(lián)營(yíng)池管理人制定，經(jīng)委員會(huì)批準(zhǔn)施行，每艘加入聯(lián)營(yíng)池的船舶都需要通過(guò)這一考核體系得到唯一有效得分。每月聯(lián)營(yíng)池將得到的收入刨除各管理費(fèi)用和成本后剩下的部分按照各船舶評(píng)分加權(quán)分配。因此，船舶得分是決定租金差異化分配的唯一因素。

船舶所有人要想提高其船舶在聯(lián)營(yíng)池中的收益分配，最直接的方法就是提高船舶得分。聯(lián)營(yíng)池對(duì)營(yíng)運(yùn)船舶的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)包括兩個(gè)部分：一部分為船舶的自然狀態(tài)得分，另一部分為船舶的適營(yíng)能力得分。船舶自然狀態(tài)就是對(duì)船舶自然狀況的技術(shù)描述。以美國(guó)HEIDMAR公司的油船聯(lián)營(yíng)池Sigma Tanker Pool為例，船舶自然狀態(tài)得分考慮因素主要包括船齡、裝貨量、艙容以及艙壁是否有涂層等幾個(gè)方面，船舶適營(yíng)能力得分考慮因素主要包括船速與耗油數(shù)據(jù)、SIRE Report的更新以及大石油公司的接收狀況。船舶所有人可以通過(guò)付出一定的成本來(lái)使船舶更貼近聯(lián)營(yíng)池對(duì)船舶的要求標(biāo)準(zhǔn)，提高船舶得分。

對(duì)于船舶所有人來(lái)說(shuō)，船舶得分得到有效提高后，其收益就有所提高;對(duì)于聯(lián)營(yíng)池來(lái)說(shuō)，船舶評(píng)分的提高帶來(lái)的是該船整體條件或運(yùn)營(yíng)能力的提高，使聯(lián)營(yíng)池中的船舶能夠更大程度地迎合客戶(hù)要求，增加聯(lián)營(yíng)池的整體競(jìng)爭(zhēng)力。然而，船舶得分提高對(duì)聯(lián)營(yíng)池競(jìng)爭(zhēng)力的增加具有一定滯后性，另外，在總收益不變的情況下，聯(lián)營(yíng)池中某一船舶得分的提高必定導(dǎo)致其他某一船舶相對(duì)收益的減少。由于各船舶所有人具有有限理性，很難在一次博弈中選擇最優(yōu)策略，需要進(jìn)行重復(fù)博弈，不斷相互學(xué)習(xí)、進(jìn)化，最終定格在某個(gè)穩(wěn)定策略。

1.2 博弈關(guān)系與模型假設(shè)

該問(wèn)題中，船舶所有人是不完全理性個(gè)體，且兩個(gè)船舶所有人擁有的船舶初始性能和指標(biāo)狀態(tài)不同，但綜合各方面指標(biāo)，同一聯(lián)營(yíng)池中的船舶最終得分不會(huì)相差太多。本文假設(shè)兩個(gè)船舶所有人的船舶初始得分相同，對(duì)船舶進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)后提高的得分也相同，但在船舶得分提高程度等同的情況下需付出的成本不同，因此是一個(gè)非對(duì)稱(chēng)演化博弈問(wèn)題。兩個(gè)船舶所有人各自的決策分為改進(jìn)和不改進(jìn)，存在4種博弈結(jié)果，見(jiàn)圖1。假設(shè)：

Ca和Cb分別表示船舶所有人a、b為改進(jìn)船舶性能需付出的成本;q表示當(dāng)船舶所有人a、b中有一方采取改進(jìn)策略另一方采取不改進(jìn)策略時(shí)，采取改進(jìn)策略的一方由于船舶評(píng)分提高而提高的聯(lián)營(yíng)池收益分配系數(shù)（q>1/2）;R0為船舶所有人a、b均采取不改進(jìn)策略時(shí)聯(lián)營(yíng)池的總收益;R1為船舶所有人a、b中有一方采取改進(jìn)策略另一方采取不改進(jìn)策略時(shí)聯(lián)營(yíng)池的總收益;R2為船舶所有人a、b均采取改進(jìn)策略時(shí)聯(lián)營(yíng)池的總收益。

3 算例分析

為更直觀地說(shuō)明在兩個(gè)船舶所有人相互影響的情況下，其策略的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及穩(wěn)定狀態(tài)，運(yùn)用MATLAB模擬不同初始狀態(tài)下兩個(gè)船舶所有人策略選擇的動(dòng)態(tài)進(jìn)化過(guò)程。參數(shù)取值如下：R0=610，R1=650，R2=674，根據(jù)Sigma Pool 2018年1月的船舶得分情況，聯(lián)營(yíng)池中船舶平均得分為22分。假設(shè)聯(lián)營(yíng)池中參與人只有a、b兩個(gè)船舶所有人，其各將一艘船投入聯(lián)營(yíng)池中運(yùn)營(yíng)，這2艘船由于整體條件接近，在初始的評(píng)分考核中分?jǐn)?shù)均為22分，船舶所有人a、b現(xiàn)為應(yīng)對(duì)石油公司的檢查均對(duì)各自船舶的各項(xiàng)設(shè)施進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)升級(jí)，在已獲得三家大石油公司Approval的基礎(chǔ)上又獲得了另外一家大石油公司的Approval，假設(shè)船舶所有人a、b為此付出的成本分別為Ca=18，Cb=19.5，根據(jù)Sigma Pool規(guī)定，一艘船每多獲得一個(gè)大石油公司的Approval，該船得分增加1分，因此可得到當(dāng)一方采取改進(jìn)策略另一方采取不改進(jìn)策略時(shí)的得分權(quán)重為q=0.51。運(yùn)用MATLAB，以0.05為步長(zhǎng)，選取船舶所有人a與b的0到1之間所有初始策略進(jìn)行決策的動(dòng)態(tài)演化模擬，得到的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程和穩(wěn)定狀態(tài)見(jiàn)圖6，兩個(gè)船舶所有人通過(guò)多次博弈后最終收斂于穩(wěn)定狀態(tài)（1，0）。

此案例中m1=8.5，m2=7，n=8， m1/n≥1，0

在其他參數(shù)不變的情況下，進(jìn)一步改變R2的取值以驗(yàn)證雙方均采取改進(jìn)策略時(shí)聯(lián)營(yíng)池的總收益對(duì)演化結(jié)果的影響，即m1、m2不變，n隨R2的變化而變化。經(jīng)計(jì)算分析，得出當(dāng)R2≥690時(shí)兩個(gè)船舶所有人的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程和穩(wěn)定狀態(tài)如圖7所示，最終收斂于（1，1），即兩個(gè)船舶所有人均采取改進(jìn)策略。

（1）更新船舶信息，對(duì)外做到有效宣傳，使客戶(hù)能夠及時(shí)完整地了解到聯(lián)營(yíng)池中船舶整體硬件設(shè)施條件的提升，體現(xiàn)與其他相似聯(lián)營(yíng)池相比存在的優(yōu)勢(shì)，提高聯(lián)營(yíng)池的整體攬貨議價(jià)能力，提高兩個(gè)船舶所有人均采取改進(jìn)策略給聯(lián)營(yíng)池帶來(lái)的超額收益。

（2）對(duì)于能體現(xiàn)船舶專(zhuān)業(yè)性和安全性的權(quán)威性指標(biāo)，例如Report及時(shí)更新，可以適當(dāng)提高其在船舶評(píng)分體系中所占權(quán)重，使各船舶所有人能更積極地采取有效措施以提高其船舶評(píng)分。

（3）對(duì)聯(lián)營(yíng)池中不符合要求的船舶進(jìn)行相應(yīng)扣分處置。以美國(guó)HEIDMAR公司的油船聯(lián)營(yíng)池的Sigma Tanker Pool為例，聯(lián)營(yíng)池規(guī)定加入營(yíng)運(yùn)的船舶必須保證獲得Chevron、Conocophilips、Exxonmobil、BP、Shell和Total中的至少4個(gè)大石油公司的許可證明并時(shí)刻維持，每缺少一個(gè)許可證明該船的船舶評(píng)分將從缺少當(dāng)天起相應(yīng)扣除1.5分，之后每缺少一個(gè)將扣除3分，直到該船重新恢復(fù)為止。

（4）為鼓勵(lì)船舶所有人對(duì)船舶進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)，聯(lián)營(yíng)池管理人可在提高船舶積分的基礎(chǔ)上對(duì)長(zhǎng)期積極配合聯(lián)營(yíng)池要求的船舶所有人給予額外的獎(jiǎng)勵(lì)積分，有助于增強(qiáng)船舶所有人與聯(lián)營(yíng)池之間的合作穩(wěn)定性。

（5）建立良好的信息交流和溝通平臺(tái)，通過(guò)舉行定期會(huì)議，召集各船舶所有人提出各自的意見(jiàn)或建議，針對(duì)現(xiàn)有的評(píng)分體系定期進(jìn)行改進(jìn)與更新，盡量滿(mǎn)足各船舶所有人的合理要求，同時(shí)促進(jìn)增強(qiáng)各船舶所有人之間的合作意識(shí)。

4 結(jié) 論

本文針對(duì)聯(lián)營(yíng)池這一近年來(lái)流行的船舶運(yùn)營(yíng)方式，通過(guò)闡述聯(lián)營(yíng)池按照船舶評(píng)分分配收益的原則，分析船舶所有人及聯(lián)營(yíng)池整體為提高收益而可能采取的演化策略。通過(guò)構(gòu)建聯(lián)營(yíng)池中不同船舶所有人之間的演化博弈模型，對(duì)聯(lián)營(yíng)池中博弈主體的收益進(jìn)行了分析，借助復(fù)制動(dòng)態(tài)方程求解模型在不同情境下的演化穩(wěn)定策略，得出在情境1、2下，船舶所有人均采取改進(jìn)策略，促進(jìn)船舶所有人由于對(duì)船舶進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)而得到的聯(lián)營(yíng)池收益系數(shù)的增加和雙方均采取改進(jìn)策略時(shí)聯(lián)營(yíng)池總收益的增加，有利于聯(lián)營(yíng)池整體發(fā)展，實(shí)現(xiàn)總體收益最大化。最后通過(guò)算例分析驗(yàn)證了模型的有效性，并結(jié)合參數(shù)分析為船舶聯(lián)營(yíng)池管理人提出了有效建議。

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（編輯 趙勉）