俞 靈，徐鵬飛

(中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，上海 200231)

巴布亞新幾內(nèi)亞(簡稱巴新)位于太平洋西南部，西與印度尼西亞的伊里安查亞省接壤，南隔托雷斯海峽與澳大利亞相望。目前巴新僅有萊城港和莫爾茲比港兩個綜合性港口，吞吐量占全國港口吞吐量的70%。為了進一步提高基礎(chǔ)設(shè)施水平，帶動國家南部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，巴新計劃在海灣省的科考瑞建設(shè)一座新的綜合性港口?？瓶既鸶鄣母沟貫楦叩氐貐^(qū)，該地區(qū)是巴新人口較為集中、經(jīng)濟較為活躍的地區(qū)之一。通過后方的南高地高速直達腹地，建成后的科考瑞港將成為巴新南部地區(qū)最重要的對外窗口。為使港口建設(shè)資源能得到更好利用，實現(xiàn)港口能力與國民經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，需要對科考瑞港的貨運市場進行系統(tǒng)性分析和預(yù)測。

集裝箱生成量的預(yù)測方法主要有時間序列法[1]、回歸分析法[2]、灰色模型法[3]和生成系數(shù)法[4]。由于科考瑞港是新建港口，沒有歷史經(jīng)營數(shù)據(jù)，很難使用時間序列等需要吞吐量統(tǒng)計數(shù)據(jù)支撐的分析方法。多因素動態(tài)生成系數(shù)法[5]是目前集裝箱生成量預(yù)測方法中最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的預(yù)測方法，但巴新作為不發(fā)達國家，沒有系統(tǒng)的統(tǒng)計機構(gòu)，無法提供滿足生成系數(shù)法所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。考慮到科考瑞港與萊城港的腹地高度一致，建成后的貨源主要來自萊城港集裝箱市場的分流，本文提出一種結(jié)合回歸分析、重力模型、模糊綜合評價以及Logit模型的綜合預(yù)測法，對科考瑞港的集裝箱吞吐量進行客觀、合理的分析預(yù)測。

1 模型構(gòu)建

本文以定性與定量相結(jié)合的思路，首先通過回歸分析預(yù)測萊城港的集裝箱吞吐量；其次建立重力模型，利用重力模型將集裝箱吞吐量分配到腹地作為腹地的集裝箱運輸需求；接著建立多目標港口評價模型對港口評分；最后基于Logit模型構(gòu)建港口選擇模型，對腹地的集裝箱需求量在兩個港口間的選擇進行模擬分配，匯總計算出腹地集裝箱生成量通過科考瑞港的運輸量。本文研究的基本框架見圖1。

圖1 科考瑞港集裝箱吞吐量預(yù)測研究框架

1.1 回歸分析模型

由于巴新港口、公路等基礎(chǔ)設(shè)施匱乏，在不建設(shè)科考瑞港口的情況下，腹地所有集裝箱運輸都需要通過唯一的港口——萊城港，因此通過預(yù)測萊城港的集裝箱吞吐量即可以得到未來腹地的集裝箱運輸需求?？紤]到萊城港集裝箱吞吐量與巴新的經(jīng)濟發(fā)展具有較強的相關(guān)性，本文選用一元線性回歸預(yù)測萊城港的集裝箱吞吐量。由于不發(fā)達地區(qū)經(jīng)濟受匯率、通脹影響較大，不變價GDP更能真實反映巴新的經(jīng)濟情況，回歸模型使用不變價GDP作為自變量，萊城港的吞吐量作為因變量。

1.2 腹地集裝箱運輸需求重力模型

經(jīng)典的重力模型[6]是交通分布預(yù)測中應(yīng)用最多的一種“出行分布模型”，其思路是i、j小區(qū)間的交通分布與促進交通出行的因素成正比、與交通阻抗成反比，模型為：

(1)

式中：Qij為i區(qū)到j(luò)區(qū)的趨勢交通量分布；Pi為未來年i區(qū)的發(fā)生交通量；Aj為未來年j區(qū)的吸引交通量；Fij為i區(qū)到j(luò)區(qū)的交通阻抗，通常為時間、距離或費用等；α、β、γ、K為重力模型參數(shù)。

人口、土地、經(jīng)濟發(fā)展水平都是影響集裝箱運輸需求的因素，考慮到經(jīng)濟發(fā)展水平和貨運需求的緊密聯(lián)系以及歷史數(shù)據(jù)的可獲得性，本文將GDP作為必備變量，修改經(jīng)典模型后得到腹地集裝箱運輸需求重力模型：

(2)

(3)

式中：qij為i、j節(jié)點間的集裝箱貨流量；Gi、Gj為i、j兩地的國內(nèi)生產(chǎn)總值；Poi、Poj為i、j兩地的人口數(shù)量；k、α、β、γ為重力模型參數(shù)；Rij為i、j間的運輸阻力，本文用綜合運輸成本來反映；cij為i、j間的運輸成本；tij為i、j間的運輸時間；φ為時間價值系數(shù)。以腹地集裝箱總需求為約束，使用重力模型可以得到腹地各節(jié)點的集裝箱運輸需求。

1.3 多目標港口模糊評價模型

根據(jù)對巴新港口使用者的問卷情況，影響貨主選擇港口的主要因素包括：運輸時間、運輸成本、在港時間、港口費用、港口區(qū)位、港口集疏運條件、航線掛靠情況、港口服務(wù)水平等，通過建立模糊綜合評價模型[7]，可以得到用戶選擇不同港口的效用。

本文建立多目標港口評價模型的主要步驟如下：

1)確定評價因素集U及其權(quán)重向量W。

評價因素集U是影響貨主選擇的因素(即評價指標)的集合，而權(quán)重向量W則是用于衡量各個評價指標相對權(quán)重的集合。本文模型中的評價因素集U為：U={運輸時間，運輸成本，在港時間，港口費用，港口區(qū)位，港口集疏運條件，航線掛靠情況，港口服務(wù)水平}，其對應(yīng)的權(quán)重向量W為：W={0.128 5，0.140 3，0.134 7，0.119 8，0.115 3，0.111 3，0.122 8，0.127 3}。

2)設(shè)定評判等級。

評判等級集V是在給評價因素打分時的評分等級，若有m個評分等級，則有V={v1，v2，…，vm}。本文評價模型共有5個評分等級，即V={1，2，3，4，5}，分數(shù)越高意味著港口在該項指標中的相對優(yōu)勢越大。

3)構(gòu)造模糊評價矩陣。

對評價因素集U中的每一因素根據(jù)評判等級集中的等級指標進行模糊評價，得到評價矩陣R，公式如下：

(4)

模糊評價矩陣R反映評價因素集U與評判等級集V之間的模糊評價關(guān)系，這種模糊映射可以通過專家投票等方法獲得，即rij為第i個評價因素ui的評判等級為vi的專家票數(shù)的百分比。本文的專家包括貨主、港口管理部門、碼頭運營公司等。

4)計算模糊綜合評判集。

1.4 港口選擇模型

Logit模型是一種離散選擇法模型，是社會學、生物統(tǒng)計學、臨床、數(shù)量心理學、計量經(jīng)濟學、市場營銷等領(lǐng)域的常用方法。交通運輸領(lǐng)域通常將Logit模型用于交通運輸方式劃分[8]，經(jīng)典運輸方式劃分的Logit模型如下：

(5)

式中：Pi為用戶選擇第i種運輸方式的概率；Vi為第i種運輸方式的客觀效用值。

結(jié)合本文的應(yīng)用背景，定義基于Logit模型的港口選擇模型如下：

(6)

在腹地集裝箱運輸需求和港口選擇概率的基礎(chǔ)上，可以計算得到第i個港口的吞吐量為：

(7)

式中：Ti為港口i的吞吐量；qm為節(jié)點m的集裝箱運輸需求。

2 實例分析

2.1 巴新集裝箱港口發(fā)展概況

根據(jù)巴新港務(wù)局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017年巴新港口共完成集裝箱吞吐量33.6萬TEU，同比下降2.3%，其中外貿(mào)箱完成21.1萬TEU、占比62.7%，進口箱占比51%、出口占比49%。萊城港和莫爾茲比港是巴新最大的兩個集裝箱港口，全國超過34的集裝箱通過這兩個港口運輸(2017年萊城港占比76%，莫爾茲比港占比20%)。其中：萊城港通過高地省高速可以服務(wù)全國大部分地區(qū)，是最重要的樞紐港；莫爾茲比港主要服務(wù)首都及周邊地區(qū)的運輸需求(圖2)。科考瑞港的腹地與萊城港高度重合，建成后將分流一部分萊城港的集裝箱市場。

圖2 巴新主要集裝箱港口分布情況

2.2 萊城港吞吐量預(yù)測

2017年萊城港完成集裝箱吞吐量18.7萬TEU，同比下降5%，近5年內(nèi)集裝箱吞吐量最高值為19.8萬TEU。在2007—2017的10年間，巴新的名義GDP增長237%，平均年增速達9%，是世界上GDP增長率最高的國家之一?？紤]到匯率、通脹等因素的影響，不變價GDP更能反映經(jīng)濟的真實水平，本文使用不變價GDP作為自變量，對萊城港的集裝箱吞吐量進行回歸分析，結(jié)果為：系數(shù)3 395，標準差15 501，R2=0.992 056。

根據(jù)世界銀行和國際貨幣基金組織的預(yù)測，考慮到世界經(jīng)濟的復(fù)蘇、與中國貿(mào)易關(guān)系加深以及巴新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展等利好因素，未來巴新的經(jīng)濟將保持3%～4%的增長速度?；诰€性回歸結(jié)果和對巴新的經(jīng)濟預(yù)測，可以得到萊城港未來的集裝箱吞吐量，見圖3。典型年份的集裝箱吞吐量見表1。

圖3 萊城港吞吐量預(yù)測

表1 萊城港集裝箱吞吐量預(yù)測結(jié)果 TEU

由于萊城港基本是腹地唯一的集裝箱運輸口岸，可以認為萊城港的吞吐量即為腹地的全部集裝箱運輸需求。

2.3 科考瑞港腹地各省集裝箱運輸需求

根據(jù)本文構(gòu)建的重力模型，以腹地集裝箱總運輸需求為約束，以腹地各省的GDP和人口為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，計算得到科考瑞港腹地各省的集裝箱運輸需求，見表2。

表2 科考瑞港腹地各省集裝箱運輸需求預(yù)測TEU

2.4 科考瑞港集裝箱吞吐量預(yù)測

根據(jù)本文構(gòu)建的港口模糊綜合評價模型和基于Logit模型的港口選擇模型，測算腹地各省的集裝箱運輸需求在不同港口的運輸量，近期(2022年)運輸量見表3。

表3 2022年腹地運輸需求經(jīng)科考瑞運輸量 TEU

將各省經(jīng)科考瑞港運輸?shù)募b箱需求預(yù)測結(jié)果匯總，得出腹地運輸需求在科考瑞港形成的吞吐量，見表4。

表4 科考瑞港集裝箱吞吐量預(yù)測結(jié)果

2.5 科考瑞港口布局規(guī)劃建議

根據(jù)上述對科考瑞港集裝箱運輸需求的分析，結(jié)合巴新目前的發(fā)展格局，建議科考瑞港的發(fā)展定位為：巴新南部地區(qū)綜合性樞紐港、內(nèi)貿(mào)集裝箱支線港、全國重要的國際集裝箱喂給港，遠期隨著南部地區(qū)的進一步開發(fā)和經(jīng)濟發(fā)展，具有向內(nèi)貿(mào)集裝箱干線港、國際集裝箱支線港發(fā)展的潛力。建議通過建設(shè)多用途碼頭實現(xiàn)集裝箱功能的起步，分期建設(shè)，預(yù)留擴建及改造的空間?？瓶既鸶壑苓厖^(qū)域道路基礎(chǔ)設(shè)施匱乏，集疏運條件還不完善，因此建議科考瑞港的建設(shè)時機在海灣省—南高地省高速公路和疏港道路完成之后，或與疏港道路同步建設(shè)。

3 結(jié)語

1)在充分調(diào)研及分析巴新集裝箱運輸系統(tǒng)發(fā)展情況及科考瑞港面臨的發(fā)展形勢的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了由回歸分析模型、腹地集裝箱運輸需求重力模型、多目標港口評價模型和基于Logit模型的港口選擇模型4部分組成的科考瑞港集裝箱吞吐量預(yù)測方法。

2)根據(jù)巴新人口分布和經(jīng)濟發(fā)展水平，運用模型綜合預(yù)測科考瑞港腹地集裝箱生成量到2030年將達到28萬TEU；在此基礎(chǔ)上根據(jù)陸路運輸網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)有港口發(fā)展水平等因素對腹地集裝箱生成量進行流量分配，預(yù)測科考瑞港2022年集裝箱吞吐量1.9萬TEU，2030年集裝箱吞吐量將達到5.3萬TEU。

3)基于科考瑞港的吞吐量水平，結(jié)合港口的自然條件，建議通過建設(shè)多用途碼頭實現(xiàn)集裝箱功能的起步，分期建設(shè)，預(yù)留擴建及改造的空間。建議科考瑞港先建設(shè)2個5 000噸級多用途泊位，未來再升等為1萬噸級。