◎劉新亮 廣東海洋大學(xué)海運(yùn)學(xué)院 楊曉華 湛江二中港城中學(xué)

1.引言

隨著人們物質(zhì)生活的不斷提升，對(duì)環(huán)境舒適度的追求不斷增加，這也是“中國夢(mèng)”的一個(gè)具體體現(xiàn)。現(xiàn)在越來越多的國家和地區(qū)建立排放控制區(qū)，以控制當(dāng)?shù)氐目諝馕廴?。我國政府?duì)于排放控制區(qū)的設(shè)置起步較晚，這意味著低標(biāo)準(zhǔn)船舶將可能涌入我國市場。為此，交通運(yùn)輸部水運(yùn)局陸續(xù)出臺(tái)了排放控制區(qū)執(zhí)行方案，建立中國自己的排放控制區(qū)，并依靠法律推行。國內(nèi)關(guān)于對(duì)船舶ECA對(duì)航運(yùn)業(yè)的影響及應(yīng)對(duì)措施頗為關(guān)注，采取有效的措施降低船舶尾氣對(duì)大氣的污染成為研究的重點(diǎn)。我國的學(xué)者對(duì)船舶ECA的執(zhí)行進(jìn)行了研究，同時(shí)對(duì)實(shí)行排放控制后航運(yùn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)采取的措施也有所涉獵，但是針對(duì)性不強(qiáng)，不能引起航運(yùn)企業(yè)足夠重視，以至于采取行動(dòng)遲緩。國外一些學(xué)者還對(duì)應(yīng)對(duì)船舶ECA所采取的措施，進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證其效果；但是沒有對(duì)各種有效策略進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，有些方法長期經(jīng)濟(jì)效益差，避免航運(yùn)企業(yè)盲目行動(dòng)。

海南自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)建設(shè)，中央支持海南推進(jìn)自由貿(mào)易港建設(shè)，海南發(fā)展勢(shì)不可擋，湛江也將成為對(duì)接海南經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前沿基地，作為連接海南和湛江的黃金水道-瓊州海峽備受關(guān)注，架在兩地之間不是橋梁，而是行駛在這條黃金水道上的50幾條客滾船。但是，瓊州海峽客滾船給大氣環(huán)境所造成的污染卻被人們所忽視，因此，采取適當(dāng)?shù)拇胧┙档痛芭欧艔U氣對(duì)環(huán)境的破壞更是無從談起。截至2020年初，由于船舶排放廢氣已占到全部空氣污染物排放總量的12%以上，世界環(huán)保組織和國際海事組織也開始關(guān)注海上交通運(yùn)輸工具所造成的大氣污染問題，在全球范圍內(nèi)劃定了船舶排放控制區(qū)（簡稱ECA）。我國為了減少船舶排放廢氣造成的大氣污染，也陸續(xù)劃定船舶排放控制區(qū)。2016年1月1日起，交通運(yùn)輸部制定的《船舶排放控制區(qū)實(shí)施方案》陸續(xù)實(shí)施，2019年交通運(yùn)輸部的調(diào)整方案中，明確排放控制區(qū)范圍包括瓊州海峽水域（如：圖1），而且對(duì)于排放要求逐步提高。瓊州海峽客滾船運(yùn)輸在中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)極為重要的地位，排放控制區(qū)的建立和實(shí)施對(duì)瓊州海峽航運(yùn)業(yè)的影響不容小視。瓊州海峽客滾運(yùn)輸給瓊州海峽帶來的環(huán)境污染問題急需解決，瓊州海峽航運(yùn)企業(yè)必須考慮使用其他燃料替代傳統(tǒng)燃油或者使用其他應(yīng)對(duì)措施，通過靈活和前瞻性的應(yīng)對(duì)措施，積極履行MARPOL公約所制定的關(guān)于硫排放控制區(qū)和氮排放控制區(qū)的相關(guān)規(guī)章和要求，逐步降低瓊州海峽客滾船廢氣排放對(duì)大氣環(huán)境所產(chǎn)生的不利影響。

圖1 瓊州海峽船舶排放控制

2.船舶ECA對(duì)瓊州海峽航運(yùn)企業(yè)的影響數(shù)學(xué)模型

在這一節(jié)里，我們建立多元線性船舶排放控制區(qū)對(duì)瓊州海峽航運(yùn)企業(yè)的影響數(shù)學(xué)模型。設(shè)：

p：ECA對(duì)航運(yùn)企業(yè)年收入減少百分比；

p：ECA對(duì)碼頭企業(yè)年收入減少百分比；

p：ECA對(duì)船舶設(shè)備制造企業(yè)年收入減少百分比；

p：EC A 對(duì)船東年收入減少百分比；

p：ECA對(duì)粵瓊企業(yè)年收入增加百分比；

q：船舶排放控制區(qū)對(duì)瓊州海峽航運(yùn)市場的影響指數(shù)（定義為瓊州海峽航運(yùn)業(yè)年收入減少百分比）；

則多元線性船舶排放控制區(qū)對(duì)瓊州海峽航運(yùn)企業(yè)的影響數(shù)學(xué)模型為：

式中a為權(quán)重系數(shù)，k=1,2,..M.M=5為船舶排放控制區(qū)影響企業(yè)種類數(shù)，ε為服從均值為零，方差為σ的正態(tài)分布N(0,σ)。設(shè)觀察值為 (q ,,,...,)，k=1,2,..,N,代入線性模型，有：

?。?/p>

則有矩陣表達(dá)式：

根據(jù)最小二乘法，取誤差最小，得到系數(shù)向量A的計(jì)算式：

誤差向量的值取為：

各因素之間的相關(guān)矩陣為：

式中E(P)表示隨機(jī)變量P的數(shù)學(xué)期望，D(P)表示隨機(jī)變量P的方差。在知道觀察值的情況下，可以通過如下公式得到數(shù)學(xué)期望和方差：

其計(jì)算過程為：

（1）收集數(shù)據(jù)；

（2）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，并進(jìn)行線性化檢驗(yàn)；

（3）計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣；

（4）回歸計(jì)算；

（5）對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。

3.影響指數(shù)計(jì)算研究

為了求出上面線性模型中的系數(shù)，本文選N=332個(gè)觀察數(shù)據(jù)，應(yīng)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)算得回歸方程為：

由上面公式，可知航運(yùn)企業(yè)年收入減少百分比的系數(shù)值最大，它是對(duì)瓊州海峽航運(yùn)市場的影響指數(shù)貢獻(xiàn)最大的實(shí)體。船舶設(shè)備制造企業(yè)年收入減少百分比對(duì)瓊州海峽航運(yùn)市場的影響指數(shù)影響最小。如果僅計(jì)算航運(yùn)企業(yè)年收入減少百分比的情況下，上式轉(zhuǎn)變成：

類似，只考慮單因素時(shí)，有：

則回歸方程寫為無量綱形式：

下面我們將給出計(jì)算的結(jié)果并且就結(jié)果給予分析。

4.計(jì)算結(jié)果及分析

根據(jù)上面計(jì)算公式，我們計(jì)算了船舶排放控制區(qū)對(duì)瓊州海峽航運(yùn)市場的影響指數(shù)隨航運(yùn)企業(yè)，碼頭企業(yè)，船舶設(shè)備制造企業(yè)，粵瓊企業(yè)變化，其結(jié)果繪于圖1。圖中星號(hào)是實(shí)測的數(shù)據(jù)，實(shí)線是計(jì)算的值。這里有5張子圖。圖2(a)，為船舶排放控制區(qū)隨航運(yùn)企業(yè)瓊州海峽航運(yùn)市場的影響指數(shù)之間存在的關(guān)系。圖2(b)為瓊州海峽航運(yùn)市場的影響指數(shù)隨碼頭企業(yè)的變化，圖2(c)為瓊州海峽航運(yùn)市場的影響指數(shù)隨船舶設(shè)備制造企業(yè)，圖2(d)為瓊州海峽航運(yùn)市場的影響指數(shù)隨船東企業(yè)的變化，圖2(e)為瓊州海峽航運(yùn)市場的影響指數(shù)粵瓊企業(yè)的變化。

圖2 瓊州海峽航運(yùn)市場的影響指數(shù)隨航運(yùn)企業(yè)，碼頭企業(yè)，船舶設(shè)備制造企業(yè)，粵瓊企業(yè)的變化

計(jì)算船舶排放控制區(qū)對(duì)瓊州海峽航運(yùn)市場的影響指數(shù)與實(shí)測數(shù)據(jù)之相關(guān)系數(shù)為0.9521，各類企業(yè)之間的相關(guān)矩陣見表1。由表可知，相關(guān)系數(shù)矩陣是對(duì)稱的，這是由計(jì)算公式?jīng)Q定而得到。由表可知，航運(yùn)企業(yè)年收入減少百分比與ECA對(duì)碼頭企業(yè)年收入減少百分比的相關(guān)系數(shù)為0.45309，ECA對(duì)碼頭企業(yè)年收入減少百分比與粵瓊企業(yè)年收入增加百分比的相關(guān)系數(shù)為0.4141，ECA對(duì)船舶設(shè)備制造企業(yè)年收入減少百分比與ECA對(duì)船東年收入減少百分比為0.4625，它是最大的相關(guān)系數(shù)。最小的是ECA對(duì)航運(yùn)企業(yè)年收入減少百分比與ECA對(duì)船東年收入減少百分比的相關(guān)系數(shù)為0.0219。

表1 各類企業(yè)之間的相關(guān)矩陣

對(duì)數(shù)據(jù)分析可知，在公式（19）中可以知道航運(yùn)企業(yè)的權(quán)重系數(shù)最大，說明航運(yùn)企業(yè)受到的影響最大；另一方面，從相關(guān)矩陣可以得到瓊州海峽航運(yùn)業(yè)受粵瓊企業(yè)的沖擊很大。這為定量計(jì)算航運(yùn)企業(yè)受影響的程度做下鋪墊，解決“是否有影響的問題”。

5.結(jié)論

本文根據(jù)統(tǒng)計(jì)理論，瓊州海峽排放控制區(qū)方案的陸續(xù)執(zhí)行，瓊州海峽航運(yùn)企業(yè)將受到較大影響，但是相關(guān)企業(yè)重視度不足，本研究建立了排放控制區(qū)對(duì)相關(guān)航運(yùn)企業(yè)綜合效益影響指數(shù)計(jì)算模型，找出影響因素并得到關(guān)聯(lián)度系數(shù)，提高企業(yè)的重視度。建立了排放控制區(qū)對(duì)相關(guān)航運(yùn)企業(yè)效益的影響數(shù)學(xué)模型，給出了綜合效益影響指數(shù)多元線性計(jì)算公式，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱分析，將數(shù)據(jù)換化為無量綱形式，求出不同企業(yè)的影響權(quán)重，給出了相關(guān)矩陣及計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果的相關(guān)系數(shù)，其數(shù)值達(dá)0.95以上，得出了受到船舶排放控制區(qū)影響的企業(yè)。航運(yùn)企業(yè)受到的影響最為嚴(yán)重，本文可以提高航運(yùn)企業(yè)對(duì)排放控制區(qū)造成影響的重視，為企業(yè)的綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展助力。研究成果的實(shí)施，不僅可以有效降低船舶排放控制區(qū)ECA對(duì)瓊州海峽航運(yùn)業(yè)的影響，減小船舶對(duì)瓊州海峽大氣環(huán)境的污染，助力瓊州海峽航運(yùn)業(yè)綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，為瓊州海峽航運(yùn)企業(yè)應(yīng)對(duì)船舶排放控制區(qū)ECA提供科學(xué)有效的應(yīng)對(duì)措施，提升了瓊州海峽客滾船運(yùn)輸?shù)母偁幜?，降低了環(huán)保帶來的壓力。對(duì)腹地經(jīng)濟(jì)將會(huì)起到重要的促進(jìn)作用，是湛江對(duì)接海南自由貿(mào)易港的需要，同時(shí)能夠促進(jìn)海南自由貿(mào)易區(qū)、環(huán)北部灣地區(qū)和湛江經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。將會(huì)使湛江以更加積極的狀態(tài)融入“一帶一路”。同時(shí)本研究也對(duì)湛江搶抓國家實(shí)施海洋強(qiáng)國和“一帶一路”兩大戰(zhàn)略，建設(shè)國家戰(zhàn)略支點(diǎn)城市，北部灣中心城市，廣東副中心城市，建設(shè)海洋經(jīng)濟(jì)強(qiáng)市有著積極的作用。