AHP在无克令吊1 700TEU集装箱船可行性分析中的应用

周全 莫丹丹

摘 要：本文通过对无克令吊1700TEU集装箱船与原有克令吊1700TEU集装箱船的差异比较，应用层次分析法（AHP）来确定无克令吊1700TEU集装箱船的可行性。

关键词：集装箱船；克令吊；层次分析法

中图分类号：U662.3 文献标识码：A

随着集装箱航运的发展，世界上越来越多的港口拥有集装箱码头并配备了各类高效的集装箱装卸设备，集装箱船上自备克令吊的使用率越来越低。目前虽然船舶市场有所回暖，但因受到世界经济危机的持续影响，世界经济恢复缓慢，各大船公司的资金仍不充裕，所以越来越多的船公司开始考虑订造价格相对便宜的无克令吊集装箱船。

无克令吊1 700TEU集装箱船就是根据市场环境由有克令吊1 700TEU集装箱船修改而来的，它保留了原母型船的主尺度及船型，仅在克令吊及相关方面有所变更。为确定无克令吊1 700TEU集装箱船是否能推出市场，我们有必要对其进行可行性分析。

1 层次分析法（AHP）

层次分析法简称AHP（Analytic hierarchy Process），是上世纪70年代中后期由美国著名的运筹学家、匹兹堡大学教授T.L.Saaty提出来的一种多指标或多准则决策方法，它对于多方案、多准则、多因素的综合评价及趋势预测相当有效。

AHP的最大优点是可以处理定量与定性相结合的问题，可以将决策者的主观判断和政策经验导入模型，并加以量化处理。目前，AHP在国内外的经济规划与分析、资源和能源的政策分析、社会学、建筑学、企业管理、医疗卫生等众多领域广泛应用，各种学科的学者们也对其基本理论和应用展开许多研究，取得很多有价值的成果。

我们要应用AHP对无克令吊1 700TEU集装箱船进行可行性分析，就必须有一个参考方案，而其仍在建造的有克令吊1 700TEU集装箱母型船就是一个很好的参照，所以我们只需对这两种船型差异进行评优比较，即可完成对无克令吊1 700TEU集装箱船可行性分析。

2 差异比较

无克令吊1700TEU集装箱船（图2）与其母型船（图1）均为钢质船体、单螺旋浆柴油机推动、球鼻首、设有首侧推器、方型船尾、有固定导轨架全集装箱船。其主尺度为：

我们通过比较，在船舶造价、装箱数、初稳性高、横摇周期、货物吊运、营运航线和港口选择共六个方面，得出无克令吊1700TEU集装箱船与其母型船的差异，如表1所列。

3 AHP的应用

AHP大致包括四个基本步骤：（1）建立递阶层次结构模型，将所包含的因素划分为三个层次：目标层、准则层和方案层，可用图框形式说明层次间的递阶结构和因素的从属关系；（2）构造判断矩阵，反映各个因素间相对的重要性；（3）层次单排序及其一致性检验，进行相对权重的计算；（4）层次总排序及一致性检验，计算同一层次所有因素对目标层的相对重要性的排序权值，得出最优的方案。

根据表1可知，有克令吊与无克令吊各有优势，单从某一个方面去判断两者的优异都是片面的、不科学的。而AHP正是一种用来对多方案、多准则、多因素的问题进行决策的方法。下面，我们运用AHP对无克令吊与有克令吊1 700TEU集装箱船进行评优排序，通过结果比较得到无克令吊1 700TEU集装箱船的可行性。

3.1 建立层次结构模型

建立层次结构模型是进行AHP的首要步骤，它说明层次的递阶结构和因素的从属关系。根据表1的衡量标准，我们得到层次结构模型如图3所示。

3.2 构造判断矩阵

判断矩阵是AHP的基础，通常采用1～9及其倒数来反映各因素的相对重要性，标度方法如表2所列。

在当前经济环境下，各船公司的资金相对比较紧张，运力相对过剩，所以船舶的造价在决策中占据着最重要的位置。而在装箱数与港口选择这两个因素的比较上，大家分歧较大。有人认为，装箱数更为重要，总装箱数越多、重箱数越多，则营运额增加，单箱平均营运成本越低；而另有人认为，港口选择更为重要，更多的港口选择意味着更多的货源与客源，而且有克令吊集装箱船的通用性更好，利于日后的航线调配和船舶租赁。鉴于这两种情况，我们将衡量准则中6个因素的重要性排序分为两种方案：

（1）第一种判断方案——装箱数优于港口选择

C1船舶造价 > C2装箱数 > C6港口选择 > C5货物吊运> C3初稳性> C4船员舒适度；

（2）第二种判断方案——港口选择优于装箱数

C1船舶造价 > C6港口选择 > C2装箱数 > C5货物吊运> C3初稳性> C4船员舒适度。

另外，为了更全面的分析有克令吊与无克令吊的优异，我们暂不考虑当前经济环境对船舶造价重要性的偏重，即假设经济环境良好，船东都不差钱的情况下，我们又得到以下两种方案：

（3）第三种判断方案

C2装箱数> C6港口选择> C5货物吊运> C3初稳性> C1船舶造价> C4船员舒适度

（4）第四种判断方案

C6港口选择>C2装箱数 > C5货物吊运> C3初稳性> C1船舶造价> C4船员舒适度

根据这四种判断方案的排序，我们两两比较得到四个A—C判断矩阵，如表3～表6所示。

通过表1中无克令吊1 700TEU集装箱船与母型船在六个衡量准则的比较，C1—P、C2—P、C3—P、C4—P、C5—P、C6—P判断矩阵，如表7～表12所列。

3.3 层次单排序及一致性检验

得到了判断矩阵，我们运用规范列平均法及Excel工具求解各因素的权重，经转换后的A-C标准判断矩阵及求解出的特征向量W，如表13～表16所示。

C-P标准判断矩阵，如表17～表22所示。

接着，我们要对判断矩阵进行一致性检验。经计算，这四种判断方案的A—C 判断矩阵的一致性比率CR均小于0.10，具有满意的一致性；C1—P、C2—P、C3—P、C4—P、C5—P、C6—P 判断矩阵为2阶判断矩阵，具有完全一致性。

所以以上四种判断方案得出的的特征向量有效。

3.4 层次总排序及优化结果

上面我们求出了六个因素的特征向量，以及在六个单一因素下两种船型的特征向量，方案总排序及计算结果见表23-表26。

由上面的计算结果我们可以得出，对于第一、二、三种判断方案，P2方案都优于P1方案，即无克令吊1 700 TEU集装箱船优于有克令吊1 700 TEU集装箱船；而对于第四种判断方案，则P1方案优于P2方案，即有克令吊1 700 TEU集装箱船优于无克令吊1 700 TEU集装箱船。

通过以上分析，在当前的经济环境下，无论是装箱数优于港口选择的判断方案，还是港口选择优于装箱数的判断方案，其结果都是P2方案优于P1方案，即无克令吊1 700TEU集装箱船优于有克令吊1 700TEU集装箱船，因此无克令吊1 700TEU集装箱船是可行的。

当我们不考虑目前的经济环境，即船舶造价的因素不起到重要作用，在选择装箱数优于港口选择时，无克令吊1 700TEU集装箱船略优于有克令吊1 700TEU集装箱船；而选择港口选择优于装箱数时，有克令吊1700TEU集装箱船则略优于无克令吊1 700TEU集装箱船，但两者间差距甚微。

4 总结

AHP是船型多方案优选排序的一种有效方法。它通过构造判断矩阵将船型选优问题中的定性分析与定量分析有机地结合起来，采用形式简单明了的数学方法和模型，所得结论具有直观性、定量性和合理性。

AHP不仅适用于船型选优排序问题，对船舶工程中其他多准则有限方案决策问题同样适用。

参考文献

[1] 许树柏. 层次分析法原理[M]. 天津： 天津大学出版社， 1988.

[2] 刘寅东， 唐焕文. 船舶设计决策理论与方法[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006.