巴拿马运河扩建对中美集装箱运输路径选择的影响

曾庆成， 吴 凯， 孙祥君

(1.大连海事大学 交通运输管理学院，辽宁 大连 116026；2. 大连港集团有限公司，辽宁 大连 116004)

巴拿马运河扩建对中美集装箱运输路径选择的影响

曾庆成1， 吴 凯1， 孙祥君2

(1.大连海事大学 交通运输管理学院，辽宁 大连 116026；2. 大连港集团有限公司，辽宁 大连 116004)

巴拿马运河的扩建将对集装箱海运航线网络、港口布局及船舶结构等产生深远影响，推动全球海运格局的演变。对此，在分析中美航线集装箱贸易运输现状的基础上，对比巴拿马运河扩建前后中美集装箱运输不同路径的运输时间和运输成本。利用路径选择模型分析巴拿马运河扩建后集装箱货流分布的变化，分析中美集装箱航线网络格局可能的变化，为相关主体应对巴拿马运河扩建提供决策依据。

水路运输;巴拿马运河；中美贸易；集装箱运输；路径选择模型

Abstract: The Panama Canal expansion will promote the evolution of global shipping pattern, and have a far-reaching influence on the container shipping route network, port layout, ship structure, and so on. The current situation of Sino-US trade and transport routes of the containers is analyzed, and Sino-US container shipping transportation time and cost of different paths before and after the Panama Canal expansion is compared. It also analyzes the changes of container cargo flow distribution after the Panama Canal expansion by the route choice model, and the possible changes in the pattern of the container route network. The decision basis for the related subjects is provided responding to the Panama Canal expansion.

Keywords: waterway transportation; Panama Canal; Sino-US trade; container transport; route choice model

巴拿马运河是世界上最重要的航运通道之一。据统计，全球近5%的货物贸易是通过巴拿马运河完成的，其中88%是美国与亚洲地区的贸易货物，而与我国有关的占38%并在持续增长中。受船闸级数参数和水深的限制，目前能通过该运河的标准集装箱船舶的载箱量为3 500～4 000 TEU。

随着船舶逐渐朝大型化方向发展及全球贸易持续增长，巴拿马运河现有的通航条件已不能满足需求。例如，截至2011年底，全球超巴拿马型及该规模以上的952艘集装箱船中有约47%无法通过该运河。为提高巴拿马运河的通航能力，当地政府于2006年提出运河扩建计划，新扩建的运河最大能通过载箱量为12 000 TEU的集装箱船舶。[1-3]

巴拿马运河扩建将对全球集装箱航线的布局产生重要影响，特别是我国和美国是该运河的主要用户，其扩建将直接影响我国和美国集装箱运输路径选择、船舶构成及港口选择，影响班轮公司的航线设计及运营。因此，分析这些影响是航运企业及港航管理部门关注的热点。

国内外相关学者已针对该问题开展大量研究。FRANICISCO等[4]分析巴拿马运河运营以来形成的法律法规及管理状况等；BENFIELD等[5]及GRAHAM等[6]则从技术层面(如地理信息、温度变化等)探讨运河的管理情况和运营能力。国内相关学者从定性角度分析巴拿马运河扩建对国际贸易、班轮运输及航运的影响。例如：陈继红等[7]分析巴拿马运河扩建对国际集装箱海运格局的影响；文若梅[8]分析巴拿马运河扩建对世界贸易的影响；蔡梅江[9]及刘成军等[10]分析巴拿马运河扩建后对航运的影响，提出我国的机遇和相应的发展策略。

这里基于对中美集装箱运输网络特征及运输时间和成本的分析，利用路径选择模型计算巴拿马运河扩建前后的货流分布，分析扩建后中美集装箱航线网络格局的变化，提出港航企业响应的应对策略。

1 中美航线集装箱贸易运输现状分析

近年来，美国的前五大集装箱贸易伙伴都位于亚洲：我国是其最重要的集装箱贸易伙伴，据JOC(Journal Of Commerce)统计，2012年我国与美国的集装箱贸易量为1 090万TEU，约占其集装箱贸易总量的36.4%，同比增长2.6%，相较全球经济衰退前的2008年更是大增8%；紧随我国之后的是日本、韩国、中国台湾地区和中国香港地区。这五大贸易伙伴的贸易总量占美国集装箱贸易量的52.2%，同比微升0.7%，相较2008年增长3.6%。

目前亚洲出口的集装箱货物通常由美国铁路和公路从美国西岸转运到东海岸，或由8 000 TEU以上大型船舶通过苏伊士运河运到东海岸。巴拿马运河扩建后，虽然通行费可能会提高，但美国西海岸港口的拥堵，加上当前其铁路承运公司持续承受燃料、设备和基础设施费用不断上涨的压力，使得亚洲与美东地区的集装箱贸易转为经过巴拿马运河的全水路成为优先选择。巴拿马运河扩建后可容纳更大的船舶。船舶大型化的规模经济效应将改变大量货物由太平洋西岸通过铁路运达美国东岸或取道苏伊士运河经地中海过大西洋运达美国东岸的格局。

2 数据分析

2.1我国到美东不同路径运输时间及成本

巴拿马运河的扩建将对我国到美东地区的集装箱运输路径选择产生较大影响。目前我国到美东地区的集装箱运输航线主要有4种：我国过巴拿马运河到美东、我国经苏伊士运河到美东、我国先到美西再到美东(海铁联运)及我国先到美西再到美东(干支线船运输)。这里根据实际情况把不同航线船型参数设置如下。

1) 把上海港作为我国沿海港口的代表，同时把美国长滩港、休斯顿港及纽约港分别作为美西海岸港口、美国墨西哥湾沿岸及美东海岸港口的代表。

2) 假设从上海港到长滩港的集装箱船载箱量为8 000 TEU，从上海港经苏伊士运河到纽约港和休斯顿港的集装箱船载箱量为8 000 TEU。在巴拿马运河扩建之前，运河可通过4 000 TEU载箱量的集装箱船，而扩建之后可通过8 000 TEU载箱量的集装箱船。

由于中美航线集装箱船的平均舱位利用率常年保持在90%以上，且近年来两国经济联系日益密切，经贸关系保持稳定发展势头，集装箱贸易运输市场发展前景良好，因此为方便计算与比较，基于船舶满载工况进行计算。在计算集装箱运输时间及成本时，搜集资料得到的具体集装箱运输相关数据见表1～表3。

表1 集装箱运输相关数据(1)

表2 集装箱运输的相关数据(2)

表3 集装箱运输的相关数据(3)

根据上述实际数据，在进行上海港到美国东海岸休斯顿港和纽约港的路径选择时得出以下结果(见表4和表5)。

表4 上海到休斯顿的运输时间和成本

表5 上海到纽约的运输时间和成本

从表4和表5中可看出，巴拿马运河扩建后，8 000 TEU集装箱船过巴拿马运河具有绝对的单箱成本优势，而单箱均天成本仅次于8 000 TEU集装箱船过苏伊士运河，但8 000 TEU集装箱船过苏伊士运河运输时间太长，同时到长滩后再用火车陆运的海铁联运的单箱均天成本较高。综合考虑时间和成本因素，8 000 TEU集装箱船过巴拿马运河具有较强的竞争力。

2.2我国到美东运输路径的选择分析

路径方式选择是一个复杂的问题，需综合考虑多方面的因素。在一般情况下，当有m种运输方式可供选择时，选择一种特定模式的可能性(比如模式i)取决于各种运输模式之间的运输成本、运输时间及其他方面的比较(比如运输服务质量、货物价值、是否是危险品及是否是紧急货物等)。

选择运输模式i的可能性与观察到的选择该运输模式的相对频率或该运输模式的市场份额大体上相同。目前最为简单且使用最为广泛的路径选择模型是Logit离散选择模型。Logit公式[11]是通过对选择概率的特性进行假设推导出的,具体计算式为

(1)

式(1)中：xi为路径选择概率；λ为常数，约取值10-3；ci为广义成本，ci=pi+kti;k为反映时间相对成本的价值常数；pi为运输模式i的运输成本；ti为运输模式i的运输时间。

把上述模型拓展到多种运输模式或路径间的概率选择，模型为

(2)

式(2)中的参数设置同式(1)。同时，在不同路径间作出选择时，只考虑运输时间及运输成本因素。

根据上述方法，计算出巴拿马运河扩建前后上海港到休斯顿港不同路径的选择概率，结果见表6。同理，计算出巴拿马运河扩建前后上海港到纽约港的不同路径选择概率，结果见表7。计算中，λ取3×10-3，k取6.85；参考资料为“Northern Sea Route Effect on Model Shiff & Modal Choice”，由于两者的海运情境具有很大相似度，因此认为该资料的参数设定在这里具有同样的适用性。

表6 巴拿马运河扩建前后上海到休斯敦路径选择概率

表7 巴拿马运河扩建前后上海到纽约不同路径选择概率

结果表明，我国到美东沿海港口的集装箱运输不同路径中，选择过巴拿马运河的概率最大，而巴拿马运河扩建后，通过该运河的运输路径概率会进一步提高，其他运输路径的选择概率相对降低，这与不同路径集装箱运输的广义成本相符合。

2.3我国与美国内陆地区运输路径的选择分析

巴拿马运河的扩建不仅会对美东海岸港口与我国的集装箱运输路径选择产生重要影响，而且也会对美国内陆地区与我国的集装箱运输产生较大影响，海铁联运究竟是选择美国东海岸还是美国西海岸将取决于海运运费与铁路运费的总和。

通过搜集整理美国主要港口城市及内陆城市进口集装箱的市场份额，可知其内陆城市中芝加哥的占有率最大(见图1，数据来源于“美国进口集装箱的最佳网络流量”)。因此，将芝加哥作为内陆城市的代表，计算不同路径到达芝加哥的时间和成本及各种路径的选择概率，以此分析巴拿马运河扩建对我国到芝加哥集装箱运输路径选择的影响。

图1 美国主要城市的进口集装箱的市场份额

在从上海到芝加哥的所有运输路径中，以4 000 TEU集装箱船过巴拿马运河到纽约再陆运到芝加哥为基准，分别用上海到芝加哥的其他不同运输路径的总时间及单箱成本与基准作比较(见图2)。

图2 上海到芝加哥不同运输路径的时间及成本

由图2可知，从上海到芝加哥的所有运输路径中，8 000 TEU集箱装船到长滩港再陆运至芝加哥的时间相对其他运输路径较短，单箱单航次成本也相对较少；此外，过巴拿马运河到休斯顿或纽约再陆运到芝加哥的单箱单航次成本和运输时间相对其他运输路径较少。在巴拿马运河扩建后，虽然在运输时间上相对扩建前有所增加，但单箱成本却有较大幅度的减少，与其他运输路径相比进一步拉开了竞争优势。从集装箱单箱单航次均天成本上看，过苏伊士运河的运输路径具有较大竞争优势，但运输时间较长，因此综合考虑到运输时间因素，过巴拿马运河具有相对较低的单箱单航次均天成本，且运输时间相对适中，仅比8 000 TEU集箱装船到长滩再陆运到芝加哥的运输时间长，巴拿马运河扩建后该优势更为明显。

此外，无论是8 000 TEU集箱装船过苏伊士运河到休斯顿再陆运至芝加哥，还是干支线船结合先到长滩然后过巴拿马运河到休斯顿或纽约再陆运至芝加哥的运输路径，在时间和成本上都没有较大的优势，因此在选择路径时不予考虑。根据上述路径选择计算式，可得出巴拿马运河扩建前后上海到芝加哥的不同路径选择概率，结果见表8。

表8 巴拿马运河扩建前后上海到芝加哥不同路径选择概率

结果表明，上海到芝加哥的不同路径中，选择概率最大的是上海到长滩到芝加哥(经陆运)的路径，其次是过巴拿马运河；而巴拿马运河扩建后，对于上海到芝加哥的集装箱运输，通过巴拿马运河运输路径的选择概率会得到提高，而其他的运输路径选择概率相对降低，这与不同路径集装箱运输的广义成本相对应。

3 结束语

基于时间和成本分析的方法对巴拿马运河扩建前后中美集装箱贸易航线不同路径的运输时间和成本进行横向及纵向比较；同时，运用多维Logit模型对巴拿马运河扩建前后不同路径的选择概率进行计算。结果表明：巴拿马运河扩建后，8 000 TEU集装箱船过巴拿马运河不仅具有单箱成本优势，而且具有较低的单箱均天成本，运输时间相对适中；同时，巴拿马运河扩建后，通过该运河的运输路径的选择概率会增大，其他运输路径的选择概率相对降低，说明巴拿马运河扩建所带来的成本和时间方面的潜在竞争优势会促使过巴拿马运河的全水路运输成为我国到美东地区集装箱贸易的一种时间相对较短、成本效益显著的运输方式。因此，美东港口应适当考虑扩建港口以迎接大型船舶的到来，班轮公司应适当考虑重新布局集装箱运输航线网络。

此外，中美洲尼加拉瓜大运河建成后，随着更大船型集装箱船投入使用及该运河与巴拿马运河的竞争，集装箱海运成本将进一步降低，中美集装箱贸易运输网络格局将变得更加复杂，这些值得进一步深入探究。

[1] 姜建伟. 金融危机对巴拿马运河扩建工程的影响[J]. 水运管理，2009(6):38-39.

[2] 李源. 新巴拿马型集装箱船设计靓点[J]. 中国船检，2012(5)：69-69.

[3] 陈胜兰. 巴拿马运河对通航船舶的尺度视线和布置要求[J]. 船舶，2011，12(6)：1-5.

[4] FRANICISCO J, MONTERO L. Panama Canal Management[J]. Marine Policy,2005(29):25-37.

[5] BENFIELD S L, GUZMAN H M, MAIR J M. Temporal Mangrove Dynamics in Relation to Coastal Development in Pacific Panama[J]. Journal of Environmental Management, 2005(76):263-276.

[6] GRAHAM N E, GEORGA K P, VARGAS C. Modes to Echcvers, Simulating the Value of El Nino Forecasts for the Panama Canal [J]. Advancesin Water Resources, 2006(19):1665-1677.

[7] 陈继红，曹越，梁小芳，等. 巴拿马运河扩建对国际集装箱海运格局的影响[J]. 中国航海，2013(1)：73-76.

[8] 文若梅.巴拿马运河扩建对全球贸易产生深刻影响[N]. 世界报，2007-10-10(6).

[9] 蔡梅江.巴拿马运河扩建及对世界航运的影响[J].中国远洋航务，2008(2):69-71.

[10] 刘成军，金兴赋. 对巴拿马运河的扩建及运输形态展望[J]. 天津航海，2009(2)：49-51.

[11] LUCE D, SUPPES P. Preferences, Utility and Subjective Probalility[G]. Handbook of Mathematical Psychology. New York: John Wiley and Sons, 1965:249-410.

ImpactofPanamaCanalExpansiononSino-USRoutesofContainerTransport

ZENGQingcheng1,WUKai1,SUNXiangjun2

(1. School of Transportation Management, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China；2. Dalian Port Corporation Limited, Dalian 116004, China)

U692.31;F552

A

2016-04-25

辽宁省高校杰出青年学者成长计划(LJQ2013057)；辽宁省百千万人才工程项目(2013921075)

曾庆成(1978—)，男，山东沂南人,教授，博士生导师，研究方向为港口与航运管理。E-mail: qzeng@dlmu.edu.cn

1000-4653(2016)03-0109-05