Z港铁矿石业务豪泰林博弈研究*

乐 婉 陈 宁 曹昌万 张 程

(武汉理工大学交通学院 武汉 430063)

0 引 言

由于铁矿石货源市场总体需求相对稳定，各大港口间竞争日趋白热化，对Z港铁矿石业务造成巨大冲击.基于此，Z港应在新常态下对铁矿石业务进行科学合理的战略定位，充分发挥港口区位优势及设施条件，提升其核心竞争力.

国内外对港口铁矿石竞争策略的研究主要集中在评价模型和博弈模型中，评价模型方面主要应用SWOT分析、AHP-模糊综合评价法构建竞争力评价模型，或者采用计量经济模型进行实证研究，该种方法主观性较强，普适度较低[1-3].博弈模型在数据应用分析方面更具优势，并且具有一定的推广价值.杨承新等利用古诺双寡头垄断模型得到非合作博弈条件下的纳什均衡解，对珠三角集装箱港口进行研究[4].陈鹏等[5-8]在传统Hotelling模型的基础上进行拓展研究，但研究对象仅包含两个港口，忽略了港口群内其他港口在博弈中的影响.

针对Z港及相关竞争港口进行博弈分析时，将5个港口全部考虑在内，分析其他各港在博弈中的外在影响，为研究港口群内港口间的博弈提供了新的思路及方法.

1 Z港及相关竞争港口铁矿石业务发展现状及趋势

1.1 Z港铁矿石业务发展现状及趋势

Z港位于我国西南部雷州半岛，是华南沿海地区通航条件及铁矿石接卸条件最好的港口.港口铁矿石业务主要集中在霞山港区和调顺岛港区，现有3座15万～40万吨级大型专业化铁矿石码头，年设计通过能力达4 500万吨.近年来，Z港铁矿石吞吐量快速增长，2016年实现铁矿石吞吐量4 716万吨，同比增长45.5%.

Z港内陆腹地包括广西、湖南、贵州、四川、重庆、云南、广东、江苏等省份.港口主要是以铁水联运模式为西南、中南腹地的钢铁企业提供运输服务，其次以水水中转模式为珠三角、长三角流域提供运输服务.得益于40万吨级铁矿石码头投产以及长江常州港码头的发展带动，水水中转呈现较快增长态势.

1.2 相关竞争港口铁矿石业务发展现状及趋势

内陆钢铁企业主要集中于西南、中南、华南、华东四大经济区域，其铁矿石运输业务主要由B港、Z港、H港、G港及N港完成.各港口分布见图1.

图1 Z港及相关竞争港口区位分布

B港与Z港同为西南出海通道，辐射腹地重叠率高，且货类结构基本相似，对西南腹地相较于Z港而言更具竞争力；H港15万吨级散货码头已经投产，凭借泊位、航道优势成为珠三角地区的主要外贸矿石接卸港，在一定程度上分流了Z港在珠三角地区的水水中转业务量；G港虽无大型铁矿石码头，但通过放宽靠泊通航条件直接承接主流Cape型铁矿石船舶，无需经Z港中转，一定程度上提升了其在中南地区和珠三角地区的市场份额；N港位于中国大陆南北沿海航线和长江黄金水道的交汇点，凭借区位优势及优良的港口条件，在全国铁矿石等大宗散货运输体系中具有举足轻重的地位.各港口近5年铁矿石吞吐量见图2.

图2 2012-2015年Z港及相关竞争港口铁矿石吞吐量

N港对长江流域水转水业务具有垄断性质，其铁矿石吞吐量长期处于高位，但由于泊位紧张、锚地排队靠泊时间长、货损率高等问题使得吞吐量略有下滑；Z港铁矿石吞吐量近几年稳步上升，尤其在2015—2016年间增幅较为明显，拉大了与B港的距离；B港铁矿石吞吐量在2015年之前与Z港相差不大，维持在较为稳定的水平，并有小幅增长；H港和G港由于港口条件限制，近年来铁矿石吞吐量变化不大，保持在低位水平.

2 Z港与相关港口铁矿石业务竞争博弈分析

豪泰林(Hotelling)模型是一个将空间差异考虑在内的产品决策模型，主要用于解释企业空间位置差异和定价行为.对Hotelling模型进行扩展，将常规的两个港口之间的博弈模型拓展至5个港口(B港、Z港、H港、G港、N港)，并将传统的一维Hotelling模型拓展至二维，针对Z港所采取的竞合策略，构建相关博弈模型.

2.1 基于多港口竞争的博弈模型建立

1) 港口空间位置图见图3.依据港口分布的空间位置，设B港位于(0,0)，Z港位于(a,0)，H位于(b,0)，G港位于(c,0)，N港位于(1,0)，位置互不重叠，其中0

图3 港口地理位置分布示意图

2) 铁矿石运输需求 假设铁矿石从货源地到港口的成本与其陆路运输距离成比例，单位距离综合运输成本为w，货源地为(0,0)，(0,1)，(1,0)，(1,1)所组成的矩形，货主均匀的分布于矩形之中.

3) 竞争机制 假定五个港口通过改变服务价格和扩展多元化业务进行竞争，令Pi为港口i的服务价格，Di(P1,P2,P3,P4,P5)为需求函数.近似认为港口提供的同种装卸服务所耗费的成本差异不大，假定其为m.

2.2 基于多港口竞争的博弈模型构建

存在四个横坐标t1,t2,t3,t4，当xt4时，货物在N港进行装卸.

则t1，t2，t3，t4分别满足

(1)

各港口市场占有率为

(2)

各港口收益函数为

Ri=(Pi-m)Di，i=1,2,3,4,5

(3)

实例15个港口分别以自身收益最大化定价，即

(4)

各港口均衡价格为

各港口收益为

(6)

实例2Z港采取竞争策略，B港采取合作策略，其他港口以自身收益最大化定价，即

(7)

各港口均衡价格:

(8)

各港口收益为

(9)

实例3Z港采取合作策略，B港采取合作策略，其他港口以自身收益最大化定价.

(10)

各港口均衡价格为

(11)

各港口收益为

实例4Z港采取合作策略，B港采取竞争策略，其他港口以自身收益最大化定价，即

(13)

各港口均衡价格为

(14)

各港口收益为

(15)

上述四种方案须满足港口收益函数的二阶导小于0，即w>0，才能保证港口收益函数一阶导为0时港口收益均为极大值.由于w为单位距离综合运输成本，恒大于0，所以上式均成立.

非完全信息条件下，假定B港选取竞争策略的概率为p，则Z港选取竞争(合作)策略的期望收益矩阵见表1.

表1 Z港期望收益矩阵

Z港采取竞争策略的期望收益

(16)

Z港采取合作策略的期望收益

48b+12c+6)(-3.5a+24b+6c+3)

(17)

3 Z港铁矿石业务收益分析

3.1 Z港与B港收益划分系数

在进行港口期望收益分析时，确定各种策略的选取概率尤为重要.通过遴选铁矿石港口竞争力评价指标，采用AHP在集团内部进行问卷调查，分析各指标权重，结合港口实际数据，以归一化处理后Z港和B港的竞争力指标值作为其竞争策略的选取概率.

1) 确定评价指标集 相关指标P(P1，P2，P3)：P1为港口铁矿石吞吐量；P2为港口的铁矿石通过能力；P3为铁矿石的平均铁路运费.

2) 确定各指标的权重 采用层次分析法对各指标的权重进行考量，使用1～5的比例标度，其中港口铁矿石吞吐量直接反映港口的铁矿石业务竞争能力，视为最重要指标；港口铁矿石通过能力间接反映港口的铁矿石业务竞争能力，视为较为重要指标；铁矿石的平均铁路运费从集疏运方面体现港口的铁矿石业务竞争能力，视为最次指标.相应的判断矩阵见表2.

表2 港口铁矿石评价指标的判断矩阵

3) 竞争力评价指标计算见表3.

表3 Z港与B港各项指标

注：通用码头的铁矿石通过能力按50%进行折算；平均铁路运费=(各段铁路网单价×各段铁路网里程)/铁路网总里程.

对表3中的数据进行量纲一的量化处理，其中铁矿石吞吐量及通过能力对港口竞争力有积极影响，平均铁路运费增加对港口竞争力有消极影响，计算得到Z港竞争力指标值为0.47，B港竞争力指标值为0.31.对其进行归一化处理，得到Z港与B港的竞争力指标分别为0.61和0.39，即p=0.39.

3.2 各策略下Z港铁矿石业务的期望收益分析

根据5个港口的地理位置分布，测算得到a=0.11，b=0.29，c=0.37.港口间竞争主要表现为港口收益变化，因此对各种策略下Z港业务收益进行测算，结果见图4.

图4 各策略下Z港的期望收益

3.3 Z港铁矿石业务发展建议

分析各项指标的变化趋势可知，港口服务成本无明显差异时，港口位置(即港口业务范围)决定了港口业务收益.由于Z港业务收益与a值呈正相关，因此应加大东北方向投资，扩大辐射范围，以增加港口业务收益.

1) 深化与招商局集团等股东的战略合作 借助招商局集团在东部沿海和长江流域的港口资源，与集团内港口联动，增强Z港发展的协同优势.

2) 加强与广东省内港口的战略合作 利用Z港40万吨级大码头和一程海运优势，强化Z港与H港、G港的水水中转模式或减载分卸模式，形成成本最低、路径最优的铁矿石物流运输通道，共同服务珠三角及中南腹地.

3) 完善水运中转战略布局 在常州码头托管业务的基础上，积极拓展长江沿线码头战略布点，选择具有铁矿石物流链上下游资源和集散中转条件较好的港口，构建水转水港口群体优势，加强港口接卸及转运能力.

Z港向任一方向进行扩张，其采取合作策略的期望收益明显高于竞争策略，所以Z港在进行铁矿石业务扩张时，也可适当与B港建立战略合作关系.

1) 建立两港企业交流协商机制 双方在市场营销、业务管理、技术工艺等领域加强沟通，在充分发挥各自优势基础上，避免单一价格战等恶性竞争，不断提高客户服务水平，共同推动环北部湾港口协同发展.

2) 整合两港资源，联合发展铁矿石等业务 利用招商局集团的资源优势，在当前港口航运业、钢铁行业兼并重组及结构转型升级的有利时机与B港开展战略合作.

3) 积极开展政府间合作 抓住北部湾城市群规划上升为国家战略的有利时机，在环北部湾“三地七方”关港合作的基础上，建议两地政府建立战略合作与互信关系.

4 结 束 语

港口间业务竞争往往涉及港口定价、区间位置、服务水平等诸多因素，使得博弈模型较为复杂.在进行研究时，为将5个港口全部引入模型，仅仅在货主选择的效用函数中考虑了价格因素和区位因素，该方法适用于某一竞争业务下的多港口博弈分析.在进行模型构建时将货源地假定为矩形，在未来研究中，可根据不同货类的腹地结构特征构建相应的分布函数，使得研究结果更具科学性.

参考文献

[1] 董岗.基于豪泰林模型的港口竞合博弈分析[J].交通科技与经济,2010,12(2):122-124.

[2] 崔姝.基于顾客选择行为的港口竞争策略研究[D].青岛：青岛大学,2016.

[3] 周鑫,季建华.基于完全信息条件下的港口竞争合作静态博弈分析[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2009,33(5):819-821.

[4] 杨承新.基于非合作博弈的珠三角集装箱港口发展研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2008,32(3):565-568.

[5] 陈鹏.豪泰林模型的多维博弈及拓展分析[D].兰州：西北师范大学,2013.

[6] 张志远,于维生.有限理性行为规则下豪泰林模型的复杂性[J].系统工程理论与实践,2015,35(4):920-927.

[7] 曹卫群.集装箱港口竞争的博弈模型及基于神经网络的吞吐量预测研究[D].大连：大连理工大学,2003.

[8] 陈光亮.对伯川德悖论的豪泰林模型解释[J].江苏商论,2007(1):151-151.