基于SD模型的国际干散货航运市场仿真分析

赵振鹏 余思勤

摘要：航运市场是国际贸易的重要组成部分，扮演着十分重要的角色。2008年以来国际干散货运输市场持续低迷，近两年来国际干散货运价呈现上升趋势。通过系统动力学对国际干散货运输市场进行仿真分析，探究当前国際干散货运输市场所处的竞争环境。对市场上的供需以及价格进行仿真模拟，以分析当前市场运价变动的影响因素以及国际干散货运输市场的结构变动，并对未来干散货航运市场状况进行了展望。通过假定企业购船租船决策对模型进行模拟预测分析，为市场的参与者进行相关决策提供宏观的数据支持。

关键词：交通运输经济；国际干散货运输；系统动力学；海运价格；供需平衡

中图分类号：U695.2文献标识码：A文章编号：1008-4428（2019）03-0022-03

一、 引言

国际航运业主要分为集装箱运输、干散货运输、间杂货运输及液体散货运输，这是按照货物种类进行的分类，其中占航运市场比重较大的是干散货运输。干散货货运市场交易的是干散货货物或干散货船舶租船合同，运费由货物运输服务的供给和需求相互作用来决定。运费是航运市场上最重要的指标，其中BDI被称为航运市场的晴雨表。现在大多经济评论是通过分析BDI走势来分析经济未来的发展水平，但是现阶段分析存在一个问题，就是价格的上涨由两个因素决定，一个是供求改善导致的价格上涨，另一个是成本推动的价格上涨，因此不能单单通过费率的上涨来推断市场向好或者是向坏，本文通过系统动力学模型，探究航运市场价格变动的本质因素，为航运企业参与市场竞争提供宏观数据支持。

二、 干散货运价影响因素分析

（一）供需系统

1. 干散货航运需求分析

航运需求作为一种派生性需求，其主要指的是世界干散货货主或托运人在一定时间段，在一定水平的运价下，对整个海上运输服务所需求的总量。世界贸易与海运息息相关，其贸易量的80%是通过海洋运输完成的。而干散货的贸易量和运输距离则是决定需求的两个关键因素。

（1）干散货贸易量

国际干散货航运需求与贸易量息息相关，随着贸易量的不断增加，国际干散货航运需求量也不断提高。2009年国际海运贸易量有所下降，其他时间都在平稳上升，通过相关资料以及对贸易量的分析，2008年底美国金融危机爆发后，2009年世界经济负增长，经济的衰弱导致对于煤炭、铁等资源的需求也随之下降，进而对国际干散货贸易量产生了影响，导致国际干散货贸易量下跌。

（2）干散货运输距离

决定干散货货运需求量的另一个因素就是运距，随着经济的不断发展，航运距离不断增加，造成了航运需求的不断增加。通过克拉克森的数据获得小型灵便型散货船、大型灵便型散货船、巴拿马型散货船和好望角型散货船四种船型的贸易量和周转数据，以及煤炭、铁、粮食和小宗散货的贸易量和周抓量的数据，通过计算获得，当前铁矿石的海运运距大约为6000海里，煤炭的海运运距大约为4000海里，粮食的海运运距大约是5000海里，而不同船型的平均运距区间为4500海里到5500海里，通过加权平均得到干散货航运市场的平均加权运距为5000海里。

2. 海运供给分析

海运供给一般是在一定的空间、时间范围内，在满足条件下，承运人所愿意提供的海运运力的总量。其中承运人可以是船东也可以是租船方。海运供给与海运价格有密切的联系，当价格下降时船东可以通过拆船使旧船直接退出航运市场，也可以通过租船或者二手船转让，以降低损失，但这种方式不能减少航运供给，只是船舶在市场中的自由流动。当价格下降到船东通过运输、租船或二手船所弥补的损失无法平衡封船之后所产生的日常费用的时候，船东方会选择封船以降低损失，待价格回升，重新进入。

（二）成本系统

供需变动是价格变动的影响因素，成本则是价格的决定因素。国际干散货海运成本包括两个部分，即资本成本和航次成本。船舶不仅是一种运输工具还是一种投资工具，折旧使得船舶有了金融的某些性质，其中租金、折旧、利息以及税金构成了航运的资本成本。航运运输的船运费、燃油费、维修护理费、保险费、管理费用以及其他费用发生于船舶的运输日常中，构成了航运的航次成本。

三、 系统动力学建模分析

（一）运价因果关系分析

前面分析了影响运价变动的因素，其中成本决定价格高低而供需变动则影响价格的波动。通过定性分析，可以分析出运价的增加会导致供给的增加，供给的增加会加剧航运市场的竞争，而航运市场缺乏替代性，货运需求几乎不受价格变动的影响，造成运力过剩，过多的运力使得价格下降，最终构成一个反馈回路。

（二）国际干散货航运价格流图

通过因果反馈环，进一步建立国际干散货航运市场系统动力学仿真模型。模型中设置了贸易量子系统。运力供给子系统，成本子系统。运力供给子系统下设置了封船子系统。运力供给子系统和贸易量子系统以及成本子系统共同决定了国际干散货市场的航运价格，为了便于分析价格变动趋势以及保证数据的有效性和仿真的准确性，文中价格所采用的数据为LN（BDI），其中BDI是波罗的海干散货运价指数，后文中所提到的价格数据均使用BDI指数。通过以上系统，构成了国际干散货海运价格流量图，如图1所示。

（三）航运价格系统分析

模型参数：

系统动力学模型中一个重要的环节就是参数的设定，在整个模型参数的选取中，采取了多种方法，其中主要采取了基于基础数据的获取、历史数据的统计分析以及回归模型。

主要参数包括：世界GDP影响因子、船队生产率、阻碍因子等，所有的参数、具体数值和相关来源如表1所示。

在基础数据的模拟上，主要数据来源是克拉克森数据库，还有一些发展报告。而对于一些无法获取的数据，则主要根据历史数据进行一些数学分析，从而推算出一些相对可靠的数据。

四、 国际干散货市场仿真分析

（一）价格分析

本文采用系统动力学软件Vensim对上述系统进行模拟，其中相关数据来源于克拉克森数据库、历年联合国海运评述以及相关论文。通过系統动力学的模型仿真，将2007年数据输出到模型中进行模拟，仿真出价格数据，如表2所示。

表2中，模型仿真数据与真实数据误差基本都在5%以内，故本模型仿真结果可信度较高，通过模拟得到了2008年到2018年国际干散货运价仿真模拟数据。模型模拟的国际干散货运价的走势，其中2008年到2018年为仿真值，表2中2018年运价与2017年相比稳中有升，同时在国际经济复苏、贸易量平稳增长的趋势下，国际干散货运输市场运价正在呈现缓慢复苏趋势。但是这并不代表国际干散货运价正在向好的一面发展，这是由于国际干散货航运市场仍旧面临着产能过剩、需求不足、行业竞争激烈、成本提高、资金流不稳定等问题。

（二）航运供需结构分析

1. 航运供给结构分析

虽然运价呈现缓慢上涨趋势，但是行业前景依旧不容乐观，这是因为前十年内，大量的新船投入市场，而近期由于运价不景气导致大量的旧船拆船退出市场导致市场船舶新旧结构不健康，具体数据如图2所示。

通过克拉克森相关拆船平均船龄数据，拆船船量在23到35年之间，所以选择22年及以下船龄的船舶为新船，23年船龄以上船舶为待拆船的旧船，图3表示的是新船向旧船每年过度的比率，即船舶老化率，以及旧船的数量。从图2可以看出，从2008年以后，船舶老化率从百分之七左右下降到百分之二左右。同时从旧船每年的数量可以看出，2008年以后，航运市场不景气，拆船数量随之增加，结果造成旧船数量逐年减少，从2008年的2000多艘下降到2017年的4艘，虽然2018年预计旧船数量上升到300多艘，但是船队船龄结构仍旧不容乐观。

2. 航运供需平衡分析

航运价格虽然稳步上升，但是需求不足依旧是现在航运市场所面临的严峻问题，模型对国际干散货运价市场进行仿真模拟，其中有一个重要数据就是运力过剩，通过分析运力过剩的变动情况，可以分析出全球干散货航运市场供需结构的变化，进一步分析干散货航运市场所处的市场背景。图3所展示的是2008年以后全球干散货运输市场的运力过剩仿真数据以及全球过剩运力在全部运力中所占的比例。

如图3所示，全球运力过剩在2008年全球贸易繁荣阶段还处于负值即供不应求，但是随着经济衰退，2011年以后，全球干散货航运市场全面进入运力过剩阶段，到2017年为止，全球运力过剩达到40亿载重吨，模型预测在2018年该数值还会继续扩大。图3展示的是全球运力过剩绝对值和全球过剩运力在总运力中的比重。2011年以后，全球过剩运力占总运力中所占比重持续上升，2013年以后趋于平缓，但依旧存在上升趋势，到2017年为止，全球过剩运力占总运力的比重达到百分之十五，模型预测到2018年该数值还会有小幅度的上升。

3. 航运市场参与者决策预测分析

在全球供给全面过剩的情况下，干散货航运企业的租船购船决策影响着干散货运输市场的供求关系，在未来15到20年内，2008年以后所造的新船全部老化转入23年以上旧船系统，由2009到2013年间大量新船进入市场引起的运力结构变化在未来市场如何消化是现阶段所要面临的问题，本文假定了2018到2035年期间，平均新船量为200艘和350艘时，全球供需结构的变化情况。其中表函数新船数量，世界GDP增长率、船舶老化率、新船价格指数是根据历史数据拟合预测得到的，以世界GDP增长率为例阐述预测结果的来源。

全球GDP增长呈现周期性趋势，2009年全球GDP出现负增长，上一次世界经济倒退发生在1975年，图4所示为2009年和1975年经济倒退发生前四年和后12年的增长率，通过图示可以发现经济增长趋势相对一致，因此通过现在国际经济形势，对历史数据进行修正得到2018年到2035年期间的经济增长率预测。同理可以得到新船价格指数的预测值。

如图5所示，虚线为年均新船200艘时的过剩运力预测，实线为年均新船350艘时的过剩运力预测。通过图表可以看出，当取值200时，过剩运力会下降，取值350时，过剩运力呈上升趋势。但是在2035年时，2009年到2013年期间的大量新船老化，通过计算2009年到2013年进入到市场的运力大约为3.89亿载重吨，在2035年以后的十年间，这些运力将会拆解导致总运力下降，因此通过以上分析，到2035年时，全球运力过剩应保留未来十年内下降的部分，即未来新船进入市场的数量应该控制在每年200到350艘之间，以维持2035年后十年的供需平衡。故市场上企业决策应根据往年新造船数量来决定，当往期年均造船数量多于350艘时，应该通过租船或购买二手船来增加运力；当往期年均造船数量少于200艘时，企业可以通过购买新船来增加运力。

（三）国际干散货航运市场总结

从以上分析可以看出，国际干散货运输市场运输价格总体呈现缓慢运输增长，但前景仍不乐观，因为通过对市场中的供需分析，国际干散货航运市场运力依旧过剩，且呈现缓慢的上升趋势，航运市场价格的上升只是由于运输成本的上升引起的，供需结构仍旧没有改善，而且船队船龄结构趋于年轻化，虽然现在处在运力过剩阶段，但是在未来十年到二十年，大量的现阶段的新船会进入到拆解市场，造成国际干散货航运市场运力供给大范围波动。因此在现有市场状况下，市场参与者如何制定购船租船决策尤为重要。

五、 总结

随着经济复苏，国际干散货航运价格也是稳中有增，本文通过系统动力学模型对国际干散货运输市场进行仿真模拟，通过模拟数据，对航运价格变动的实际原因进行分析，虽然国际干散货航运价格有所上升但是市场参与者所面临的依旧是供需结构没有改善的问题。在这样的环境下对未来国际航运市场进行预测并分析了未来的国际干散货运输市场环境，同时模型为市场参与者制定相关决策提供了具体的数据支持。

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作者简介：

赵振鹏，男，山东滨州人，上海海事大学经济管理学院硕士研究生，主要研究方向：物流产业定性定量分析；

余思勤，男，上海海事大学教授，博士生导师。