基于E-DEA模型的长江干线集装箱港口江海直达运输适应性分析

付志高　姜丰怡　谢奇

【摘 要】 为明晰集装箱港口与江海直达运输的互动关系，分析集装箱港口的江海直达运输适应性内涵和影响因素，从集装箱江海直达运输的运量和船型两个方面构建长江干线集装箱江海直达运输的港口适应性评价指标体系，建立具有熵约束的E-DEA港口适应性综合评价模型。选取长江干线12个典型港口进行适应性评价，证明该方法具有科学性和合理性。

【关键词】 集装箱;江海直达;适应性评价;数据包络分析（DEA）

0 引 言

长江干线集装箱江海直达运输是助推长江水运发展一体化的有效方式，通过借助长江黄金水道承东启西、通江达海、贯穿内陆的优势，助推集装箱江海直达运输的发展，推进长江水运供给侧结构性改革，能够提高长江黄金水道功能并改善整个运输系统，也可以贯彻长江经济带发展战略。港口的功能及其发展应与集装箱江海直达运输的发展相互适应协调，才能更好地服务集装箱江海直达运输，提高船舶周转率，降低运输成本，丰富港口资源。

1 评价体系的构建

1.1 内涵及影响因素

集装箱港口江海直达运输的适应性，是港口在规划、建设、运营、管理及可持续发展的过程中与该运输方式的需求和发展趋势之间相互协调、相互作用、相互影响的关系，以及所进行的适应性调整和演变过程。影响集装箱港口江海直达运输发展的因素较多，本文主要研究在外因不变的情况下内因的提升和完善。影响因素主要包括以下5种：

（1）码头泊位。港口的靠泊能力决定了靠泊船舶的吨级和数量，而靠泊能力受泊位数量、大小，以及装卸机械数量及性能等方面的影响。一般来说，码头泊位数量越多，可同时靠泊的船舶数量也越多，船舶等待靠泊时间越短，港口服务能力和水平越高;码头泊位吨级越大，前沿水深越深，可靠泊船舶的吨级就越大，对大型集装箱船的适应性越强;装卸机械数量越多，技术性能越好，则船舶在港装卸作业时间越短，港口服务效率越高。

（2）港口锚地。作为船舶进出港口的重要基础设施之一，港口锚地决定锚泊船舶吨位的大小，进而影响港口的通过能力和适应能力。一般来说，港口锚泊能力越大，则在锚地等待进港的船舶吨位越大，港口对集装箱江海直达运输的适应能力越强。长江干线特别是下游港口，进出港船舶密度较大，港口锚地锚泊能力越大，越能保证船舶航行安全和港口生产效率;反之，则容易发生险情甚至引发事故，影响港口生产效率。

（3）后方库场。在港口物流系统中，后方库场是连接码头装卸系统与后方集疏运系统的纽带，是水运货物集散场所，对港口生产具有调节和缓冲作用。库场堆存能力大，则货物到港口能得到及时装卸，加速周转;反之，库场堆存能力不足，则容易造成港口压船压港，制约港口通过能力的发挥。

（4）集疏运系统。集疏运系统是港口与其腹地相互联系的通道，港口集疏运是否顺畅主要取决于港口与公路、铁路等其他运输方式的衔接是否紧密，与其他运输方式能力是否匹配等。港口集疏运能力强，到港的货物就可以顺利地得到疏散和聚集;反之，到港的货物就会积压，造成到港的货物无法聚集、出港的货物无法疏散，港口通过能力难以有效发挥。

（5）管理水平。港口企业现代化管理水平的高低，不仅决定着生产组织是否合理，而且关系到港口技术设备能否发挥其效能和劳动力能否合理安排，同时也关系到装卸生产各环节是否衔接和协调，进而直接影响港口的效率。

1.2 构建评价指标体系

长江干线集装箱江海直达运输与港口的适应性问题，可以转化为港口的发展建设与集装箱江海直达的运量和船型发展需求相适应的问题。因此，从港口适应集装箱江海直达运量发展和船型发展两方面出发，针对这两个方面选取评价指标，运用德尔菲法分别构建相应的评价指标体系，保证港口能适应集装箱江海直达运量和船舶两方面的需求。具体指标见图1。

1.3 确定指标权重

研究集装箱港口江海直达运输的适应性，需要对港口进行横向比较和分析。港口指标易于量化，且涉及多个投入与输出指标，因此选择数据包络分析（DEA）模型进行计算。为使计算结果更准确可靠，运用熵权法进行指标赋值权重，建立具有熵权约束的DEA模型。评价指标熵值计算式为

Ei=-k  fij ln fij（1）

式中： fij为第i（i=1，2，…，m）项指标下第j（j=1，2，…，n）个方案占该指标的权重;k=>0，并设当fij=0时， fij ln fij=0。

根据信息熵的值可算出各个指标的权重为

wi=（2）

则各指标的权重向量为W=（w1，w2，w3，…，wm）。

2 案例分析

2.1 港口现状

依据可比性原则，选取宜昌、岳阳、武汉、九江、芜湖、马鞍山、南京、镇江、扬州、南通，张家港、太仓等12个能够进行集装箱江海直达运输的长江干线中下游港口（港区）进行实证分析。各决策单元運量发展指标体系数据和船型发展指标体系数据见表2。

2.2 指标权重的确定

以长江干线港口集装箱江海直达运输运量发展指标体系的计算为例，由表2可知，输出指标对应的矩阵为A1。平均堆存期不符合产出指标越大越好的规律，在进行倒数处理后填入输出指标矩阵，经标准化处理，可得到指标矩阵B1，根据fij= （ bij为第i个决策单元的第j个评价指标值，且bij∈[0，1]）可得矩阵f1。

A1= B1= f1=

将数据代入式（1）可得各指标的熵值分别为E1=0.763 8，E2=0.787 1，E3=0.801 6。将Ei值代入式（2）得出各指标权重分别为 w1=0.364 8， w2=0.382 7， w3=0.306 5。

同理，计算得出各输入指标权重分别为 w4=0.367 4， w5=0.227 5， w6=0.401 5。

同理可得船型发展指标权重。

2.3 港口评价分析

2.3.1 运量发展指标体系

运用DEAP 2.1软件，计算长江干线港口集装箱江海直达运输运量发展效率值，结果见表3。由表3中各决策单元的总体效率可以看出，宜昌、岳阳、镇江、扬州、张家港这5个港口的运量发展指标总效率较低，非DEA有效，即与现状并不适应，其中：镇江港的总效率仅为0.571，说明镇江港的投入产出效率最低，最不适应集装箱江海直达运量发展现状;其次是张家港港（0.630）、宜昌港（0.709）、岳阳港（0.791）、扬州港（0.812）的纯技术效率和规模效率均低于1，说明这4个港口在此技术水平上，投入资源未能有效利用，而且规模与投入产出不相匹配。

运量发展和船型发展效率值

2.3.2 船型发展指标体系

从表3中船型发展效率可以看出，九江、芜湖、马鞍山、镇江、扬州、南通、太仓这7个港口的船型发展指标总效率低于1，非DEA有效，即船型发展并不适应现状，其中：镇江、扬州、南通总效率最低，仅有0.748，说明镇江、扬州、南通的集装箱江海直达船型适应性最低;这7个港口的纯技术效率和规模效率也都小于1，说明港口的投入资源未充分利用，规模与投入产出不匹配。

综上，镇江港、扬州港对于集装箱江海直达的运量发展与船型发展的现状均不适应注重投入资源比例组合的优化与有效利用，提升技术水平，适当扩张规模，达到最佳状态。

3 结 语

本文研究了长江干线集装箱港口江海直达运输的影响因素，建立评价指标体系并选取12个港口进行评价，分析各港口集装箱江海直达运输发展现状的适应性。影响长江干线港口集装箱江海直达运输发展的因素并不局限于港口，且港口的子系统相互作用、规律复杂，因而指标选取的准确性、系统性和全面性还存在一定的改善空间。