基于可拓物元模型的我国海洋交通运输业安全评价及提升路径研究

张玉洁，段晓峰，丁仕伟

（国家海洋信息中心，天津 300171）

引 言

自改革开放以来，随着我国对外贸易量的快速增大，海洋交通运输业发展迅猛。包括远洋旅客运输、沿海旅客运输、远洋货物运输、沿海货物运输、水上运输辅助活动、管道运输业、装卸搬运及其他运输服务活动等在内的各项业务均取得了质和量的同步发展[1]。作为中国海洋产业的关键行业，中国海洋交通运输产业承担着内与外的链接作用，未来无论是国家战略部署、资源运输层面，还是人民的生活福利层面，都离不开海洋交通运输。而且随着我国经济的不断发展，海洋交通运输的需求也将持续增加，在这种情况下，海洋交通运输产业的安全问题显得尤为重要且十分迫切。

1 我国海洋交通运输业产值变动情况

受国内外经济形势尤其贸易形势复杂多变的影响，近年来我国海洋运输业产值变动幅度较为明显（如图1所示），最高的2010年海洋运输业产值增长达20%，而2009年受国际金融危机影响，全年产值下降达10%。但总体来看，海洋交通运输业产值仍呈现波动性上涨，2015年产值达到2005年的2.4倍。

图1 2005-2015年我国海洋交通运输业增加值变动情况

2 我国海洋交通运输业安全评价的可拓物元模型构建

2.1 可拓物元模型的构建

通过对评价模型的分析与对比，选取以可拓工程学为基础的可拓物元模型，结合海洋产业安全特性，对可拓物元评价模型进行修订，以构建出适宜的海洋产业安全度评价模型。

2.2 可拓物元模型的原理

可拓模型，是指以可拓学原理为基础，用形式化模型模拟事物变化的规律与方法，对其拓展的可能性和拓展创新进行描述的模型。它是以物元、事元和关系元三种基本元组成逻辑细胞，即以事物特征及关于该特征的量值三者所组成的三元组，利用可拓变换这一种有用的形式化工具来解决事物矛盾问题的方法[2]。

在可拓模型中，首先以描述客观世界的物元为最基本工具，并和事元、关系元共同来描述事物不停运动和变化的状态，而描述这些运动变化的形式化方法即为可拓变换。其次以可拓变换对研究对象进行分解或者变为另一个对象，从而对可拓变换事物的动态变化特点进行了表达。再次从定性、定量来描述元素分别属于可拓变换划分的范围，并用关联函数值的大小对于元素位置进行确定。在实变函数中规定：“区间内的点与该区间的距离均为0”，将量变与质变结合起来，在距离相同的规定下，描述的是“类内即为同”。最后分析综合函数所得结果及属于的阀域，获得解决矛盾问题的办法。

2.2.1 物元

物元是描述事物物质与量关系的工具，它包括事物的名称、特征和量值三要素：一是事物的名称N，表示客观世界存在的物质客体、各种事情和各种现象。二是特征c和量值v，特征c指能够将事物与其他事物区别开又能与一些事物合成同类的事物的性质、功能、关系、状态和行为等；量值v，表示该事物只有某一特征下的程度、数量和范围等。三是有序三元组合R=（N，c，v）。

设n个特征c1，c2，…，cn描述事物N，其对应的量值为v1，v2，…，vn，则可建立多元特征物元矩阵R，称R为n维物元，记为R=[N，c，v]，即：

其中：Ri=（Ni，ci，vi）（i=1，2，…，n）称为R的分物元。

通过对事物的分析来看，任何事物的本质特征都是通过一系列的特征来刻画的，每一个特征又能够通过反映其本质特征的量域来表达，则这些量域为该类事物的经典域X0，因此性质不同的各类事物，在同一评判标准范围内具有同一特征下的不同的经典域。相类似的事物对于设定的评判标准，其特征具有最基本的取值范围，这个基本取值范围成为节域Xp，它又与经典域存在包含关系，即：X0∈Xp。而对于要评判的具体事物的物元矩阵，称为待测物元，其特征往往用具体的量值来表达。

2.1.2 关联函数

关联函数是可拓模型进行运算的重要内容，通过关联函数值可以定性、定量地描述某一元素分别属于哪一个值域即正域、负域还是零界，还可以数值的大小来判断该元素处于一个域的不同位置。

2.3 海洋交通运输业经典域物元和节域物元的确定

设Nj为海洋产业安全度的标准等级，关于特征指标Ci的量值范围为Voji=〈Aoji，Boji〉（j=1，2，…，n；i=1，2，…，m） 时，m为等级个数，则经典域的物元矩阵如下：

对综合评测海洋产业安全各因素指标允许的范围进行设定，形成节域物元Rp，是由标准等级Nj的全体加上海洋产业安全度可能存在的状态所组成的物元Vpk=〈apk，bpk〉，且vojk∈vpk；j=1，2，…，n；k=1，2，…，m。则形成的节域物元矩阵如下：

2.4 待评价交通运输业物元矩阵的确立

对于待评价的我国海洋产业安全N，各个因素指标所检测到的数据或分析结果为待测物元量值，组成带测物元矩阵如下：

2.5 海洋交通运输业的可拓学研究方法

待评价指标值Vk与经典域区间V0jk和节域区间Vpk的“接近度”计算。即计算点与区间的“距离”公式如下：

则建立关联函数为：

其中：j=1，2，…，n；k=1，2，…，m，K（jVk）为待测物元的第k个因素指标Xk关于第j级海洋产业安全度的关联度。

通过可拓学理论中采用加权的综合关联度值，设计出综合评定值，从而能够得到指标评价结果。关于各因素i等级j的综合关联度kij（Nx）为：

影响因素的安全等级为：

最后，总的关联度为Kj（Nx）：

3 基于可拓物元模型的我国海洋交通运输业安全评价实证分析

3.1 安全评价指标及其权重赋值

按照产业安全理论及相关理论成果，同时与海洋交通运输业自身所具有的发展特点相结合，建立起相应的海洋交通运输业产业安全评价指标体系。确定产业环境安全、产业竞争力、产业控制力为海洋交通运输业产业安全评价的3个二级指标，确定沿海主要港口码头泊位数、中国进出口总额、国际贸易总额、波罗的海干散货运价指数为产业环境安全下的三级指标，确定海洋交通运输业增加值、海洋运输船舶数量、主要海上活动船舶总吨位、沿海地区货物周转量为产业竞争力下的三级指标，确定海上搜救成功率、海洋交通运输业从业人员数为产业控制力下的三级指标[3]，如表1所示。

表1 海洋交通运输业产业安全评价指标体系

在权重的选取上，运用德尔菲法，经过计算取多名专家对于指标权重的平均值为指标权重。

3.2 产业环境安全评价经典域、节域和待评物元的确定

根据标准把海洋交通运输业产业安全评价划分成 5个等级，分别为：（1）N01：安全；（2）N02：较安全；（3）N03：临界安全；（4）N04：较不安全；（5）N05：不安全。根据国内外学者对海洋交通运输业的深入研究和探索，掌握并分析国际交通行业先进国所采用的指标参数，与此同时，充分借鉴现有的研究成果，从而得出评价模型中所包含的节域物元矩阵及经典域物元矩阵，其中节域物元矩阵用RP进行表示，经典域物元矩阵分别为R01、R02、R03、R04及R05，具体结构如下所示：

选中需进行判断的物元，也就是选中评价对象各指标Xk的数据，该数据来自于中国海洋统计年鉴、中国统计年鉴、中国交通运输统计年鉴中所得到的相关数据及计算得到的结果，取2011-2015年为例证，得到其对应待判物元矩阵为：

3.3 关于各指标安全等级的关联度

将2011年的数据代入模型，利用物元可拓公式即可计算得到不同指标与评价等级之间存在的关联度。按照对应的判断标准，K1（v1）=maxKj（v1），j∈ （1，2，3，4，5），可以得出，首个指标的安全级别为N02，也就是所谓的较安全级别；以此类推，即可得出2011年度每一项指标与其等级的关联度和安全级别。

将前面计算得出的关联度与其对应权重（见表2）利用加权求和的方式即可得到各指标对应评价等级的综合关联度：

K1（p2011）=-0.385，K2（p2011）=-0.104，K3（p2011）=-0.204，K4（p2011）=-0.259，K5（p2011）=-0.045，按照标准K1（p2011）=maxKj（p2011），j∈（1，2，3，4，5）可知，2011年海洋交通运输业产业安全级别为N02。表2中详细介绍了我国2011年度海洋交通运输业产业安全水平的相关数据，具体如下所示：

表2 2011年我国海洋交通运输业安全水平相关计算结果

3.4 我国海洋交通运输业关于安全等级j的关联度及安全等级评定

用上述方法计算我国海洋交通运输业2012-2015年的产业安全水平，如表3、表4、表5、表6所示，结果汇总于表7。

表3 2012年我国海洋交通运输业安全水平相关计算结果

表4 2013年我国海洋交通运输业安全水平相关计算结果

表5 2014年我国海洋交通运输业安全水平相关计算结果

表6 2015年我国海洋交通运输业安全水平相关计算结果

表7 2011-2015年我国海洋交通运输业安全水平计算结果

3.5 海洋交通运输业产业环境安全评价结果分析

由表7可以得出，从2011-2015年我国海洋交通运输业产业安全略有下降，2011年、2012年和2014年处于较安全状态，而2013年和2015年处于临界安全状态。我国海洋交通运输业的安全状态一方面受国际航运市场低迷的影响，另一方面与我国调整产业结构和供给侧结构性改革有关。从表格的计算结果来看，沿海主要港口码头泊位数（X1）、波罗的海干散货运价指数（X4）、海洋运输船舶数量（X6）、主要海上活动船舶总吨位（X7）、沿海地区货物周转量（X8）、海洋交通运输业从业人员数（X10）成为制约我国2011-2015年海洋交通运输业产业安全的瓶颈因素，急需改善。相对较好的中国进出口总额（X2）、国际贸易总额（X3）、海洋交通运输业增加值（X5）、海上搜救成功率（X9）则影响较小。随着世界经济好转，海上交通运输业将企稳回暖，但只有提升薄弱环节，才能确保我国海洋交通运输业的长期平稳发展。

4 我国海洋交通运输业提升路径

海洋交通运输业是国际贸易运输的主要方式，是国家节省外汇支付，增加外汇收入的重要渠道之一，有利于改善国家的产业结构和国际贸易出口商品结构。但与其他海洋产业相比，我国海洋交通运输业发展出现了明显滞后，且由于产业自身特点受国际贸易环境影响较大，产业发展波动特征突出，在整个国民经济中的贡献度有所下降，产业自身安全度也随之降低，为改善这一不利局面，未来有必要在硬件建设和软实力提升方面同时下功夫：沿海主要枢纽港口应向大型化、渗水化和集约化方向发展；开拓现代物流要成为港口的重要发展方向；港口科技管理、信息现代化水平要不断提高，服务意识要进一步增强；现代港口城市及腹地要区域协调发展；港口结构要有较大调整[4]。

对于国内海运企业来说，一是要抓住金融危机后全球经济缓慢复苏的有利时机，加快进行业务调整，控制各项成本。受2008年国际金融危机影响，航运企业业务量下滑，而且不同线路的业务受到的影响不同。航运企业应根据业务需求量科学配置企业活动资产和人员规模，以降低企业运行成本；二是要在积极走出去的同时挖掘国内市场潜力，实施内需和外需同时并举战略。由于国际海运量的波动加剧，国内产业结构调整可能会产生一些新的机遇，航运企业要继续关注国际市场的变动，根据国际形势调整国际贸易方式，同时要积极开拓国内运输市场，降低企业运行市场风险；三是要创造条件进行上下游兼并收购，或者与上下游企业积极进行战略合作，建立物流园区，发展仓储物流业务，不断拓展产业链条，实现企业多元化发展，抵御市场风险。此外，海运企业还要尽快建立和完善公司管控体系，实施全面风险管理，尤其要着眼未来，积极拓展多元化融资渠道，夯实企业长远发展的资金保障。