考虑船舶所有人偏好因素的国际中转港评价方法

郑杰峰， 初良勇，2， 许小卫

(1. 集美大学 航海学院， 福建厦门 361021; 2. 福建航运研究院， 福建厦门 361021；3. 大连海事大学 交通运输工程学院， 辽宁大连 116026)

随着国家“一带一路”战略的建设发展，国际中转港作为进出口物流中重要的节点，发挥着越来越重要的作用。大多数学者都是从港口的特性角度研究国际中转港的选择，其中包括腹地货源、港口基础设施、港口的服务水平、港口自由度等，然而船舶所有人的偏好也很大程度影响到船舶所有人对于国际中转港的选择，所以本研究将重点探讨船舶所有人的偏好对于国际中转港选择的影响程度。

对于国际中转及其相关方面的研究，近来国内外学者展开了大量的研究。张新生[1]通过分析“一带一路”的国家战略背景下西安所发挥的作用，确认西安港作为国际中转枢纽港，并深入地分析提升西安陆港国际中转枢纽功能的可行性以及必要性，并且从吸引货源、扩大枢纽港集聚范围等方面提出了相应的对策。季斌[2]在回顾当前内支线对于国内沿海港口通航条件的处境、国内沿海以及附近国家港口中转货源的状况、助航设施的发展等研究成果的基础上，分析当前提升港口国际中转业务所存在的问题并提出相应的解决措施。彭佐康[3]在中转港分类研究及形成因素的基础之上，总结出全球范围内中转港的发展特点以及发展格局，探讨出不同区域中转港未来的发展趋势。曾凡华[4]从国内港口国际中转竞争力和国外港口的特点出发，建立了以经济腹地、地理位置、港口硬环境、港口软环境四个方面的国际中转竞争力评价体系，为各国港口建设发展国际中转业务提供一定的参考价值。陈珺[5]指出经济与地理条件、港口的硬条件、港口软条件是中转港形成的条件，并指出国际中转港的形成所带来的经济效益和风险。Bazaras D[6]通过比较拉脱维亚在物流绩效指数中的地位，应用SWOT分析评估了拉脱维亚的国际中转货运服务的国际竞争力，并提出相应的改善措施。

针对国际中转港选择因素的重要性，本研究将采用专家问卷调查的方式进行衡量，由于每个专家的见解存在一些主观性，使得结论带有模糊性，因此提出采用层次分析法和证据理论的模糊综合决策作为主要的研究分析方式。运用AHP确定各选择因素的权重；通过模糊数学理论，结合专家问卷调查给出的判断，确定每个子证据所属状态的隶属度以及相应的基本概率函数；接着运用了D-S证据理论，对专家提供的证据进行相应的融合；最后通过加权平均函数，依据最大隶属度原则，得出船舶所有人的偏好会很大程度的影响国际中转港的选择。

1 国际中转港选择的影响因素

大多数学者都是从港口的特性角度研究国际中转，然而船舶所有人的偏好也在一定程度影响国际中转港选择，本研究将新增船舶所有人的偏好因素，探讨其在国际中转港选择中的重要性。

1) 港口和腹地之间是相互依存、相辅相成的关系，港口的腹地越广，越能吸引货源，而货源有海向和陆向腹地货源。其次地理区位的构造影响到船舶所有人对于网路布局的开展，进而影响货运成本。

2) 完善的港口设施提高港口的效率。港口基础设施包括港口的基础性设施以及港口码头进行货物装卸、存储等生产经营和有关服务的设施。同时，丰富的航线数量能提高港口的集货能力。

3) 港口的信息化程度能加速港口的建设发展，运用相关的计算机技术和相关的信息技术能极大提高港口的服务水平，同时提升港口的物流能力。

4) 港口的作业成本是船舶所有人最直接关注的问题，是船公司靠泊、装卸过程中的所产生的成本，包括船舶引航费、港口代理费用、港口装卸费等。

5) 自由度越大的港口，就更能吸引国外货物到此集中仓储、加工和转运，因而更能够吸引货源和船舶的停靠。而港口自由度包括贸易自由、企业经营自由 、汇兑自由[7-10]。

6) 除了考虑港口的特性，还有船舶所有人本身的特性。首先，大多数船舶所有人都会选择从本国开始发展，并且综合考虑文化、语言、法律的了解程度等各方面的影响，通常会更偏向于将本国港口作为中转港。其次，当船舶所有人承租码头或者投资港口时，已在该码头投入大量的沉没成本将使得码头的边际成本降低，则船舶所有人更偏向于把中转货物集中在该码头进行转运。最后，船舶所有人在选择靠泊港与安排航线时，也是以其成员船舶所有人的既有货源、航线、靠泊港为基础进行综合考虑[11-13]。

综上分析，形成国际中转港的评价指标体系，如表1所示。

表1 国际中转港选择的评价指标体系

2 基于AHP和证据理论的模糊综合评价方法

本研究将国际中转港的选择因素分为6大一级因素和18个二级因素作为基本构架，通过专家问卷调查的方式，由于每个专家的见解存在一些主观性，使得结论带有模糊性，因此本研究采用层次分析法和证据理论(D-S证据理论)的模糊综合决策方法作为主要的研究分析方式。运用AHP确定各选择因素的权重；通过模糊数学理论，结合专家问卷调查给出的判断，确定每个子证据所属状态的隶属度；接着运用了D-S理论，对专家提供的证据进行相应的融合；最后通过加权平均函数，依据最大隶属度原则，得出各子因素的重要程度。

2.1 D-S证据融合的理论

D-S证据融合的理论是由识别的框架、基本概率分配的函数(BPA)以及融合的规则实现对于不确定因素的描述。

2.1.1识别的框架

假设要判别某一个问题，那么对于这个问题可能产生的所有的结果用集合Θ来表示，并且关于Θ中所有的元素之间都是两两的互斥，那么就称这个完备的集合Θ叫做识别的框架，其表示Θ={Θ1、Θ2,…,Θn}[14]。

2.1.2BPA

通过识别的框架Θ的所有的子集所组合而成的集合叫做Θ的幂集，可记为2Θ。基本信度分配函数是通过集合2Θ到[0,1]之间的映射。其中，mo(A)做为A(A⊆Θ)的BPA的值，表示的是证据对于结果为A的信任的程度[15]。

2.1.3证据融合的规则

D-S证据理论在处理不确定信息方面虽然有得到一些应用，但在处理高冲突的问题常常会出现一些悖论，因此提出基于证据距离式的证据理论。证据距离式(式1)来衡量证据Ei和Ej之间的距离[16-17]。

(1)

式中:mEi表示度量证据Ei的概率分配函数值;mEj表示度量证据Ej的概率分配函数值。假设现有k个证据，利用(式1)可以求得K个证据相互之间的相似度Rij=1-d(Ei，Ej) (i，j= 0，1，2，…，k) ,得到相似度矩阵(Rij)k*k,主对角线上元素为1(式2)。

(2)

将相似度矩阵R的每一列求和，可以得到关于每个证据对应结果的支持度Rsup(Ei)

(3)

将每一个证据的支持度进行归一化，得到相应证据的可信度Ccrd,i，其表达式可以定义为

(4)

式中:Rsup(Ea)为第a个证据的支持度。

然后把这个可信度当作每个证据的折扣系数λi代入式(5) ，重新得到各证据的BPA

(5)

式中：m(Ei)表示证据Ei的可信度;m(Θ)表示Θ的可信度;mo(Ei)考虑了折扣系数λi的证据Ei的可信度；mo(Θ)考虑折扣系数λi的Θ的可信度。

然后，将新得到的证据BPA，与多条证据进行融合，可以算得A的BPA

(6)

2.2 基于AHP与D-S理论的模糊综合评价流程

步骤1:构建完整的指标体系(见表1)，将船舶所有人的偏好因素评价指标分为三个证据体，即船舶所有人的码头投资(子证据体1)、船舶所有人国籍(子证据2)、航运联盟成员(子证据3)。

步骤2:运用AHP方法，再通过一致性检验，求得各个子证据相对于船舶所有人偏好的权重矩阵W。

步骤3:依据模糊理论，建立因素集和评语集，通过专家的问卷调查所得出的判断，得出各子证据所属状态的隶属度以及各个专家对于评价因素的BPA。

步骤4:依据D-S理论，融合不同专家对于同一个影响因素的BPA,确定了所有影响因素的BPA矩阵M。

步骤5:依据F=WM进行加权综合评价，得出最后的结果。如图1为AHP与D-S理论的模糊综合评价流程图。

图1 基于AHP与证据理论的模糊综合评价流程图

3 算例分析

3.1 建立评估对象因素集

以厦门港和高雄港作为例子构建评估对象因素集，将国际中转港选择因素分为目标层、控制层和指标层，其中以船舶所有人的偏好因素建立影响因素集E=(e1、e2、e3)作为评判的因素。这对应证据理论中的证据。

3.2 建立评语集

依据船舶所有人的偏好因素对于国际中转港选择的影响程度，将国际中转港选择的影响程度分为4个等级，即为可忽视的、重要的、比较重要的、非常重要的四种状态，即YC= {Y1，Y2，Y3，Y4}，由此可以得到每一个评价要素的评价等级μij.，进而得到每个评价要素的评价集M=(μi1、μi2、μi3)，其中，μi表示的是第i评价要素的评价集，μij表示的是评价的要素ei对于择决评语Yj的隶属度，这对应证据理论中的识别框架[18-20]。

3.3 建立权重集

本研究采用层次分析法来确定因素的权重，不仅克服了单一评判的主观性，同时又可以进行群体的综合。在计算的过程中，分别建立了控制层的权重集和指标层的权重。

3.3.1控制层因素权重的确定

依据层次分析法的分层的原则，将国际中转港的因素评估的指标体系分为三个层次，分别为目标层、指标层和控制层。根据Saaty1-9的标度[21]，依据专家的意见，构建了判断矩阵，然后通过一致性检验，得出指标层的权重情况。

表2 厦门港国际中转中各选择因素的权重量化

表3 高雄港国际中转中各选择因素的权重量化

3.3.2指标层因素权重的确定

为了评估船舶所有人偏好因素在国际中转港发展过程中的重要性，需要量化控制层的因素的权重，即下层元素对于上层元素船舶所有人偏好的影响程度，通过层次分析法的Saaty1-9的标度，依据专家的意见，构建了判断矩阵，然后通过一致性检验，得厦门港的权重矩阵为W1=(We1We2We3)=(0.195 8、0.493 4、0.310 8)。同理，可算出高雄港的权重矩阵为W2=(We1We2We3)=(0.249 3,0.593 6,0.157 1)。

3.4 确定隶属矩阵

将3项评价因素的评价向量综合在一起，依据专家问卷调查的判断，得到C到Y的隶属矩阵M如下图所示[22]。

3.5 基于模糊隶属函数的证据理论BPA生成

1) 分配给第i个目标的初始BPA为m′(i)=μij

3) 分配给全集Θ的初始BPA为m′(Θ)=1-Un

4) 对全集的BPA和分配给第i个目标的BPA进行归一化处理，即

通过第一个专家对e1的评价，然后进行归一化的处理，得

me1=(mμ11、mμ12、mμ13、mμ14、m(Θ))=(0.21,0.43,0.14,0.07,0.15)。

同样的道理，可以得出剩下9个专家对于e1的模糊评语隶属度归属于各个评价等级的程度，可以用D表示。

3.5.1证据折扣及证据融合计算

由于每个专家的意见都不一样，所以需要将各个专家的意见进行证据的融合。在进行证据的融合之前，通过公式(1)—式(5)计算出折扣后的证据BPA，接着再运用式(6)对各个证据的BPA进行相应融合。根据式(1)和式(5)计算出各个专家证据的支持度和折扣系统。

根据式(5)，计算出折扣后评估因素的BPA。

D0=λi×D=

运用式(6)融合10位专家的证据，计算得出10家对于厦门港的评估因素e1、e2、e3所隶属评价等级的BPA：me1=(0.000 1,0.997 69,0,0,0.002 3 )、me2=(0.047 6,0.938 90,0,0,0.013 5)、me3=(0.002 0,0.991 1,0.002 6,0,0.004 3)，组成矩阵M1

同理，可算出其他10位专家对于高雄港的评估因素e1、e2、e3所隶属评价等级的BPA，组成矩阵M2

3.6 基于证据理论的模糊综合评定向量F

假定F为模糊综合评定的向量，那么它等于权重的向量W和判断矩阵M的乘积F=WM,也就是F

式中，bi表示的是评语Yi对综合评价所得等级模糊子集F的隶属度，根据最大隶属度的原则，最大值表示的评语等级表示最终评价的结果[23-24]。

3.7 评估结果

由AHP确定权重W1=(0.195 8,0.493 4,0.310 8)、W2=(0.249 3,0.593 6,0.157 1)以及各评价因素所隶属的评估等级的BPA所构成的矩阵M1、M2,则得到F1=W1M1= (0.024 1,0.966 63,0.000 81, 0, 0.008 46)，F2=W2M2=(0.013 49，0.981 24，0.001 42，0,003 85)。根据最大隶属原则，船舶所有人的偏好因素在厦门港和高雄港发展国际中转业务的评估等级中都处于Y2，也即在厦门港和高雄港中，船舶所有人的偏好在国际中转港的选择中都处于“重要的”的等级。

由矩阵M1可知，船舶所有人的码头投资e1、航运联盟成员e3处于Y2级的可能性超过99%，这说明对于选择厦门港作为国际中转港的船舶所有人，更偏好于其在港口的投资力度以及进行航运联盟。由矩阵M2可知，船舶所有人的码头投资e1处于Y2的可能性也超过99%。这也同样说明对于选择高雄港作为国际中转港的船舶所有人，更偏好于其在码头的投资力度。

4 结论

本研究将国际中转港选择构建为包括6大一级因素和18个二级因素的基本构架。通过层次分析法确定6大一级因素的权重，结果表明无论是厦门港还是高雄港的国际中转港选择中，船舶所有人偏好都占据较大比重。为了进一步探讨船舶所有人偏好在国际中转港选择的影响程度，同时又要保证信息的可靠性和准确性，提出层次分析法与证据理论相结合的模糊综合决策方法，通过AHP确定船舶所有人偏好的子因素的权重；通过模糊数学理论，结合专家问卷调查给出的判断，确定每个子证据所属状态的隶属度；运用D-S理论，对专家提供的证据进行相应的融合；最后通过加权平均函数，依据最大隶属度原则，可知无论是厦门港还是高雄港，船舶所有人的偏好在国际中转港的选择中都处于“重要的”的等级，这对国际中转港选择具有重要的参考价值。