基于层次分析法和TOPSIS法的港口竞争力评价

张重凯 李建民 张泰阁 边汶政

【摘 要】 为更全面地评价港口竞争力，针对现有港口竞争力评价指标编制中存在忽视智慧港口、绿色港口等方面的影响因素，引入港口数字化程度和单位GDP能耗等指标，在构建新型港口竞争力评价指标的基础上，将港口竞争力划分为传统港口竞争力和绿色港口竞争力、智慧港口竞争力等3个层次。利用层次分析法确定各项指标权重后，运用TOPSIS法对港口竞争力进行评价，为今后港口提高竞争力提供参考。

【关键词】 层次分析法;TOPSIS法;港口竞争力;智慧港口;绿色港口

0 引 言

随着人工智能、大数据、云计算等新兴技术的不断发展与突破，港口从信息化走向智能化已是时代潮流。智能港口、绿色港口成为未来港口建设的重要方向，如青岛港已建有第一个全自动化码头。在此背景下，只考虑经济因素的传统港口竞争力评价指标体系的准确性有所下降。为解决这一问题，黄晗等[1]利用ANP法构建了绿色港口的竞争力评价，韩昀瑾等[2]利用灰云聚类模型构建了绿色港口的评价指标体系，许美贤等[3]利用TOPSIS与层次分析法对绿色港口竞争力进行评价。

以上研究虽然都在考虑绿色港口的基础上对港口竞争力进行了评价，但构建评价指标体系时大都只考虑绿色港口的影响，未涉及智慧港口。本文在传统的港口竞争力评价指标的基础上，引入智慧港口和绿色港口评价指标，利用层次分析法和TOPSIS法对评价指标进行研究，得到不同因素对港口竞争力的影响，进而得到港口竞争力评价指标体系。

1 港口竞争力评价指标体系的构建

1.1 构建原则

建立港口竞争力评价指标体系需遵循以下原则：

（1）科学性：选取的指标应与港口竞争力具有相关性。

（2）可比性：同一层次内的指标应具有相关性，可以进行比较。

（3）差异性：不同层次之间的指标应具有离散性，指标差异性大。

（4）稳定性：选取的指标应能够长期稳定地反映港口竞争力。

1.2 体系的构建

在遵循指标体系构建原则的基础上，运用专家咨询法和文献研究的方法，参考有关文献，考虑智慧港口和绿色港口因素，建立港口竞争力评价指标体系。指标体系划分为传统港口竞争力、绿色港口竞争力和智慧港口竞争力三大层次，共13项指标（见表1）。

（1）传统竞争力指标

①货物吞吐量：货物吞吐量越大，则说明该港口对市场支配強度越大。

②航线数量：航线数量越多，说明该港口在船舶运输中的重要程度越高。

③港口腹地GDP：港口腹地GDP越高，说明港口辐射区域越发达，对货物需求量越大、出口货物量越大。

④港口泊位数：万吨级以上的港口泊位数越多，单位时间内可容纳的船舶数量越多。

⑤集装箱吞吐量：集装箱运输在国际贸易中的地位不断上升，集装箱吞吐量已成为衡量一个港口竞争力的重要指标。

（2）绿色港口竞争力指标

①清洁能源使用率：指使用太阳能、风能等清洁能源使用量占总能源使用量的比重，该指标越高，产生的污染越少。

②单位环境投入：指防治一定量的环境污染所需的投入，反映港口环境治理能力的高低。

③单位GDP能耗：指一次能源消费总量与港口生产总值的比例，反映港口能源利用效率。

④废弃物处理率：指采用填埋法、堆肥法等方法将有害废弃物转化为无害污染物的效率，是衡量港口绿色竞争力的重要指标。

（3）智慧港口竞争力指标

①科技投入产值率：指科技投入产生利润与总科技投入的比值，该指标反映港口科技成果转化能力。

②港口人员学历水平：指本科及以上学历人数和高级技工及以上人数占港口人员总人数的比重，反映港口人才储备和科技创新能力。

③数字化港口程度：指采用物联网、云计算等智能技术的综合覆盖率，是衡量港口智慧化的重要指标。

④智慧港口基础设施比重：主要指无人化机械设备（自动驾驶集卡、自动引导运输车等）的数量占港口设备的比重，反映港口自动化程度。

2 指标评价权重确定

为充分保证数据的科学性与客观性，在邀请多名港航业专家对各项指标打分的基础上，利用萨蒂标注法来确定各层权重，指标之间的比较度见表2～表5。

所有数据经过加权汇总得到最终权重，权值计算和一致性指标见表6。

从表6可知，传统港口竞争力是影响港口竞争力的关键因素，其权重达到了0.63;货物吞吐量是影响传统港口竞争力的关键因素;单位GDP能耗是影响绿色港口竞争力的关键因素;科技投入产值率是影响智慧港口竞争力的关键因素。

3 利用TOPSIS法对港口进行评价

选取大连港、青岛港、上海港、天津港为研究对象，利用港口竞争力模型对其进行评价。在构建的评价指标体系中，存在定性与定量两种性质的数据，其中：所有定量数据来源于《中国统计年鉴2020》《中国港口统计年鉴2019》;定性指标数据为专家打分，采用很好（0.9）、好（0.7）、一般（0.5）、差（0.3）、很差（0.1）5个等级。各港口竞争力指标评价值与理想值见表7。

由于矩阵中存在不同属性的数值，且数值之间差异很大，因此需要对13个指标进行相应处理。对指标矩阵进行加权规范化处理得到矩阵Z。

利用正负理解思想和欧氏距离公式，计算出4个港口的实际竞争力与正理解思想、负理解思想之间的差距，公式如下：

其中：式（1）为正理解思想公式;式（2）为负理解思想公式;为i行j列的最大值;为i行j列的最小值。计算结果如下：

4个港口与理解思想的贴近度计算公式如下：

式中，0≤Fi≤1，Fi越接近于1，则说明港口竞争力越强。计算结果见表8。

由表8可知：上海港以0.95的贴近度位于港口竞争力排名第一，说明上海港的经济发展与绿色、智慧发展同步进行;其余港口与上海港差距较大，但主要差距在于传统竞争力，未来可以通过提高绿色港口竞争力和智慧港口竞争力来缩小传统竞争力的差距，提高整体港口竞争力。

4 结 语

笔者充分考虑了绿色港口、智慧港口对港口竞争力带来的影响，将港口竞争力划分为传统港口竞争力、绿色港口竞争力、智慧港口竞争力三大层次，共计13个指标，顺应港口智能化、绿色化的发展趋势。利用层次分析法对指标体系确定指标之间的权重后，运用TOPSIS法对我国4个港口进行评价，为完善港口竞争力评价体系提供参考。

参考文献：

[1] 黄晗，莫东序，程婉静. 基于ANP模型的绿色港口竞争力评价[J]. 技术经济，2017（2）：117-122.

[2] 韩昀瑾，许亚男. 基于灰云聚类模型的绿色港口竞争力评价[J]. 物流技术，2019（3）：82-85，119.

[3] 许美贤，郑琰. 绿色低碳港口竞争力评价[J]. 物流技术，2019（7）：60-64.