考虑横纵向一体化的港航联盟的收益模型
2022-04-13鞠惠竹曾庆成耿师导
鞠惠竹, 曾庆成, 耿师导
(大连海事大学 航运经济与管理学院,辽宁 大连 116026)
0 引言
近年来，我国港口快速发展，港口吞吐量已经连续多年位居世界第一。然而，随着国际贸易增速下降、港口供给能力持续增加，部分区域内出现港口同质化竞争、资源结构性过剩等问题。为此，政府加速推进区域内多港口资源整合，建立省级港口集团，如：辽宁省港口集团、江苏省港口集团[1]等。港口发展趋势也由单一港口竞争转向区域内多港口的协同发展。同时，航运业的激烈竞争促使港口加强与航运企业的纵向合作，以提升港口和航运企业竞争力。
随着港航业合作的不断深化，港口资源整合出现了新的模式。2019年，招商集团出资30亿元人民币，牵头整合大连港和营口港[2]。区别于传统的政府推动、港口间横向重组、港航纵向一体化[3]等模式，航运企业以投资方式参与到港口整合中，通过同时存续的横向与纵向合作形成了更为复杂的港航混合联盟。这种复杂的整合模式如何提高港口与航运企业的协同水平亟需被分析。港航系统中，港口、航运企业、腹地市场托运人等参与主体之间存在着利益冲突，港航混合联盟模式如何平衡各主体间的利益冲突也有待进一步探讨。
针对上述问题，本文考虑港口间的资源整合与竞争、航运企业与港口一体化等因素，构建了港航混合联盟中各参与方的定价与利润模型，对比分析了在竞争模式和港航混合联盟模式下港口和航运企业的收益情况，同时揭示了地理位置、内陆运输成本、航运企业投资效果等因素对港口整合决策的影响。
1 文献综述
港口的竞争与合作是航运领域的热点问题，为此大量学者开展了研究。港口竞争主要分为两方面：港内竞争和港口间竞争。Kaselimi等[4]基于Hotelling模型分析了专用集装箱码头和多用户码头的竞争问题。章娴静[5]基于囚徒困境探讨了港口单阶段决策和重复博弈决策的竞争问题。港口的合作主要包括横向合作和纵向合作。范洋等[6]分析了黄海地区各港口间的合作。Bae等[7]将两阶段博弈应用于以港口为上游玩家、航运企业为下游玩家的垂直结构的海港市场。
本文提出的港航混合联盟模式在其他领域属于产业供应链的横纵向混合合作，许多学者对此进行了大量的分析。林贵华等[8]以单一产品供应链为例，研究了由两个制造商和一个零售商构成的混合渠道中，成员利润在不同合作策略下的变化。结果表明合作能够提高联盟及联盟以外成员的利润。肖旦等[9]探讨了在供应链库存方面，零售商合作、制造商与零售商合作所形成混合合作联盟的稳定性。
与其他领域有所不同，港口具有区域性强等特点，其选择合作伙伴大多在本行政区域内。针对港口业的横纵向混合联盟，Asgari等[10]调查了两个主要的集装箱枢纽港口和航运企业三者之间的竞争与合作；Liu等[11]构建了港口和航运公司的竞合模型，提出了一种协调利益相关者的契约。本文考虑了港口群内港口布局的差异性特征，构建了由三个港口和一家航运企业组成的航运链结构，重点分析上游三港口间的横向联盟动机和航运企业与港口的纵向合作价值，揭示了地理位置、内陆运输成本、航运企业投资效果等因素的作用。
2 问题描述
本文重点分析了港航横纵向混合联盟模式的影响。同时，构建区域港口竞争模式作为参照。为了研究合作港口在航运企业参与下形成的联盟体与区域其他港口的竞争情况，本文引入三个港口。设港口1、2分别位于横坐标x轴的x=0，x=1处。港口3也位于横坐标x轴，与港口1的距离为u。相关的数学符号总结如表1所示。
表1 数学符号汇总表
航运企业向托运人收取运费，港口向航运企业收取港口服务费提供服务。过程见图1、图2。
假设：1)三个港口在同一市场上竞争，提供相似的装卸服务。
2)托运人的位置为x，且均匀分布在密度为1的直线上，该直线视为港口腹地。每个托运人运输一个货运单位，基于效用最大化选择航运企业。托运人内陆运输总成本如图3所示。
3)所有的航运企业的服务都是同质的，等效看作一家航运企业。为了使模型更易处理，各个港口、航运企业的成本项设为零。
本文研究港口1、3合作，由于港口1位于区域边缘，因此定义港口1为合作体中不具有区位优势的港口，港口3为合作体中具有区位优势的港口，港口2为未参与合作的港口。港口i左右侧托运人的效用见表2。
表2 托运人效用
在港航横纵向混合联盟模式中，航运企业通过投资以提升港口的效率、提高码头的建设和疏浚、加强信息共享，这使港口1、3在与港口2争夺托运人时得到竞争优势n。
表3 各港口的需求量
3 港航混合联盟模式的收益模型
3.1 区域港口竞争模式收益模型
在该模式下，各港口独自运营。第一阶段，港口最大化各自的利润决定港口服务费pi，第二阶段，航运企业最大化在各个港口的利润决定运费ri。模型如下:
(1)
(2)
求解结果如表4所示。
表4 区域港口竞争模型的求解结果
3.2 港航混合联盟模式收益模型
表5 港航混合联盟模型的求解结果
该模型港口1、3通过最大化利润总和合作定价的方式在实际各省的港口资源整合中逐渐成为一种趋势。例如，2019年6月，辽宁省国资委拟将辽港集团1.1%的股权无偿划转给招商局辽宁，大连港和营口港的实控人因此由辽宁国资委变更为招商局集团。招商局统一管理大连港和营口港。
4 区域港口竞争模式和港航混合联盟模式对比分析
4.1 参与者对两种模式的选择
港航横纵向混合联盟模式中的参与者涉及港口1、港口3和航运企业。航运企业通过投资促使港口1、3合作，因此航运公司追求在港口1、3的总收益最大，计算:
(5)
(6)
(7)
推论4在任意条件下，港口1都会选择区域港口竞争模式，港口3和航运企业会选择港航横纵向混合联盟模式。
港航横纵向混合联盟模式对于航运企业和港口3的收益都是有利的，但对于港口1不利，若航运企业投资港口1、3合作，同时补偿港口1整合模式相对竞争模式的利润差，航运企业还会收益吗？
(8)
推论5当t
4.2 非参与者对两种模式的选择
分析港航横纵向混合联盟模式中的非参与者，即港口2和在港口2的航运企业的选择，计算:
(9)
(10)
推论6非参与者的选择与λ2、t、u的取值范围有关，某些情况下，港航横纵向混合联盟模式不仅使联盟的利润增加，也能使联盟以外的其他成员的利润增加。
对于港航横纵向混合联盟模式中的非参与者，在大多数情况下，港航横纵向混合联盟模式的收益大于竞争模式的收益。由此可见，港航横纵向混合联盟模式，有利于整个区域港口经济的发展。
4.3 数值分析
港口之间的距离u、托运人的内陆单位运输成本t、航运企业投资效果λ均对港口和航运企业选择有影响，因此本节通过数值分析研究不同的参数如何影响港口和航运企业的选择。通过前文分析，港口3始终愿意选择港航横纵向混合联盟模式，港口1接受了航运企业补偿后也愿意选择混合联盟模式，因此比较两种模式下航运企业补偿港口1后的利润就可得到合作参与者的共同选择。
首先分析t和u对港口和航运企业决策的联合影响，令t从0到10变化，u从0到1变化。设λ为0.3。如图4所示。每个区域的标签代表合作参与者的策略选择。
根据图4可知，当托运人的运输成本较小，即港口与内陆的集疏运基础设施较发达，托运人会倾向于选择高质量的服务。合作模式下，航运企业的投资会提高港口1、3的服务质量，进而争夺港口2的腹地资源，实现收益的提高。随着港口与内陆的集疏运基础设施变弱，托运人会衡量距离因素。当港口2、3之间的距离较大，港口2附近的托运人不愿意为更好的服务支付过多的运费从而选择竞争模式。随着港口2、3距离的缩小，竞争加剧。合作模式下港口3更具有竞争优势。
接下来分析λ和u对港口和航运企业决策的联合影响，令λ和u均从0到1变化。设t为5，如图5所示。
根据图5可知，航运企业投资效果较小，即航运企业的影响力较弱时，航运企业给予合作港口的优势也较小，此时港口服务差异性不大。港口和航运企业模式的选择取决于港口1、3之间的距离。当距离过小，港口1、3之间的托运人数量较少，港口1、3的合作仅仅吸引了港口3右侧的小部分托运人，带来的这部分需求量的上升不足以抵消由于1、3距离太近而损失的托运人，因此选择竞争模式。随着距离增大，合作会因较高质量的服务吸引港口2的托运人，此时选择混合联盟模式。当港口2、3之间的距离过小，港口2、3的竞争激烈，同时由于港口3的价格升高，部分托运人转向选择港口2，港口3货源减小，此时选择竞争模式。随着航运企业投资效果的增大，港口1、3会提供高质高价的服务，而港口2提供低质低价的服务，港口1、3与港口2的服务差异性大，竞争减缓，给港口和航运企业带来高收益，此时选择混合联盟模式。
5 结论
随着港航合作的不断深入，航运企业通过收购或投资等方式参与到港口的横向合作中，形成了更为复杂的港航混合联盟。本文考虑港口间的资源整合与竞争、航运企业与港口一体化等因素，构建了港航混合联盟模式的收益模型，对比分析在区域港口竞争模式和港航混合联盟模式下港口和航运企业的收益变化，揭示了在港航混合联盟下，地理位置、内陆运输成本、航运企业投资效果等因素的作用，从个体收益、运输服务链整体利润、各港口市场份额等多个方面量化验证了港航横纵向混合联盟模式对港口、航运企业和区域经济的普遍有效性。
分析结果表明，港航横纵向混合联盟模式对于合作中具有区位优势的港口和航运企业产生积极作用，对于合作中不具有区位优势的港口产生消极作用，但当航运企业出资补偿不具有区位优势的港口后，该模式对航运企业仍是有利的，此时在港航混合联盟下，港口和航运企业实现了三赢。同时，当港口与内陆的集疏运基础设施薄弱、航运企业的影响力较大时，非合作港口也会受益，此时港航混合联盟模式有利于推动整个区域港口经济的发展，政府可以采取措施激励声誉高的航运企业出资整合港口，这也会使政府减轻自身的财政支出负担。本文为港口资源整合模式的选择提供了理论依据。
