新冠疫情背景下港航运输链横向合谋稳定性

余琛, 董岗

(上海海事大学经济管理学院,上海 201306)

0 引 言

后疫情时代,全球经济复苏,叠加季节性进货需求的推动,集装箱运输需求增加,港口吞吐量激增。由此引发出一系列问题,如港口拥堵加剧、船员供给紧张、运力不足等,导致集装箱海运价格飙升,船公司间竞争日益加剧。为提高竞争力而又不至于陷入恶性竞争,船公司往往会与其他公司结成航运联盟(如三大航运联盟2M联盟、TA联盟和OA联盟)以扩大运输服务范围、弥补运力不足、优化船期协调。2021年9月1日,现代商船(Hyundai Merchant Marine,HMM)、长锦商船、森罗商船、泛洋海运和兴亚海运等5家韩国班轮公司结成新的航运联盟K联盟,开始在亚洲区内航线上进行共舱合作。由此可见船公司间有达成合谋的可能性。2022年1月,韩国反垄断部门针对23家集装箱班轮公司合谋哄抬韩国至东南亚出口航线运费的行为,处以高额罚款,证实了船公司间存在默契合谋的可能性。

疫情引发的供应链失衡影响了港口在物流系统中的平台和枢纽作用,同时航运联盟的增多给港口企业的发展带来了极大挑战。在由港口和船公司组成的港航运输链上,港口是否会选择默契合谋对抗由疫情和船公司带来的双重挑战?2017年,交通运输部同国家发展改革委对上海港和天津港进行了反垄断调查,查明港口确实有违反《中华人民共和国反垄断法》的垄断行为。钟丹丹等[1]通过研究发现区域港口在竞争环境中存在一定程度的默契合谋定价,证实了港口存在默契合谋的可能性。因此,上游港口和下游船公司都存在横向合谋的可能性。由于集装箱运输链上各参与方间的决策存在相互作用,故上游港口作出合谋决策时需要综合考虑下游船公司是否作出合谋决策,船公司同理。鉴于上述情况,本文探究港航运输链上港口横向合谋与船公司横向合谋间的联系,以及合谋对运输链上运价、运量的影响,并通过数值分析进一步探究由疫情造成的港口拥堵对港口和船公司合谋稳定性的影响。

默契合谋是指企业间通过相互观察或者发出某种信号来传递信息,以一种非合作的方式进行动态博弈的行为。默契合谋会限制市场的公平竞争,挤压中小企业的生存空间,阻碍市场规律发挥作用,故各国反垄断法对合谋都采取严厉的禁止态度。默契合谋理论在企业供应链领域和港航领域都有着广泛的应用。在企业供应链领域,学者多关注合谋对供应链各成员的收益及整体收益的影响。由于港口业的特殊性,在港航领域,学者多关注合谋对港口吞吐量大小的影响。关于合谋的研究主要集中在横向合谋、纵向合谋以及二者的相互关系方面。

横向合谋方面:一部分学者研究上游横向合谋对供应链整体机制的影响。REISINGER等[2]研究了分销渠道结构对制造商合谋的影响。BIAN等[3]讨论了下游零售商间不同的竞争方式对上游制造商合谋的影响。范洋等[4]发现部分港口采用合作策略不仅能提高合作港口的总体收益,也能提高非合作港口的收益。郭庆晗等[5]发现港口合谋在船公司同时行动的运量竞争中最易维持。另一部分学者研究下游横向合谋对供应链整体机制的影响。PICCOLO等[6]研究发现下游企业若可以在投入供给合同上合谋,则更易在产出市场合谋。林晶等[7]发现零售商串谋可实现更强的市场控制,但会挤压市场份额较小的零售商利润。刘军等[8]研究得出双重竞争较为激烈时制造商会对零售商的合谋定价采取防范措施。

纵向合谋方面:郑士源[9]研究发现当供应商推行全面质量管理的成本较高时,供应商纵向一体化战略会提高产品的价格。郭英等[10]研究得出当竞争强度较大时,物流服务集成商和物流服务提供商会同时选择纵向整合以整体提升物流服务质量水平。WANG等[11]发现海上集装箱供应链上的收益共享契约会给契约方带来服务质量和吞吐量优势,给竞争对手带来劣势。刘家国等[12]发现承运商选择后向整合策略能够同时最大化自身利润和满足货主期望。严南南等[13]的验证表明收益共享契约下的港口供应链协调能够产生更大的经济效益。

横向合谋与纵向合谋的相互关系方面:ZHAO等[14]探究了由两个零售商和一个制造商组成的供应链中合谋对信息共享的影响。晓斌等[15]讨论了制造企业在横向一体化和纵向一体化条件下的企业利润问题。鞠惠竹等[16]构建了港航混合联盟的收益模型以分析港口和船公司的收益变化。WU等[17]构建了以零售商之间的横向合谋和制造商与零售商间的纵向合谋为特征的6种结构以探究每种结构下的均衡结果。DONG等[18]对比分析了航运市场中仅存在港口横向合谋的情境和同时存在港口横向合谋和港口与船公司纵向合谋的情境,发现港口横向合谋会提高船公司运价,港口与船公司的纵向合谋使得港口横向合谋更加稳定。由于现实情境中不仅存在港口间的横向合谋和港口与船公司的纵向合谋,也存在船公司间的横向合谋,故本文在DONG等[18]构建的由两个港口和两家船公司组成的二级供应链的基础上考虑船公司合谋这一情境,探究船公司横向合谋与港口横向合谋的相互联系。

合谋稳定性方面:FRIEDMAN[19]最早提出冷酷战略,即参与人在开始时选择合作,但过程中若有一方发生背叛合作的行为,另一方将以下一阶段起与其无限期不合作作为惩罚。张秋红等[20]运用冷酷策略进一步论证了电信产业默契合谋具有不稳定性。汪敏达等[21]运用理论建模分析双寡头默契合谋的动机及稳定性,发现有经验的寡头更易背叛合谋。

综上,现有文献无论在企业供应链领域还是在港航领域多聚焦于横向合谋或纵向合谋以及横向合谋与纵向合谋间的相互关系。通过检索国内外文献,发现少有文献考虑上游横向合谋与下游横向合谋的相互作用问题,且未有学者在新冠疫情背景下研究港航供应链上的合谋问题。与上述文献相比,本文的贡献在于:一是建立模型分析上游港口(下游船公司)横向合谋对下游船公司(上游港口)横向合谋的动机及稳定性的影响;二是通过数值分析探究影响合谋稳定性的因素;三是分析在新冠疫情背景下港口拥堵造成的供应链失衡的影响。

1 问题描述与假设

托运人(消费者)剩余函数表达式为

W=U(qi,qj)-ρiqi-ρjqj,i≠j

式中:ρi(i=1,2)为托运人选择港口i与船公司i构成的运输链(见图1)时的总成本,ρi=pi+eqi/si,其中eqi/si为港口i的拥堵成本,e为拥堵成本系数,si为港口设计吞吐能力。不考虑两个港口之间的设计吞吐能力差异,即假设s1=s2=s,从而港口i的拥堵成本可以简化为λqi(λ=e/s)。λ表示单位集装箱在港口的等待成本,即拥堵成本,元/TEU。通过最大化托运人剩余,可得到船公司i的需求函数为

图1 不同情境下的竞争模型

(i,j=1,2;i≠j)

建立一个具有离散时间周期的无限次重复博弈模型,见图1。考虑4种情境:(1)港口和船公司都不横向合谋(NN);(2)港口不横向合谋,船公司横向合谋(NC);(3)港口横向合谋,船公司不横向合谋(CN);(4)港口和船公司都横向合谋(CC)。在决策过程中,根据冷酷策略[19],港口和船公司可能会背叛合谋(背叛合谋用字母“D”表示)。背叛合谋的港口(船公司)预测到合谋的港口(船公司)的服务价格(运价)后以自身利润最大为目标进行决策。在重复博弈中,若有一方背叛了合谋,则合谋将永远停止,所有参与者都将展开竞争。

2 模型建立与求解

2.1 港口和船公司都不横向合谋(NN)情境

此情境下,港口和船公司都以自身利润最大为目标进行决策,港口利用船公司的反应函数确定其服务价格。船公司的利润函数为

πLj=(pi-wi)qi,i=1,2

(1)

将船公司的利润分别对pi求导并令其为零,可得船公司的反应函数:

此时港口不合谋,则港口的利润函数为

πPi=wiqi,i=1,2

(2)

将港口的利润分别对wi求导并令其为零,得到港口服务价格为

将式(2)和式(1)分别代入港口和船公司的利润函数中,得到港口和船公司的利润分别为

此情境下的运量、运价分别为

2.2 港口不横向合谋、船公司横向合谋(NC)情境

此情境下,船公司选择合谋,船公司以双方总利润最大为目标进行决策,船公司总利润函数为

πL=πL1+πL2=(p1-w1)q1+(p2-w2)q2

将船公司总利润函数分别对p1、p2求导并令其为零,得到船公司的反应函数为

pi=(α+wi)/2

此时港口不合谋,则港口利润函数与上文的一致,将船公司的反应函数代入港口利润函数后分别对w1、w2求导并令其为零,得到港口服务价格为

最终解得港口和船公司的利润分别为

此情境下的运量、运价分别为

在无限次重复博弈下,船公司维持合谋的临界贴现因子δ需要满足的条件[23]为

(3)

由上式可以解得在港口不合谋情况下,船公司维持合谋的临界贴现因子为

404γ3λ2+1 069γ2λ3+2 368γλ4+1 024λ5)-1

2.3 港口横向合谋、船公司不横向合谋(CN)情境

此情境下,港口选择合谋,则港口以双方总利润最大为目标进行决策;船公司不合谋,则船公司以自身利润最大为目标进行决策。此时,港口总利润函数为

πP=πP1+πP2=w1q1+w2q2

与上文分析类似,解得港口和船公司的利润分别为

此情境下的运量、运价分别为

2.4 港口和船公司都横向合谋(CC)情境

港口和船公司都选择横向合谋,皆以双方总利润最大为目标进行决策。与前文分析类似,可计算得出港口和船公司的利润分别为

此情境下的运量、运价分别为

同理,可以计算得出港口合谋情境下船公司维持合谋的临界贴现因子以及船公司合谋情境下港口维持合谋的临界贴现因子:

3 均衡结果分析

3.1 运价、运量均衡结果分析

命题1在港口和船公司都不合谋的情境下,运量最大,船公司运价最低;在港口和船公司都合谋的情境下,运量最小,船公司运价最高。

证明:qNN-qNC>0,qNC-qCN=0,qCN-qCC>0。pCC-pCN>0,pCN-pNC=0,pNC-pNN>0。

命题1表明,港口和船公司都选择合谋时,船公司的运价最高,运量最小。对托运人而言,港口间的合谋和船公司间的合谋都会加大托运人的利益损害,其损害程度一致。当双方都合谋时,托运人的利益将会达到最低,对航运市场带来的恶劣影响将会达到最大。

3.2 利润均衡结果分析

命题2船公司合谋使港航运输链上港口利润降低;港口合谋使港航运输链上船公司利润降低。

命题2表明,无论港口是否合谋,船公司合谋情境下的港口利润小于船公司不合谋情境下的港口利润;随着船公司开始横向合谋,港口利润开始降低。船公司同理。由此可得,供应链上游(下游)合谋后会形成寡头垄断,利润提高,但随着下游(上游)开始合谋,供应链双重边际效应带来的负面影响加剧,供应链整体和上游(下游)利润降低。

命题3港口和船公司单次非合作博弈的均衡结果为(背叛,背叛)。

如表1所示:船公司选择合谋后,由于港口合谋利润低于港口背叛合谋的利润,在下一阶段港口会选择背叛合谋;同样,在港口选择合谋后,由于船公司背叛合谋的利润高于船公司合谋利润,在下一阶段船公司会选择背叛合谋。因此,(背叛,背叛)将会成为单次非合作博弈下的均衡解。在无限次重复博弈下,情况将会发生改变。

表1 博弈矩阵

3.3 临界贴现因子均衡结果分析

临界贴现因子大小能反映维持合谋的难易程度,临界贴现因子越大表示维持合谋越难。因此,港口维持合谋的困难程度在船公司合谋、船公司不合谋时依次降低;同样,船公司维持合谋的困难程度在港口合谋、港口不合谋时依次降低。

推论1单次博弈下,港口间合谋会增强船公司的合谋动机,船公司间合谋会增强港口的合谋动机。但在无限次重复博弈下,港口间合谋降低了船公司间合谋的稳定性,同样,船公司间合谋降低了港口间合谋的稳定性。

单次博弈中,港口背叛合谋的利润在船公司不合谋时的值大于船公司合谋时的值,故船公司合谋时,港口背叛合谋需要付出的代价更大,则港口更倾向于不合谋。另一情况与此同理。

在无限次重复博弈中,港口维持合谋的临界贴现因子在船公司合谋时的值大于船公司不合谋时的值,故船公司选择合谋后,港口维持合谋难度增大,稳定性降低。另一情况与此同理。

推论1表明,船公司选择合谋后,运价将会提高,运量将会降低,航运联盟形成。上游港口受到来自船公司横向合谋的外来威胁,合谋稳定性受到破坏。港口选择合谋后,运量将会增加,运价将会逐步降低,下游船公司为了抢夺市场将进一步破坏港口合谋稳定性。

4 数值分析

为验证构建的无限次重复博弈模型的有效性,假设α=1 000,根据文献[24]计算得出拥堵成本λ=0.002(算例部分采用无量纲数据)。

4.1 基础数据

探究维持合谋的临界贴现因子δ随运输服务替代程度γ的变化,来分析运输服务替代程度对合谋稳定性的影响。如图2所示:船公司合谋时港口维持合谋的临界贴现因子大于船公司不合谋时港口维持合谋的临界贴现因子,港口合谋时船公司维持合谋的临界贴现因子大于港口不合谋时船公司维持合谋的临界贴现因子,符合前文结论;随着运输服务替代程度的增大,港口和船公司维持合谋的临界贴现因子均呈上升趋势,这表明随着运输服务替代程度的增大,市场竞争愈发激烈,运输链上各参与方维持合谋的难度增加,合谋稳定性降低。

图2 临界贴现因子δ随运输服务替代程度γ的变化

为进一步得到运输服务替代程度γ和市场潜在需求α的变化对运量、运价的影响,将市场潜在需求的取值向上变化100%,即α∈[1 000,2 000],得到的结果分别见图3和4。

图3 γ和α变化时运量变化情况(从上到下的曲面分别对应情境NN、NC/CN、CC)

如图3所示:运量在情境NN、NC/CN、CC下依次降低,符合前文结论;随着运输服务替代程度增大,运量逐渐减少;随着市场潜在需求增加,运量呈缓慢上升趋势。如图4所示:运价在情境NC/CN、NN下依次降低,符合前文结论;随着运输服务替代程度增大,运价下降的趋势较为平缓;随着市场潜在需求增加,运价上升趋势较为明显。市场中存在合谋会损害托运人利益。随着市场潜在需求的上升,运价的上升趋势高于运量,表明需求的上升不足以抵消运价上涨对托运人利益的损害。

图4 γ和α变化时运价变化情况(从上到下的曲面分别对应情境NC/CN、NN)

同上,将市场潜在需求的取值向上变化100%,即α∈[1 000,2 000],分析运输服务替代程度γ和市场潜在需求α变化对利润的影响,结果见图5和6。

图5 γ和α变化时港口利润变化情况(从上到下的曲面分别对应情境CN、CC、NN、NC)

图5显示了利润小于2×106的情况:港口利润在情境CN、CC、NN、NC下依次降低,符合前文结论。图6显示了利润小于1.5×106的情况:船公司利润在情境NC、CC、NN、CN下依次降低,符合前文结论。随着市场潜在需求增加,港口和船公司的利润均呈现缓慢上升趋势;随着运输服务替代程度增大,港口和船公司的利润均呈现下降趋势。港航运输链各参与方自身合谋会提高其利润水平,对方合谋会降低其利润水平,且运输服务替代程度的增大可以缓解由合谋带来的港口和船公司利润的急剧增加。

图6 γ和α变化时船公司利润变化情况(从上到下的曲面

4.2 新冠疫情的影响

后疫情时代,新冠疫情对航运市场造成了巨大影响,货物需求呈爆发式增长,港口陷入严重拥堵。港口拥堵使整个港航运输链产生连锁反应,易造成供应链失衡等严重危机。应用算例分析拥堵成本上升对港航运输链上运量、运价以及运输链上(下)游企业横向合谋稳定性的影响。将单位集装箱在港口的等待成本即拥堵成本的取值向上变化50%,即λ∈[0.02,0.03]。不考虑供应链上运输服务替代程度的影响,这里γ=0.01。

分析拥堵成本上升对港航运输链上运量、运价产生的影响,结果分别见图7和8。如图7所示,随着拥堵成本上升,各情境下的运量均呈下降态势。如图8所示,随着拥堵成本上升,各情境下的运价均呈上升态势。由此可见,拥堵减缓了集装箱的流动,使集装箱运输效率下降,有效运力减少,继而推动运价上涨,造成港航供应链失衡。

分析拥堵成本上升对港航运输链上(下)游企业横向合谋稳定性的影响,结果见图9。如图9所示,随着拥堵成本的上升,港口和船公司维持合谋的临界贴现因子呈下降趋势,维持合谋难度降低,达成默契合谋的可能性提高。由此可见,受拥堵影响,集装箱滞港、运输周转不畅、运力不足等问题给港口和船公司的运营造成巨大影响。为了维持自身运营、共同对抗疫情对航运市场造成的危机,港口(船公司)内部达成合谋的意愿越来越强烈。

图9 拥堵成本λ变化时临界贴现因子变化情况

5 结束语

通过构建无限次重复博弈模型,探究集装箱运输链上游港口横向合谋与下游船公司横向合谋间的相互作用。就4种情境进行讨论:港口和船公司都不横向合谋、只有船公司横向合谋、只有港口横向合谋、港口和船公司都横向合谋。求解每种情境下运输链上的运价、运量、港口和船公司的利润及维持合谋的临界贴现因子大小,比较不同情境下港口和船公司合谋的动机及其稳定性。通过算例分析影响合谋稳定性的因素以及在新冠疫情背景下由港口拥堵造成的供应链失衡的影响。研究发现:当港口和船公司都合谋时,托运人的利益达到最低;下游船公司合谋会降低上游港口合谋稳定性,上游港口合谋会降低下游船公司合谋稳定性;随着运输链上运输服务替代程度的增大,合谋稳定性降低;随着拥堵成本上升,合谋稳定性增强。

后疫情时代,政府面临着巨大的管理压力,本文结论可为其提供一些管理上的启示。首先,运输链上存在合谋时,运价会上涨,运量会下跌。当港口和船公司都合谋时,运量会达到最小值,运价会达到最高值。若政府观察到无外力影响,航运市场中的运价、运量发生变化甚至变化到极值时,则需关注航运市场中港口和船公司是否存在横向合谋,若存在则需要采取相应的反垄断措施。其次,由于下游船公司的合谋会降低上游港口合谋稳定性,政府观察到船公司不存在合谋行为时,更应该关注上游港口间是否存在横向合谋。最后,受新冠疫情的影响,拥堵成本上升,造成供应链失衡,导致运输链上运量降低,运价上升,且拥堵成本的上升会加剧港口间的合谋和船公司间的合谋,故政府需出台相应措施缓解由疫情带来的港口拥堵、运价上升等一系列问题。如:港口管理部门适当削减或免收港口建设费用;交通运输部门协助船公司优化航线运力配置;商务有关部门积极扩大空箱回收力度,增加运力投放;以中远海运为代表的航运企业应积极承担社会责任,协调运价。

本文的创新在于建立了一个无限次重复博弈模型,研究港航运输链上港口横向合谋与船公司横向合谋间的相互作用,并且创新性地考虑港口和船公司的决策顺序。然而,本文的研究只基于区域内两条运输链,具有一定局限性。下一步将考虑区域内存在多条运输链,分析多条运输链上横向合谋间的相互作用。