长江干线集装箱运输市场及船型问题研究 68页

'英文摘要WiththerecentdevelopmentoftheYangtzeRivereconomiczone，theYangtzeRivercontainertransportmarketisgrowingsteadilyasatieofeconomyandtrade．Whichplaysanirreplaceableroleinpromotinginter—regionalflowofgoodsandeconomicdevelopment．Atthesametime，theeconomicdevelopmentisalsoincreasingcontainerthroughputanddemandforwatertransport．Thus，developmentsituationoftheYangtzeRivermainlineshiptypecannotmeettherequirementsoftransportdevelopment，bothintransporteffidencyortransportservicesquality．Therefore，standarditiontrendofcontainershiptypeisincreasinglyobvious．Firstly，basedontheanalysisofdevelopmentofdomesticandoverseasinlandfivercontainertransportthisarticleanalyzestheYang!：zeRivermainlinecontainertransportsituationandmainproblemsduringdevelopment，aswellassomeimpactsonwhichbytheconstructionofYangshanPort．Andatime-seriesforecastingmethodisappliedfortheYangtzeRivercontainerthroughput．Then，thispaperanalyzessomefactorsinfluencingthedevelopmentofshiptype，andoutlinesthedevelopmenttrendofthestandardizedYangtzeRivercontainershiptype．Inaddition，inordertomeetthetendency,itisnecessarytopromotethestandardizationofcontainertransportshiptype．Onthepremiseofstandardizationtrendofcontainership，thispaperselectestechnicalindicators，economicindicators，andenvironmentalprotectionandenergysavingindicators，andonwhichbasisestablishesamulti—objectiveandmulti—hierarchyfuzzyoptimizationmodelforshipoptions．Amongabove，asatargetthattheeconomicindicatorsandcarbonemissionindicatorareas10waspossible．theproblemofselectionofshiptypeissolvedbythismodel．AccordingtotheneedofpromotingthestandardizationengineeringofYangtzeRivership，thispapertakestandardizedshipswhichhavebeenreleasedascandidateoptions．And，WuhantoYangshanPorttypicalrouteisfocusedon，thispaperusethemodeltocalculateandsolve，andfinallygetthebestship．KeyWords：YangtzeRiverContainer；ShippingMarket；Containerships’Type 目录目录第1章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．1研究背景及意义．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．1．1研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l1．1．2研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．2文献综述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．3研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3第2章长江干线集装箱运输市场发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．52．1内河集装箱运输的发展．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．52．1．1国外内河集装箱运输的发展沿革⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52．1．2我国内河集装箱运输的发展沿革⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯82．2长江干线集装箱运输发展分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．92．2．1长江干线集装箱运输发展现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．92．2．2促进长江干线集装箱运输发展因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．132．2．3长江集装箱运输发展的主要问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．152．3洋山港的建设与发展对长江集装箱运输的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯．162．3．1洋山港的基本情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．162．3．2洋山港的建设对长江集装箱运输的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．182．4长江干线主要集装箱码头吞吐量预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．192．4．1预测方法简述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．192．4．2灰色预测模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯202．4．3集装箱吞吐量预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．22第3章长江干线船型发展趋势分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯253．1长江干线集装箱船型分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．253．2船型发展影响因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．273．3长江干线运输船型标准化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．313．3．1长江干线运输船型标准化发展现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．313．3．2长江干线集装箱船型标准化建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．33第4章基于粗集数据分析的船型模糊优选模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．354．1粗集理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．354．1．1理论发展简述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．354．1．2粗集理论特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．364．2粗集数据分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．364．3多目标多层次决策系统模糊优选模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．38第5章实例分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．43 目录5．1船型方案多目标综合评价结构模型⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．435．1．1船舶航次时间⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．445．1．2技术性指标．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯445．1．3经济性指标．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．465．1．4节能环保指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯485．2模型求解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．495．2．1指标计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．495．2．2数据分析与模糊优选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯525．3船型方案优选结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．54第6章结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．56参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．58附录船型评价指标体系专家调查表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯65 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究1．1研究背景及意义第1章绪论1．1．1研究背景作为我国的第一大河，世界第三长河，长江干流流经我国东中西部九省二市。干流全长6300公里，整个长江流域的面积达到了180万平方公里，占地广袤，所处地理与环境位置十分重要。长江流域从西向东横亘在祖国大地的中部，地理位置重要可见一斑，长江经济带发展战略已经被提升为国家战略。也正因为它连接了中西部广大内陆地区和东部沿海经济发达地区，连通了东西部物流贸易，从而促进了长江流域沿岸及腹地经济的发展，孕育出了发达的长江经济带。在整个长江流域中，长江经济带地区是最为发达的地区。长江经济带也是除了因改革开放多年而率先发展的沿海地区外，经济密度最大并且内外贸易最为频繁的经济地带。2013年召开了有关长江流域经济开发会议，以及与长江经济带发展密切相关的中部城市群一体化的会议，会议分别对此进行了编制规划。此前9月份，国家发改委同交通部研究起革工作动员的关于《依托长江建设中国经济新支撑带指导意见》会议在京得以召开。国家发改委主任徐绍史指出，在改革开放三十年后的今天，中国经济想要继续保持长期、稳定的增长并且进一步深化改革开放，从东部沿海往中西部广大内陆地区的深化改革是当务之急。要依托长三角城市群、长江中游城市群、成渝城市群；着力规划并建设上海、武汉、重庆三大航运中心；推进长江中上游经济腹地开发战略，以此作为支撑加快长江经济带的转型升级。由于近年来长江经济带的发展战略被重新提上日程，长江干流在内河航运和拉动中西部内外贸易需求上发挥了巨大的作用。据不完全统计，2012年长江干线规模以上港口企业完成集装箱吞吐量达到1306．63万TEU，同比增长18．17‰长江干线总体集装箱的生产继续保持了良好的发展态势，保持着高位运行。2013年上半年，长江干线主要港口企业完成集装箱吞吐量411．04万TEU，同比增加16．18％。长江经济带集中了我国工农业和高新技术产业，作为沿岸港口的经济发展腹地，为港口集装箱的运输发展有充足货源提供了有力的保证。再者，为了保持经济持续、快速、健康的发展，国家拉动内需的政策也为长江干线的内贸集装箱运输带来利好，为其提供了发展的契机。 第1章绪论随着长江干线集装箱运输量的不断增加，集装箱船舶制造和航运技术水平也在不断提高。在规模经济效益以及长江船型发展标准化、节能环保政策的驱动和引导下，长江干线航运企业投入运营的大型化和节能环保型集装箱船舶数量也与日俱增。但由于港口、航道以及船舶自身因素等限制，选择合适的船型对提高航线运营和节能环保效益就显得尤为重要。1．1．2研究意义长江干线集装箱运输市场发展有着美好的前景。但是目前，鉴于长江经济带发展战略重新提上日程为时尚短，长江干线的集装箱运输市场的规范还不完善，集装箱运输企业的发展存在着盲目性。在保证市场化运作的前提下，详细了解市场的相关情况，确保长江干线集装箱运输市场各利益相关方的参与下，规范集装箱运输市场中生产、运输和销售等各组成环节及要素，这样才能保持长江干线集装箱运输市场持续、稳定、健康地发展。为了适应长江干线集装箱运输市场对船型经济性、标准化以及节能环保的发展需要，在交通部提出的长江干线集装箱运输船型大型化和标准化发展的前提下，本文以技术经济性和节能环保性为目标，对市场上主流船型和标准化船型进行了模糊优选。确定了技术上可行、经济效果良好和满足节能环保性的最优船型，为船公司在进行船型选择决策方面提供有益的参考和建议。推广标准化的船舶，可以降低船舶运输成本，并且提高整个内河航运市场的竞争力；通过技术的不断革新并且优化船舶的结构，这样既减少了运输中的风险程度，又减少了船舶对内流河域的污染程度。1．2文献综述近年来我国内河内外贸贸易量快速增长，适箱货的比重也在迅猛增长，从而对于集装箱运输的需求也与日俱增，这弥补了内河集装箱运输起步较晚的弱势。由于经济腹地的优势，诸多航运企业在长三角和珠三角投入了大量的运力，由此形成了以长江干线和珠江水系为主的集装箱物流网络体系。就内河集装箱运输发展态势而言，李大海对长江流经各省的社会经济的发展情况进行了详尽的阐述，并且通过对经济发展和贸易需求量发展等影响因素的研究，运用了科学的数据分析方法对集装箱生成量进行了解析，最后综合分析了长 长江千线集装箱运输市场及船型问题研究江流域集装箱运输发展的总体态势““；顾传欣分别对长江流域集装箱运输航线、船公司和集装箱运输发展趋势等方面进行了细致的阐述，随后又分析与比较了各种运输方式的优劣势，从定性和定量两个方面着重分析结果，并针对结果中发现的问题从加强市场监管和行业自律、注重港口和基础建设、加速航道建设、发展多式联运、完善EDI建设等五个方面提出了建议和措施n引。在经济船型研究方面，覃辚对长江干线集装箱船舶的经济船型进行研究，主要是考虑营运成本和货源情况两个影响因素，再辅之以对航道条件、净空高度、船舶长度、港口因素的限制因素的简析，以单位集装箱营运成本最低为目标函数，通过相关数据求解模型得出经济船型的相关结论啪1。HARRIERDELEIJER简述了荷兰在内河集装箱运输的发展进程和现状，其中在运输船型方面，讲述了看似相互矛盾却是因需求目标的不同而产生的两种主要发展趋势：一是集装箱驳船日益变大；二是驳船向小、快和经济型发展“⋯。从长江集装箱船型开发的角度去研究，长江船舶设计院的徐伟、彭彦根据交通部对川江及三峡库区船型标准化工作的部署，确定长江船舶设计院开发150TEU及200TEU箱位数的长江及三峡库区两型集装箱标准船型幽1。交通部水运科学研究院的罗洪波、孙峻岩调研了长江集装箱运输市场，分析了市场上主要的运输方式。其中，着重对重庆至洋山港长江水路集装箱运输的多种运输方式进行论证。通过分析论证，他们认为在现阶段直达运输方式经济性相对较差，中转运输组织方式更具有经济效益口引。重庆长江轮船为了适应长江集运市场规范化、船型标准化的要求，积极转变发展方式。设计并推广长江新型325TEU节能集装箱船的应用，建设绿色航运。经过反复的试验和科学技术研究，一批符合大型化、标准化趋势的标准集装箱船得以研制成功。优化公司船队结构，同时也降低运输过程中单位集装箱的油耗，在技术经济和节能环保性方面取得了良好的效益瞳7。。1．3研究内容本文首先介绍了论文的选题背景和研究意义。然后，对国外内河集装箱运输的发展以及变化趋势进行了分析，并且以此作为比较，阐述了我国内河集装箱运输的发展历史。总体阐述之后，详细分析了我国长江干线集装箱运输的发展趋势。其中包括发展的各种促进因素和发展过程中存在的主要问题，并对干线市场的主要集装箱码头吞吐量进行预测。其次，基于上述长江干线集装箱运输市场的发展，一3一 第1章绪论概括地介绍了运输市场上的船型发展趋势以及船型发展影响因素，并着重对船型的标准化进行了分析。随后，简述了粗集数据分析理论，将此理论运用于多目标多层次决策系统模型对船型方案进行模糊优选，从多个候选船型中选取最优船型。最后，以武汉港至上海洋山港典型航线为例，并以长江船舶设计院开发的标准化江海直达集装箱船型为候选船型进行实例计算，选取在船舶主尺度技术上可行、经济效果良好并且满足节能环保的最优船型，并对选取结果进行分析。 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究第2章长江干线集装箱运输市场发展2．1内河集装箱运输的发展2．1．1国外内河集装箱运输的发展沿革1、国外内河集装箱运输基本概况内河航运是水路运输的一种方式，内河集装箱运输更是需要较好的航道条件和沿江沿河经济带的腹地支撑，有了发达的经济腹地就会有充足的集装箱货源。根据资料记载，国外的伏尔加河水系、莱茵河水系、北美五大湖、密西西比河水系发展集装箱内河运输都有着不错的效果，它们都采用了先进的集装箱运输方式。其中，莱茵河流域的内河集装箱运输经历了长时间的持续、快速的发展，积累了相当丰富的运输经验姐“。并且，其发达的内河运输网络在西欧最具代表性，是西欧内河运输的重要组成部分。长江流域的集装箱运输如果想要在短时间内获得长足而且稳定的发展，借鉴其先进的发展经验是我们的不二之选口“。从时间上来看，国外的内河集装箱运输主要是经历了两个阶段，每个阶段的发展都有其时代特点⋯。第一个阶段，上个世纪七十年代到八十年代属于建设期。在这一阶段中内河运输市场制度，运输环境以及硬件设施的不规范和不先进。在这段时期主要是由政府来主导，西欧各国通过引导实施通航标准化，力求实现在西欧范围内的各国问内河集装箱运输网络的衔接，包括贸易往来通关、船型及航道标准化和市场规范标准化等。与此同时，要想达到上述通航标准化，对航道、船闸、码头等基础设施建设的加强也被列入政府建设规划中。第二阶段，上世纪八十年代至今是属于进一步发展和完善通航标准的时期，其中当然也包括对于标准的制定和硬件设施的建设完善。当地监管部门主要通过两种方式来提高集装箱运输的能力和效率。一是通过内河集装箱船舶的大型化来提高集装箱运输的能力，满足目益增长的运输需求的同时降低单位成本∞羽；二是通过推广使用海河两用驳船和滚装船等新型载运船舶，来提高集装箱的装载效率，缩短了航次时问，节省了时间成本。此外，监管部门也紧随现代化、专业化码头的发展趋势，着力建设现代专业化、信息化作业码头瞳0。。以港口来说，在西欧用于内河集装箱运输的河口海港有很多。其中，安特卫普港和鹿特丹港无论在地理位置还是发展程度都是最为主要的。从地理位置的角 第2章长江干线集装箱运输市场发展度来看，安特卫普港位于比利时，鹿特丹港位于荷兰。两者地理位置类似，因此都充当着西欧内陆地区与外海的贸易往来的纽带。就发展程度而言，两者是西欧最主要的大港口，从广大的经济腹地和西欧整体贸易总量的发展来看，两港的年货物吞吐量就可见一斑。其中，2013年鹿特丹港货运吞吐量为4．42亿吨，集装箱吞吐量1167万TEU，是为欧洲第一大港。而承接着这两个大港的莱茵河流域在内河集装箱运输方面重要作用尤为突出，两个港口大约百分之十五的集装箱集疏运量都要经由此内河流域链接海港。由此，内河流域沿岸的集装箱港口的发展也就构成了集疏运网络的重要一环。其中莱茵河和美因河沿线的20多个专业化集装箱港口都与高等级的公路相连接，集装箱的水陆联运十分方便口1。以欧洲总体内河流域的发展来看，其中很多流域的运输量都不是很大。但是因为欧洲有着天然的地理环境的优势，气候方面体现在季节分布较为均匀，而地理方面体现在河流比降较小，以及航道水流较平稳等。诸多这些天然的地理环境优势对于内河运输的开展是很有利的。此外，欧洲的内河运输经过这么多年来的发展，在标准化方面已是发展到世界先进水平。内河航道的渠化工程使得原先天然航道的航运功能得到开发和提高。在西欧地区的众多流域中，莱茵河流域处于主干线的重要位置。莱茵河流域范围极为宽广和复杂，主要包括了众多的天然以及人工航道。在陆域中主要是通过易北河、罗纳河、卢瓦尔河、塞纳河、奥得河、多瑙河等内河连接海域北海、地中海、黑海和波罗的海等。这就形成了世界著名的河海连通的内河航运体系。就船型方面而言，船型标准化是内河集装箱运输未来发展的基础。随着船舶技术的不断提高以及内河航道的不断改善，西欧地区的内河集装箱运输船舶的船型标准系列也在不断完善n⋯。同时，由于运输需求量的不断加大、企业对于规模经济的追求，以及标准化发展后内河航道通航能力的增强，船型大型化的发展趋势也紧随发展步伐。根据现状，通过分析总结，我们发现了几种主要的船舶组织运输方式。一是大型驳船项推(或拖拉)编组运营，一推四驳船编组箱运量达到460TEU，一拖六驳船编组箱运量达到540TEU，其主要特点就是运输量大，以及装卸效率大大提高：二是120TEU机动驳船自航运营，其特点是机动、灵活；三是江海直达滚装船，承载能力为单层166TEU及3辆挂车，或拆除第二层甲板的三层498TEUC121。 长江干线集装箱运输市场及船型问题研宄2、国外内河集装箱运输发展特点通过以上对航道、港口和船型等发展概况的分析，国外内河集运发展具有如下发展特点：(1)根据不同航线情况，包括在这航线上船舶运力的投入，以及船型等前提，然后再配备适当的码头和配套设施用以生产运作。以莱茵河为例，吞吐量大的港口主要集中在莱茵河的中下游。吞吐量大就意味着往来船舶多，基于此配套装卸等服务设备也应该能满足发展的要求。其中包括建设集装箱专用码头，同时配备专用的集装箱桥式起重机。而在上游则因为运输货物种类较多，不是集中在集装箱，按需求决定市场建立了多用途的码头，装卸机械也主要是多用途门机。(2)积极开展河海直达集装箱运输。这样就会减少运输中转环节，节省了航次时间提高运输效率。为此，必须为河海直达创造有利的航道条件，因此，不管是莱茵河干线航道还是伏尔加河干线航道都通过提高航道等级和开凿人工运河来实现河海直达。(3)航船运营组织方式以驳船自航为主，驳船拖挂编队运营和滚装船运输为辅。驳船自航机动灵活，适合内河运输。驳船拖挂编队运营可以提高载运量。滚装船运输可以实现公路与水路的有效衔接。(4)积极组织水铁联运。内河航道和铁路运输的经济运距较长。拥有广袤土地的俄罗斯注重发挥自己的优势与特点，发挥其铁路网和内河航道发达的优势开展大量的水铁集装箱联运。3、国外内河集装箱运输发展趋势随着当今世界经济一体化的持续快速发展，区域经济发展进程加快了步伐，科学技术在世界发展的潮流中也迎来新一轮的发展。由此，国外的内河集装箱运输也有了新的发展趋势。(1)制定政策，鼓励、指导内河集装箱运输的发展，与公路和铁路运输方式分工的进一步明确。对于国际集装箱枢纽港而言，内河运输己经成为其主要集疏运方式。我们知道公路运输会产生大量的污染，同时会占用大量的土地资源，很多国家都会出台相应的鼓励政策。出于对资源的有效利用和环境保护的考虑，欧盟多国纷纷出台相关法律政策，优先发展内河运输。政策明确要求公路运输的使用范围为运距在200公里以内，铁路运输的适用范围为运输距离在200公里和 第2章长江干线集装箱运输市场发展400公里之间，内河航运的适用范围为运距在400公里以上。(2)干流与支流以及江海的直达运输在近年来得到了较快的发展。根据经济学的理论，随着一个国家或地区经济的逐步发展，由于人力成本等诸多因素，经济布局会随着制造业等逐步的从干线流域往支线流域迁移。由此产生的运输需求也会增加。同时，由产业区的迁移产生的内河水路运输的需求也会追使支线河道加大渠化力度，借着发展的契机提高支线的航道等级。随后，航道等运输环境的改善又可以进一步服务好内陆经济发展区域。西欧和俄罗斯的集装箱内河水路运输发展较快，随着全球贸易需求量的增加，内陆地区之间的贸易也越来越紧密。(3)多式联运迅速展开。随着各国多年来对于运输组织方式的探索，构建起了综合运输体系，并在此基础上不断完善。不断提高运输方式之间的配合。水铁联运、滚装运输等多式联运中内河港口都担当着不可或缺的角色。内河集装箱运输作为内河与铁路、公路之间中间环节，将是未来发展的重点。(4)运营组织方式越来越多样化，船型标准化系列化越来越完善。国际间相互通航的先决条件就是船舶的标准化。无论是西欧的莱茵河水系、俄罗斯的伏尔加河水系，还是北美的密西西比河水系，内河集装箱船舶的标准化、系列化日趋完善，尤其是欧洲更是制定了统一的航道、船闸、船舶标准。2．1．2我国内河集装箱运输的发展沿革在我国，发展内河集装箱的运输起步比较晚。而由于我国经过改革开放至今这么多年经济的发展，融入世界经济一体化，内外贸的运输需求量也得以迅速发展。其中得益于运输网络的总体发展，集装箱物流体系也已经初步形成。主要包括了在东部沿海地区的以长江干线为主的长三角集装箱物流网络体系，以及在南方沿海地区的以珠江水系为主的珠三角集装箱物流网络体系n3。由于近年来，长江经济带上升为国家发展战略，沿岸经济在广大内陆经济腹地的基础上有着良好的发展前景。沿江地区己经出现东中西部分别以上海、武汉、重庆三大城市为中心的长三角经济圈。运输服务网络的形成为该地区带来的极大的商机，成为诸多经济产业以及加工制造业选择落户的目标，由此又促进了内河集装箱市场的发展，形成了良好的循环。长江最早在1976年开始运输，刚开始只运输5t内贸箱，1988年开辟南京——香港航线。通过计算，经过最近二十的发展长江干线规模以上港口集装箱的吞吐量增长了三十倍左右n⋯。8 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究同样的，在珠江三角洲地区内河流域集装箱运输的发展初期，根据数据分析，2011年集装箱运量达到了992．1万TEU，占到了广东地区总体集装箱运量的近三成。得益于国家的改革开放战略，首批开放主要沿海城市及其经济腹地对于贸易运输的需求量也有了飞速的增长。珠江水系整体内河集装箱运输的发展离不开诸多流域港口、航道等要素的同步发展。得益于珠江水系集装箱运输系统的总体发展，广西西江流域沿江的南宁、梧州等港口的硬件服务设施也进行了专业化的建设。与此同时，内河集装箱运输量得到了快速的发展，早在2002年，仅梧州港吞吐量就达近1万TEU，接近五年前主要四个港口的吞吐量总和。同时，不仅港口的集装箱吞吐量得到了较大的发展，适箱货源无论是在货种和货量上，相较发展初期都获得较大的发展。在我国目前经济最活跃的地区就是长三角和珠三角地区，随着中心城市的崛起，在中游地区的武汉这座城市显得越来越重要。在长江上游地区，国家以重庆为中心提出的西部大开发战略，为广大西部内陆地区提供了良好的大环境和发展的契机。随着近年来社会水平的逐步提高，国际问贸易水平的提升，外向型经济得到了长足的发展。用以支撑国际问贸易的制造业也逐渐增多，商品结构得到进一步优化，加工和高附加值产品比例增大。这就为外贸提供了大量的货源基础，外贸适箱货物的比重越来越大。根据权威机构调查发现，长江干线货物总体的平均适箱率在70％．90％之问，为长江集装箱物流运输市场提供了广大的发展平台和良好的发展前景。长江支线和内贸集装箱量将继续高速增长，增长率将会保持在30％左右。因此，应该加大对内河集装箱运输的特点的研究，并且据此开辟集装箱班轮航线才是科学合理的。此外，也应该充分全面地进行港口规划，选择装卸工艺，并且引进先进适用的集装箱物流机械设备，编制符合实际的政策法规。对于航运企业来说，应该建立高效化、规范化的管理模式，无论是对自身发展还是对集装箱内河运输市场的发展具有十分积极的意义。2．2长江干线集装箱运输发展分析2．2．1长江干线集装箱运输发展现状近年来，长江流域的集装箱物流运输网络的快速发展对长江经济带的发展起 第2章长江干线集装箱运输市场发展着重要作用。长江集装箱运输业成为长江流域一个新的经济增长点。随着中西部内陆地区经济建设的开发，货源增长迅速。其中适箱货的比重也越来越大，长江干线的集装箱运输前景良好。(1)长江干线航运发展概况作为我国的第一大河，世界第三长河，长江干流流经我国东中西部九省二市。干流全长6300公里，整个流域的面积达到了180万平方公里，占地广袤，所处地理与环境位置十分重要。长江流域无论是人口数量还是国民生产总值都占到了全国近一半，由此可见长江干线的航运市场发展潜力巨大。长江干线横亘在我国中部，是连接着西北内陆和东部沿海地区的重要通道。相较于陆运等其他运输方式，水运的优势在于运量大和成本低，更加环保。长江航运的进一步发展会将大量货源从原来的陆运等方式吸引过来，竞争优势明显。自1872年，我国成立了第一个航运企业招商局，开辟了上海至汉口班轮航线，开始了近代长江航运事业。长江上游发展始于十九世纪末，20世纪初的长江航运以装货为主，兼载旅客，随后发展了客货并重的船型。长期以来，长江航运事业发展缓慢，一直到解放前夕货运量只有几十万吨，经过了三十多年的发展，直到上个世纪80年代中期，长江船舶的吨位增加了16倍，而货运量更是取得了突飞猛进的效果，货运量增加了28倍，而客运量也取得了不错的效果，增加了22倍，在我国内河货运中，长江流域占据了百分之八十，具有举足轻重的战略地位瞳1。长江集装箱运输发展前景广阔，班轮航线有100余条，专用泊位己达60个左右，货运量增长速度达到20％以上。长江集装箱运输始于1976年，经过了将近40年的发展，运输航线己由单一的内贸航线发展到今天的内支线、近洋航线和内贸航线并举，以外贸远洋内支线运输为主的格局。运输方式由客班轮捎带、顶推船队发展到以自航船运输为主n⋯。集装箱船载箱量由48TEU为主发展到200TEU为主。船型也得到进一步优化，朝着标准化、低碳化方向发展。长江流域航运企业目前的状况是大型较专业化企业为少数，例如泛亚、浦海、长航、民生等，多数均为在零散航线上开展单一货种的运输，不成网络体系。随着长江干线集装箱运输的专业化发展，沿江许多港口纷纷建立起了集装箱专业化装卸码头。据统计，沿江专业从事集装箱装卸业务的港口有25个，其中专用泊位总共有59个，设计通过能力总计能有473．32万TEU。一般来说，专 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究业化集装箱码头都位于货物吞吐量比较大、途经航线比较密集的港口，普通港口的集装箱装卸业务通常是与其他业务混在一起。2012年，长江干线主要集装箱码头公司港口完成吞吐量1300万TEU，比2011年净增200余万标箱，由于基数较大增幅为18．2％。随着经济的发展和西部大开发战略的实施，近年来集装箱吞吐量得到了大跨越的发展。同时，通过长江口深水航道的治理、洋山深水港建的建设、三峡工程以及中上游长江航道整治等建设工程的实施，为长江集装箱航运的发展提供了更加良好的环境与前景。我们可以很乐观的看待长江港口的集装箱运输的长期健康稳定并且快速的发展㈣。(2)长江干线航道概况和标准一般来说，我们根据长江航道的自然条件以及沿江经济发展状况，长江干线航道可以分为上游、中游和下游三段航道。其中，从四川的宜宾至湖北的宜昌是长江的上游即川江航道，全长1044公里：从宜昌到江苏南京大家习惯性称之为中游航道，全长1359公里；最后从南京到长江口是为长江下游航道，全长418公里。长江中下游地区作为经济发展较快地区，一直是长江航道货运的主要腹地。通过国家中西部开发战略，将改变这一现状，中西部尤其是西部地区的比重会得到大幅度提高乜，。目前来说，上游的航道条件得到明显改善，这主要是三峡工程的作用，建库后，水流变缓、航道水深、宽度增加。改变了建库前滩多流急、道窄水浅、流态紊乱的局面，长江中游河面平均宽度在1000～1500米左右，河床基底为泥沙较软，水面流速平稳，从而在客观上提供了良好的航行条件。但是从另一个角度看待问题，也正是由于河床主要以软泥沙为主，中游航段流经冲积平原，河道弯曲。考虑到航行的不利因素，中游航道由于流经冲积平原，河道弯曲，泥沙大量淤积，造成若干浅水道，船舶搁浅事件时有发生，需经常疏浚维护，才能保证较大吨级的船舶航行安全。而长江下游航段一直有着优良的航道条件，水面开阔并且水流速度也趋于缓和。这也是下游地区水路货运领先中上游地区的客观原因。但是也有它的问题所在，从航行的角度来说，上面说到这里水面开阔水流一般比较缓和。但是下游地区也接近东部沿海地区，往往也会遇到大风的不利情况。同时也因为中上游的水流冲刷以及疏于治理，在局部地区也会存在浅水地带。在长江深水航道治理的规划提出之后，通过对南京到长江口的航段进行长时间的疏浚工程之后， 第2章长江干线集装箱运输市场发展这里已经实现了全天候可以进出第三、四代集装箱船舶，设计水深达到了．12．5米。三峡工程建成后，即使是枯水期的水流量也达到了原先的近两倍。通航条件的提升直接促进了长江航道的通过能力。(3)长江干线集装箱港口分布长江干线的沿江港口支撑起了长江流域的集装箱运输体系。沿江的主要港口按上游、中游到下游的顺序主要包括宜宾、沪州、重庆、宜昌、荆州、岳阳、武汉、黄石、九江、安庆、铜陵、芜湖、马鞍山、南京、镇江、泰州、江阴、张家港、南通、常熟、太仓等。具体如图2．1为长江干线集装箱港口分布。在这些港口里，在长江沿线形成了以城市为中心的经济圈，包括重庆、武汉和南京。这三个城市的港口发展起步也是最早的。武汉港于1986年开展集装箱运输，按主要集装箱码头公司的统计数据来看，到2012年武汉港的集装箱年吞吐量达到了77．2万TEU，相比08年增长到两倍多；而南京港从1986年开展集装箱业务，到2012年集装箱年吞吐量达到了203．6万TEU，相比于08年增长到近两倍；重庆港从1994年开展集装箱业务，经过二十年来的发展，到2012年重庆港主要集装箱码头集装箱年吞吐量达到了68．4万TEU，比08年增长到1．5倍。10务．r◆上个世纪九十年代以来，长江流域的航运发展较慢。进入了21世纪，长江流域的航运得到了迅猛发展。从搜集到的长江沿岸主要集装箱码头公司的数据来看，各港口的集装箱吞吐量每年都以两位数的增幅增长。但是由于08年的全球金融危机对于国际航运业的冲击，使得以外贸内支线为重要组成航线的长江干线的航运量也急剧下降。而危机也正是一个改革优化的发展契机，经过金融危机的洗礼，通过船舶组织运输方式的优化，船型标准化的推进等规范了长江航运市场。 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究到了2012年长江沿线规模以上港口的吞吐量已取得了长足的发展。表2．1为2012长江干线规模以上港口集装箱吞吐量。表2．12012年长江干线主要集装箱码头集装箱吞吐量Table2．12012YangtzeRivermaincontainertermmalthroughput序号港口名称吞吐量(TEU)序号港口名称吞吐量(TEU)1苏州港401453712南昌港432562南通港47280513九江港809273江阴港1227314黄石港230004泰州港13600015武汉港7716615扬州港40100216岳阳港2007006镇江港34166817长沙港892987南京港203561518株洲港247938马鞍山港8918919荆州港7166l9芜湖港25016620宜昌港7626010铜陵港113572l重庆港6840001l安庆港2583622泸州港135190通过资料我们可以了解到，长江经济带目前的发展趋势良好，沿江各省市也在大力发展外向型经济。从而也带动了产业结构的调整，其中得到的一个比较好的结果就是适箱货种在总体运输货物中占比越来越大。还有就是上海港洋山深水港区的的建设与发展也是推进了长江经济带的发展，从而促进了长江干线的集装箱运输市场的进一步扩大。2．2．2促进长江干线集装箱运输发展因素·(1)政府重视度高交通部在2004年印发了政府性文件一一《关于促进国际集装箱内支线运输发展的若干意见的通知》。为进一步促进国际集装箱内支线运输的健康、快速发展，沿江省(市)各级交通主管部门顺应形势，从制度方面大力营造积极的创新环境，从中抓住发展的机遇，进一步解放和发展长江干线航运市场的生产力。通一13— 第2章长江干线集装箱运输市场发展过参与国际问的竞争与合作，才能引进新思想新的管理模式，经过本土化后运用于长江集装箱的运输。共同维护这一有利环境，并且促进努力发展创造更高水平的市场环境H4|。根据以上规定，在更好的市场环境中，集装箱航运公司应努力提高自身管理水平，改善集装箱的组织运输方式以适应市场的发展。港口企业在有效利用自身的资源的基础上进一步开发业务和提高服务水平，使得集装箱航运市场的运输成本大大降低。根据数年发展，形成了以武汉港、南京港和重庆港为代表的长江国际集装箱枢纽港口，同时长江流域内的集装箱运输服务质量也得到明显提高。反过来看，运输服务水平和质量的提高也可以更好地为长江经济带外向型经济的发展提供运输保障。(2)沿江经济快速发展随着长江经济带战略的贯彻与实施，长江流域的外向型经济得到了前所未有的发展。尤其是在我国加入WTO以后，集装箱外贸货物的进出口有了较大幅度的增长，从而长江干线的外贸内支线的船队结构得到进一步提升和优化。其中，从运输的货种来看，外贸商品的货种结构进一步优化。从单纯的低级原材料的进出口发展到了特种原材料、成套设备、产成品以及高新技术产品等更多的高新制成品。重要的是，适箱货的货源也得到了增加。其次，在内贸方面，由于国际经济大环境的关系，国家提出了促进内贸发展的倡议，出台了相关鼓励政策。有利的内贸环境与国民经济水平的提高，长江干线到沿海的内贸集装箱运输取得了突飞猛进的增长。依据长江干线主要集装箱码头企业关于内贸箱的统计资料，2012年长江干线主要港口完成内贸集装箱吞吐量约为1042．9万TEU。其中，如果不包括上海诸多开展内贸集装箱业务的港口的话，干线港口内贸集装箱吞吐量约为740．4万TEU。相比于2008年内贸集装箱吞吐量增长了约两倍。从航段来看，长江干线的集装箱运输在各航段都有各地区的发展特点。比如在长江的上游航段，随着经济发展与改革开放，我国西南地区的轻重工业都取得了突飞猛进的发展。贵州、四川等地的很多企业在经过成本和方便的考虑之后，往往选择在重庆进行贸易中转。正因为这样，重庆市腹地得到了进一步扩大，箱源也随之扩大。重庆也经过多年的发展逐步成为长江上游地区贸易枢纽，2012年重庆港口集装箱吞吐量达到了68．4万TEU，同比增长到近两倍。在长江中游 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究地区，因为外向型经济与贸易的增长和国家对于内需的拉动，使得中游地区的集装箱运量得到了飞速的提高。相应的，2012年湖北省港口集装箱吞吐量达到了94-3万TEU。长江下游地区，因为是传统经济发达地区，外向型经济外贸适箱货很多，货物几乎都可以装在集装箱里进行运输，并且有着良好的航道条件。从统计数据得知，长江干线的集装箱运输主要集中在下游地区，2012年江苏省港口集装箱吞吐量1053．2万TEU，占到了长江干线集装箱港口吞吐量的80．6*／o。(3)集装箱一体化运输方式在运输服务体系中，集装箱运输有着自身的优势，即门到f-j的运输服务。长江干线的集装箱运输企业也不仅仅局限于运输供应链的水路运输部分，为了扩大市场份额抢占更多的货源，会积极地向运输供应链的两端延伸h1。长江干线中的内支线运输要与国际干线相衔接之后才能完成整个运输过程。这就是一体化的运输服务。对着一体化的运输服务体系不断地进行完善和提升才能更好地为客户提供是门到门运输服务。在上述集装箱运输一体化体系中，长江流域干线是集疏运系统的重要组成部分。从地理位置上来讲，因为它横贯东西，支流四通八达沟通南北，连接着长江经济带的九省二市，是一条天然条件优良的集疏运通道。与此同时，继续上述贯通江海的优良条件，海域部分进一步延伸就能与国际航运干线有效连接。因而，在长江流域的联运方式中，往往是水一路以及水一水联运的运输方式。集装箱运输的一体化趋势在近些年尤为明显，无论是在经济性还是节省时间方面，它都有着明显的优势，从而更受市场的青睐。同时，反过来，也更促进了长江流域集装箱运输的发展，形成了一个良性循环“引。2．2．3长江集装箱运输发展的主要问题在长江流域的发展过程中，我们发现长江流域的集装箱运输有了突飞猛进的效果，但同时出现的问题也值得关注，主要体现在以下几个方面。(1)集装箱运输系统整体规划缺失长江流域的很多大港口的发展主要是由各自的地方政府规划的，缺乏相关港口的系统长期规划。这些港口的发展在很大程度上存在的独立性，没有考虑大环境的影响，即发展的盲目性。这些情况一般会出现在区位条件不是很好，或者是经济腹地有交叉的港口。此类港口没有系统的战略规划，从而导致重复建设，这 第2章长江干线集装箱运输市场发展样不仅浪费资源也无益于市场良性发展。除此之外，从集装箱多式联运的角度来说，集装箱运输的配套措施也没有到位。其中，比如运输通道的建设与完善，还有很重要的陆地物流园区的建设也跟不上快速发展的市场步伐一3。也就是说，在集装箱运输系统的整体规划方面还有待进一步改善。(2)集装箱运输立法相对落后在我国，关于集装箱运输的法律法规较少，立法的进度大大落后于市场发展的速度。于是，在市场上出现突发情况或者以前从没有出现的问题的时候，在法律解决这一块就显得捉襟见肘。比如，一般一个国家都会实行对于本国内贸运输的保护政策等，会限制国外的承运人进入内贸市场。然而也会有一些外商通过资本运作和运输条款上的改变，例如向外贸内支线的船东租船等方式嘲。就是以这种间接的方式经营长江水域的国际集装箱的内支线运输。其主要目的就是为了对货源地掌握更多的主动权，为其自身的国际航运干线提供集装箱货源的喂给。应该加快速度并加大力度对于在这一方面的立法研究，尽早弥补法律缺失以规范长江集装箱运输市场。(3)集装箱运输EDI建设滞后以长江流域来说，长江电子数据交换的建设还没有完全发展起来，只有少数发展较快的港口，比如，南京港植入了上海EDI平台。而有些港口虽然也建设了类似的数据交换系统，但是因为管理信息系统数据库的局限性，能发挥的效果和应用的范围也遭到了限制，发展水平不高。重庆港虽然建设了数据交换的平台，但是是基于自身集装箱管理系统的简化后的平台，所以，也没有起到EDI应有的作用。这需要长江集装箱运输系统的统一规划与建设，使得市场更加规范化，只有这样，才能促进长江集装箱航运市场的更好更快的发展。2．3洋山港的建设与发展对长江集装箱运输的影响2．3．1洋山港的基本情况近年来，作为中国最大的经济中心与航运中心，上海的GDP每年以两位数的幅度快速增长。上海地处长江三角洲的中心位置，是连接着长江经济带和东部沿海的重要纽带。在国家战略层面，将上海建设成为国际经济、贸易、金融和航运中心早已成为国家发展战略一项重要组成部分。想要实现这个宏伟的战略目标， 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究航运中心的建设和完善是关键。洋山港的发展和完善是上海经济、贸易和金融中心能够得以建设和发展的基础条件。而国际航运中心建设发展的核心在于洋山集装箱深水枢纽港的建设。如今，国际集装箱航运市场的竞争越来越激烈。就格局而言，将上海港打造成为东北亚乃至全世界的航运中心这一战略目标艰巨而又富有挑战。为此，作为国际性的大港，就要适应船舶大型化的潮流趋势，水深达到．15米以上深水泊位的建设是战略目标的第一步。而周边的釜山港以及高雄港正在努力打造着一15米水深的国际性集装箱码头，争夺集装箱箱源。原先上海港的主要港区都是处于长江口，而洋山深水港的建设使上海港跳出长江口，由河口向海域延伸。因此增加了对船务公司的吸引力，成为远洋班轮的主要挂靠港⋯1。上海港在国际航运网络中地位的提升将极大地带动其经济腹地地区的集装箱运输发展。洋山港拥有良好的通航条件，码头前沿水深．15米以上，满足第五、六代集装箱船舶全天候进出港。这样不仅为航运企业节省了时间成本，也提高了自身的通过能力。洋山港的建立在极大的程度上增强了上海港的国际竞争力，对确保上海港东北亚地区主枢纽港的地位起到了非常重要的作用，为把上海建成国际航运中心打下坚实的基础Ⅲ。洋山港区有着天然的水域优势，位于杭州湾n多"l-，大小洋山岛等数十个岛屿南北方向形成岛链。根据洋山深水港区的布置与规划，现已在此建成了东南西北四个主要港区。根据布置，在港内水域中设置了单一的船舶航行通道。洋山港位于上海的东南方向，距离上海市浦东新区大概有32公里。最为重要的是，它与国际航运干线距离较近，仅为45海里。2005年，北港区一期工程完成并正式投入运营。2009年随着北港区一期、二期、三期工程的全面建成，现有集装箱专用深水泊位16个，岸线全长5．6公里，集装箱设计年通过能力达到930万TEU。根据规划，到2020年，北港区将形成lo多公里的深水岸线，30余个集装箱泊位，集装箱通过能力1300万TEU，从远景看，可形成陆域面积18平方公里，深水岸线20公里，50余个大型集装箱泊位，年通过能力2500万TEU。自2005年12月正式开港以来，洋山港一期第一年所完成集装箱吞吐量为324万TEU，为设计能力的1．47倍。而随着洋山港区进一步的建设以及上海航运中心建设的发展，到了2007年，洋山港区一期和二期的深水泊位总共完成集装 第2章长江干线集装箱运输市场发展箱吞吐量为610．8万TEU，为设计能力的1．42倍。洋山深水港区的发展对于上海经济以及国际贸易起着非常重要的作用。2．3．2洋山港的建设对长江集装箱运输的影响由于洋山港所处的地理位置，以及功能定位和辐射范围，定位为国际航线中的枢纽港，同时可以作为我国沿海及内陆地区的内支线中转港。通过洋山港与长江流域实施江海联运，更是能够发挥出黄金水道对于内陆与沿海的纽带作用。洋山港的建设，不仅为长江集装箱运输系统带来了发展的契机，也使得运输系统有了结构性的调整。长江沿岸港口的功能分工、航线规划和船型配置都受到不同程度的影响哺1。(1)对运输航线的影响洋山深水港有着地理位置以及硬件设旋等优势，对于长江中上游港口出口的货源有较大的吸引力。原来长江中上游港口需要通过上海港集装箱码头中转的货物将会选择在洋山港进行中转畸’。而出于降低运输成本的考虑，对于中下游港口直航近洋航线的货物可以选择在洋山港进行中转换装，通过大型船舶后再出口。(2)对船型的影响由于洋山港处于海域，所以直达船型得经过一段海洋航段。因此，选择江海直达的船型应该满足江海航行的条件。由于长江集装箱航运市场上大多数船型的存在着老旧、杂乱的问题，大多数集装箱船型尤其是上游地区，均不能直接抵达洋山港区。而随着近年来船型标准化的推进，对于长江航运市场的进一步规范化，新一批符合标准化、低碳化、高效的集装箱江海直达船型得以推向市场，并能得到良好的运用和反馈口1。特别是在长江中下游地区，无需在河口或下游地区中转，提高了运输效率。(3)对港口功能分工的影响从国际远洋航线方面来说，洋山深水港的建设在一定程度上替代了部分外高桥港区的功能。在洋山港建立之前，只有外高桥作为中转换装港口，现在对于外贸货物也可以选择洋山港作为中转港口；从近洋航线方面来说，长江下游港口出口的货物原来是直航近洋，如今可以选择在洋山港中转再进行出口刚。通过上述对于港口功能分工定位影响的分析，上海港各港区之间也存在功能分工的调整。其中，龙吴港区将逐渐停止集装箱业务：上海港的其他港区，包括 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究军工路码头、宝山码头、张华浜码头以及外高桥港区等将继续开展集装箱业务。而原先能开展外贸航线的军工路码头、宝山港区、张华浜码头逐步不再受理外贸业务，并将此业务转移到外高桥港区。随着洋山港的建设与完善，外高桥港区的外贸航线也会随之进行调整。最终我们要实现一个分工清晰、明确自身优势得到充分发挥的功能布局。在这布局中，根据地理区位优势和特性以及硬件设施等条件，洋山深水港区承接远洋主干航线，外高桥港区承接远洋次主干航线以及近洋航线，而其余张华浜码头、军工路码头和宝山港区承接内贸航线m1。2．4长江干线主要集装箱码头吞吐量预测2．4．1预测方法简述对于交通运输系统的规划和设计，准确估计预测将来一段时问内将产生的吞吐量是十分重要的工作。许多因素会影响到未来吞吐量的变化，诸如市场经济环境、航线上投入的运力、港口的通过能力等，这些因素之问的关系纷繁复杂，一方面，在市场经济环境下，经济的发展规律要求吞吐量与各影响因素相适应，但是同时，除了受到经济规律的影响外，国家宏观的经济政策、国内外贸易发展态势也会对此产生影响n⋯：另一方面，我们可以运用现代科学的预测方法，对这些相互联系和相互影响的因素的变化以及相互之间的影响方式进行分析和研究，这样才能够在发现这些因素的变化以及相互联系，并且掌握这关联性和影响程度，从而才能找出规律性。本节在搜集到的历年相关统计数据资料和基础上，运用科学的预测方法，对长江干线主要集装箱码头吞吐量进行定量预测。集装箱吞吐量预测应遵循以下基本原则：(1)连贯性原则。指的是过去和现在的变化因素是连续的，并且将会不间断地持续到未来。依照这个原则，我们通过现代科学的预测方法所得到的结果与现在和过去的吞吐量结构和规模相像，也能够符合在各种因素作用下的发展趋势，从而我们可以判定吞吐量的变化数量和增长幅度将会延续下去，以此为依据才能够判断和预测未来的吞吐量。(2)类推性原则。根据观察和分析，经济的结构的变化是有一定的模式的，大到国民经济的发展、小到各企业的经济活动也是有各自的运作发展模式。同理推知，企业的生产、运输、消费之问也同样存在着自身的运作模式。有了这样的推理之后，也 第2章长江干线集装箱运输市场发展就是说可以将此关系模式运用到预测未来的吞吐量。航运市场有很多定量预测方法，其中主要有回归预测法、时间序列预测和神经网络预测等。而时间序列预测方法分类最多，运用也较为广泛，本节采用时间序列预测中的灰色预测法对长江干线主要集装箱港口吞吐量进行预测。2．4．2灰色预测模型长江干线航运市场没有物理原型，我们只能根据某种观点、概念、逻辑推理去建立其变化规律。因此把长江干线集装箱运输市场看作是一个灰色系统，从而也能够运用灰色系统理论对其干线规模以上集装箱港口吞吐量进行预测。由于当前诸多的预测理论大多数是建立于概念统计基础上的，因此建模时对统计数据要求比较高，统计数据要多，统计变量要有正态、平稳过程。要建立灰色系统，来作为预测、决策的依据，首先要从有限的、离散数据中找出规律。灰色系统预测方法(GreyDynamicModel，简记为GM)是用数学分析方法中的微分方程来进行描述的，其所描述的是预测对象系统中的动态过程。通过将原始数据累加处理而减弱其随机性，然后用典型曲线拟合，建立系统的微分动态模型。此外为了要保证预测获得的预测效果，如果有必要的话，还需要对预测方法进行修正。(1)建立GM(1，1)模型将长江干线沿岸规模以上主要集装箱码头刀年吞吐量设为时问序列X(o)有"个观察值，x‘。’=Xo)(1)，x‘。’(2)⋯．，x‘。’(，z)1，通过累加生成新序列，爿1’={∥1’(1)，爿1’(2)，．．．，x‘1’(以)}，XO)(f)=∑x‘。’(，)，i=1，2，．．∥b1．则GM(1，1)模型相应的微分方程为掣+趟(1)：甜(3．1)at式中：a称为发展灰数；甜称为内生控制灰数。设岔为待估参数向量，岔=(：)，利用最小二乘法求解可得 长江干线集装箱运输市场及船型问题研宄其中：B=岔=(日7口)-1·BrYn一三[川-)+川2)]一言P(2)+川3)]；一2cx(1’(H一，)+x(1’(，z)]，E=工‘∞(2)x‘∞(3)x‘。’(n)通过求解上述方程，我们司以得到如F预测模型岩‘1’(尼+1)=p‘∞(1)一翔e-ak+差k=o，1，2，⋯，n(3．2)L“J“(2)模型残差修正如果精度不合格或不理想时，我们就需要对建立预测模型进行残差修正，这样才能够提高模型的预测精度。对于原始灰色预测模型可获得生成序列x(1)的预测值霄(¨，将残差定义如下e(o)O．)=x(1)(，)一贾(1)(，)(3．3)i玟j=i,i+l⋯，，l，则与z(1)和定(1)对应的残差序列为Pp’={P‘。’(f)，P‘o’(f+1)，⋯，Pp’(”))(3．4)e(1)可建立相应的GM(1，1)模型三。’(意+-)=[P(∞(t)一薏]P一％^+薏c3．5，∥(七+1)的导数∥’(j}+1)=(一％)[e(。’(粤一％魄]P一啦加上∥(女+1)修正霄(1)(七+1)，得修正模型删(k+1)=p㈣(1)一翔P诎+詈+6(良一1)(I％)一(1)一习P飞(H)(3．6)其中万(走一1)={≥支乏之为修正系数。最后给出经过残差修正的原始序列预测模型。贾(o)(良+1)=2m(k+1)一霄(1)(足)k=1,2，⋯(3．7) 第2章长江干线集装箱运输市场发展2．4．3集装箱吞吐量预测根据2003年至2013年长江干线主要集装箱码头吞吐量数据得到如图2．2所示折线图。2003--2013年长江干线主要集装箱码头吞吐量(单位：万TEu)2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年--"0"--集装箱吞吐量图2．22003---2013年长江干线主要集装箱码头吞吐量图Fig．2．22003-2013ThroughputofYangtzeRiverMajorContainerTerminals通过观察上图可以发现，长江干线集装箱吞吐量稳中有升。其中，受全球金融危机的的影响，2008年至2009年增长趋势明显减小，由08年33．74％增长率骤降为09年2．75％的增长率。由于国家拉动内需等一系列经济刺激政策的实施，2010年之后至今长江干线的集装箱吞吐量增长趋势良好。到2013年，吞吐量已达到1657．73万TEU。然后根据上述历年长江干线主要集装箱码头的吞吐量数据，通过灰色预测模型并运用Matlab编程对历年统计数据进行拟合与预测，预测结果如下所示。∞∞∞∞∞∞∞∞∞o堪垢M地∞8642 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究‘翻Figurell一回t嚣|蜀le“一{滔it一{|篁；e辫I}I警l肆sert≯】酬《j坌!e{晦毒9_pi、。鸶斑赫Helpji。。m“。’臼园鞠§l涤l≮‰Q固犍么，|露曩囡{穗四l蘩蒸蓉黧鬻鬻ll。霎。蕤l鬻鬟鬓鬻羹鬻篓鬻囊鋈酒瀵誉壅羹舔ii||藤羹攀鬻ii：；：!iii鬻爨鬻§ll囊麟；j鬻i鬻辫|．i鬻鋈熬珊蠢|∞鞲默荔鬟嚣％蛾誉0⋯～．一一{j麓罄“鳓糍罄1¨“¨¨⋯城蜮。!l；O∞i豢蛔j一-：)。蒸嚣戳,5笺00警0lo誓jti蓦薯薯镰i糕。#*i黍i誊篱峨．?4”’；”≈警’舔嚣鬻≯』t。。。。3∞鑫／I¨‘2000／薯善一|I¨I≥}I}哇^fIflk一∥I：_≥_纛≈蓦、j9^J．i▲p一r’“^、“。。。疆雌T’；“织‘j叠聪。‘，Ili_}_；!j≤Z黪。：黢蹬；i霉68麓，j辫鬻秘里鍪爹1Z。一◇翟j，Sq。灌潮餐。。。舞。i、ioI：l；_"；I。爱夥鼢磺憋乎职，．一一j。一。图2．3长江干线集装箱吞吐量预测图Fig．2．3PredictionChartofYangtzeRiverContainerThroughput从2003年开始对数据进行拟合，小误差概率P=-0．96，方差比C=-0．2，精度检验评价较好。观察上图发现拟合值与吞吐量原统计值基本一致，拟合效果比较好。由此可以认为用灰色预测模型对吞吐量进行预测是可行的，从2014年开始对长江干线集装箱吞吐量的预测值符合吞吐量增长趋势。具体预测值如表2．2所示。表2．2长江干线集装箱吞吐量预测表(万TEU)Table2．2PredictionTableofYangtzeRiverContainerThroughput年份2014201520162017201820192020吞吐量2086．852645．763354．364252．735391．726835．768666．54 第2章长江干线集装箱运输市场发展通过预测数据来看，由于长江经济带的发展，作为连接经济与贸易的重要纽带，长江干线集装箱运输的市场还有很大的发展潜力。随着未来集装箱吞吐量的加大，对于水运的需求也会进一步的增加。从而，无论是从运输效率还是运输服务质量上来说，如今的长江干线船型发展程度是远远不能满足运输要求的。长江干线船型的大型化和标准化发展是大势所趋。 长江干线集装箱运输市场及船型问题研宄第3章长江干线船型发展趋势分析3．1长江干线集装箱船型分析根据统计数据，截止到2012年年底隶属于长江水系的集装箱运输船舶共计约有1200艘。其中内河运输船舶约共有642艘，约占总体船舶数量的54％。这些数据都不包括集装箱驳船的数量。隶属于长江水系九省二市的集装箱运输船舶的运力在近些年有了很大的增长，这离不开中海、中远和集海三大航运企业对这片航线投入的运力。即便是长江流域的集装箱运力十分充足，但仍然改变不了复杂市场环境下的激烈竞争，为了适应市场，诸多种类的集装箱运输船舶应运而生，其中比较典型的主要有以下几种船型“引：(1)普通甲板驳船普通甲板驳船自上世纪70年代就开始在长江流域中占据主导地位，尤其在集装箱运输中，这类的船舶有着周转率高、吃水浅和载重量大的特点。但随着时代更迭，这种船舶目前只能在内河支流运输和短途中转货物中运用，这种驳船的较高运营成本逐渐使其退出在长江流域的集装箱运输乜⋯，主要原因还是因为在集装箱的装卸过程中，这类驳船的较高周转率由于必须的编解过程不能完全的体现出来。(2)改造的集装箱船为了解决运力不足的问题，长江流域在上个世纪80年代初期的集装箱运输就己开始着力解决这一问题。彼时，将一些有改装可能的吨位比较大的散货船舶进行改装。比较典型的是，改装后的船舶长度在50至80米之间以及宽度在10至15米之间的船型结构，并且能够运载50至150TEU的船舶，运输装载量增大了一倍。在改造过程中，通过增加主机的数目提高了船舶的航速，通过对货仓内壁进行改装并增加了集装箱的固定设备方便了集装箱的放置，此外，部分船舶还对驾驶甲板和船舷做了相应的改装以适应集装箱的运输乜引。即便是作出了相应的改装去适应集装箱运输，但对于这一类由散货船改装的船舶，在集装箱运输的过程中风险较大、运输成本高。运输风险大主要体现在由于技术水平的限制，改装后的船舶驾驶室高度略低，而有时候船上装载的集装箱高度反而会高于驾驶舱， 第3章长江干线船型发展趋势分析这样就容易导致视线被阻挡。此外，还是因为技术的局限性，改装船舶的航运适应性较差，在稳定性方面比较差，在船舶遭遇侧横风的时候容易发生侧翻。(3)集装箱专用船长江内河的集装箱运输中，专用的集装箱运输船舶是从上世纪八十年代初才开始出现的，但是由于成本较高等原因，并没有成为主流。时至今日，一些私营业主在集装箱运输中逐渐的建造并使用了集装箱专用船舶。建造这类船时采用了一些先进的技术，如驾驶舱设在船循，多采用球鼻脂，设有压载水舱，配备了冷藏箱专用装置等，船型设计也趋于合理，航速提高瞳引。但是目前诸多的航运公司所拥有的这种专用集装箱运输船舶数量并不多，而且船型多样。(4)铰接式顶推驳(A璐)铰接式项推驳(ATB)，早在80年代就在内河流域的船舶运输领域中得到了广泛并且很好的运用。并且经过十余年的运用，技术已经相当娴熟。尤其是在日本沿海各港、北美密西西比河流域以及地中海都有这种船舶的运用。ATB在长江流域的大力运用，是对驳船运输的一项大变革，在江海联运中实现了一驳到底。在江段和海段分别使用内河推轮以及海上推轮，这在集装箱中转方面节约了时间成本。但是，目前这种方式的运用并不完善，安全问题成为了最大的隐患，长江海事局并不允许船舶在运行途中更换推轮以及“一推二”。在这种一驳到底的联运模式下，随着长江流域航道条件的不断完善，长江流域诸多港口的通过能力也在不断提高。在这趋势的推动下，集装箱船舶也正在朝着标准化和系列化方向发展。在2009年，在官方部门——交通运输部水运司的推荐下，ATB是作为江海联运中的主力船型的很好的选择。目前，很多航线上已经投入了相当运力的ATB船组，并且在一段时期的运营之后取得了比较理想的社会效益和经济效益。在这种联运模式下，ATB驳船的装载量已经相当于200多辆集卡的装载运输量。(5)新型江海直达船型新型的江海直达型船舶，又可称为“洋山级”船型船舶，是设有400个标准集装箱箱位，长122．8米，宽18．8米，额定载重5500t，核定最大集装箱箱位为424TEU，设定航速在12节上下。这类江海直达船型如今主要在武汉以下港口通往洋山深水港区的航段。这类船型的船舶，有着载重量大、吃水浅的特点，在洋山至武汉的航道上可谓是全年畅通无阻，在这条直行航道上可以连通长江航道一 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究并运输，输量高达3万TEU／艘·年。2009年7月，交通部会同财政部和八省二市政府联合发布了《推进长江干线船型标准化实施方案》。该方案所要达到的期望目标就是能够将性能优良的船型得以推广成为主流船型。这就要求淘汰早期遗留下来的改装船、驳船和机动船来提高船舶的平均载箱量。该方案的目标规划是到2013年年底，使得在长江干线的上游地区船型的标准化率达到75％，并且提高三峡船闸的整体通过能力，增幅能够达到10％。而在载重吨方面，力求在长江干线运输船舶平均吨位能够达到1000t以上。此外，在船舶安全性方面，性能指标总体也要进一步提升。根据《长江干线船型标准化工作思路和鼓励政策》以及《川江及三峡库区运输船舶标准船型主尺度系列》，长江流域中集装箱运输船舶的主要适应船型以及相关参数的规划如下表。表3．1长江水系主要集装箱船的载重量及相关参数Table3．1ParametersofTypicalContainerShipinYangtzeRiver船型LoABOA设计吃水设计载箱量设计航速主机功率(TEU)(111)(m)(TEU)(km／h)(kw)5062---6410．82．0～2．445～55≥20(200．230)}26067～70132．O～2．660～70≥20(300．350)4210072～75132．6～3．090～llO≥20(330．350)0215085～9013．62．8～3．2120～157≥20(330440)}2200．I85～9014．82．8～3．2135～170≥20(420．500)+2200一II85～9016．23．O～3．5150～200≥20(470．500)+2250105～11216．23．5～4．0240～260≥20(600．660)+2300105～11217．23．5～4．0260～310≥20(630．660)423．2船型发展影响因素在船舶经营者看来，大型集装箱船舶有着较小的单箱成本，但是大型船舶往往都要受到一些客观因素的限制，比如说码头装卸设备、港口泊位水深、航道、船舶自身属}生等等，这便使得大型船舶在运输过程中容易出现装载率较低的问题，使用大型船舶的经营者往往还要承受这些额外的风险n6|。因此，仅仅根据运输成本的大小，并不能决定最佳的船型，也要综合考虑多项客观因素¨⋯，才能获取最大的效益。一，7一 第3章长江干线船型发展趋势分析(1)航道条件在本文所研究的长江流域航道上，大型集装箱船舶往往都要受到航道条件的限制。尤其是在不同的季节，长江流域可以分为上、中、下游水位落差比较大m’。位于长江流域上的港口码头前沿比较狭窄，港口岸边的坡度较大。对于载箱量逐步增大的机动船和集装箱船，都不同程度的受到限制。(2)集装箱货运量近年来，航运市场中的货流量随着世界贸易量的不断增加也在不断的增加。这也使得船舶的规模随着趋势在同幅度增长【281。但是，随着航运市场的萧条，货流量也会随之减少，在这种情况下，大型船船舶的载箱率便会降低，航运企业就不能享受由大型船舶带来的规模效益n51。由此，只有对当前市场的货流量情况进行明确的判断，才能决定具体的运输船舶。(3)净空高度长江上现有桥梁及已规划建设的桥梁有60多座，其中南京三座长江大桥均为24m、武汉长江大桥狰空分别18m，还有芜湖、铜陵、安庆等长江大桥大多数均为24m汹1。在考虑船舶上层建筑时，必须考虑其空载时的最大高度应比大桥净空高度小0．5m。(4)船舶长度长江流域的航道比较特殊，船舶的长度往往要受到航道拐角处曲率半径的限制，比如说在芜湖上游，船舶的长度不能超过110米，而在芜湖下游不能超过120米。(5)港口条件港口的水深决定了其所能容纳的船舶的规模，码头装卸设备的特征也决定了其所能接纳并服务的船舶规模，比如说岸桥的吊臂长度。除此之外，港口的基础实施的建设和码头的装卸效率，同样决定了船舶在港口的总体滞留时间口“。总体来说，大型船舶相比于中小型船舶往往受到的限制比较多。 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究表3．2为长江干线航道水深的2015年的规划。表3．2长江干线航道2015年规划Table3．2TheplanningofYangtzeRouteWaterwayin2015航段最低水深(m)通航保证率(％)洪水期水深(m)重庆一武汉4．0954．5武汉一南京6．0986．5南京一长江口12．59013．O根据《内河通航标准》内河航道可以按通航内河船舶的吨级划分为7级，见表3．3。表3．3航道等级划分Table3．3WaterwayclassificationTable航道等级IIIIIIⅣVVIVII船舶吨级(t)30002000100050030010050注：1)船舶吨级按船舶设计载重吨确定；2)通航3000吨级以上船舶的航道列入I级航道。天然和渠化河流航道(如图3．1)应符合表3．4尺度规范。yA．Z一一／町什什～l／＼．}／／～一V——B一图3．1天然和渠化河流航道横断面图Fig．3．1Cross—SectionalViewofNaturalWaterwaysandCanalizedRiverH一航道水深；B一航道宽度；DLNW卜设计最低通航水位 第3章长江干线船型发展趋势分析天然和渠化河流航道尺度不得小于表3．4所列数值。表3．4天然和渠化河流航道尺度Table3．4WaterwaysScaleofCanalizedandNaturalRivers航道船舶吨级代耙R嘲m)代表船舶、船队船弧船队尺度(m)航道尺度(m)直线段宽度弯曲等级It}(长×宽×设十吃哟懒宽×谤扣钠水深单线双线半径驳船90．0x16．2x3．511)‘《圭莹蚩406．0x64．8x3．S12525012003．5～I300012)‘一--316．0x48．6x3．5100195950货船110．0x16．2x3．04．O(3)臣咤划223．0x32．4x3．570135670驳船75．0x16．2x2．6《1)·270．0x48．6x2．61001908102．6ⅣII2000《2)臣硅划186．0x32．4x2．670130560货船90．0x16．2x2．63．0《3)臣丑=口182．Oxl6．2x2．640’75550驳船67．5x10．8x2．011)臣车—爿238．0x21．6x2．0551107202．0～Ⅲ1000(2)暖硅划167．0x21．6x2．04590500货船85．0x10．8x2．02．413)臣五=口160．OxlO．8x2．03060480(1)匿乇j划167．Ox21．6x1．64590500驳船45．OxlO．8x1．6(2)。。‘112．0x21．6x1．61．6～4080340ⅣS00货船67．5xlO．8x1．6(3)臣刁=口111．OxlO．8x1．61．9305033014)2￡一67．5x10．8x1．6驳船35．Ox9．2x1．311)’Il94．0x18．4x1．335702801．3”V300(2)臣五=口91．Ox9．2x1．3货船55．Ox8．6x1．31．62240270(3)谊王一55．Ox8．6x1．3驳船32．Ox7．Oxl．011)‘‘3‘2‘’。。188．Ox7．Oxl．01．O～VI1001530180货船45．Ox5．5x1．012)谊i一45．OxS．5x1．01_2驳船24．Ox5．5xO．7《1)145．Ox5．5x0．7O．7～VII501224130货船32．5x5．5xO．7O．912)2￡一32．5x5．5x0．7注：1)当船队推轮吃水等于、大于驳船吃水时，应按推轮的设计吃水确定航道水深：2)流速3m／s以上、水势汹乱的航道，直线段航道宽度应在表列宽度的基础上适当加大。限制性航道(如图3．2)应满足表3．5尺度规范。图3．2限制性航道横断面图Fig．3．2Restrictedchannelcross—sectionaldiagramH一航道水深；Bb一航道底宽；m一边坡系数；DLNwL一设计最低通航水位．30- 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究表3．5限制性航道尺度Thble3．5Restrictedchannelscale航道船舶吨级恻型尺度晌)代表船舶、船队船躯船；忻瞳On)航道尺度(m)戡段弯曲等级(t)(长×宽×设湘刨b(长×敷设㈣)水深双线底宽半径驳船75．0x14．0x2．6II2000(1)臣豇=工]180．0x14．0x2．64．060540货船90．0x15．4x2．6驳船67．5x10．8x2．0Ⅲ100011)臣盔=口160．0x10．8x2．03．245480货船80．0x10．8x2．0驳船42．0×9．2x1．81、口塞口==丁]108．0x9．2x1．9Ⅳ5002．540320货船45．0x7．3x1．92、U皇‘)45．0x7．3x1．9驳船30．0x8．0x1．81)210：0x8．0x1．9V3002)臣盔=口82．0x8．0x1．92．535250货船36．7x7．3x1．93)谊￡一36．7x7．3x1．9驳船25．0x5．5x1．511～298．0x5．5x1．5Ⅵ1002．O20110货船28．0x5．5x1．52)乜王_j28．ox5．5x1．5驳船19．0x4．5x1．2、‘，1、⋯230．0x4．7x1．2Ⅶ501．516100货船25．0x5．5x1．212)隆￡一25．0x5．5x1．23．3长江干线运输船型标准化3．3．1长江干线运输船型标准化发展现状随着世界范围内的贸易量不断增大以及我国经济的快速发展，目前国内的内河航运需求量不断增大。但是我国目前的标准化船舶水平还不能适应发展的趋势，这主要体现在以下几个方面：(1)影响最大的一项瓶颈便是目前的船型比较的杂乱，不便于总体指挥调度，这便影响了航道上诸多通航设施的利用率呦1，内河航道上的运输效益也就不能得到有效的发挥。(2)在内河运输中，目前船舶的总体技术水平比较低，存在很多的安全隐患，此外，船舶的能耗相对较高，运输成本高，并且船舶的运营效率不高b8|。(3)目前在航的船型都没有针对生活污水和油污进行专门处理的设施，大多都是直接排放的内流河中，这边对内流河域的水况造成了严重的污染。此外，船舶在航行时产生的噪音，对沿岸的居民的生产和生活都造成了严重的影响。(4)在目前的市场中，航运结构中存在着诸多的矛盾：在货运中，大型的专业化运输船舶数量不足，普遍都是一些规模较小、专业化程度低的船舶n⋯。．3】． 第3章长江干线船型发展趋势分析针对内河流域运输中出现的诸多问题，交通运输部着力于推进船舶的船型标准化进程，这样便可以实现内河航运的可持续发展：标准化的船舶，降低船舶运输成本，并且提高整个内河航运市场的竞争力嘲3；通过技术的不断革新并且优化船舶的结构，这样便减少了运输中的风险程度，同时减少了船舶对内流河域的污染程度∞’。交通运输部门针对目前的航运概况对原有的《内河通航标准》在2000年进行了重新修订。并且，针对内河不同流域的航道特征制定响应了船型尺度标准，提出了《内河运输船舶船型主尺度系列》，通过这项新的尺度规定，内河航线内的船舶标准化进程得到了极大的进展。这项研究为将来的工作的实施建立了深厚的基础。为了使研究适用于长江中下游地区的水域，交通运输部针对这一片非限制航段，首先通过技术革新，提高船舶的技术要求，在船舶油耗、安全性和环保性等方面不断提高技术水平H0‘。在船舶尺度方面，逐步将长江中下游地区的运输船舶转变成标准化船舶。此外，交通运输部针对中小型航运企业以及诸多民营企业，因为这些企业构成了市场上的主要运力，如果采用强制的手段既很难一步到位，又有可能得到相反的效果。一般对此都是采用引导的方式来推广标准化的船舶。主要通过依靠大型航运支柱企业，致力于开发主流船型并投入运营，这样就可以对其他中小型企业起到模范带头作用。由经济资本雄厚的大型企业示范并得到好的效果之后，从而逐步带动中小企业的跟进，就这样一步步推进整体船舶的标准化进程。船舶的标准化包含三个方面的主要内容：船舶系列化、船舶专业化和船舶大型化。长江干线目前水运优势的难以得到充分发挥，在水路运输方面效率低下、在船舶技术方面不达标，以及在船舶标准化方面进度缓慢，标准化程度低，在这些方面均限制了长江干线水路运输的发展。此外，在长江流域在航的船舶，船型种类冗杂，据统计部门的数据，目前约有300多种船型，但平均吨位只达到243t。目前，在长江流域，最大的内河航运公司是长航集团，其在干线上投入运营的船舶在平均吨位方面在目前已经达到标准化水平，最高可达到1360t，单这仅仅是一家企业。从总体上来说，大型船舶的数量仍然很少。在航船舶大多数都是专业化程度低、安全性能低的中小型船舶。目前，俄罗斯内河船舶、美国密西西比河 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究船舶以及德国内河的船舶均已实现了船舶标准化。这些内河运输船舶的平均吨位均在1350t，这在主观能动性上给提高了河航运市场的运输效率。其次，和长江干线的内河运输相比，从总体上来讲，国外在提高内河航运运输效率、运输质量、环保以及节能减排方面是不遗余力陆引。在这些指标方面，他们都要优于目前我国的长江干线的航运市场，这很值得借鉴和学习。通过分析，目前长江水运在航船舶标准化进程缓慢的原因主要在于，相关的法律法规不完善，相关执行部门的执行力度不强硬，船舶标准化的相应补贴资金迟迟不到位。关于旧船舶和改装船舶的拆船基金和补贴资金的相应方案仍未出台。其中，最主要的还是船舶标准化系列化的具体方案仍未定型。3．3．2长江干线集装箱船型标准化建议根据前文的论述，目前在长江流域在航的集装箱船舶，仍然存在着诸多问题：船舶技术水平不高，安全性能低，节能减排效果不明显，运输成本大，船型标准化程度低。由此可见，通过相关研究构建长江内河集装箱船舶的标准化体系迫在眉睫并且意义重大，只有这样才能保证长江内河航运的可持续快速发展。针对目前长江内河集装箱运输过程中关于船型存在着的诸多问题，相关航运部门应主要根据相关内河船型标准化等政策中的规定和要求，通过理论结合实际的原则，建立健全集装箱船舶船型的标准化体系H3|。首先要对标准化集装箱船舶的可行性进行研究，针对长江不同流域的特征，提出相应配套的标准化船舶。并对船舶进出航运市场作出明确规定。同时需要注意以下几个方面的内容：(1)集装箱船舶的标准化进程主要就是为了满足目前市场对于专业化船舶的需求的发展趋势。为了适应趋势，未来的船舶主要会朝着专业化、标准化和大型化的方向研究与设计。相关航运管理部门应加大对改装船舶和小型船舶进入市场的门槛，结合经济学理论和相关技术手段进行压制，同时鼓励大型船舶进入市场；不断的建造并使用新型船舶，比如说江海直达船型；在现有航道服务设施和港口装卸设备不变的情况下，船舶应不断的革新技术以减少不同航道和码头给自身运输带来的限制，比如说引入集装箱顶推和拖带技术。(2)把握好集装箱发展趋势。集装箱的用途正在扩大，例如，冷藏箱己取代冷藏船占主导地位，液化罐式集装箱的比重正在上升，一些传统散装货物(如：粮食、木材等)开始用集装箱运输，轿车专用集装箱收到欢迎。 第3章长江干线船型发展趋势分析(3)针对老旧以及改装的集装箱船舶，相关部门应出台相应的优惠和扶持政策，给予船主相应的补贴以及贷款优惠政策。这样就可以给航运市场输送新鲜的血液，即向市场投入更多的高效节能且经济性良好的标准化船舶踊1，这在保证市场稳定健康的发展方面起到至关重要的作用。 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究第4章基于粗集数据分析的船型模糊优选模型本文在船型选择模型中考虑优选排序，不是单纯地以单位集装箱营运成本最低或单位利润最大为目标函数进行目标规划并求解。这里是从船型技术性能、经济性能以及节能环保等方面着手分析，并对船型方案进行模糊选优。从可行的候选船型方案中，选择技术经济性能与节能减排性能并重的最佳船型方案。这样不仅能够实现船舶在营运过程中获得良好的营运经济收益，而且还能满足国家提出的节能减排以及绿色环保的要求。从以上各方面对船型方案进行优选，由于各方面组成因素相互联系和相互影响，从而构成了一个复杂的系统性问题。由于系统需要考虑的因素较多、层次多且分明、呈递阶结构的特点。由此，我们就不能单纯地运用单一的目标函数或标准，例如单位运输成本或收益，来为选择作依据。因此我们可以作这样的假设，最佳船型选择问题是一个优选和排序问题，而问题中各方案涉及了多参数、多目标以及多层次。本文中首先采用的是粗集理论的知识，在对多个候选船型方案的数据进行分析的基础上，运用理论知识去掉多余的变量和属性。然后运用多目标多层次系统模糊优选法，在对收集到的各候选船型方案的数据进行求解并分析的基础上进行优选排序，为船型方案的选择作参考。4．1粗集理论4．1．1理论发展简述在上世纪七十年代，由波兰学者Z．Pawlak以及众多学者组成的研究小组，出于对不确定性数据挖掘理论的态度，对信息系统的逻辑特性进行了长期基础性研究。分类分析了从实验中得到的信息和知识，这些数据表述的形式都不精确、不确定、不完整，随后研究小组对此进行了推理并且发现了数据间的联系，奠定了粗集理论的基础。随后在八十年代初，研究小组才正式发文，宣告粗集理论的诞生。但是由于当时时代和环境的局限性，研究小组的研究成果大多数是用波兰文发表的。因此当时在国际数学界等相关运用领域并未引起很大的反响，研究成果主要局限于东欧。到了八十年代未，粗集理论才开始被人所熟知并运用在数学、逻辑学和计算机领域。在这过程中，各数据领域的研究人员在粗集理论与自身领域相结合并运用嵋引。在此期间作了大量延伸性工作，如此，粗集理论才能得以进一≈5一 第4章基于租集数据分析的船型模糊优选模型一步的发展。到了九十年代初，Z．Pawlak的专著以及对于粗集理论的应用专集得以出版。在这本专集中，他很好的总结了这一时期理论的建立于发展和实践工作的成果。不仅如此，专集的出版同时也促进了粗集理论在各个相关领域的应用。大量的科技人员开始了解并准备从事该领域的研究。在此之后，也召开了关于粗集理论运用领域探讨的国际会议，会议的召开进一步推动了粗集理论的发展。4．1．2粗集理论特点粗集理论具有保持分类能力持续性的特点，在此前提下，分类导出约简后的知识。我们可以观察其特性以及运用对象，可以发现，粗集理论能够处理模糊、不确定的信息。不需要额外的假设条件是这种方法最大优点。由已知数据足以来完成对问题的分析和计算。也就是开辟了与传统信息处理方法的理念所截然不同的新方法。目前，在知识与数据发现、模式识别与分类、故障检测等方面，粗集理论已经得到了成功的尝试，并且广泛的应用瞄引。粗集理论具有如下等特点，这些特定点使得理论适用于数据分析。(1)它能处理不精确的数据和意思模糊之处，包括确定性以及非确定性的情况。(2)它能求得各种不同层次的表达。‘(3)它能够通过无需任何附加信息的数据，分析隐藏其中的事实。也就是先验知识。在数据分析中运用粗集理论的过程中，可以发现这种模式概念简单以及易于操作等特点。(4)它赋予了知识以数学意义，这种数学意义表现在将知识认定为一个不可区分关系的族集，这样我们才可以使用数学方法来进行处理。(5)从知识发现发面来看，粗集理论支持的知识发现有诸如数据预处理、数据约简、规则生成等多个步骤。这样的应用有其它方法所没有的优点。(6)它以提高发现效率和减少错误为目标，对数据进行预处理，删除冗余属性。4．2粗集数据分析在粗集理论中将分类理解为等价关系，以此为前提对论域进行划分。以知识、分类为理论基础，粗集理论将分类与知识联系在一起。假定∽表示研究对象的论域。再以等价关系为原则划分出子集兄这样我们可以将X∈【，称为研究对象u中的概念。研究对象的论域U中涉及到诸多的 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究概念簇，我们均称之为关于U的知识。从而对于u上簇划分，也就是知识的集合，我们就将之称为关于U的知识库。研究对象的论域U中的对象之间存在着等价关系，这种等价关系我们用R来表示。诸多这些等价关系R构成了等价类簇，记为u／R。此外，子集x属于R中的一个范畴，记为【xk。另外有铲也是一种等价关系，即P中全部等价关系的交集。如果PcR且P≠f2j，则将之称为尸上的不可分辨关系(indiscemibilityrelation)，记为i11d(P)：【x】砌fP)=J【x】凡。在研究对象的论域U中，不可分辨关系是对象尸表达为属性集的等价关系嘞1。知识系统中存在着诸多属性，而在分析各属性之间相互关系的时候，粗集数据分析方法得以运用，分析它们之问相互的依赖关系。定义一个知识表达系统：S=(U，C，D，V，f)，其中u为对象的集合，称为论域：C×D=A是属性集合，其中子集C表示的是条件属性，子集D表示的是结果属性；另外，我们定义映射f：UxA-->V，厂表示的是从U×彳到知识表达系统中的属性值集合y的信息映射：决策系统则表示为S。这里可以采用二维信息表来描述S，二维信息表中的每个元素都有取值，对应着该对象的这种属性。其中行表示研究对象论域u中的一个对象：列表示属性集合A中的一个属性。一个决策支持系统，在某些条件的前提下，每列表示的属性之间某种程度上往往存在着的关联，或者也可以说是在数据上存在着交叉。在保持信息系统分类能力不变的前提下，在辨明哪些知识是多余的，那些只是说是可以忽略不计的，就可以对其进行知识约简。在保留重要信息的基础上，我们也可以将它理解为发现决策属性和条件属性之间的关联性，之后用最简单的决策系统来表示。给定一个决策系统S，条件属性集合C的约简是C的一个非空子集C’，它满足以下2个条件：(1)ind(C’，{dt)：md(C，{d))；(2)不存在C”∈c’，使ind(C”，㈣)=证d(c，㈣)。C的所有约简的集合记作REDD(c)，所有约简的交集称为核(Core)，记做CORED(C)，CORED(C)=IREDD(C)．运用粗集理论中对于决策系统多余属性的分析方法，约简决策表中的属性值，一≈7一 第4章基于粗集数据分析的船型模糊优选模型对知识进行了分类等处理。具体步骤如下：(1)删除重复的记录；(2)删除多余的属性；(3)删除每个记录多余的属性；(4)根据最小约简求出规则。4．3多目标多层次决策系统模糊优选模型本文要构建多目标多层次决策系统模糊优选模型。首先是假设决策系统共有日层。其中，第1层为最低层，第H层为最高层m3，如图4．1所示。决策集由系统提供的n个可优选方案组成D={dl，破，．．．，以)=(哆)，j--1，2，．．．，仡(4．1)式中：孝表示第，个决策方案。t。。。多目标特征值刀计、。。。图4．1多目标多层次系统示意图Fig．4．1Multi-levelandMulti-ObjectiveSystemDiagram第冠层第二层第一层第1层有t个并列的单元系统，第k个单元系统由m个目标组成，每个目标代表一个评价，全部评价组成对决策集D的评价集，决策_，的评价目标用向量表示为xj(1，后)={五，，x2∥．．，～)．(4．2)式中：xij表示第1层第k个单元系统决策，目标i的特征值，f=1，2⋯．，m，k=l，2，⋯，t。．3R一 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究对第1层第k单元系统m个决策的评价用目标特征值矩阵表示如下xO，k)=五1x]2⋯玉。恐1恐2⋯恐。‰l‰2⋯k。=(而)．(4．3)变换上述矩阵，得到下面目标相对隶属度矩阵RR(1，尼)=‘I‘2⋯‘。r21饧⋯眨。％trm2⋯‰采用以下公式实现矩阵x向矩阵尺的变换：对越大越优目标：对越小越优目标：对中间型目标：吩=(xo．一^％)／(V％一^％)j{或r,j=而／(V吒+^而)；1j0=(vxo．一而)／(V％一^而)lj或，；，=1一zu／(vx,j+^勺)；j1o=1一l％一薯I／r-瑚xI．b一‘I．(4．4)(4．5)(4．6)(4．7)(4．8)(4．9)式中：vxo．为方案集目标i的最大特征值；^而为方案集目标i的最小特征j1值；xi为方案集目标i的中间最优值：方案，目标i的相对隶属度表示为～。 第4章基于粗集数据分析的船型模糊优选模型目标特征值如果出现变化范围比较大的情况，则适用式(4．5)、(4．7)；反之，比较小的情形下，则适用式(4．6)、(4．8)。以m个目标特征值为基础，按照优劣程度划分为C个级别，并且以此来识别方案的等级。对于某一目标来说，从模糊概念的角度来看待，我们可以这样规定：优级，即1级，对优的相对隶属度为l；相对应的，最低等级劣级，即c级，对优的相对隶属度就为0畸u。对于模糊这个概念来说，从优级到劣级的是一个渐变过程，并且有着连续性的。于是，这里前后2个级别的相对隶属度依次递减，可以这样表示，差值A=l／(c—1)。各个级别标准指标从1级至C级逐渐变化的，我们用相对隶属度矩阵可以如下表示为S=[1s：⋯矗⋯o】=(&)．(4．10)式中：嘲=p砂忙一1)，i=1，2，⋯，mth=l，2，⋯，c。．设决策，的m个指标特征值分别具有相应的权重，根据重要性程度赋予相应的标度如下表表4．1相对重要性判断标度Tab．4．1RelativeImportanceJudgeDemarcate重要性比较标度意义1两因素同样重要3一因素较之另一因素稍微重要5一因素较之另一因素明显重要7一因素较之另一因素重要得多9一因素较之另一因素极端重要2，4，6，8两个相邻判断的折中以上各数的倒数反比较f％=(嵋，，啦∥．．，％)7，1芝％“‘4-DL扛I 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究则各方案归属于各个级别的相对隶属度矩阵为U(1，k)=嵋1U12⋯％nU21U22⋯％nUclUc2⋯％=(％)．(4．12)式中：％表示方案，对第五级的相对隶属度，户1，2，⋯，靠；h=l，2，⋯，C．式(4．12)称为模糊模式识别矩阵，矩阵中的蝴，满足：Io≤％≤1，1窆驴1．HJ3’L^=l在模糊模式识别方面，总共有以个方案，依据m个评价目标，将每个方案按C类标准决策模式进行决策。运用已有的多目标单元系统多维模糊模式识别理论模型：Uhj2∑1=1芝(嘞I吩i=1艺(～hi=1％1)P_1)‘P式中：p为距离参数，P=1时为海明距离、P=2时为欧式距离；(4．14)k=l，2，-，f，Z=1，2⋯．，Gi=l，2⋯．，m，_，=1，2，⋯，甩．依照上式H．14)，计算得到的相对隶属度矩阵，即表示第l层第k个单元系统的相对隶属度矩阵。将式(4．12)看作是第1层多目标单元系统的输出，第l层的输出也就是第2层目标单元系统的输入。但同时也应该注意到，这一信息的输入即第2层单元系统的评价目标是多维的，而不是单纯的一维数列。第2层多目标单元系统可以得到对目标k的评价指标，将这些指标用矩阵R来表示：R==(％)=(％)．(4．15)在第2层单元系统中有t个目标，对f个模糊关系矩阵R(k--1⋯2．．，力中的对应元素逐个地进行合成，得到系统对于优的模糊关系合成矩阵或元素搭配的相对‰‰¨．‰一．．一● 第4章基于粗集数据分析的船型模糊优选模型隶属度矩阵．oU+=甜11“12⋯甜1n“21“22⋯zf2"“c1“c2⋯zf∞=("‘够)．(4．16)上式表示的矩阵称为多目标系统模糊关系优选矩阵。设第2层多目标单元系统t个目标的权重以№表示，且∑峨=l。x-￡(4．16)qbzf_用公式表示如下：k=l甜’缈=·，{t+[喜[M名(，一，≈)]P，喜(¨名·，砖)P]27尸}．c4．t7，式中P的意义同前。由上式(4．17)，可以求得各方案集归属于各级别的最优相对隶属度矩阵。同理，根据评价目标数量，将式(4．16)的输出再作为上一层的输入，反复应用式(4．17)计算式(4．16)。也就是说，如此反复，按照层级从低到高的顺序，进行模糊优选的计算。在第H层，可以得到特征值∥，向量式表示如下H’=(1，2⋯．，c)(甜’母)=(|iz’，，矗’：，．．．，h’j)．(4．18)由对上式对特征值进行计算之后，将多目标多层次系统第H层目标方案进行排序，其中存在最小级别特征值H+曲=minh‘，，其所对应的方案即为最优方案。j其中1级为最高级，c级为最低级。优选计算时(要求级别c≥2)，通常取为5级，即优、良、中、差、劣5级。优选的精度越高，随之而来的计算量也会越大。 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究第5章实例分析5．1船型方案多目标综合评价结构模型长江干线集装箱运输船型方案的优选，就是从技术性能、经济性能和环保性能等方面对各方案进行评价和比较，从而选择技术上可行、满足各项性能要求、经济效果良好的方案。其中，技术性指标包括单位载量、吃水、航速和相对功率；经济性指标包括内部收益率、狰现值、必要运费率、投资回收期、船舶造价和年燃润料费；环保性能方面在低碳经济的背景下选取了单位碳排放量指标，节能指标选取了船舶能效设计指数。船型方案选择过程，根据上述技术性、经济性及节能环保性等指标建立船型多目标多层次综合评价结构模型如图5．1所示。啦a2￡ba405a6a7口8a9alOall6／12Q13a14方案1方案2方案3⋯⋯75-案rn图5．1船型方案多目标综合评价层次结构模型Fig．5．1ShipProgramMulti—ObjectiveHierarchyComprehensiveEvaluationModd其中，第二层所包含14个评价指标，各指标含义如下：口l单位载量眈吃水，口3航速，口4船长适宜程度，以5船舶桥下净空高度适宜程度，a6内部收益率，口7净现值，口8必要运费率，以9投资回收期，alo船舶造价，a11年燃润料费，a12年管理费，a13单位碳排量m3，a14船舶能效设计指数。 第5章实例分析5．1．1船舶航次时间划分船舶航次时间，对于科学分析船舶的营运经济效果、核算费用有着重要意义。这里讲航次时间分为航行时间、装卸时间及待泊和辅助作业时间三部分。计算公式及各参数含义如下：L2aD72了十百+0(5·1)V爿式中：f——航次时间；三——航行距离，经查询，武汉港至上海洋山港的航行距离为1214km；1卜一航速；口——平均载箱率；口一一船舶额定载箱量：日——港口平均装卸效率，考虑到港口集装箱码头装卸工艺及专业化程度不同，洋山港的集装箱装卸效率为60TEU／h，武汉港为30TEU／h，这里取平均值为45TEU／h；tw——待泊及辅助作业时间，主要包括船舶的辅助作业、技术作业时间以及船舶靠离泊所需时间之和，根据《河港工程总体设计规范》(JTJ212．2006)，内河船舶取0．75-2．5h，这里江海直达船型取单航次平均在港固定停时为2h。5．1．2技术性指标(1)单位载量船舶载重量与载箱量之比(Dw聊EU)，即船舶上所有集装箱都载同一重量的集装箱时，要求船舶在规定在狂下能满足载重量所达到的每箱最大重量。如果单位载量过低，那么载重箱时就达不到应有的载箱量，也就降低了载箱率，船舶的营运经济性就差。如果单位载重指标过高会使设计非常困难。(2)吃水长江航道的现状，至2010年，南京以下至长江口实现了12．5m深水航道的贯通n⋯。而南京以上段水深受到较大限制，如安庆至武汉段水深规划到2015年也只是6m。考虑到西部开发，以武汉至上海为例，航道设计水深也作相应考虑。(3)航速集装箱运输对班期有要求，还应保证出海航行的抗风浪问题，希望航速大一些，但航速太大燃料消耗太多。 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究(4)船长适宜程度这里考虑的是航道的转弯半径对于船型的限制，不同的船长需要不同的航道转弯半径，不同等级的航道等级对应着不同的航道尺度，详见上一章节表3．4和表3．5内河航道尺度。由此，对船长的适宜程度的标准指标进行如下评价，并且为了便于模型的计算及说明，对于适宜程度赋予相应的数值。表5．1船长适宜程度的评价标准Table5．1EvaluationCriterionofShip’sLengthSuitability适宜程度很差(1)较差(2)一般(3)较好(4)很好(5)船长／航道0．4以上0．35—D．40O．30～O．35O．25～0．30小于0．25弯曲半径经查阅文献及相关资料所得，武汉至江西湖口河段的航道水深为4．5m，可通航2000吨级的船舶，湖口至安庆段航道为内河I级、水深为4．5m；安庆至南京段航道内河I级、水深为6．0m；南京至长江口贯通了12．5m深水航道。参照第3章中航道尺度表，按照航道级别对航道弯曲半径进行取值与计算。(5)船舶桥下净空高度适宜程度内河航道上会有诸多桥梁净空高度对船型的水上部分高度形成限制。这里船舶水上部分最大高度即船舶最大高度与船舶吃水之差，把桥梁的下缘最低点至当地零水位水面的垂直距离称为净空高度。实际航行中，考虑到船舶航行时的波浪、摇摆、水位等因素的影响，需在船舶最高点和桥梁最下缘之问留有一定的安全距离(胡)，即剩余高度。经过查询资料，这里胡取较大值为1．2m。允许通过船舶的最大水上高度日与净空高度峨的关系可如下表示：^～一丁一(红。。一f)≥胡式中：‰——净空高度；丁一一水位；k——船舶最大高度；f——船舶吃水。It：‰一f为所允许通过船舶的最大水线面以上高度，％扩‰一丁一胡。由此，可以对研究船型桥下净空高度的适宜程度标准指标作如下评价。为了便于模型的计算及说明，对于适宜程度赋予相应的数值。 第5章实例分析表5．2船舶桥下净空高度适宜程度评价标准Table5．2EvaluationCriterionofShip’sHeadroomSuitability适宜程度很差(1)较差(2)一般(3)较好(4)很好(5)船高／桥下0．95以上0．90～O．950．85～O．900．80～0．85小于0．80净空高度武汉长江大桥以下桥梁最小的净空高度为18m，南京以下桥梁净空高度均在24m以上，因而长江中下游江海直达船型的水线以上高度也受到限制。5．1．3经济性指标船舶经济性方面模型中主要涉及六个指标，分别为内部收益率、净现值、必要运费率、投资回收期、船舶造价和年润燃料费瞳“。以下是指标中涉及的经济性财务指标和投资效果指标。经济性财务指标：(1)资本成本与折旧Sl通常用“直线折旧法”计算。集装箱船的使用期设定为20年，残值为原值的5％。折旧费S=(P-RL)／N=P(1-5％)／N(5．2)式中：Sl——折旧费P_一一船舶投资金额魁一一船舶残值Ⅳ一一折旧年限(2)船员费用及附加各项费用＆船员费用实在船上工作(包括培训人员)的船员所发生的各项费用，包括船员基本工资、各种补贴和津贴，以及培训费、福利费、差旅费和其他杂费。参考其余长江集装箱大中型水运企业工资及福利标准，根据相关数据统计，船员的平均工资可以作如下参考，江船为48000元／年，江海船为60000元／年。 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究(3)年修理费用岛船舶日常维护与修理所发生的经常性维修费用和船舶定期修理的费用。修理费按船价提取的百分比，取1．5％，即s3=P*I．5％。(4)年保险费&保险费是船东进行船舶保险必须的费用，如船舶险、运费险、船员险等。根据目前保险公司的承保情况，在本文中年保险费取船舶造价的0．7％，即s4=P*0．7％。(5)年燃料费&按照当前油料价格，江海直达船型使用的柴油价格为3000元／t。(6)润料费&润料费通常为燃料费的7％一10％，这里取8％，即S6=燃料费车8％。(7)物料费岛通常取燃料费的10％，即岛=燃料费卓lO％。(8)年港口使费氐该费用包括港务费、代理费、拖轮费等等在港口内产生的费用。各港口的收费项目和标准不完全一样且经常变动。依照查得的数据，长江港口集装箱装卸包干费取平均值为300元厂rEU，洋山港区420元／TEU。肛平均每航次港口费用木年航次数(9)管理费及其他费用岛根据经验设定该费用一般占总营运固定成本的18％左右。岛=(&+岛+&十悦+岛)丰18％(10)年营运总成本y．c_Sl+&+&+&+岛+瓯+岛+&+两投资效果指标：(1)内部收益率IRR．是总收益等于总费用时的利率。内部收益率计算的内插值公式为一‘+而器‰”‘)(5．3) 第5章实例分析(2)投资回收期咫P船舶造价与年收益之比，反映船舶投资的回收年限。脚=咄[1一f木P／(RV-r：)]／LgO+f)(5．4)(3)必要运费率RFR考虑投资利息与期望的收益率之后的运费。牌=堕巡产@5，(≥一一船舶年总运量卜年营运费用P-一船舶造价￡——船舶残值已4胆上Ⅳ／)——资本回收系数卜一银行贷款利率?v=一船舶运营年限(4)净现值NPV反映了资金经时间处理后所表现的投资所得的收益。NPV=(RV一【)’。‘(P／彳，f，N)-P．．，+(P／F，f，Ⅳ)丰魁(5．6)RV——年度运费收入只——船舶造价【——年营运成本足L——船舶残值5．1．4节能环保指标(1)低碳指标：船舶运营既要符合经济性又要满足低碳环保性，这是未来船舶航运市场可持续发展的必然趋势，同时也是本文长江干线集装箱航运市场的目标导向。其对于 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究长江的水域环境和沿江的生态环境的保护显得尤为重要H“。于是，为了适应低碳经济的要求，特设立本指标。其计算公式为：单位碳排量=主机功率×单位油耗×航运时间x2．65／TEU(5．7)根据EIA(EnergyInformationAdministration，美国能源信息总署)lEO(InternationalEnergyOutlook，国际能源概览2009)的数据测算，船上消耗燃油的二氧化碳排量为燃料消耗的2．65倍嵋⋯。(2)船舶能效设计指数(EEDI)通过改进船舶配置、优化船舶动力设计、提高船舶燃料利用率等方法可以提高船舶能效水平。EEDI的核心思想是将船舶二氧化碳排放量与船舶做功相对比，其目标在于让船舶尽可能减少二氧化碳排放量而不影响船舶做功的大小。业界普遍认可的EEDI概念公式如下H妇删=塑C坐apac翥ityD蒜WT等Speed(5．8)f1×l缸l、’从公式中可看出EEDI的大小取决于四个关键性因素：(1)船舶的载重量；(2)无风无浪的平静海况下的船舶船速；(3)当船舶在规定船速下航行的额定功率；(4)单位燃料消耗量(g)和单位C02排放量(g)之间的无量纲转换因子，该参数体现船用燃料的品质。本文中计算碳转化因子一律按照重燃料油碳转化因子3．1144计算。船舶的航速的直接受船舶的主机功率影响，因此船舶的EEDI决定性因素即可简化为船舶的载重量和额定功率。首先，增加载重量即加大分母的值可以减小整个公式的数值，但增加载重量势必要加大船舶的功率，造成分子的增大，一般来说，所需额定功率与载重量成0．67次方的关系。因此当载重量和额定功率两项成比例增大的时候分母的增长量要大于分子的增长量，相应的EEDI值也就会减少。降低船速可减小主机功率，且主机功率和船速之间存在三次方的关系，因此可以定性认为降低船速能提高船舶能效，对降低EEDI值会有显著的效果。5．2模型求解5．2．1指标计算这里选取武汉港至上海洋山港区航线，相关的航行距离以及港口费用等均以 第5章实例分析此航线数据资料为参考。在船型方面，以长江船舶设计院开发的标准化江海直达集装箱船型为船型选取范围，相关船型具体参数如表5．3。表5．3长江干线标准化集装箱船型相关参数Table5．3YangtzeRiverstandardizedcontainerships’parameters船型／TEU60150200．I300一I300．II400总长／m69．887．689．9112107112。8垂线间长／m668285．4106．8102．1型宽／m1313．614．617．218．8型深／m3．64．64．85．65．2设计吃7K／m22．844．5载货量，吨80016811928256227003500载箱数／TEU80160216305325424设计航速／km／h2020。620．819．22021．6主机功率410kw*2330lcw}244lk、v+2530}cw+2648kw奉2732kw+2主机燃油耗率225200202182175160g／"kw*h在上述表中选取150TEU、200TEU、300一lITEU、400TEU四种候选船型，根据上述参数及统计资料对其技术性指标和节能环保性指标进行计算，如下表。表5．4候选船型技术性指标Table5．4Candidateships’TechnicalIndicators、＼船型＼150TEU200TEU300一IITEU400TEU蓿标＼＼单位载量(tfrEU)10．58．98．38．25吃水∞)22．844．5航速(km／h)20．620．82021．6船长适宜程度5船舶桥下净空高度5适宜程度 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究表5．5候选船型节能环保性指标Table5．5EnvironmentalProtectionandEnergySavingIndicators＼船型＼150TEU200TEU300．1ITEU400TEU指标＼单位碳排放量(f)11．379．627．6l船舶能效设计指数16．5019．2218．1713．41依照上述候选船型，根据相关统计资料加以计算后得到相关经济型财务指标和投资指标，具体如下表5．6和表5．7。表5．6候选船型经济指标统计表(单位：万元)Table5．6Candidateships’EconomicIndicators＼船型经济商争＼150TEU200TEU300TEU400TEU单船造价P820110018002200折旧费Sl38．9552．2585．5104．5船员费用及附加各项费用＆5．57．51215年修理费用岛12．316．52733年保险费&5．747．712．615．4年燃料费&350427765987．5润料费瓯23．445．676．295．4物料费岛25．243．575．787．3年港口使费&223365．8587．6855．7管理费岛13．024．541．779．6年总成本K1517．092090．353483．34473．4表5．7候选船型投资指标Table5．7CandidateShips’InvestmentIndex～＼船型投资指标、＼150TEU200TeU300TEU400TeU＼＼净现值NPV(万元)4068．53979．63731．22464．5必要运费率RFR(元／TEU)1520164517501870投资回收期PBP(年)3．84．14．44．7内部收益率IRR(％)0．230．22O．20O．18—51— 第5章实例分析5．2．2数据分析与模糊优选根据上述模型中包含的指标参数，根据前一章构建的多目标多层次模糊优选模型，进行接下来的数据分析以及船型方案的模糊优选。将上述各指标对应于相应的候选船型方案，将候选船型方案进行编号，分别为1(150TEU)、2(200TEU)、3(300TEU)、4(400TEU)，并且统一于船型方案评价指标参数值表，详细如下所示。表5．8船型方案评价指标参数表Table5．8Evaluationvalueofschemeofshipform船型方案ala2a3a4asa6a7110．5220．65O．234068．528．92．820．850．223979．638．342050．203731．248．254．521．65O．182464．5船型方案a8a9a10a11a12a13a14115203．8820373．413．011．3716．50216454．11loo472．624．511．3719．22317504．41800841．241．79．6218．17418704．722001082．979．67．6l13．41对上述数据进行过滤，任意两个样例，只要其属性值相同就认为是不可区分的，即利用所选择的属性和值可能不能区分所有的样例。经过对表5．7中数据的分析，4个候选船型的属性日4、口5的值相同，如果根据这2个属性进行决策，对4个方案的优劣将无法判断。约筒后决策属性减少为12个。依据约简后的数据形成目标特征值矩阵如下：B(1，1)=lO．58．98．38．2522．844．520．620．82021．6 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究B(1，2)=0．230．220．200．184068．53979．63731．22464．515201645175018703．84．14．44．7820110018002200373．4472．6841．21082．913．024．541．779．6B(，，3)=l：三：三弓：91．．2327。98．．6，；，73．．641，I。这里以口8必要运费率，口9投资回收期，aio船舶造价，a11年燃润料费，012年管理费，a13单位碳排量，a14船舶能效设计指数越小越好为目标。将上述目标特征值矩阵转化为相对隶属度矩阵如下。R(1，1)=0．4930．9850．8630O1O0．4260．4290．4220．5710．5590．5390．4990．44000．9550．79000．5300．5210．5030．470R(1，2)=10．5120．5300．5030．4580．4540．410．4200．5460．5530．5000．4470．4630．5560．4430．5650．576，、IO．6500．5400．5450．440IRfl，3i=IP7lO．5560．5400．450O．540I。接下来是进行第一层各单元的计算，这里逐个进行计算。以第二个单元为例，通过专家调查发对各指标向量赋权值，权重向量为形=fo．052，0．052，0．166，0．158，0．158，0．256，0．158)T。取c=5，得到各指标相对隶属度矩阵，s=(1．0，0．75，0．5，0．25，0)。 第5章实例分析于是可以得到第二个单元系统对于各方案归属于各个级别相对隶属度矩阵：lO．62810．35340．05290．0156I10．21850．50010．07150．1279lU(1，21=10．03150．09660．77530．1623I，’，Ilo10．11400．03340．05140．0178I10．00790．O1650．04890．6764l同理可得，u(1，3=04800．568611070．291953710．083217980．036312450．02000．36520．02010．46600．03610．10680．08160．04090．27800．021l0．5841第二层三个单元系统的权重向量为W--(0．179，0．394，0．427)。可得0．11170．00040．17600．38770．01450．20090．42520．0019U’=10．19790．04930．11960．0449O．1901O．01520．00210．00040．00540．00185．3船型方案优选结果分析0．11160．6209当c=5时，级别特征值向量Ⅳ+=(W，恁，礞，h4)--(2．2315，1．7462，1．0347，1．3182)，-S4-¨叫—q_弋引l引--¨Ⅵ794Z6卯明舛蛇拍吆鹏刀凹舵粼啪淞鲫崂地∞乃瞄mC0OC；0"8636r7l一5㈨一一一蝴92026 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究由此，得出船型方案排序结果是省<缮<绣<砰即第三个候选方案为最优船型方案。即在武汉港到上海洋山港的航线上，由长江轮船公司工程研究设计院设计制造并推广的300箱．II型[CJB(2009)J300．II】为最优船型选择方案。模型求解以经济性指标中的必要运费率，投资回收期，船舶造价，年燃润料费，年管理费以及节能环保性指标单位碳排量，船舶能效设计指数越小越好为目标。比较优选排序前两个方案，即第3和第4船型方案，两者节能环保性效果均为良好。而在单位碳排量和船舶能效设计指数相差不大的情况下，第3船型方案具有更低的运营成本和更好的投资效果。因而，在船舶主尺度技术上可行、经济效果良好并且满足节能环保的要求下，第3船型方案为最优方案。 第6章结论与展望本文在长江干线集装箱航运市场迅速发展的背景下，在规范长江航运市场的船型标准化发展趋势下，建立了船型选择指标体系。并且以此为基础，构建了船型方案的多目标多层次模糊优选模型。其中，以技术经济性指标和节能环保指标为目标，对其相关评价指标运用构建的模型进行了综合模糊优选。根据推进长江船型标准化工程的需要，在已经发布的标准化集装箱船型主尺度系列中选择候选船型，并以典型航线武汉到洋山港为例试验数据，运用模型进行求解。最后得出300箱一II型【CJB(2009)J300-tI】在此航线上在船舶主尺度技术上可行、经济效果良好并且满足节能环保的要求下为最优船型方案。对于长江干线集装箱运输船舶在标准化发展过程中存在的问题，提出以下改进建议：(1)目前长江干线集装箱船型杂乱，多为老旧船舶，集装箱专业化程度低。船舶的总体技术水平比较低，存在很多安全隐患。建议有长期投资意愿的航运企业提高自有集装箱船舶专业化程度。这样既符合船型标准化趋势，又能提高船舶运营过程中的安全性。(2)在船舶营运的安全性的基础上为了追求更好的投资效果和更低的营运成本。长江集装箱航运企业应明析集装箱货源，淘汰老旧船舶积极改善自有船队结构。对于集装箱运输航线选择合理船型，提供稳定的专业化服务。这样才能降低船舶运输成本，获得长期的、良好的经济效益。(3)长江干线集装箱船舶标准化程度低还表现在船舶运营能耗相对较高。应转变发展方式，打造绿色航运，积极降低集装箱运输燃油单耗。在追求经济效益的的同时兼顾节能减排效益。具体体现在优化自有船型，采用超大方形系数、优化船舶吃水、提高稳定性等措施提升装载能力，优化船速，降低单位燃油消耗；积极采用节能主机，降低主机油耗率等。在船舶经营者看来，船型的选择往往都要受到一些客观因素的限制，比如说码头装卸设备、港口泊位水深、航道、船舶自身属性等等。因此，仅仅根据运输成本的大小，并不能决定最佳的船型，只有综合考虑多项客观因素，才能获取最 长江干线集装箱运输市场及船型问题研究大的利益。在影响因素方面本文存在不足之处需要改进。在选取船型评价指标时，降低了对技术性方面的重视程度，只考虑了船型尺度以及相关方面的影响因素。未考虑稳性、振动性、操纵性等更加专业化的因素。另外由于目前在航的船型都没有针对生活污水和油污进行专门处理的设施，大多都是直接排放的内流河中，这边对内流河域的水况造成了严重的污染。以及船舶在航行时产生的噪音，对沿岸的居民的生产和生活都造成了严重的影响。这些影响因素也并未加入节能环保性指标。本文是顺应长江干线集装箱船舶的船型标准化进程，以实现内河航运的可持续发展为目标。推广标准化的船舶，可以降低船舶运输成本，并且提高整个内河航运市场的竞争力。通过技术的不断革新并且优化船舶的结构，这样既减少了运输中的风险程度，又减少了船舶对内流河域的污染程度。 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长江干线集装箱运输市场及船型问题研究致谢在这论文完成之际，首先要感谢的就是我敬爱的肖青老师，在论文选题和写作阶段给了我很大的帮助。在论文写作的过程中经常指导我论文中出现的各种问题，以便于我能够及时作出修改。肖老师学术严谨，为人谦和，让我的研究生生活过得充实而快乐。其实，更让我敬佩的是老师的学术知识，老师渊博的学术知识和谦和的人生态度让我在学习生活期间受益匪浅。在我论文写作的过程中，还要深深感谢帮助过我的朋友，在我论文遇到瓶颈时帮助我一起探讨，一起研究，给我思路上的启发和帮助。正因为有了她们的帮助我的论文才能如期完成。最后，在我的研究生活学习中，众多的老师，以及我的师兄师姐，同学、朋友，家人给我很多帮助和支持，在此我向他们表示深深的谢意。'