基于AHP—TOPSIS的水運(yùn)競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)

李清+王夢(mèng)月+姜磊

【摘 要】 為比較水運(yùn)在綜合運(yùn)輸體系中的優(yōu)勢(shì)，提出綜合運(yùn)輸體系發(fā)展的表征指標(biāo)，構(gòu)建綜合運(yùn)輸體系比較優(yōu)勢(shì)定量分析的AHP-TOPSIS組合評(píng)價(jià)模型。通過(guò)實(shí)例分析驗(yàn)證，水運(yùn)在綜合運(yùn)輸體系中具備相對(duì)優(yōu)勢(shì)，并提出發(fā)揮水運(yùn)在綜合運(yùn)輸體系中優(yōu)勢(shì)的相關(guān)建議：完備水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；加快綜合物流體系建設(shè)；加強(qiáng)綠色水運(yùn)發(fā)展；加強(qiáng)船型優(yōu)化論證。

【關(guān)鍵詞】 AHP-TOPSIS評(píng)價(jià)法；綜合運(yùn)輸；公路；鐵路；水運(yùn)；比較優(yōu)勢(shì)

0 引 言

水路運(yùn)輸憑借其運(yùn)量大、運(yùn)價(jià)低等特點(diǎn)在綜合運(yùn)輸體系中占據(jù)著十分重要的位置。根據(jù)《2014年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，水路運(yùn)輸能源消耗僅為公路運(yùn)輸能源消耗的1/7。[1] 隨著國(guó)家愈發(fā)重視“綠色化”和生態(tài)文明建設(shè)，水路運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢(shì)將更加明顯。

在目前的評(píng)價(jià)方法中，層次分析法（AHP）和優(yōu)劣解距離法（TOPSIS）的運(yùn)用日益廣泛，其中：AHP可分層計(jì)算，減少主觀定權(quán)存在的偏差；TOPSIS可充分利用數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的優(yōu)劣進(jìn)行排序。本文運(yùn)用AHP-TOPSIS組合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)運(yùn)輸方式的競(jìng)爭(zhēng)力，以避免單純采用AHP評(píng)價(jià)而導(dǎo)致的主觀性，充分利用原有數(shù)據(jù)，遵循實(shí)際情況，根據(jù)每種運(yùn)輸方式的優(yōu)劣度進(jìn)行排序，使計(jì)算更合理，結(jié)果更清晰。

1.1 影響因素分析

為了科學(xué)、合理地評(píng)價(jià)運(yùn)輸方式的競(jìng)爭(zhēng)力，本文根據(jù)各種運(yùn)輸方式的特點(diǎn)，分析影響運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力的主要因素，歸納為經(jīng)濟(jì)性、快捷性和環(huán)保性等3種因素，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出多層次的運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。采用AHP-TOPSIS綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行測(cè)算，確定最優(yōu)運(yùn)輸方式。

1.1.1 經(jīng)濟(jì)性因素

經(jīng)濟(jì)是影響運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，運(yùn)輸方式的優(yōu)劣在很大程度上是通過(guò)產(chǎn)生利益的多少等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)來(lái)衡量的。影響運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力的經(jīng)濟(jì)性因素很多，本文選取了實(shí)際貨運(yùn)量、運(yùn)輸距離、單位運(yùn)費(fèi)、每千瓦載量等作為經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.1.2 快捷性因素

與低值貨物相比，高值貨物在運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)運(yùn)輸時(shí)間的要求相對(duì)較高。本文選取總運(yùn)輸耗時(shí)以及運(yùn)輸速度作為快捷性評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.1.3 環(huán)保性因素

隨著近幾年北方霧霾天出現(xiàn)頻率的增多，人們愈發(fā)重視環(huán)境保護(hù)，節(jié)能環(huán)保型的運(yùn)輸方式成為未來(lái)綜合運(yùn)輸體系發(fā)展的主要趨勢(shì)，環(huán)保性因素成為影響運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。本文選取運(yùn)輸方式能源消耗量以及污染物排放量作為環(huán)保性指標(biāo)，其中，污染物排放量分別選取了燃油消耗總量、單位貨物周轉(zhuǎn)量二氧化碳（CO2）排放量、單位貨物周轉(zhuǎn)量二氧化硫（SO2）排放量、單位貨物周轉(zhuǎn)量氮氧化物（NOx）排放量作為具體指標(biāo)。

1.2 指標(biāo)體系構(gòu)建

本文將運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)成分為兩個(gè)層次（見(jiàn)圖1）：第一層是基本準(zhǔn)則，包括經(jīng)濟(jì)性、快捷性和環(huán)保性等3個(gè)方面；第二層為具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

在圖1中，正、逆代表指標(biāo)性質(zhì)。正指標(biāo)表示指標(biāo)值越大，該運(yùn)輸方式越具有優(yōu)勢(shì)；逆指標(biāo)表示指標(biāo)值越小，該運(yùn)輸方式越具有優(yōu)勢(shì)。

假設(shè)各運(yùn)輸方式在營(yíng)運(yùn)時(shí)間內(nèi)一直處于運(yùn)輸狀態(tài)，其相應(yīng)的指標(biāo)計(jì)算方法如下：

（1）經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

實(shí)際貨運(yùn)量=設(shè)計(jì)裝載量 €？裝載率

每千瓦載量=實(shí)際貨運(yùn)量 / 主機(jī)功率

（2）快捷性指標(biāo)

各運(yùn)輸方式總運(yùn)輸耗時(shí)=在途時(shí)間 + 2 €？（各運(yùn)輸方式實(shí)際貨運(yùn)量/各運(yùn)輸方式裝卸效率）

（3）環(huán)保性指標(biāo)

燃油消耗量=燃油消耗率 €？主機(jī)功率 €？運(yùn)輸耗時(shí)

單位貨物周轉(zhuǎn)量CO2排放量=B €？€%`1/貨物周轉(zhuǎn)量

單位貨物周轉(zhuǎn)量SO2排放量=2 000 €？B €？S €？（1€Ha€%`2） / 貨物周轉(zhuǎn)量

單位貨物周轉(zhuǎn)量NOx排放量=NOx排放系數(shù)€字骰β蕗自聳浜氖？貨物周轉(zhuǎn)量

式中：B為耗油量，t； €%`1為碳排放系數(shù)，kg/t； S為燃油含硫量，%； €%`2為脫硫效率，%；公路、鐵路貨物運(yùn)輸NOx排放系數(shù)參考值為3.5 g/kW€穐，水路貨物運(yùn)輸NOx排放系數(shù)參考值為7.7 g/kW€穐。

2.1 權(quán)重的確定

本文以AHP確定交通運(yùn)輸方式各指標(biāo)權(quán)重。具體步驟如下：

（1）建立各運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型；

（2）根據(jù)比例標(biāo)度（見(jiàn)表1）構(gòu)造判斷矩陣；

（3）計(jì)算相對(duì)權(quán)重，包括二級(jí)指標(biāo)（實(shí)際貨運(yùn)量、運(yùn)輸距離、單位運(yùn)量等）相對(duì)于一級(jí)指標(biāo)（經(jīng)濟(jì)性、快捷性、環(huán)保性）以及目標(biāo)層的權(quán)重；

（4）一致性檢驗(yàn)包括： ①一致性指標(biāo) [CI= （€%dmax€Han）/（n€Ha1）]；②隨機(jī)一致性指標(biāo)（RI）；③一致性比率指標(biāo)（CR=CI / RI，當(dāng)CR<0.10時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣的一致性可以接受）。

2.2 運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力TOPSIS模型求解步驟

（1）設(shè)有m種運(yùn)輸方式（公路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸以及鐵路運(yùn)輸），n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)（實(shí)際貨運(yùn)量、運(yùn)輸距離、單位運(yùn)量等）[2]，專(zhuān)家對(duì)其中第i種運(yùn)輸方式的第j個(gè)指標(biāo)的評(píng)估值為xij，則構(gòu)造初始判斷矩陣V。

（2）鑒于各個(gè)指標(biāo)的量綱可能不同，需要對(duì)決策矩陣進(jìn)行歸一化處理，采用公式：x'ij=xij /，i=1，2，…，m； j=1，2，…，n。

（3）計(jì)算權(quán)重矩陣 €%r，得到加權(quán)判斷矩陣Z=V'€%r。

（4）根據(jù)加權(quán)判斷矩陣獲取評(píng)估目標(biāo)的正負(fù)理想解：正理想解為 ；負(fù)理想解為 。

式中：j*為正向指標(biāo)，即望大型指標(biāo)，如實(shí)際貨運(yùn)量等；j'為逆向指標(biāo)，即望小型指標(biāo)，如運(yùn)輸距離等。

（5）計(jì)算各目標(biāo)值與理想值之間的歐氏距離：

=， j=1，2，…，n

=， j=1，2，…，n

（6）計(jì)算各種運(yùn)輸方式的相對(duì)貼近度：

= / （ + ）， i=1，2，…，m

（7）依照相對(duì)貼近度的大小對(duì)各運(yùn)輸方式進(jìn)行排序，選出最具優(yōu)勢(shì)的運(yùn)輸方式。

本文中的TOPSIS模型指標(biāo)即為各運(yùn)輸方式的實(shí)際指標(biāo)值，根據(jù)指標(biāo)的望大望小性質(zhì)和計(jì)算值確定正理想解和負(fù)理想解，最終對(duì)計(jì)算出的各運(yùn)輸方式貼近度進(jìn)行比較。

3 實(shí)例分析

3.1 樣本選取

假設(shè)運(yùn)輸工具在營(yíng)運(yùn)時(shí)間內(nèi)一直處于運(yùn)輸狀態(tài)，選取長(zhǎng)途低值貨物運(yùn)輸、長(zhǎng)途高值貨物運(yùn)輸、短途低值貨物運(yùn)輸、短途高值貨物運(yùn)輸?shù)?種情況對(duì)3種運(yùn)輸方式進(jìn)行對(duì)比，其中：長(zhǎng)途選取重慶―南京，短途選取南京―上海；低值貨物（如煤炭類(lèi)大宗散貨）在水路運(yùn)輸方式中選取內(nèi)河干散貨船運(yùn)輸，對(duì)運(yùn)輸時(shí)效要求不高，高值貨物選取集裝箱船運(yùn)輸，對(duì)運(yùn)輸時(shí)效要求較高。

3.2 運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)計(jì)算

低值貨物運(yùn)輸方式的選取分別為水路運(yùn)輸采用典型的噸級(jí)干散貨船、公路運(yùn)輸采用載質(zhì)量為20～25 t的最常用卡車(chē)、鐵路運(yùn)輸采用共65節(jié)車(chē)廂（單節(jié)車(chē)廂為60 t）的典型貨運(yùn)列車(chē)；高值貨物公路及鐵路運(yùn)輸選取的運(yùn)輸工具不變，水路運(yùn)輸改為330 TEU集裝箱船。根據(jù)《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》等文件，計(jì)算4種運(yùn)輸情況下3種不同運(yùn)輸方式的競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)（見(jiàn)表2）。

3.3 運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)權(quán)重的確定

根據(jù)人們往往對(duì)運(yùn)輸高價(jià)值貨物的運(yùn)輸時(shí)間要求較高、對(duì)低價(jià)值貨物的運(yùn)費(fèi)要求較高這一特征，通過(guò)專(zhuān)家打分的方法分別確定運(yùn)輸?shù)椭地浳锖透咧地浳锔髯韵鄬?duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重。

3.3.1 低值貨物運(yùn)輸指標(biāo)權(quán)重的確定（長(zhǎng)途低值、短途低值）

（1）低值貨物運(yùn)輸中一級(jí)指標(biāo)對(duì)于目標(biāo)層權(quán)重的確定（見(jiàn)表3）。

（2）低值貨物運(yùn)輸中二級(jí)指標(biāo)對(duì)于一級(jí)指標(biāo)權(quán)重的確定（見(jiàn)表4，表5，表6）。

3.3.2 高值貨物運(yùn)輸指標(biāo)權(quán)重的確定（長(zhǎng)途高值、短途高值）

（1）高值貨物運(yùn)輸中一級(jí)指標(biāo)對(duì)于目標(biāo)層權(quán)重的確定（見(jiàn)表7）。

（2）高值貨物運(yùn)輸中二級(jí)指標(biāo)對(duì)于一級(jí)指標(biāo)權(quán)重的確定（同低值貨物運(yùn)輸）。

3.3.3 權(quán)重計(jì)算

計(jì)算所得各級(jí)指標(biāo)權(quán)重，見(jiàn)表8。權(quán)重計(jì)算均通過(guò)一致性檢驗(yàn)。

3.4 運(yùn)輸方式競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)

根據(jù)所確定的3種運(yùn)輸方式指標(biāo)值、TOPSIS模型運(yùn)算過(guò)程及各運(yùn)輸方式的綜合評(píng)價(jià)，得出3種運(yùn)輸方式的貼近度（見(jiàn)表9）。

3.5 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

經(jīng)過(guò)建模定量分析，得出如下結(jié)論：（1）長(zhǎng)途低值貨物運(yùn)輸貼近度結(jié)果為水路>鐵路>公路，水路最具優(yōu)勢(shì)；（2）長(zhǎng)途高值貨物運(yùn)輸貼近度結(jié)果為鐵路>公路>水路，鐵路最具優(yōu)勢(shì)；（3）短途低值貨物運(yùn)輸貼近度結(jié)果為水路>鐵路>公路，水路最具優(yōu)勢(shì)；（4）短途高值貨物運(yùn)輸貼近度結(jié)果為公路>鐵路>水路，公路最具優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)指標(biāo)計(jì)算，可知水運(yùn)優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

（1）運(yùn)量大。相比于其他兩種方式，水運(yùn)方式可以運(yùn)載大量的貨物，這與運(yùn)輸工具的技術(shù)特點(diǎn)有關(guān)，也是水路運(yùn)輸最大的優(yōu)勢(shì)所在。

（2）運(yùn)價(jià)低。由于水路運(yùn)輸一次可運(yùn)送大量的貨物，且運(yùn)輸成本較低，因而水路運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)價(jià)較低，對(duì)運(yùn)輸時(shí)效性沒(méi)有太高要求的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，更傾向于選擇水路運(yùn)輸。

（3）綠色化。一般情況下，水路運(yùn)輸單位貨物周轉(zhuǎn)量的CO2和SO2的排放量最少，NOx排放量在長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)也相對(duì)較少，這正符合當(dāng)前建設(shè)低碳型社會(huì)的時(shí)代趨勢(shì)。

4 發(fā)揮綜合運(yùn)輸體系中水運(yùn)優(yōu)勢(shì)的建議

4.1 完備水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

基礎(chǔ)設(shè)施作為水運(yùn)系統(tǒng)的重要組成部分，是水運(yùn)系統(tǒng)的技術(shù)保障，缺少或者不完備的基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)導(dǎo)致水運(yùn)系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。加強(qiáng)我國(guó)水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，優(yōu)化交通基礎(chǔ)設(shè)施布局，合理利用現(xiàn)有資源，完善碼頭、內(nèi)河航道等相關(guān)設(shè)施建設(shè)，可穩(wěn)步推進(jìn)船舶大型化、現(xiàn)代化發(fā)展，從而加快我國(guó)內(nèi)河航運(yùn)發(fā)展，發(fā)揮水運(yùn)優(yōu)勢(shì)。

4.2 加快綜合物流體系建設(shè)

加快建立綜合運(yùn)輸體系建設(shè)，在優(yōu)化水路運(yùn)輸組織的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮各種運(yùn)輸方式的比較優(yōu)勢(shì)和組合效益；加強(qiáng)運(yùn)輸服務(wù)銜接，統(tǒng)籌完善一體化運(yùn)輸發(fā)展的聯(lián)運(yùn)服務(wù)。加強(qiáng)綜合運(yùn)輸管理銜接，整合各種運(yùn)輸方式信息資源和各種運(yùn)輸方式的運(yùn)力資源，提高運(yùn)輸效率。

4.3 促進(jìn)綠色水運(yùn)發(fā)展

近幾年，我國(guó)環(huán)境每況愈下，諸多城市冬季頻繁出現(xiàn)霧霾天氣，人們愈發(fā)重視環(huán)境保護(hù)，利用綠色清潔能源（如LNG燃料）的節(jié)能環(huán)保型運(yùn)輸方式成為綜合運(yùn)輸體系未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)。大力推進(jìn)船舶清潔能源的應(yīng)用和節(jié)能減排工作，可促使水運(yùn)進(jìn)一步綠色化，從而發(fā)揮在綜合運(yùn)輸系統(tǒng)中的比較優(yōu)勢(shì)。

4.4 加強(qiáng)船型優(yōu)化論證

進(jìn)一步加強(qiáng)船型的研發(fā)和優(yōu)化論證，根據(jù)貨物類(lèi)型、航道等級(jí)、港口規(guī)模、運(yùn)距長(zhǎng)短等因素，研發(fā)適合我國(guó)航道、碼頭的高效船型和船隊(duì)（如江海直達(dá)船型等），實(shí)現(xiàn)更高的水運(yùn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 交通運(yùn)輸部.2014年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)[EB/OL].（2015-04-30）[2015-12-01] http：//www.moc.gov.cn/zfxxgk/bnssj/zhghs/201504/t20150430_1810598.html.

[2] 匡海波，陳樹(shù)文.基于熵權(quán)TOPSIS的港口綜合競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)模型研究與實(shí)證[J].科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理，2007（10）：157-162.