巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建對(duì)中美集裝箱運(yùn)輸路徑選擇的影響

曾慶成， 吳 凱， 孫祥君

(1.大連海事大學(xué) 交通運(yùn)輸管理學(xué)院，遼寧 大連 116026；2. 大連港集團(tuán)有限公司，遼寧 大連 116004)

巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建對(duì)中美集裝箱運(yùn)輸路徑選擇的影響

曾慶成1， 吳 凱1， 孫祥君2

(1.大連海事大學(xué) 交通運(yùn)輸管理學(xué)院，遼寧 大連 116026；2. 大連港集團(tuán)有限公司，遼寧 大連 116004)

巴拿馬運(yùn)河的擴(kuò)建將對(duì)集裝箱海運(yùn)航線網(wǎng)絡(luò)、港口布局及船舶結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，推動(dòng)全球海運(yùn)格局的演變。對(duì)此，在分析中美航線集裝箱貿(mào)易運(yùn)輸現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)比巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建前后中美集裝箱運(yùn)輸不同路徑的運(yùn)輸時(shí)間和運(yùn)輸成本。利用路徑選擇模型分析巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建后集裝箱貨流分布的變化，分析中美集裝箱航線網(wǎng)絡(luò)格局可能的變化，為相關(guān)主體應(yīng)對(duì)巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建提供決策依據(jù)。

水路運(yùn)輸;巴拿馬運(yùn)河；中美貿(mào)易；集裝箱運(yùn)輸；路徑選擇模型

Abstract: The Panama Canal expansion will promote the evolution of global shipping pattern, and have a far-reaching influence on the container shipping route network, port layout, ship structure, and so on. The current situation of Sino-US trade and transport routes of the containers is analyzed, and Sino-US container shipping transportation time and cost of different paths before and after the Panama Canal expansion is compared. It also analyzes the changes of container cargo flow distribution after the Panama Canal expansion by the route choice model, and the possible changes in the pattern of the container route network. The decision basis for the related subjects is provided responding to the Panama Canal expansion.

Keywords: waterway transportation; Panama Canal; Sino-US trade; container transport; route choice model

巴拿馬運(yùn)河是世界上最重要的航運(yùn)通道之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球近5%的貨物貿(mào)易是通過(guò)巴拿馬運(yùn)河完成的，其中88%是美國(guó)與亞洲地區(qū)的貿(mào)易貨物，而與我國(guó)有關(guān)的占38%并在持續(xù)增長(zhǎng)中。受船閘級(jí)數(shù)參數(shù)和水深的限制，目前能通過(guò)該運(yùn)河的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱船舶的載箱量為3 500～4 000 TEU。

隨著船舶逐漸朝大型化方向發(fā)展及全球貿(mào)易持續(xù)增長(zhǎng)，巴拿馬運(yùn)河現(xiàn)有的通航條件已不能滿(mǎn)足需求。例如，截至2011年底，全球超巴拿馬型及該規(guī)模以上的952艘集裝箱船中有約47%無(wú)法通過(guò)該運(yùn)河。為提高巴拿馬運(yùn)河的通航能力，當(dāng)?shù)卣?006年提出運(yùn)河擴(kuò)建計(jì)劃，新擴(kuò)建的運(yùn)河最大能通過(guò)載箱量為12 000 TEU的集裝箱船舶。[1-3]

巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建將對(duì)全球集裝箱航線的布局產(chǎn)生重要影響，特別是我國(guó)和美國(guó)是該運(yùn)河的主要用戶(hù)，其擴(kuò)建將直接影響我國(guó)和美國(guó)集裝箱運(yùn)輸路徑選擇、船舶構(gòu)成及港口選擇，影響班輪公司的航線設(shè)計(jì)及運(yùn)營(yíng)。因此，分析這些影響是航運(yùn)企業(yè)及港航管理部門(mén)關(guān)注的熱點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者已針對(duì)該問(wèn)題開(kāi)展大量研究。FRANICISCO等[4]分析巴拿馬運(yùn)河運(yùn)營(yíng)以來(lái)形成的法律法規(guī)及管理狀況等；BENFIELD等[5]及GRAHAM等[6]則從技術(shù)層面(如地理信息、溫度變化等)探討運(yùn)河的管理情況和運(yùn)營(yíng)能力。國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者從定性角度分析巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建對(duì)國(guó)際貿(mào)易、班輪運(yùn)輸及航運(yùn)的影響。例如：陳繼紅等[7]分析巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建對(duì)國(guó)際集裝箱海運(yùn)格局的影響；文若梅[8]分析巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建對(duì)世界貿(mào)易的影響；蔡梅江[9]及劉成軍等[10]分析巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建后對(duì)航運(yùn)的影響，提出我國(guó)的機(jī)遇和相應(yīng)的發(fā)展策略。

這里基于對(duì)中美集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)特征及運(yùn)輸時(shí)間和成本的分析，利用路徑選擇模型計(jì)算巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建前后的貨流分布，分析擴(kuò)建后中美集裝箱航線網(wǎng)絡(luò)格局的變化，提出港航企業(yè)響應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略。

1 中美航線集裝箱貿(mào)易運(yùn)輸現(xiàn)狀分析

近年來(lái)，美國(guó)的前五大集裝箱貿(mào)易伙伴都位于亞洲：我國(guó)是其最重要的集裝箱貿(mào)易伙伴，據(jù)JOC(Journal Of Commerce)統(tǒng)計(jì)，2012年我國(guó)與美國(guó)的集裝箱貿(mào)易量為1 090萬(wàn)TEU，約占其集裝箱貿(mào)易總量的36.4%，同比增長(zhǎng)2.6%，相較全球經(jīng)濟(jì)衰退前的2008年更是大增8%；緊隨我國(guó)之后的是日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)和中國(guó)香港地區(qū)。這五大貿(mào)易伙伴的貿(mào)易總量占美國(guó)集裝箱貿(mào)易量的52.2%，同比微升0.7%，相較2008年增長(zhǎng)3.6%。

目前亞洲出口的集裝箱貨物通常由美國(guó)鐵路和公路從美國(guó)西岸轉(zhuǎn)運(yùn)到東海岸，或由8 000 TEU以上大型船舶通過(guò)蘇伊士運(yùn)河運(yùn)到東海岸。巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建后，雖然通行費(fèi)可能會(huì)提高，但美國(guó)西海岸港口的擁堵，加上當(dāng)前其鐵路承運(yùn)公司持續(xù)承受燃料、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用不斷上漲的壓力，使得亞洲與美東地區(qū)的集裝箱貿(mào)易轉(zhuǎn)為經(jīng)過(guò)巴拿馬運(yùn)河的全水路成為優(yōu)先選擇。巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建后可容納更大的船舶。船舶大型化的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)將改變大量貨物由太平洋西岸通過(guò)鐵路運(yùn)達(dá)美國(guó)東岸或取道蘇伊士運(yùn)河經(jīng)地中海過(guò)大西洋運(yùn)達(dá)美國(guó)東岸的格局。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1我國(guó)到美東不同路徑運(yùn)輸時(shí)間及成本

巴拿馬運(yùn)河的擴(kuò)建將對(duì)我國(guó)到美東地區(qū)的集裝箱運(yùn)輸路徑選擇產(chǎn)生較大影響。目前我國(guó)到美東地區(qū)的集裝箱運(yùn)輸航線主要有4種：我國(guó)過(guò)巴拿馬運(yùn)河到美東、我國(guó)經(jīng)蘇伊士運(yùn)河到美東、我國(guó)先到美西再到美東(海鐵聯(lián)運(yùn))及我國(guó)先到美西再到美東(干支線船運(yùn)輸)。這里根據(jù)實(shí)際情況把不同航線船型參數(shù)設(shè)置如下。

1) 把上海港作為我國(guó)沿海港口的代表，同時(shí)把美國(guó)長(zhǎng)灘港、休斯頓港及紐約港分別作為美西海岸港口、美國(guó)墨西哥灣沿岸及美東海岸港口的代表。

2) 假設(shè)從上海港到長(zhǎng)灘港的集裝箱船載箱量為8 000 TEU，從上海港經(jīng)蘇伊士運(yùn)河到紐約港和休斯頓港的集裝箱船載箱量為8 000 TEU。在巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建之前，運(yùn)河可通過(guò)4 000 TEU載箱量的集裝箱船，而擴(kuò)建之后可通過(guò)8 000 TEU載箱量的集裝箱船。

由于中美航線集裝箱船的平均艙位利用率常年保持在90%以上，且近年來(lái)兩國(guó)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系日益密切，經(jīng)貿(mào)關(guān)系保持穩(wěn)定發(fā)展勢(shì)頭，集裝箱貿(mào)易運(yùn)輸市場(chǎng)發(fā)展前景良好，因此為方便計(jì)算與比較，基于船舶滿(mǎn)載工況進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算集裝箱運(yùn)輸時(shí)間及成本時(shí)，搜集資料得到的具體集裝箱運(yùn)輸相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1～表3。

表1 集裝箱運(yùn)輸相關(guān)數(shù)據(jù)(1)

表2 集裝箱運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)(2)

表3 集裝箱運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)(3)

根據(jù)上述實(shí)際數(shù)據(jù)，在進(jìn)行上海港到美國(guó)東海岸休斯頓港和紐約港的路徑選擇時(shí)得出以下結(jié)果(見(jiàn)表4和表5)。

表4 上海到休斯頓的運(yùn)輸時(shí)間和成本

表5 上海到紐約的運(yùn)輸時(shí)間和成本

從表4和表5中可看出，巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建后，8 000 TEU集裝箱船過(guò)巴拿馬運(yùn)河具有絕對(duì)的單箱成本優(yōu)勢(shì)，而單箱均天成本僅次于8 000 TEU集裝箱船過(guò)蘇伊士運(yùn)河，但8 000 TEU集裝箱船過(guò)蘇伊士運(yùn)河運(yùn)輸時(shí)間太長(zhǎng)，同時(shí)到長(zhǎng)灘后再用火車(chē)陸運(yùn)的海鐵聯(lián)運(yùn)的單箱均天成本較高。綜合考慮時(shí)間和成本因素，8 000 TEU集裝箱船過(guò)巴拿馬運(yùn)河具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

2.2我國(guó)到美東運(yùn)輸路徑的選擇分析

路徑方式選擇是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，需綜合考慮多方面的因素。在一般情況下，當(dāng)有m種運(yùn)輸方式可供選擇時(shí)，選擇一種特定模式的可能性(比如模式i)取決于各種運(yùn)輸模式之間的運(yùn)輸成本、運(yùn)輸時(shí)間及其他方面的比較(比如運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量、貨物價(jià)值、是否是危險(xiǎn)品及是否是緊急貨物等)。

選擇運(yùn)輸模式i的可能性與觀察到的選擇該運(yùn)輸模式的相對(duì)頻率或該運(yùn)輸模式的市場(chǎng)份額大體上相同。目前最為簡(jiǎn)單且使用最為廣泛的路徑選擇模型是Logit離散選擇模型。Logit公式[11]是通過(guò)對(duì)選擇概率的特性進(jìn)行假設(shè)推導(dǎo)出的,具體計(jì)算式為

(1)

式(1)中：xi為路徑選擇概率；λ為常數(shù)，約取值10-3；ci為廣義成本，ci=pi+kti;k為反映時(shí)間相對(duì)成本的價(jià)值常數(shù)；pi為運(yùn)輸模式i的運(yùn)輸成本；ti為運(yùn)輸模式i的運(yùn)輸時(shí)間。

把上述模型拓展到多種運(yùn)輸模式或路徑間的概率選擇，模型為

(2)

式(2)中的參數(shù)設(shè)置同式(1)。同時(shí)，在不同路徑間作出選擇時(shí)，只考慮運(yùn)輸時(shí)間及運(yùn)輸成本因素。

根據(jù)上述方法，計(jì)算出巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建前后上海港到休斯頓港不同路徑的選擇概率，結(jié)果見(jiàn)表6。同理，計(jì)算出巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建前后上海港到紐約港的不同路徑選擇概率，結(jié)果見(jiàn)表7。計(jì)算中，λ取3×10-3，k取6.85；參考資料為“Northern Sea Route Effect on Model Shiff & Modal Choice”，由于兩者的海運(yùn)情境具有很大相似度，因此認(rèn)為該資料的參數(shù)設(shè)定在這里具有同樣的適用性。

表6 巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建前后上海到休斯敦路徑選擇概率

表7 巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建前后上海到紐約不同路徑選擇概率

結(jié)果表明，我國(guó)到美東沿海港口的集裝箱運(yùn)輸不同路徑中，選擇過(guò)巴拿馬運(yùn)河的概率最大，而巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建后，通過(guò)該運(yùn)河的運(yùn)輸路徑概率會(huì)進(jìn)一步提高，其他運(yùn)輸路徑的選擇概率相對(duì)降低，這與不同路徑集裝箱運(yùn)輸?shù)膹V義成本相符合。

2.3我國(guó)與美國(guó)內(nèi)陸地區(qū)運(yùn)輸路徑的選擇分析

巴拿馬運(yùn)河的擴(kuò)建不僅會(huì)對(duì)美東海岸港口與我國(guó)的集裝箱運(yùn)輸路徑選擇產(chǎn)生重要影響，而且也會(huì)對(duì)美國(guó)內(nèi)陸地區(qū)與我國(guó)的集裝箱運(yùn)輸產(chǎn)生較大影響，海鐵聯(lián)運(yùn)究竟是選擇美國(guó)東海岸還是美國(guó)西海岸將取決于海運(yùn)運(yùn)費(fèi)與鐵路運(yùn)費(fèi)的總和。

通過(guò)搜集整理美國(guó)主要港口城市及內(nèi)陸城市進(jìn)口集裝箱的市場(chǎng)份額，可知其內(nèi)陸城市中芝加哥的占有率最大(見(jiàn)圖1，數(shù)據(jù)來(lái)源于“美國(guó)進(jìn)口集裝箱的最佳網(wǎng)絡(luò)流量”)。因此，將芝加哥作為內(nèi)陸城市的代表，計(jì)算不同路徑到達(dá)芝加哥的時(shí)間和成本及各種路徑的選擇概率，以此分析巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建對(duì)我國(guó)到芝加哥集裝箱運(yùn)輸路徑選擇的影響。

圖1 美國(guó)主要城市的進(jìn)口集裝箱的市場(chǎng)份額

在從上海到芝加哥的所有運(yùn)輸路徑中，以4 000 TEU集裝箱船過(guò)巴拿馬運(yùn)河到紐約再陸運(yùn)到芝加哥為基準(zhǔn)，分別用上海到芝加哥的其他不同運(yùn)輸路徑的總時(shí)間及單箱成本與基準(zhǔn)作比較(見(jiàn)圖2)。

圖2 上海到芝加哥不同運(yùn)輸路徑的時(shí)間及成本

由圖2可知，從上海到芝加哥的所有運(yùn)輸路徑中，8 000 TEU集箱裝船到長(zhǎng)灘港再陸運(yùn)至芝加哥的時(shí)間相對(duì)其他運(yùn)輸路徑較短，單箱單航次成本也相對(duì)較少；此外，過(guò)巴拿馬運(yùn)河到休斯頓或紐約再陸運(yùn)到芝加哥的單箱單航次成本和運(yùn)輸時(shí)間相對(duì)其他運(yùn)輸路徑較少。在巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建后，雖然在運(yùn)輸時(shí)間上相對(duì)擴(kuò)建前有所增加，但單箱成本卻有較大幅度的減少，與其他運(yùn)輸路徑相比進(jìn)一步拉開(kāi)了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。從集裝箱單箱單航次均天成本上看，過(guò)蘇伊士運(yùn)河的運(yùn)輸路徑具有較大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但運(yùn)輸時(shí)間較長(zhǎng)，因此綜合考慮到運(yùn)輸時(shí)間因素，過(guò)巴拿馬運(yùn)河具有相對(duì)較低的單箱單航次均天成本，且運(yùn)輸時(shí)間相對(duì)適中，僅比8 000 TEU集箱裝船到長(zhǎng)灘再陸運(yùn)到芝加哥的運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)，巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建后該優(yōu)勢(shì)更為明顯。

此外，無(wú)論是8 000 TEU集箱裝船過(guò)蘇伊士運(yùn)河到休斯頓再陸運(yùn)至芝加哥，還是干支線船結(jié)合先到長(zhǎng)灘然后過(guò)巴拿馬運(yùn)河到休斯頓或紐約再陸運(yùn)至芝加哥的運(yùn)輸路徑，在時(shí)間和成本上都沒(méi)有較大的優(yōu)勢(shì)，因此在選擇路徑時(shí)不予考慮。根據(jù)上述路徑選擇計(jì)算式，可得出巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建前后上海到芝加哥的不同路徑選擇概率，結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建前后上海到芝加哥不同路徑選擇概率

結(jié)果表明，上海到芝加哥的不同路徑中，選擇概率最大的是上海到長(zhǎng)灘到芝加哥(經(jīng)陸運(yùn))的路徑，其次是過(guò)巴拿馬運(yùn)河；而巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建后，對(duì)于上海到芝加哥的集裝箱運(yùn)輸，通過(guò)巴拿馬運(yùn)河運(yùn)輸路徑的選擇概率會(huì)得到提高，而其他的運(yùn)輸路徑選擇概率相對(duì)降低，這與不同路徑集裝箱運(yùn)輸?shù)膹V義成本相對(duì)應(yīng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于時(shí)間和成本分析的方法對(duì)巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建前后中美集裝箱貿(mào)易航線不同路徑的運(yùn)輸時(shí)間和成本進(jìn)行橫向及縱向比較；同時(shí)，運(yùn)用多維Logit模型對(duì)巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建前后不同路徑的選擇概率進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明：巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建后，8 000 TEU集裝箱船過(guò)巴拿馬運(yùn)河不僅具有單箱成本優(yōu)勢(shì)，而且具有較低的單箱均天成本，運(yùn)輸時(shí)間相對(duì)適中；同時(shí)，巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建后，通過(guò)該運(yùn)河的運(yùn)輸路徑的選擇概率會(huì)增大，其他運(yùn)輸路徑的選擇概率相對(duì)降低，說(shuō)明巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建所帶來(lái)的成本和時(shí)間方面的潛在競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)會(huì)促使過(guò)巴拿馬運(yùn)河的全水路運(yùn)輸成為我國(guó)到美東地區(qū)集裝箱貿(mào)易的一種時(shí)間相對(duì)較短、成本效益顯著的運(yùn)輸方式。因此，美東港口應(yīng)適當(dāng)考慮擴(kuò)建港口以迎接大型船舶的到來(lái)，班輪公司應(yīng)適當(dāng)考慮重新布局集裝箱運(yùn)輸航線網(wǎng)絡(luò)。

此外，中美洲尼加拉瓜大運(yùn)河建成后，隨著更大船型集裝箱船投入使用及該運(yùn)河與巴拿馬運(yùn)河的競(jìng)爭(zhēng)，集裝箱海運(yùn)成本將進(jìn)一步降低，中美集裝箱貿(mào)易運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)格局將變得更加復(fù)雜，這些值得進(jìn)一步深入探究。

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ImpactofPanamaCanalExpansiononSino-USRoutesofContainerTransport

ZENGQingcheng1,WUKai1,SUNXiangjun2

(1. School of Transportation Management, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China；2. Dalian Port Corporation Limited, Dalian 116004, China)

U692.31;F552

A

2016-04-25

遼寧省高校杰出青年學(xué)者成長(zhǎng)計(jì)劃(LJQ2013057)；遼寧省百千萬(wàn)人才工程項(xiàng)目(2013921075)

曾慶成(1978—)，男，山東沂南人,教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楦劭谂c航運(yùn)管理。E-mail: qzeng@dlmu.edu.cn

1000-4653(2016)03-0109-05