公平關(guān)切下基于政府補(bǔ)貼的港口供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機(jī)制研究

楊波峰

（西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川 成都 610031）

公平關(guān)切下基于政府補(bǔ)貼的港口供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機(jī)制研究

楊波峰

（西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川 成都 610031）

研究港口供應(yīng)鏈參與者之間的關(guān)系不僅需要考慮利益問題，還需考慮公平問題。在多式聯(lián)運(yùn)的大背景下，建立了由港口、航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人組成的三級(jí)港口供應(yīng)鏈模型，三者之間存在Stackelberg博弈。通過分析三者各自的努力程度對(duì)于三者單位集裝箱利潤的影響，發(fā)現(xiàn)參與者之間存在不公平現(xiàn)象，即航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人付出一定的努力，其利潤的增加比例小于港口利潤的增加比例；接著，分析了陸運(yùn)承運(yùn)人存在以航運(yùn)承運(yùn)人為參考點(diǎn)的公平關(guān)切以及航運(yùn)承運(yùn)人存在以港口為參考點(diǎn)的公平關(guān)切時(shí)，三者各自的單位集裝箱利潤最優(yōu)值；最后，建立了基于政府補(bǔ)貼的協(xié)調(diào)機(jī)制，彌補(bǔ)了不公平，協(xié)調(diào)了供應(yīng)鏈。

公平關(guān)切；政府補(bǔ)貼；三級(jí)港口供應(yīng)鏈；Stackelberg博弈；協(xié)調(diào)機(jī)制

1 引言

港口作為連接水運(yùn)和陸運(yùn)的重要節(jié)點(diǎn)，在經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程中得到了極大的發(fā)展。根據(jù)The World Bank統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)［1］，2014年世界港口總吞吐量為6.79億TEU，比上年增長4.6%。根據(jù)聯(lián)合國貿(mào)易與發(fā)展會(huì)議發(fā)布的Review of Maritime Transport 2015［2］，2014年，中國內(nèi)河與沿海港口完成124.5億t的貨物，比上年增長了5.8%。集裝箱貨物增長到2.02億TEU，同比增長6.4%。此外，2014年發(fā)展中國家的港口吞吐量增長率為5.34%，高于上一年的增長率，也高于世界整體港口的吞吐量增長率。

供應(yīng)鏈管理的研究始于20世紀(jì)80年代，而針對(duì)港口供應(yīng)鏈的研究則是近十來年才開始的［3］。Christopher［4］

認(rèn)為真正的競爭不在于企業(yè)與企業(yè)之間，而在于供應(yīng)鏈與供應(yīng)鏈之間。Meersman和Van de Voorde［5］首次提出競爭不是在單獨(dú)的港口中展開的，而是在物流鏈中。Robinson［6］認(rèn)為港口的價(jià)值是建立在價(jià)值群概念的基礎(chǔ)上的。Paix?o and Marlow和真虹［7-8］強(qiáng)調(diào)將敏捷策略運(yùn)用到港口供應(yīng)鏈管理中，以保證港口的競爭力。Carbone and De Martino［9］根據(jù)供應(yīng)鏈管理的方法，強(qiáng)調(diào)了港口的重要性，并進(jìn)一步闡述了供應(yīng)鏈中港口和其他參與者之間的內(nèi)在聯(lián)系是決定港口競爭力的關(guān)鍵因素。Bichou and Gray［10］從供應(yīng)鏈管理的角度將港口系統(tǒng)概念化，并提出港口是促進(jìn)多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展不可或缺的部分。張翠華等［11］首先回顧供應(yīng)鏈協(xié)同管理提出的背景，然后從戰(zhàn)略協(xié)同、策略協(xié)同和協(xié)同技術(shù)三方面對(duì)供應(yīng)鏈協(xié)同管理的現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，并探討了供應(yīng)鏈協(xié)同管理的發(fā)展趨勢。Tongzon等［12］從港口服務(wù)的提供者（港口運(yùn)營商）和使用者（航運(yùn)公司）的角度研究了港口供應(yīng)鏈的導(dǎo)向。高潔、真虹等［13］分析了在供應(yīng)鏈思想和非供應(yīng)鏈思想下，港口與客戶間互動(dòng)關(guān)系的區(qū)別，并指出港口作為供應(yīng)鏈中的一個(gè)環(huán)節(jié)，應(yīng)該積極尋求供應(yīng)鏈環(huán)境下發(fā)展的新途徑。因此，港口供應(yīng)鏈管理對(duì)港口競爭力研究非常重要。吳良成和鄭宇劫［14］認(rèn)為港口核心競爭能力正在發(fā)生深刻的變化。港口競爭力其優(yōu)勢應(yīng)體現(xiàn)在提供優(yōu)質(zhì)增值服務(wù)的分撥配送能力、信息管理能力及所在區(qū)域供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的競爭力上。De Martino等［15］把港口視作網(wǎng)絡(luò)的參與者，物流資源和活動(dòng)的聚集地，通過在供應(yīng)鏈中促成一些相互依賴的關(guān)系來創(chuàng)造價(jià)值。Thomas等［16］認(rèn)為，與二級(jí)供應(yīng)鏈相比，三級(jí)供應(yīng)鏈具有更為復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)，因此也更容易引發(fā)成員之間的利害沖突。Lee［17-18］首次探索航運(yùn)承運(yùn)人、陸運(yùn)承運(yùn)人和港口之間的競爭博弈，并將多主從式博弈運(yùn)用到了多級(jí)博弈中。之后，又構(gòu)建了三者之間的合作模型，并通過實(shí)例分析證明了合作帶來的利潤并不一定比競爭大。

以上是港口供應(yīng)鏈中關(guān)于參與者競合關(guān)系的研究。從港口供應(yīng)鏈概念的引入到供應(yīng)鏈參與者間關(guān)系的模型化，大部分研究關(guān)注的是利潤的變化。受Lee［17-18］研究對(duì)象的啟發(fā)，構(gòu)建了港口、航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人之間的三級(jí)Stackelberg博弈模型，并且分析發(fā)現(xiàn)三者之間存在不公平現(xiàn)象。接著，分析了陸運(yùn)承運(yùn)人和航運(yùn)承運(yùn)人各自存在公平關(guān)切時(shí)，三方及整體利潤的變化。最后通過政府補(bǔ)貼策略彌補(bǔ)了不公平，協(xié)調(diào)了供應(yīng)鏈。

2 模型構(gòu)建

本文所研究的三級(jí)港口供應(yīng)鏈由港口、航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。在這三者構(gòu)成的Stackelberg博弈中，港口作為連接航運(yùn)和陸運(yùn)的重要節(jié)點(diǎn)，往往擔(dān)任著Leader的角色，而航運(yùn)和陸運(yùn)承運(yùn)人擔(dān)任著Follower的角色。本文中假設(shè)航運(yùn)承運(yùn)人先于陸運(yùn)承運(yùn)人制定策略，且港口、航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人之間是在完全信息條件下進(jìn)行的。

圖1 三級(jí)港口供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)示意圖

（1）參數(shù)設(shè)置

ep：集裝箱港口的努力水平；

es：航運(yùn)承運(yùn)人的努力水平；

el：陸運(yùn)承運(yùn)人的努力水平；

p：港口供應(yīng)鏈整體的單位集裝箱的作業(yè)價(jià)格；

pp：港口單位集裝箱作業(yè)價(jià)格；

ps：航運(yùn)承運(yùn)人單位集裝箱作業(yè)價(jià)格；

pl：陸運(yùn)承運(yùn)人單位集裝箱作業(yè)價(jià)格；

rp：港口的成本系數(shù)；

rs：航運(yùn)承運(yùn)人的成本系數(shù)；

rl：陸運(yùn)承運(yùn)人的成本系數(shù)；

α：潛在的最大市場規(guī)模；

β：港口供應(yīng)鏈整體單位集裝箱利潤的彈性系數(shù)；

σ：環(huán)境不確定性；

θ：努力水平轉(zhuǎn)化為箱量的系數(shù)。

（2）函數(shù)

其中，港口、航運(yùn)和陸運(yùn)承運(yùn)人通過各自的努力，增加的集裝箱吞吐量為

供應(yīng)鏈整體的單位集裝箱價(jià)格包括港口、航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人各自作業(yè)單位集裝箱的價(jià)格，即：p=pp+ps+pl。設(shè)σ=0。那么港口的吞吐量為：

總上，港口、航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人收益函數(shù)如下：

3 不公平問題的發(fā)現(xiàn)

港口、航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人之間符合Stackelberg博弈。在分散決策下，三者各自決定自身的單位集裝箱作業(yè)價(jià)格。

結(jié)論1 港口、航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人三者之間存在不公平。對(duì)于陸運(yùn)承運(yùn)人而言，其努力程度每增加一個(gè)單位，其本身的單位集裝箱利潤增加1/8個(gè)單位，而航運(yùn)承運(yùn)人的單位集裝箱利潤增加1/4個(gè)單位，港口的單位集裝箱利潤增加1/2個(gè)單位。對(duì)于航運(yùn)承運(yùn)人而言，其努力程度每增加一個(gè)單位，其本身的單位集裝箱利潤增加1/4個(gè)單位，而港口的單位集裝箱利潤增加1/2個(gè)單位。對(duì)于港口而言，其努力程度每增加一個(gè)單位，其本身的單位集裝箱利潤增加1/2個(gè)單位，航運(yùn)和陸運(yùn)承運(yùn)人分別增加1/4個(gè)單位和1/8個(gè)單位。

證明：采用逆向求解法。首先對(duì)于陸運(yùn)承運(yùn)人而言，pl的一階導(dǎo)數(shù)為：

令式（6）等于0，即得陸運(yùn)承運(yùn)人單位集裝箱作業(yè)價(jià)格的最優(yōu)值為：

將式（7）帶入式（4）后，求得ps的一階導(dǎo)數(shù)為：

令式（8）等于0，即得航運(yùn)承運(yùn)人單位集裝箱作業(yè)價(jià)格的最優(yōu)值為：

將式（7）和式（9）帶入式（3）后，求 pl的一階導(dǎo)數(shù)為：

令式（10）等于0，即得港口的單位集裝箱作業(yè)價(jià)格的最優(yōu)值為：

最后，將式（11）式帶入式（9）得航運(yùn)承運(yùn)人的單位集裝箱作業(yè)價(jià)格的最優(yōu)值為：

將式（11）和式（12）帶入式（4）得港口的單位集裝箱作業(yè)價(jià)格的最優(yōu)值為：

表1 ep、es、el一階導(dǎo)數(shù)

分別對(duì)ep、es、el所在的行進(jìn)行分析即可得到結(jié)論1。

4 公平關(guān)切下的單位集裝箱利潤最優(yōu)值

4.1 陸運(yùn)承運(yùn)人存在以航運(yùn)承運(yùn)人為參考點(diǎn)的公平關(guān)切

在陸運(yùn)承運(yùn)人存在以航運(yùn)承運(yùn)人為參考點(diǎn)的公平關(guān)切情況下，則公平關(guān)切下陸運(yùn)承運(yùn)人的效用函數(shù)為：

港口、航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人三者之間仍然存在Stackelberg博弈關(guān)系，于是同樣采用逆向求解各自的最優(yōu)單位集裝箱利潤值。

結(jié)論2 當(dāng)陸運(yùn)承運(yùn)人存在以航運(yùn)成員人為參考點(diǎn)的公平關(guān)切時(shí)，陸運(yùn)承運(yùn)人和港口的單位集裝箱利潤將增多，航運(yùn)承運(yùn)人的單位集裝箱利潤將減少，港口供應(yīng)鏈整體的單位集裝箱利潤增多。

證明：首先將式（14）中對(duì)于pl求一階導(dǎo)數(shù)，并令其等于0，求解可得：

將式（15）帶入式（4）后，對(duì)ps求一階導(dǎo)數(shù)，并令其等于0，可求得：

將式（15）、式（16）帶入式（3），對(duì)pp求一階導(dǎo)數(shù)，并令其等于0，可求得港口的最優(yōu)單位集裝箱作業(yè)價(jià)格：

最后，將式（19）帶回式（18）得航運(yùn)承運(yùn)人的最優(yōu)單位集裝箱作業(yè)價(jià)格：

將式（17）、（18）帶回式（15）得陸運(yùn)承運(yùn)人的最優(yōu)單位集裝箱作業(yè)價(jià)格：

4.2 航運(yùn)承運(yùn)人存在以港口為參考點(diǎn)的公平關(guān)切

在航運(yùn)承運(yùn)人存在以港口為參考點(diǎn)的公平關(guān)切情況下，則公平關(guān)切下航運(yùn)承運(yùn)人的效用函數(shù)為：

同樣，港口、航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人三者之間任然存在Stackelberg博弈關(guān)系。

結(jié)論3 當(dāng)航運(yùn)承運(yùn)人存在以港口為參考點(diǎn)的公平關(guān)切時(shí)，航運(yùn)承運(yùn)人的單位集裝箱利潤增多，港口的單位集裝箱利潤減少，陸運(yùn)承運(yùn)人的單位集裝箱利潤不變，港口供應(yīng)鏈整體的單位集裝箱利潤增多。

證明：同結(jié)論2證明方法。求得港口的最優(yōu)單位集裝箱作業(yè)價(jià)格：

航運(yùn)承運(yùn)人的最優(yōu)單位集裝箱作業(yè)價(jià)格：

陸運(yùn)承運(yùn)人的最優(yōu)單位集裝箱作業(yè)價(jià)格：

5 基于政府補(bǔ)貼的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機(jī)制

地方政府在港口、航運(yùn)承運(yùn)人以及陸運(yùn)承運(yùn)人確定各自的單位集裝箱利潤之后，分別給予航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人ss和sl的補(bǔ)貼以彌補(bǔ)結(jié)論1中的不公平。ss和sl分別滿足以下兩個(gè)式子：

其中，ξ1和ξ2為補(bǔ)貼系數(shù)。即政府按照航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人各自的努力程度，分別給予航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人每個(gè)標(biāo)箱ss和sl的補(bǔ)貼。

結(jié)論4 在公平中性、陸運(yùn)承運(yùn)人以航運(yùn)承運(yùn)人為參考點(diǎn)的公平關(guān)切以及航運(yùn)承運(yùn)人以港口為參考點(diǎn)的公平關(guān)切三種情況下，通過分析，可以得到三種不同情況下政府補(bǔ)貼的策略，見表2。

表2 政府補(bǔ)貼策略匯總

證明：

（1）在公平中性的情況下，為了使航運(yùn)承運(yùn)人努力程度每增加一個(gè)單位，其利潤增加的比例和港口利潤增加的比例一致，所以，補(bǔ)貼ss需滿足以下式子：

（2）在存在陸運(yùn)承運(yùn)人以航運(yùn)承運(yùn)人為參考點(diǎn)的公平關(guān)切情況下，給予航運(yùn)承運(yùn)人的補(bǔ)貼ss需滿足以下式子：

給予陸運(yùn)承運(yùn)人的補(bǔ)貼sl需滿足以下式子：

同理可得：

（3）在存在航運(yùn)承運(yùn)人以港口參考點(diǎn)的公平關(guān)切情況下，給予航運(yùn)承運(yùn)人的補(bǔ)貼ss需滿足以下式子：

給予陸運(yùn)承運(yùn)人的補(bǔ)貼sl需滿足以下式子：

同理可得：

6 結(jié)論與展望

本文在多式聯(lián)運(yùn)的大背景下，構(gòu)建了三級(jí)港口供應(yīng)鏈博弈模型。港口、航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人作為參與者存在Stackelberg博弈。通過分析三者各自的努力程度對(duì)于三者單位集裝箱利潤的影響，發(fā)現(xiàn)存在不公平現(xiàn)象，即：航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人付出一定的努力，其利潤的增加比例小于港口利潤的增加比例。

接著，分析了陸運(yùn)承運(yùn)人存在以航運(yùn)承運(yùn)人為參考點(diǎn)的公平關(guān)切以及航運(yùn)承運(yùn)人存在以港口為參考點(diǎn)的公平關(guān)切時(shí)，三者各自的單位集裝箱利潤最優(yōu)值。通過分析發(fā)現(xiàn)：當(dāng)陸運(yùn)承運(yùn)人存在以航運(yùn)承運(yùn)人為參考點(diǎn)的公平關(guān)切時(shí)，陸運(yùn)承運(yùn)人和港口的單位集裝箱利潤將增多，航運(yùn)承運(yùn)人的單位集裝箱利潤將減少，港口供應(yīng)鏈整體的單位集裝箱利潤增多。當(dāng)航運(yùn)承運(yùn)人存在以港口為參考點(diǎn)的公平關(guān)切時(shí)，航運(yùn)承運(yùn)人的單位集裝箱利潤增多，港口的單位集裝箱利潤減少，陸運(yùn)承運(yùn)人的單位集裝箱利潤不變，港口供應(yīng)鏈整體的單位集裝箱利潤增多。

為了協(xié)調(diào)不公平，研究了基于政府補(bǔ)貼的協(xié)調(diào)機(jī)制。政府基于航運(yùn)和陸運(yùn)承運(yùn)人的努力程度分別給予他們每個(gè)標(biāo)箱一定的補(bǔ)貼。文章中，對(duì)應(yīng)公平中性、陸運(yùn)承運(yùn)人以航運(yùn)承運(yùn)人為參考點(diǎn)存在公平關(guān)切、航運(yùn)承運(yùn)人以港口為參考點(diǎn)存在公平關(guān)切三種情況，分別給出了補(bǔ)貼的最小臨界值。這對(duì)于地方政府制定補(bǔ)貼政策具有指導(dǎo)作用。

為了計(jì)算簡便，在構(gòu)建基本模型時(shí)沒有考慮不同的航運(yùn)承運(yùn)人和陸運(yùn)承運(yùn)人之間的競爭，在以后的研究中可進(jìn)一步完善。

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Study on Port Supply Chain Coordination Mechanism Based on Government Subsidization with Fairness Concern

Yang Bofeng
（School of Transportation Logistics, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China）

In this paper, against the background of inter- modal transportation, we established the three- echelon port supply chainmodel composing of the port, maritime shipper and land shipper, among whom there existed the Stackelberg game. Through analyzing theinfluence of the effort level of the three on their unit container profit, we found the unfairness between the participants, that is, by the sameeffort level, the increased return rate of the maritime shipper and the land shipper was less than that of the port； next, we analyzed therespective optimal unit container profit for each of the three when the land shipper was concerned with the fairness with the maritime shipperas the point of reference and when the maritime shipper was concerned with the fairness with the port as the point of reference； and at the end,we established the government subsidization based interest coordination mechanism of the supply chain.

fairness concern； government subsidization； three-echelon port supply chain； Stackelberg game； coordination mechanism

F552.6；F274；F224

A

1005-152X（2016）09-0120-05

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.09.025

2016-08-03

楊波峰（1991-），男，四川宜賓人，碩士研究生，研究方向：供應(yīng)鏈管理。