基于博弈論的集裝箱港口聯(lián)盟模型構(gòu)建與應(yīng)用

夏新海

摘要：協(xié)同化、網(wǎng)絡(luò)化的港口物流鏈的形成及多式聯(lián)運(yùn)的發(fā)展使集裝箱港口加速步入新的“聯(lián)盟時(shí)代”。采用考慮偏好的負(fù)指數(shù)集裝箱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配流模型來實(shí)現(xiàn)港口群腹地集裝箱生成量在港口聯(lián)盟中各港口的合理分配，在此基礎(chǔ)上建立集裝箱港口合作博弈收益函數(shù)，并進(jìn)行聯(lián)盟特征函數(shù)分析，從而得到集裝箱港口合作博弈收益分配及其函數(shù)解。以珠三角沿海若干集裝箱港口航線開辟聯(lián)盟為例，驗(yàn)證了此聯(lián)盟模型的有效性。實(shí)證分析結(jié)果表明，本模型適合分析區(qū)域內(nèi)距離較近、并且承擔(dān)主干港及喂給港等不同的角色的集裝箱港口之間的聯(lián)盟問題，并且可以有效地量化港口聯(lián)盟的效用，從而為合理確定區(qū)域港口合作及一體化整合策略提供決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：合作博弈；集裝箱港口；港口聯(lián)盟；配流

中圖分類號(hào)：F252

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3963/j.issn.1671-6477.2017.02.0006

協(xié)同化、網(wǎng)絡(luò)化的港口物流鏈的形成及多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)的開展，使集裝箱港口群加速步入新的“聯(lián)盟時(shí)代”，而現(xiàn)代集裝箱港口間合作的一個(gè)重要形式就是組建聯(lián)盟。所謂港口聯(lián)盟，就是兩個(gè)或者兩個(gè)以上的、潛在的或?qū)嶋H的港口之間，為了某一共同的特定目標(biāo)所形成的合作協(xié)議或組成的網(wǎng)絡(luò)式協(xié)作關(guān)系。港口聯(lián)盟旨在運(yùn)用各家港口有限的核心資源，發(fā)揮自身最強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，通過與別的港口結(jié)盟來解決自己對(duì)某些資源質(zhì)和量的需求，從而通過彼此的緊密合作，更好地實(shí)現(xiàn)集約化經(jīng)營(yíng)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略目標(biāo)。組成聯(lián)盟的集裝箱港口具有如下特點(diǎn)：港口條件相似、地理位置相近、經(jīng)濟(jì)腹地部分共享、優(yōu)勢(shì)功能一定程度互補(bǔ)，港口之間存在競(jìng)合關(guān)系。在港口聯(lián)盟的實(shí)踐中，出現(xiàn)了以上海港“長(zhǎng)江戰(zhàn)略”為代表的市場(chǎng)一體化的港口聯(lián)盟、以寧波-舟山港、日本東京灣為代表的政府主導(dǎo)下的港口聯(lián)盟、以美國(guó)東海岸的紐約-新澤西等港口為代表的第三方委托代理的港口聯(lián)盟。

目前對(duì)于集裝箱港口聯(lián)盟的模式、必要性、措施、機(jī)制研究較多，并取得了豐富的成果，其研究方法主要從成本理論和產(chǎn)業(yè)集群理論等方面來研究集裝箱港口聯(lián)盟，特別是其必要性分析。陳劍運(yùn)用交易成本中的威廉姆森相關(guān)理論分析發(fā)展港口物流聯(lián)盟的必要性，聯(lián)盟方式可以使各方產(chǎn)生“溢出利潤(rùn)”[1]；顧亞竹從港口產(chǎn)業(yè)集群角度論述了港口物流戰(zhàn)略聯(lián)盟，論證了港口物流戰(zhàn)略聯(lián)盟的基礎(chǔ)是港口產(chǎn)業(yè)集群[2]；沈玉芳等從產(chǎn)業(yè)集群角度分析論證了產(chǎn)業(yè)群、城市群和港口群共同發(fā)展的必要性，提出建立港口戰(zhàn)略聯(lián)盟的基本框架[3]。秦海波等對(duì)江蘇沿海港口群建立戰(zhàn)略聯(lián)盟構(gòu)筑現(xiàn)代組合港的模式進(jìn)行了探討[4]。這些研究為分析港口的聯(lián)盟發(fā)展問題提供了很好的基礎(chǔ)，但都是主要側(cè)重于宏觀、定性、靜態(tài)分析，而缺乏微觀主體、港口合作關(guān)系的定量和動(dòng)態(tài)分析。

也有學(xué)者利用博弈論理論來分析港口聯(lián)盟的有效性。周萬森、周劍青運(yùn)用囚徒困境理論證明了通過港口物流戰(zhàn)略聯(lián)盟將會(huì)產(chǎn)生雙贏的效果[5]；封學(xué)軍運(yùn)用伯特蘭德寡占模型充分證明了港口物流聯(lián)盟是港口物流企業(yè)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)、擺脫困境的有效手段[6]；楊承新利用非合作博弈的古諾雙寡頭壟斷模型探討集裝箱港口的合作機(jī)制的形成[7]；李昌明，楊明明，沈杰嘗試?yán)肗ash談判模型進(jìn)行港口戰(zhàn)略聯(lián)盟的協(xié)同分析[8]。Masahiro Ishiia等利用博弈論對(duì)港口競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行了研究，并以神戶和釜山港為例進(jìn)行了實(shí)證分析[9]。以上研究均從非合作博弈理論上進(jìn)行分析，并缺乏對(duì)集裝箱港口聯(lián)盟的收益分配機(jī)制的實(shí)證研究。還有學(xué)者利用演化博弈來分析港口聯(lián)盟，主要從穩(wěn)定性或協(xié)調(diào)機(jī)制方面進(jìn)行研究。如趙旭等運(yùn)用演化博弈分析港口戰(zhàn)略聯(lián)盟穩(wěn)定性，但建立的港口效用函數(shù)僅用來計(jì)算港口企業(yè)聯(lián)盟與否的效用變化[10]。而王丹等主要運(yùn)用演化博弈理論分析港口間進(jìn)行自發(fā)協(xié)調(diào)的內(nèi)在機(jī)理[11]。目前一些學(xué)者對(duì)合作博弈在集裝箱港口間的競(jìng)合進(jìn)行了研究，取得了豐富的成果。李燕等以合作博弈理論為視角進(jìn)行了環(huán)渤海港口合作機(jī)制研究，但缺乏定量分析[12]。范洋等利用Hotelling模型研究空間距離對(duì)港口競(jìng)爭(zhēng)合作的影響[13]。Saeed N， Larsen O I、董崗利用兩階段博弈對(duì)同一港口內(nèi)兩集裝箱港區(qū)合作進(jìn)行研究，但未針對(duì)區(qū)域內(nèi)港口聯(lián)盟進(jìn)行研究[14-15]。

鑒于此，筆者嘗試采用考慮偏好的負(fù)指數(shù)集裝箱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配流模型來實(shí)現(xiàn)港口群腹地集裝箱生成量在港口聯(lián)盟中各港口的合理分配，在此基礎(chǔ)上建立集裝箱港口合作博弈收益函數(shù)，并進(jìn)行聯(lián)盟特征函數(shù)分析，從而得到集裝箱港口合作博弈收益分配及其解。以珠三角沿海若干集裝箱港口開辟航線的聯(lián)盟為例，驗(yàn)證了聯(lián)盟模型的有效性，并提出促進(jìn)區(qū)域集裝箱港口聯(lián)盟的建議。

一、集裝箱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配流模型

進(jìn)行集裝箱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配流分析前需要進(jìn)行集裝箱生成量分析。集裝箱生成量受各種宏觀及微觀因素影響，因此使用多因素生成系數(shù)法進(jìn)行集裝箱生成量分析。其計(jì)算公式如下：

O= V*k=V*k 1*k 2*k 3/（k 4 *k 5） （1）

其中：O為集裝箱生成量，萬標(biāo)箱；V 為外貿(mào)進(jìn)出口額，億美元；k為集裝箱生成系數(shù)；k 1為適箱貨比例%；k 2為適箱貨重量系數(shù)，萬噸/億美元；k 3為適箱化率%；k 4為重箱比例%；k 5為重箱載重量T。

為了尋求各箱源地集裝箱生成量在港口聯(lián)盟中各港口的最優(yōu)或合理的分配，需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配流分析。實(shí)際的集裝箱運(yùn)輸路徑選擇并不完全遵循最短路徑或最小費(fèi)用的原則，貨主對(duì)原來運(yùn)輸路徑的習(xí)慣和偏好等也是十分重要的影響因素。因此這里采用考慮偏好的基于運(yùn)輸費(fèi)用的負(fù)指數(shù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配流模型進(jìn)行配流分析。

將偏好系數(shù)引入到基于運(yùn)輸費(fèi)用的負(fù)指數(shù)網(wǎng)絡(luò)配流模型為：

K i=A*B i*EXP[-C*（D i-D j）/D j]（2）

其中：K i為第i條路徑的集裝箱貨量占該地區(qū)生成量的比例；

C為費(fèi)用敏感系數(shù)；D i為選擇第i條路徑的運(yùn)輸費(fèi)用；D j為所有路徑中的最小運(yùn)輸費(fèi)用；A為歸一化系數(shù)，A=1/∑ i B i*EXP[-C*（D i-D j）/D j]；B i為選擇第i條路徑的偏好系數(shù)，由于決定偏好系數(shù)大小的主要是路徑選擇者的主觀偏好或習(xí)慣，利用綜合評(píng)判法確定偏好系數(shù)的大小，即以給各影響因素賦權(quán)然后對(duì)各路徑評(píng)分的形式綜合比較各路徑的優(yōu)劣勢(shì)。因此將路徑拆成港口和運(yùn)輸線路兩個(gè)元素，分別評(píng)分。偏好系數(shù)可以由如下公式求得：

B i=B pi*B wi （3）

其中：B pi為第i條路徑港口的條件得分；B wi為第i條路徑運(yùn)輸線路的條件得分。

負(fù)指數(shù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配流模型的基本思路和步驟是：

（1）運(yùn)輸路徑的確定。

（2）運(yùn)輸費(fèi)用及均差確定。

（3）費(fèi)用敏感系數(shù)的確定。

（4）偏好系數(shù)的確定。

（5）歸一化。

二、基于合作博弈的集裝箱港口聯(lián)盟模型

博弈論是研究理性的主體之間沖突及合作的理論，也是研究人類社會(huì)交互的最佳數(shù)學(xué)工具。由于聯(lián)盟中的集裝箱港口通過協(xié)議、契約而結(jié)成協(xié)作關(guān)系，而合作博弈理論聚焦于參與方在博弈前可以協(xié)商采取的博弈行為，并假設(shè)協(xié)商可以通過簽署具有約束力的協(xié)議進(jìn)行，因此合作博弈理論非常適合研究集裝箱港口間的競(jìng)爭(zhēng)與合作關(guān)系。根據(jù)集裝箱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配流可以得到各個(gè)集裝箱港口非合作博弈時(shí)的收益函數(shù)[16]。

（一）非合作博弈時(shí)集裝箱港口收益函數(shù)P的定義

吞吐量與生成量的影響機(jī)理不盡相同，其不僅受腹地因素影響，還與港口、船期等航運(yùn)要素密切關(guān)聯(lián)。如香港吞吐量除受廣東省外貿(mào)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)外，還有相當(dāng)比重來自國(guó)際中轉(zhuǎn)與國(guó)內(nèi)其他港口轉(zhuǎn)運(yùn)。同一經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)的集裝箱港口的競(jìng)爭(zhēng)基本上都是一種寡頭競(jìng)爭(zhēng)，其在某種程度上可以看成是圍繞集裝箱吞吐量Q展開的。集裝箱吞吐量不僅可以直接給港口營(yíng)運(yùn)商帶來利潤(rùn)，而且是船公司選擇掛靠港口、安排集裝箱班輪航線的基礎(chǔ)，同時(shí)也是地方政府爭(zhēng)奪港口排名的重要指標(biāo)。因此，在博弈過程中采用集裝箱吞吐量作為集裝箱港口的收益P，即

P=Q= Q 1+ Q 2+ Q 3 （4）

其中：（1）Q 1為來自絕對(duì)腹地的集裝箱貨源。Q 1由于地理位置等方面的原因，非常穩(wěn)定，一般不選擇其他港口進(jìn)出。

（2）Q 2為來自與其他港口重合腹地的集裝箱貨源。區(qū)域內(nèi)幾個(gè)港口在物流距離、港口服務(wù)和價(jià)格方面有差距，但綜合條件相差不大，有一定的選擇余地。

（3）Q 3為額外的中轉(zhuǎn)集裝箱貨源。Q 3由于不是該集裝箱港口的直接腹地，因而具有很強(qiáng)的不穩(wěn)定性，其對(duì)港口的選擇余地相對(duì)最大。

因此集裝箱港口間的競(jìng)爭(zhēng)主要是爭(zhēng)奪來自與重合腹地的集裝箱貨源Q 2和額外的中轉(zhuǎn)箱貨源Q 3。

（二）集裝箱港口聯(lián)盟及其特征函數(shù)

合作博弈中一旦達(dá)成協(xié)議，形成一個(gè)聯(lián)盟，聯(lián)盟的一系列行動(dòng)被局中人所承認(rèn)。在組建集裝箱港口聯(lián)盟中，最為關(guān)鍵的就是總箱量在各個(gè)港口間的分配。集裝箱港口聯(lián)盟既可以由政府主導(dǎo)，也可以由市場(chǎng)或者第三方委托代理主導(dǎo)。

設(shè)參與博弈的集裝箱港口的集合為N={1，2，…，n}，則任意SN，稱S為N的一個(gè)聯(lián)盟。設(shè)v（S）是定義在N上的一切聯(lián)盟上的實(shí)值函數(shù)，其滿足：

v（φ）=0 （5）

v（N）≥∑ i∈N v（{i}） （6）

則稱v（S）為一個(gè)特征函數(shù)，表示聯(lián)盟S的收益受到獨(dú)立于聯(lián)盟S之外港口的影響和阻擾下的最好收益。其中條件（6）表示合作的合理性條件，即聯(lián)盟的基礎(chǔ)。

給定港口集合N和特征函數(shù)v（S），所進(jìn)行的合作博弈記為G=[N，v]。

合作博弈首先博弈方非合作的決策是否簽署聯(lián)盟協(xié)議；其次聯(lián)盟方合作行事，而與非聯(lián)盟方進(jìn)行非合作納什博弈，因此可以采用α-特征函數(shù)推導(dǎo)出特征函數(shù)。α-特征函數(shù)是把港口集合N劃分為兩個(gè)聯(lián)盟S和N/S，這兩個(gè)聯(lián)盟進(jìn)行一種二人零和博弈。聯(lián)盟S將聯(lián)盟N/S看作利益完全沖突的對(duì)立面，以保證自己的保守收益。若給定一個(gè)策略式的非合作博弈G=[N，{X i}，{P i}]，其中港口i的混合策略集合為X i，收益函數(shù)為P i，α-特征函數(shù)定義如下：

v α（S）= max x∈X S min y∈X N/S ∑ i∈S E i（x，y） （7）

其中：x∈X S=∏ i∈S X i，y∈X N/S=∏ i∈N＼＼S X i，E i為在混合策略（x，y）情況下，港口i的期望收益。

特征函數(shù)是描述多個(gè)港口聯(lián)盟的一個(gè)重要因素，通過特征函數(shù)我們可以把各個(gè)港口之間的聯(lián)盟在單一港口之間進(jìn)行補(bǔ)償，從而確定港口聯(lián)盟策略等。

（三）集裝箱港口聯(lián)盟的分配

為了描述港口聯(lián)盟的所得在各個(gè)集裝箱港口中的分配問題，我們引入了轉(zhuǎn)歸概念。在n人合作博弈G=[N，v]中，設(shè)x=（x 1，x 2，…，x n）是一個(gè)n維向量，滿足下面兩個(gè)條件：

x i≥v（{i}），i=1，2，…，n （8）

∑ n i=1 x i=v（N） （9）

則x稱為一個(gè)轉(zhuǎn)歸。全體轉(zhuǎn)歸稱為轉(zhuǎn)歸集，記為I（N，v）。

條件（8）稱為個(gè)體合理性條件。這個(gè)條件可以理解為：任何一個(gè)港口參加到合作博弈中，他分配所得到的至少應(yīng)該比單干好，否則他不會(huì)同意這種分配。

條件（9）稱為群體合理性條件。這個(gè)條件可以理解為：若∑ n i=1 x iv（N），則分配總額超過了大聯(lián)盟所得的收入，這是不可行的。

（四）合作博弈中的解

為了揭示合作博弈中港口之間進(jìn)行合理分配的有用信息，引入解的概念。合作博弈中解的概念可以歸結(jié)為兩大類：

1.“占優(yōu)”方法。以“占優(yōu)”和“異議”為主要準(zhǔn)則，體現(xiàn)了聯(lián)盟的穩(wěn)定性和聯(lián)盟的信息。核心和穩(wěn)定集是“占優(yōu)”準(zhǔn)則的主要代表。它們使得聯(lián)盟及港口的合理分配處于一種“占優(yōu)”狀態(tài)，以致聯(lián)盟和港口無法偏離該分配，達(dá)到合作博弈的穩(wěn)定性。談判集、內(nèi)核和核仁是“異議”準(zhǔn)則的主要代表。它們使得聯(lián)盟或港口對(duì)分配的“異議”出發(fā)，將“異議”看成為一種“可信的威脅”，以保障分配的合理性。

2.估值法。通過道德要求的公理化體系，而賦予一種“合理”的分配值，并且這種估值是唯一的，主要代表是沙普列值（Shapley value）和班切夫勢(shì)指標(biāo)。

下面主要討論核心和沙普列值。

（1）核心解。在n人合作博弈G=[N，v]中，若存在一個(gè)轉(zhuǎn)歸x=（x 1，x 2，…，x n）∈I（N，v），使得對(duì)所有SN，滿足v（S）≤∑ i∈S x i，則這種轉(zhuǎn)歸x組成的集合稱為博弈G的核心，記為C（v）。

（2）Shapley值。n人合作博弈G=[N，v]滿足對(duì)稱性公理、有效性公理和可加性公理，則存在唯一的Shapley值：

Φ（v）=（φ 1（v），φ 2（v），…，φ n（v）） （10）

其中：φ i（v）=∑ SN （n-|S|）?。▅S|-1）！ n！ ·

[v（S）-v（S＼＼{i}）]。

三、合作博弈模型集裝箱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配流及應(yīng)用分析

由于珠三角港口群屬我國(guó)沿海五大港口群之一，集裝箱量數(shù)據(jù)相對(duì)完整，并且系統(tǒng)內(nèi)存在典型的關(guān)外樞紐港即香港。盡管珠三角港口群的進(jìn)出口航線面向全國(guó)，但其外貿(mào)箱流絕大部分源自廣東。因此這里以廣東珠三角港口群里腹地為例進(jìn)行分析。

（一）集裝箱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配流分析

1.集裝箱生成量確定。集裝箱生成量中生成系數(shù)k遞減是全球集裝箱貿(mào)易之大勢(shì)所趨[17]，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)資料得到2015年k=0.26TEU/萬美元，得到2015年珠江三角洲港口群腹地國(guó)際集裝箱（重箱）生成量為3 000萬TEU。

2.網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及運(yùn)輸方式的確定。選取珠江三角洲9個(gè)地級(jí)市（惠州、深圳、東莞、廣州、佛山、中山、江門、珠海、肇慶）作為貨源生成地；可開辟外貿(mào)集裝箱遠(yuǎn)、近洋直達(dá)航線的海港群包括香港、深圳港、廣州港和珠海港；內(nèi)陸運(yùn)輸主要考慮公路運(yùn)輸和內(nèi)河喂給兩種運(yùn)輸方式，內(nèi)河港包括惠州港、虎門、黃埔港、蓮花山、九州、肇慶等；海外目的港選取美西的長(zhǎng)灘港，歐洲的鹿特丹港和日本的神戶港為典型港口。

從貨源生成地出發(fā)到達(dá)海外目的港的全程運(yùn)輸路徑（網(wǎng)絡(luò)流）主要有兩類：

方式一：

廠門 公路 海運(yùn)港口 海運(yùn) 海外目的港

方式二：

廠門 公路 內(nèi)河港口 駁船 海運(yùn)港口 海運(yùn) 海外目的港

3.運(yùn)輸費(fèi)用的確定。

（1）運(yùn)距的選取。各貨源生成地到沿海港口公路運(yùn)距主要參照全國(guó)公路里程圖；貨源地經(jīng)內(nèi)河港口駁運(yùn)至沿海港口短途公路運(yùn)距和內(nèi)河運(yùn)距見《全國(guó)水運(yùn)運(yùn)價(jià)里程圖》。

（2）各環(huán)節(jié)費(fèi)用的選取。公路運(yùn)費(fèi)主要參照廣東省各地區(qū)主要拖車行報(bào)價(jià)；短途運(yùn)費(fèi)/內(nèi)河運(yùn)費(fèi)主要參照廣東省各內(nèi)河港口航運(yùn)公司報(bào)價(jià)。海運(yùn)費(fèi)參照主要航運(yùn)公司報(bào)價(jià)；內(nèi)河港口費(fèi)參照考慮市場(chǎng)價(jià)格和交通運(yùn)輸部港口收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)；沿海港口費(fèi)參照沿海港口港務(wù)公司價(jià)格。

（3）全程費(fèi)用確定。

運(yùn)輸方式（一）：全程費(fèi)用=公路運(yùn)費(fèi)+沿海港口費(fèi)用+海運(yùn)費(fèi)

運(yùn)輸方式（二）：全程費(fèi)用=短途公路運(yùn)費(fèi)+內(nèi)河港口費(fèi)用+內(nèi)河運(yùn)費(fèi)+沿海港口費(fèi)+海運(yùn)費(fèi)

4.偏好系數(shù)的確定。

（1）港口的條件得分。根據(jù)港口群中各個(gè)集裝箱港口的優(yōu)劣勢(shì)，通過建立多準(zhǔn)則評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并運(yùn)用專家評(píng)分法，得到香港、深圳西部港區(qū)、深圳鹽田、南沙、高欄的得分分別為9.0、5.4、 7.8、6.6、3.4。

（2）運(yùn)輸路徑的偏好系數(shù)。如以東莞至香港為例，結(jié)合對(duì)東莞地區(qū)進(jìn)出口企業(yè)的問卷調(diào)查，運(yùn)輸方式（一）的偏好系數(shù)：B w=9.3，運(yùn)輸方式（二）的偏好系數(shù)：B w=3.35。

5.費(fèi)用敏感系數(shù)的確定。這里設(shè)立的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型中，區(qū)域范圍并不很大，相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)OD點(diǎn)不超過到300公里，大多數(shù)在百公里以內(nèi)，內(nèi)陸運(yùn)費(fèi)相對(duì)海運(yùn)費(fèi)只占少部分；另外，珠三角地區(qū)產(chǎn)生的集裝箱貨中高值貨比例較大，對(duì)時(shí)效性要求和運(yùn)輸質(zhì)量要求越來越高，因此，對(duì)運(yùn)費(fèi)的敏感程度較低，取C=2計(jì)算。

6.網(wǎng)絡(luò)配流綜合結(jié)果。將運(yùn)輸費(fèi)用、偏好系數(shù)、敏感系數(shù)等代入負(fù)指數(shù)網(wǎng)絡(luò)配流模型（見式2），根據(jù)珠三角腹地經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合港口、海關(guān)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及調(diào)研情況，2015年珠江三角洲港口群腹地國(guó)際集裝箱（重箱）生成量為3 000萬TEU，得到網(wǎng)絡(luò)配流綜合結(jié)果見表1。

（二）基于合作博弈的集裝箱港口聯(lián)盟分析

集裝箱港口間的無序同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)會(huì)導(dǎo)致物流成本增加。對(duì)于集裝箱港口聯(lián)盟，加強(qiáng)港口聯(lián)盟組織的制度約束，增進(jìn)信任機(jī)制，協(xié)調(diào)利益分配仍然是關(guān)鍵。聯(lián)盟內(nèi)集裝箱港口企業(yè)成本負(fù)擔(dān)與利益分配屬于合作博弈的范疇內(nèi)問題，應(yīng)遵循互惠互利、風(fēng)險(xiǎn)利益匹配原則。

1.合作博弈基本要素及收益函數(shù)。本模型適宜分析距離較近的集裝箱港口之間的聯(lián)盟問題，并且聯(lián)盟內(nèi)各港口承擔(dān)主干港、喂給港等不同的角色，如寧波-舟山港，阿姆斯特丹港與艾默港等。這里以香港港、深圳港（西部港區(qū)）、東莞（虎門港）作為參與博弈的集裝箱港口。根據(jù)各地政府公布數(shù)據(jù)，此三個(gè)集裝箱港口的2015年吞吐量分別為2 150萬TEU、1 205萬TEU、336萬TEU。

香港是世界航運(yùn)中心，其航線覆蓋世界各地，但其發(fā)展受到土地不足等方面的限制。深圳集裝箱港口發(fā)展是香港集裝箱港口發(fā)展到一定程度后的遷移，其主要集裝箱港區(qū)均以香港企業(yè)為主建設(shè)和經(jīng)營(yíng)，因此兩港已經(jīng)形成事實(shí)上的組合港概念[18]。

深圳西部港區(qū)發(fā)揮自己地處珠江入海口的地理優(yōu)勢(shì)，發(fā)展江海聯(lián)運(yùn)業(yè)務(wù)。赤灣和蛇口利用內(nèi)河駁船快線，把珠三角地區(qū)大量零星的貨源集中到深圳西部港區(qū)，并從那里上國(guó)際集裝箱班輪。由于成本優(yōu)勢(shì)，越來越多集裝箱直接從深圳港裝大船出口。在進(jìn)口方面，因貨主、貨代更看重香港的通關(guān)優(yōu)勢(shì)，在珠三角以駁船為主的疏運(yùn)模式下，經(jīng)香港進(jìn)口的箱量仍明顯高于深圳港。

虎門港是深圳港等國(guó)家主樞紐港的延伸和補(bǔ)充，直接為東莞經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，基本確立了其華南地區(qū)內(nèi)貿(mào)基本港的地位，并將加快近洋干線港的建設(shè)?；㈤T港與深圳港和香港相比，其在陸路運(yùn)輸和碼頭物流成本方面占有優(yōu)勢(shì)，并且其通過駁船運(yùn)輸至深圳、香港后可以到達(dá)世界上任何港口。

對(duì)于非合作博弈G=[N，{X i}，{P i}]，N={1，2，3}={香港，深圳（西部港區(qū)），東莞（虎門港）}。

策略定義為以前文介紹的兩種運(yùn)輸方式，即直接海運(yùn)、內(nèi)支線轉(zhuǎn)運(yùn)至海運(yùn)。各個(gè)港口策略集合為：香港X 1={直接海運(yùn)}={A}，深圳（西部港區(qū)）X 2={直接海運(yùn)，內(nèi)支線轉(zhuǎn)至香港中轉(zhuǎn)}={A，B}，東莞（虎門港）X 3={直接海運(yùn)，內(nèi)支線轉(zhuǎn)至香港中轉(zhuǎn)，內(nèi)支線至深圳中轉(zhuǎn)}={A，B，C}。

收益為各港口贏得的集裝箱吞吐量（見式4），根據(jù)上述集裝箱網(wǎng)絡(luò)配流優(yōu)化分析及2015年港口集裝箱吞吐量統(tǒng)計(jì)，得到收益函數(shù)（103萬TEU）如表2：

v（{2}）=2.655，這表明東莞與香港聯(lián)盟，香港吸引了珠三角北部地區(qū)的貨源，通過東莞的內(nèi)支線，得到了東莞地區(qū)的貨源，對(duì)深圳不利。

（3）S={3}，N＼＼S={1，2}，則S和N＼＼S的二人零和博弈支付矩陣為表5。

v（{1，2，3}）=10.080

綜上所述，各個(gè)港口聯(lián)盟的特征函數(shù)如下：

v（{1}）=3.285，v（{2}）=2.655，v（{3}）= 0.615，v（{1，2}）=8.715，v（{1，3}）=4.515， v（{2，3}）=3.405，v（{1，2，3}）=10.080

可以看到，v（{1，2}）>v（{1}），v（{1，3}）> v（{1}），v（{1，2}）>v（{2}），v（{2，3}）>v（{2}）， v（{1，3}）>v（{3}），v（{2，3}）>v（{3}），v（{1，2}）>v（{1}）+v（{2}），v（{1，3}）>v（{1}）+v（{3}），v（{2，3}）>v（{2}）+v（{3}），v（{1，2，3}）> v（{1}）+v（{2}）+v（{3}），即聯(lián)盟收益大于單港收益。

3.集裝箱港口聯(lián)盟的分配的解。對(duì)于三個(gè)集裝箱港口的合作博弈，設(shè)轉(zhuǎn)歸為x=（x 1，x 2，x 3），其為核心解C（v）需要滿足：

x 1>=v（{1}），x 2>=v（{2}），x 3>=v（{3}），x 1+x 2>=v（{1，2}），x 1+x 3>=v（{1，3}），x 2+x 3>=v（{2，3}），x 1+x 2+x 3=v（{1，2，3}）即：

3.285=

根據(jù)式（10）求得此博弈的Shapley值：

Ψ（1）=4.98，Ψ（2）=4.11，Ψ（3）=0.99

其中香港的Shapley值最大，說明其在收益分配中占主導(dǎo)地位。

四、結(jié)論與建議

綜上所述，集裝箱港口聯(lián)盟收益大于單港口收益，對(duì)深圳（西部港區(qū)），選擇與香港合作開發(fā)航線，能取得較大的收益。對(duì)東莞（虎門港），選擇與香港、深圳共同開發(fā)航線，收益最優(yōu)。香港在收益分配中占主導(dǎo)地位。

深圳和香港兩地港口可根據(jù)服務(wù)水準(zhǔn)及功能的差異分工合作，分擔(dān)不同層次的貨源，形成一種互補(bǔ)合作的關(guān)系，聯(lián)盟成全球最重要的港口之一，共同獲利，為客戶提供一種最經(jīng)濟(jì)和最高效的途徑運(yùn)輸貨物。而作為深圳港和香港港的喂給港，東莞（虎門）集裝箱港口作為后起之秀，將加速珠三角集裝箱港口間的聯(lián)盟。

區(qū)域內(nèi)干線與支線的航線緊密配合，其集裝箱港口的競(jìng)爭(zhēng)同時(shí)加強(qiáng)了港口間的合作，形成聯(lián)盟優(yōu)勢(shì)。本模型的構(gòu)建，可以定量化研究集裝箱港口聯(lián)盟的收益、分配、解以及港口聯(lián)盟效應(yīng)。珠三角沿海若干集裝箱港口開辟航線的聯(lián)盟實(shí)證分析表明，本模型非常適合分析區(qū)域內(nèi)距離較近、并且承擔(dān)主干港及喂給港等不同的角色的集裝箱港口之間的聯(lián)盟問題，對(duì)今后研究港口合作，港口的宏觀調(diào)控及港口一體化整合策略提供理論指導(dǎo)與借鑒。

針對(duì)以上結(jié)論，我們提出促進(jìn)區(qū)域集裝箱港口聯(lián)盟的建議如下：

1.構(gòu)建一體化航運(yùn)網(wǎng)絡(luò)。集裝箱港口聯(lián)盟需要在各港口溝通、銜接的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高港口服務(wù)水平及功能，如進(jìn)行航線延伸、航班加密。

2.聯(lián)盟內(nèi)港口資源的有效配置。明確聯(lián)盟內(nèi)港口與港口間的航運(yùn)需求，通過對(duì)聯(lián)盟內(nèi)港口產(chǎn)能、集疏運(yùn)能力的協(xié)調(diào)，制定中間運(yùn)輸任務(wù)與港口生產(chǎn)任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)盟內(nèi)港口資源的有效配置，以實(shí)現(xiàn)共贏。

3.合理設(shè)計(jì)收益分配機(jī)制。由于港口發(fā)展的差異性，因此對(duì)參加聯(lián)盟的港口，按照各港口對(duì)聯(lián)盟貢獻(xiàn)的大小程度來公平分配?？紤]到參加聯(lián)盟可能會(huì)使部分港口的短期收益受損，應(yīng)該適當(dāng)給予補(bǔ)貼，以保其參與聯(lián)盟的積極性。

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（責(zé)任編輯 王婷婷）