基于ANP-GRA 的綠色港口評價研究

范永嬌，封學軍，苑帥，張艷

（河海大學港口海岸與近海工程學院，江蘇 南京 210098）

0 引言

港口作為重要的貨運集散中心，為保障其綠色發(fā)展，全球主要港口相繼推出各自建設方案，如：鹿特丹港提出了“轉變運輸方式戰(zhàn)略”，悉尼港提出了“綠色港口指南”；作為港口大國，我國在頒布《關于加快推進生態(tài)文明建設的意見》、《船舶與港口污染防治專項行動實施方案》等文件中，均對治理港口與船舶污染提出了更高的要求。

在港口的綠色評價方面，Guo 等[1]從不同方面提出了我國綠色港口發(fā)展的策略和措施；Poulsen等[2]從全球價值鏈分析的角度，分析了港口進行綠色升級關鍵因素，并提出綠色升級的有效路徑。Tseng 和Pilcher[3]通過模糊層次分析法和訪談法做了綠色港口發(fā)展關鍵因素的識別；國內學者如：劉翠蓮等[4]、胡穎[5]、韓昀瑾等[6]分別引進云模型、熵權法、灰云聚類等多種方法，對綠色港口進行綜合評價。

綜合來看，綠色港口發(fā)展已成為港口領域研究的前沿和熱點。但大部分成果關注于對政策路徑、排放清單和減排措施等方面進行研究，鮮有對綠色港口發(fā)展進行整體考慮?，F(xiàn)階段由于我國港口的污染檢測手段尚在完善之中，綠色港口方面的數(shù)據(jù)匱乏，導致部分關鍵數(shù)據(jù)只能以假設或估算的形式代入上述評價模型，使得評價結果缺乏可信度。

網(wǎng)絡層次分析法（Analytic Network Process，ANP）是層次分析法的一種擴展，由于表征港口綠色發(fā)展的特征指標普遍相關，層次分析法已不再適用，ANP[7]可表征指標間的相關性?；疑P聯(lián)分析（Grey Relation Analysis，GRA）是一種基于關聯(lián)度分析的多因素統(tǒng)計分析的方法，通過GRA 可得到多因素、多特征下的綜合排序，將ANP 得到的指標權重代入GRA[8]中，結合實際的可得數(shù)據(jù)，可得出港口綠色發(fā)展的綜合排序。鑒于上述原因，本文在借鑒已有相關研究成果的基礎上，對綠色港口發(fā)展作整體分析，整理綠色港口發(fā)展影響因素，確定綠色港口發(fā)展評價體系，分析指標的相關度，通過ANP 定權，代入GRA 對綠色港口發(fā)展水平進行綜合評價。

1 綠色港口發(fā)展評價指標體系

結合綠色港口發(fā)展的內涵，對港口綠色發(fā)展的概念界定如下：綠色港口應是具備先進高效的管理方法，具有較高的運輸效率，配備良好的集疏運設施，輔以眾多節(jié)能減排的綠色環(huán)保技術，最大限度地降低港口從建設到運營階段對于環(huán)境的不利影響。參考文獻[9-11]將影響港口綠色發(fā)展的因素總結為以下5 個方面：發(fā)展驅動（D）、體系保障（S）、專項治理（P）、技術創(chuàng)新（T）和綠色理念（I）。

其中：D 表征港口發(fā)展的經(jīng)濟性，即港口良好的經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢是其可持續(xù)發(fā)展的前提和根本動力，具體指標為港口全年吞吐量、集裝箱吞吐量增長率；S 表征港口發(fā)展的受限制性，如運輸結構、運輸方式以及集疏運網(wǎng)絡等都會影響貨物在港口和腹地間的運輸效率，具體指標為多式聯(lián)運發(fā)達程度、污染事故突發(fā)處理能力；P 表征港口生產對環(huán)境產生多種影響，如揚塵污染、水污染和固體廢棄物污染等，具體指標為能源消費量、港區(qū)污水處理率、揚塵污染防治情況、固體廢棄物處置率、?；钒踩?；T 表征港口的生產作業(yè)效率，港區(qū)生產作業(yè)的資源利用率，節(jié)能低碳技術的應用可以從根源上緩解污染，具體指標為港區(qū)智能化生產程度、“油改電”完成率、節(jié)能低碳技術投資比例；I 表征港口的社會性，港口的環(huán)境極大地影響周邊居民對于生活環(huán)境的滿意程度，具體指標為港口綠色發(fā)展重視程度、公眾對港區(qū)環(huán)境的滿意程度。據(jù)此，構建綠色港口發(fā)展評價指標體系，圖1 為指標間的相互影響關系，綠色港口發(fā)展評價指標體系如表1 所示。

圖1 指標影響網(wǎng)絡圖Fig.1 Network diagram of the interaction of indexes

表1 綠色港口發(fā)展評價指標體系Table 1 Green port development evaluation index system

2 基于ANP 法的定權

假定控制層中有S 個元素：R1，…，RS，網(wǎng)絡層次有N 個元素集：F1，…，F(xiàn)N，F(xiàn)i中有元素fi1，…，fim（i=1，2，…，N；m 為Fi中元素的最大個數(shù)），F(xiàn)j中有元素fj1，…，fjn（j=1，2，…，N；n 為Fj中元素的最大個數(shù)），F(xiàn)j中所有元素對Fj中的某一元素fjk（k=1，2，…，n）的影響通過兩兩比較方式進行；將排序向量記做：

得到Wij，Wij列向量即為Fi中元素對Fj中元素的影響程度排列向量，最后可得在Rl（l = 1，2，…，S）準則下的超矩陣；在Rl下將所有元素集對元素集Fj（j=1，2，3，…，N）的重要性進行比較，可得元素集權矩陣；將權重賦予未加權超矩陣，可得加權超矩陣，實現(xiàn)歸一化。

3 GRA 方法

建立參考序列，記做：

參考序列是一個理想的比較標準，可以由系統(tǒng)中各評價指標的最優(yōu)值組成；將指標數(shù)據(jù)無量綱化后得到數(shù)據(jù)的絕對偏差，由絕對偏差得到關聯(lián)系數(shù)，記做：

將ANP中計算得到的指標權重代入，得到關聯(lián)度。

與最優(yōu)指標序列間的關聯(lián)程度，即反映與最優(yōu)序列數(shù)據(jù)的差距，據(jù)此可以實現(xiàn)港口綠色化的綜合排序。

4 實證分析

4.1 背景及數(shù)據(jù)來源

福建省深水港口岸線資源居全國首位。受腹地經(jīng)濟及其產業(yè)結構特點影響，福建省沿海貨物運輸主要為煤炭、原油、鐵礦石、糧食等大宗能源、原材料物資和集裝箱貨物。目前福建省沿海的四大港口，由北向南依次為：福州港、湄洲灣港、泉州港及廈門港。4 個港口定量數(shù)據(jù)見表2。

表2 原始數(shù)據(jù)采集Table 2 Initial data collection

定性數(shù)據(jù)通過問卷調查的方式獲得。依據(jù)表1，調查問卷分設5 個層次：“好”、“較好”、“一般”、“較差”、“查”，分別以“0~2”、“2~4”、“4~6”、“6~8”、“8~10”表示；調查樣本為政府管理人員、港口從業(yè)人員、港口專業(yè)咨詢師，確保多方面、多角度地獲取評價數(shù)據(jù)；本次調查共發(fā)放問卷80份，回收問卷72 份，其中有效問卷68 份，有效回收率85%。

4.2 ANP 求解

按式（1）構建準則層權矩陣與未賦權超矩陣如表3、表4 所示。

通過式（3）求解極限超矩陣，獲得各指標權重的極限值，即為各指標權重，如表5 所示。

表3 準則層權矩陣Table 3 Weight matrix of criterion layer

表4 未賦權超矩陣Table 4 Unweighted hypermatrix

表5 指標極限值（指標權重）Table 5 Index weight

各項指標的權重：發(fā)展驅動為0.14、體系保障為0.02、專項治理為0.36、技術創(chuàng)新為0.18、綠色理念為0.31，符合基本的認知規(guī)律。港口綠色發(fā)展首先要具備綠色港口意識，由意識推進對應的治理以及港口生產技術水平的提升，并完善相關的政策體系，經(jīng)濟發(fā)展則保障了所有工作的進行。

4.3 GRA 求解

按式（4）、式（5）得到指標最優(yōu)序列及與各港數(shù)據(jù)關聯(lián)系數(shù)，如表6 所示。

通過式（6）計算各港數(shù)據(jù)與最優(yōu)序列數(shù)據(jù)關聯(lián)度，如表7 所示。

表6 指標最優(yōu)序列及與各港數(shù)據(jù)關聯(lián)系數(shù)Table 6 The optimal sequence of indicators and their correlation coefficients with each port

表7 關聯(lián)度Table 7 Degrees of association

由前述分析知各港數(shù)據(jù)與最優(yōu)序列數(shù)據(jù)關聯(lián)度即反映與最優(yōu)序列數(shù)據(jù)的差距，依據(jù)表7 可得福建沿海4 個港口關聯(lián)度由高到低依次為廈門港（0.867）、泉州港（0.853）、福州港（0.814）、湄洲灣港（0.683）。表明廈門港綠色發(fā)展水平處于全省領先，泉州港與福州港分列二、三位次，湄洲灣港則遠低于其它三港，綠色發(fā)展水平亟待全面提升。

5 結語

論文通過對港口綠色發(fā)展進行整體考慮，借鑒已有相關評價指標體系，結合實際數(shù)據(jù)的可得性構建了港口綠色發(fā)展評價指標體系，基于ANP法，從發(fā)展驅動、體系保障、專項治理、技術創(chuàng)新、綠色理念5 個方面，結合GRA 方法對福建省沿海主要港口福州港、湄洲灣港、泉州港、廈門港的綠色發(fā)展情況進行綜合考量，證明了ANP-GRA在綠色港口評價的相關研究中的適用性和科學性。