基于層次分析法的汕頭港內(nèi)陸港選址研究*

房 卓，沈 忱，徐 杏，孫玉欣，薛天寒，蘇孟超，李 翔

(1.交通運輸部規(guī)劃研究院，北京 100028；2.天津大學(xué)，天津 300350；3.大連理工大學(xué)，遼寧 大連 116024)

經(jīng)過多年發(fā)展，汕頭港在汕頭市及周邊地區(qū)對外開放中發(fā)揮了積極作用，在吸引臨港產(chǎn)業(yè)布局中發(fā)揮了重要作用。但是受多方面因素影響，汕頭港相對沿海其他主要港口的發(fā)展速度總體滯后，港口發(fā)展存在著規(guī)模小、服務(wù)功能較單一以及腹地經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)對港口發(fā)展支撐較弱等問題。在新的形勢下，汕頭港作為我國“一帶一路”重點建設(shè)的15個港口之一、汕頭市作為粵東地區(qū)中心城市，要求其繼續(xù)發(fā)揮引領(lǐng)和支撐作用，在提升港口輻射能力、城市影響力中發(fā)揮更加重要的作用。未來，通過布局建設(shè)內(nèi)陸港，將有利于汕頭港拓展經(jīng)濟腹地，有利于促進港口和內(nèi)陸地區(qū)的聯(lián)動發(fā)展，進一步發(fā)揮港口在陸海內(nèi)外聯(lián)動中的戰(zhàn)略支點作用優(yōu)勢[1]，并可克服直接腹地經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展對港口運輸需求支撐弱的不足。

內(nèi)陸港選址是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，合理的內(nèi)陸港選址既能保證資源的充分利用、避免投資的浪費，又能充分發(fā)揮內(nèi)陸港的樞紐作用，有效平衡內(nèi)陸地區(qū)的貨物運輸需求[2]。在內(nèi)陸港選址問題研究中，范厚明等[3]基于模擬退火-粒子群混合算法研究路徑失靈和需求不確定性因素影響下的內(nèi)陸港選址問題；常征等[4-5]利用遺傳算法先后從考慮系統(tǒng)最優(yōu)及環(huán)境成本最小的角度建立內(nèi)陸港選址模型；丁坤迪等[6]運用灰色關(guān)聯(lián)法獲得內(nèi)陸港的初步選址，并進一步利用混合整數(shù)模型得到最優(yōu)選址；汪傳旭等[7]和徐兵等[8]利用改進的粒子群算法求解內(nèi)陸港選址模型；梁承姬等[9]利用集合覆蓋模型和模糊聚類模型，從地理位置和經(jīng)濟因素兩個角度探究內(nèi)陸港的最佳選址；項風(fēng)等[10]將遺傳算法和模糊聚類分析相結(jié)合，應(yīng)用于東北內(nèi)陸港選址規(guī)劃研究中；吳閩[11]和黃力等[12]分別建立內(nèi)陸港選址評價指標(biāo)體系，并利用層次分析法對實際案例進行分析。近年來，層次分析法被廣泛應(yīng)用于多要素、多準則、多目標(biāo)的復(fù)雜決策研究中，如港口工程選址問題[13]、港口建設(shè)模式分析[14]、海外碼頭投資布局[15]、航道規(guī)劃方案優(yōu)選[16]、港口節(jié)能減排[17]等。

本文對汕頭港發(fā)展現(xiàn)狀水平進行了評價，結(jié)合其直接腹地經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點，提出汕頭港未來布局建設(shè)內(nèi)陸港的意義；通過構(gòu)建汕頭港內(nèi)陸港選址的多層次指標(biāo)體系，利用層次分析法對汕頭港的內(nèi)陸港選址進行初探，提出汕頭港內(nèi)陸港選址和發(fā)展建議，研究結(jié)論可為相關(guān)港口戰(zhàn)略及規(guī)劃的制定提供參考。

1 汕頭港發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 港口發(fā)展

2018年汕頭港貨物總吞吐量3 963萬t，其中集裝箱吞吐量130.7萬TEU，相對于沿海其他主要港口，汕頭港現(xiàn)狀發(fā)展規(guī)模整體較小。目前經(jīng)汕頭港進出的95%以上貨物服務(wù)于粵東地區(qū)，在粵東港口群中居于主導(dǎo)地位。

在深水泊位建設(shè)增速方面：近10年來，深水泊位數(shù)量僅占全國沿海主要港口不到2%；1995—2000年，深水泊位建設(shè)增速最大、達14.9%，列全國沿海主要港口深水泊位增速第3位；但2005年后，汕頭港深水泊位增速大幅減緩。

在吞吐量增速方面：2000—2018年汕頭港吞吐量年均增速6.5%，低于全國沿海港口吞吐量增速(11.7%)和沿海主要港口吞吐量增速(11.2%)。

汕頭港吞吐量及碼頭設(shè)施能力與沿海主要港口的對比見圖1。

圖1 汕頭港碼頭設(shè)施能力、吞吐量及與沿海主要港口的對比

1.2 腹地發(fā)展

一定程度上，腹地經(jīng)濟發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與港口吞吐量發(fā)展水平密切相關(guān)。在經(jīng)濟發(fā)展水平方面，汕頭港的直接腹地(汕頭、潮州和揭陽，簡稱粵東三市)經(jīng)濟總量規(guī)模小且增速乏力，2018年粵東三市GDP為5 731.8億元，占全省的5.9%，除20世紀90年代外，GDP增速大部分時間均慢于全??；在腹地產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面，粵東地區(qū)產(chǎn)業(yè)布局主要以日用輕工相關(guān)產(chǎn)業(yè)為主，缺乏鋼鐵、石化、裝備制造等大型臨港產(chǎn)業(yè)布局，重工業(yè)占比僅為26.7%、遠低于廣東省的64.7%，這種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)使得汕頭港吞吐量結(jié)構(gòu)缺乏大宗干散貨、液散貨的支撐。

粵東三市GDP總量、增速及在全省占比重變化情況見圖2。

圖2 粵東三市GDP總量、增速及占全省的比重變化情況

總體判斷，直接腹地經(jīng)濟基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)類型對大宗貨類運輸需求支撐較弱，是汕頭港發(fā)展緩慢的主要原因之一。未來可考慮采用布局內(nèi)陸港等措施，進一步拓展腹地輻射范圍，克服直接腹地經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)對港口運輸需求支撐較弱的不足。

2 基于AHP方法的內(nèi)陸港選址

2.1 方法簡介

層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)計算和分析主要包含以下幾個步驟：

1)對復(fù)雜決策問題進行深入研究，分析影響因素及內(nèi)在聯(lián)系，建立一個多層次、有條理的分析結(jié)構(gòu)模型。

2)分析子準則層所有因素對準則層目標(biāo)的相對重要性，進而構(gòu)造判斷矩陣A。

3)次序單排序及一致性檢驗：

(1)

式中：aij為元素i與元素j的重要性之比。

②將特征向量進行歸一化，得到權(quán)重向量w=(w1，w2，···，wn)T：

(2)

③計算最大特征值，(Aw)i代表向量Aw的第i個元素：

(3)

④計算一致性檢驗指標(biāo)C.I.和一致性比例指標(biāo)C.R.：

(4)

(5)

當(dāng)C.R.<0.1時，認為判斷矩陣的一致性可以接受，否則需要對該判斷矩陣進行修正。

4)層次總排序及一致性檢驗：

(6)

②計算獲得子準則層的C.I.(k-1)、R.I.(k-1)，然后進行準則層的一致性檢驗；

(7)

(8)

(9)

當(dāng)C.R.(k)<0.1時，認為判斷矩陣的整體一致性是符合要求的。

5)分析排序結(jié)果，并得出相應(yīng)的決策。

2.2 指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)處理

根據(jù)汕頭市口岸水路出口額地區(qū)近年來的分布情況，出口企業(yè)主要分布在廣東省東翼城市，少量分布在江西和福建地區(qū)。本研究在廣東省東翼地區(qū)、福建西南部、江西南部、湖南南部共選取19個地級市作為汕頭港內(nèi)陸港選址的候選城市。

選擇19個候選城市的地理交通、經(jīng)濟基礎(chǔ)和成本因素3大類指標(biāo)作為層次分析的準則層指標(biāo)，圍繞準則層指標(biāo)共選取了距汕頭市的距離(X1)、地區(qū)生產(chǎn)總值(X3)和人均土地面積(X9)等10項子準則層指標(biāo)[18]。準則層和子準則層指標(biāo)設(shè)置見表1。

表1 評價指標(biāo)匯總

為統(tǒng)一各指標(biāo)量綱，將每個候選城市的每一項子準則層指標(biāo)除以該項指標(biāo)的最大值進行無量綱化處理，見表2。其中，距汕頭市的距離(X1)、到汕頭市的運輸時間(X2)、私營企業(yè)勞動力工資(X10)等3項指標(biāo)對于內(nèi)陸港的選址有負面影響，因此按負面指標(biāo)進行無量綱化處理，無量綱處理后使之取值范圍在[-1，0]；其余7項指標(biāo)對于選址的影響為正面影響，取值范圍在[0，1]。

表2 無量綱化處理后的子準則層指標(biāo)

2.3 判斷矩陣的建立和一致性檢驗

2.3.1建立判斷矩陣

本文建立的評價指標(biāo)分為兩個層次，通過專家評分法，得出各層次因素之間相對重要性的判斷矩陣，見表3～6。

表3 第一層次(準則層)的判斷矩陣

表4 子準則層地理交通的判斷矩陣

表5 子準則層經(jīng)濟基礎(chǔ)的判斷矩陣

表6 子準則層成本因素的判斷矩陣

2.3.2一致性檢驗

1)層次單排序及一致性檢驗。

表7 各指標(biāo)特征向量及最大特征值

2)層次總排序及一致性檢驗。

子準則層各因素對總目標(biāo)的權(quán)值計算結(jié)果見表8。根據(jù)表8中的各指標(biāo)總權(quán)重大小，在內(nèi)陸港選址中，各指標(biāo)重要性排序為：X9，X4，X6，X7，X8，X2，X10，X3，X5，X1。

表8 層次總排序

由于各準則層都不存在一致性檢驗問題，因此層次總排序一致性檢驗通過。

2.4 計算結(jié)果

根據(jù)前面計算得到的各準則層指標(biāo)權(quán)重，計算得到各候選城市得分，結(jié)果見表9。根據(jù)得分排名結(jié)果，內(nèi)陸港選址排名前10的城市是：廣東省的韶關(guān)、河源，福建省的龍巖、三明，江西省的贛州、吉安、宜春，湖南省的長沙、郴州、衡陽。

表9 內(nèi)陸港選址計算結(jié)果排名

3 結(jié)語

1)汕頭港是我國沿海主要港口之一，是粵東地區(qū)唯一主要港口，但近年來發(fā)展水平相對滯后。其直接腹地粵東三市經(jīng)濟總量規(guī)模小且缺乏重大型產(chǎn)業(yè)布局，是制約港口吞吐量發(fā)展的主要原因之一，建議采取布局內(nèi)陸港等系列措施進一步拓展內(nèi)陸腹地。

2)研究選取了廣東省東翼、江西和湖北南部、福建西南部地區(qū)共19個地級市作為候選城市，設(shè)置了涉及地理交通、經(jīng)濟基礎(chǔ)和成本因素3方面相關(guān)的10項指標(biāo)作為層次分析的基本指標(biāo)，經(jīng)層次分析法計算，初步推薦10個城市作為汕頭港內(nèi)陸港備選港址。

3)本文基于有限的數(shù)據(jù)指標(biāo)，對汕頭港內(nèi)陸港選址進行了初步探索，由于內(nèi)陸港選址涉及通道便利性、合作地區(qū)經(jīng)濟和工業(yè)發(fā)展水平、貨物生成量規(guī)模等多方面要素，針對選址工作，應(yīng)結(jié)合港口集團的市場定位和汕頭港對外通道布局和建設(shè)情況等方面再做深化研究。