港口集疏运系统发展对策研究以厦门港为例物流毕业论文.docx
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港口集疏运系统发展对策研究以厦门港为例物流毕业论文
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摘要
港口集疏运系统是港口持续发展中一个很重要的环节，集疏运能力与吞吐量有紧密联系。
近年来，厦门港集装箱吞吐量发展迅猛，致使过度依赖公路运输的集疏运系统面临拥堵不畅的问题。
本文通过对厦门港集疏运系统的现状分析，发现其中的问题，并且分别提出对策。
本文的内容安排如下：
首先，本文介绍了国内外对港口集疏运系统的相关研究，阐述了港口的重要性，表明了港口发展对国家经济发展的意义。
其次，介绍了厦门港集疏运现状，重点分析了公路集疏运、铁路集疏运、水路集疏运和航空集疏运四个子系统，发现厦门港集疏运系统的主要问题是运输方式不协调。
然后运用时间序列模型分析了长期趋势和季节变动分别对集装箱吞吐量的影响。
最后，根据厦门港历年的集装箱吞吐量通过灰色预测来预测未来5年的厦门港集装箱吞吐量，以此为据，预测出厦门港未来五年的集输运量，随后提出厦门港集疏运系统的发展战略，增强港口竞争力，为以后其他港口的集疏运系统优化升级提供参考依据。
【关键词】港口集疏运系统；吞吐量；时间序列分析法；灰色预测模型
Portcollectionanddistributionsystemdevelopmentcountermeasuresstudy--acasestudyofXiamenport
Abstract
Theportcollectionanddistributionsystemisaveryimportantpartofthesustainabledevelopmentofport,andthecapacityofcollectionanddistributioniscloselyrelatedtothethroughput.Inrecentyears,therapiddevelopmentofXiamenportcontainerthroughput,hichhascausedtheproblemofcongestionintheover-relianceonroadtransportation.ThroughtheanalysisofthepresentsituationofXiamenport,thepaperfindstheproblemsandputsforwardthecountermeasuresrespectively.Thecontentofthisarticleisasfollows:
Firstly,thispaperfirstintroducestherelatedresearchofportcollectionanddistributionsystem,expoundstheimportanceoftheport,andsuggeststhatthemeaningofportdevelopmenttonationaleconomicdevelopment.Secondly,introducesthepresentsituationofXiamenportcollectionanddistribution,focusesontheanalysisofhighwaytransportation,railwaytransportation,waterwaytransportationandairtransportationfoursubsystems,itisfoundthatthemainproblemsofXiamenportcollectionanddistributionsystemisnotcoordinatedmodeoftransport.Finally,usingthegreyforecastingmodelbasedoncontainerthroughputmanyyearsagoforecastXiamenportcontainerthroughputinthenextfiveyears,soastopredictXiamenportcollectionanddistributionfreightvolumeofthenextfiveyears,thenputforwardthedevelopmentstrategyofXiamenportcollectionanddistributionsystem,andthecompetitionoftheportisstrengthened,whichprovidesreferencefortheoptimizationoftheupgradingsystemoftheotherportsinthefuture.
[Keywords]portcollectionanddistributionsystem;throughput;timeseriesanalysismethod;greyforecastingmodel
一、绪论
（一）研究背景、目的与意义
1.研究背景
在任何国家，港口对城市经济、区域经济的发展都有着非常重要的作用。
在历史演变过程中，港口最先是交通枢纽，是相互转换运输方式的地区，大量货物集聚在这里，继而拉动经济发展。
同时，加工工业也在港口周边地区发展起来，工业由此慢慢发展起来。
之后第三代港口的出现，促进了国际贸易的发展，出现一些代理行业，物流业也得到了发展。
如今已发展到第四代港口，它是全球资源配置的枢纽，因为当今时代是一个全球化时代，资源在全球范围内流动并共享。
厦门港地理条件优越，港区内外岛屿众多。
宽广的港域、较深的水域以及常年不冻的特点使得厦门港是福建省一个重要贸易港口，是我国东南沿海从事进出口贸易的重要口岸，是海峡两岸经济交流的枢纽港，也属于我国主要集装箱干线港之一。
2.研究目的
本文研究的目的旨在研究厦门港集疏运系统的现状，运用适当方式对集疏运系统进行分析，进一步了解集疏运系统的实际状态，从而提出厦门港集疏运系统发展对策，提升未来服务水平，积极向国际化港口转变。
3.研究意义
从实际层面来说，本文通过对厦门港集疏运系统现状的分析研究，根据已预测出的吞吐量来预测集疏运量，弥补了厦门港集疏运系统中运输方式不协调的不足，优化升级了厦门港集疏运系统。
本研究成果不仅增强厦门港的竞争力，有利于厦门港的持续发展，也为其他港口的建设提供了依据；从理论层面来说，本研究成果将港口实际情况与港口集疏运系统理论相结合，充实丰富了港口集疏运系统，使得集疏运系统能更加个性化、具体化、时代化。
（二）国内外研究综述
1.国外研究现状
W.S.Shen（2009）等是最早展开对内陆集疏运优化问题的研究，通过使用交通运输规划理论，探讨关于空载交通工具的优化调配问题。
Nijkamp（2010）根据对港口现状的研究，建立其研究港口的信息管理系统和港口运输模拟系统。
Button等（2014）着重比较各运输方法的经济技术水平，并从港口运营获利角度阐述航运经济，表明港口集疏运服务水平与港口盈利水平存在较大程度的关系。
AsianShipping（2011）通过定期公布亚洲主要大型港口生产发展数据，着重关注集疏运成本对港口生产发展造成的影响。
Crainic和Kim（2012）设计了三种使用不同集疏运方式的集疏运网络，同时也构建了相应的模型架构。
2.国内研究现状
刘沛、穆东、苏捷（2015）分析研究港口集疏运系统，为了解决跨局运输存在的问题，通过在不同地区建立铁路运输协调部门，整合分散资源，以此改善系统的运力结构，促进系统的稳定运行。
张国华、郝媛、周乐（2010）从空港的区域垄断特性、空港对区域经济的作用以及客流组成变化趋势三个方面讨论了大型空港枢纽的区域服务特征,强调空港腹地拓展的重要性。
俞海宏（2013）通过分析供应链结构,创建港口集疏运资源配置的多时期动态最优模型,探讨了港口集疏运配置的最优策略,并运用供应链协调的思想分析了动态集疏运能力配置协调的问题。
刘铭（2010）吸取国内外集疏运系统发展的经验，提出了我国的港口集疏运系统应该向多式联运方向发展，积极推进运输模式多元化。
胡星星、宋向群、周勇、王文渊（2015）研究北方两港口间的集装箱的陆路运输，在运输能力受制约的条件下，建立集装箱运输形式优化模型，求解得出最优方案，旨在降低运输成本。
3.国内外研究评述
国内外的学者们运用不同的方式对港口集疏运系统进行了研究，分别从不同角度剖析了集疏运系统发展现状，找出集疏运系统与其他港口发展影响因素间的联系，发现集疏运系统在不同环境下存在的弊端，提出应对措施及发展对策，为以后关于港口集疏运系统的研究提供了依据。
二、厦门港集疏运系统现状
（一）厦门港集疏运系统结构
港口集疏运系统主要服务于港口吞吐货物的聚集与疏散。
该系统由铁路、公路、水路及相应的交接站场组成，是连接港口与其腹地的桥梁，为港口提供生存与发展的外部条件。
港口要想成为综合交通运输网络中关键的水陆交通枢纽，就需要配备通畅完善的集疏运系统。
厦门港集疏运系统的具体结构见图1：
图1厦门港集疏运系统结构图
（二）厦门港集疏运主要子系统现状
2016年厦门港集装箱吞吐量达到961.37万TEU，与去年相比增长了1%，在世界集装箱港口排名中位居15强，与去年相比上升了2位。
厦门港集疏运系统主要组成部分为公路集疏运、铁路集疏运、水路集疏运和航空集疏运四个集疏运子系统，从而建立聚集和疏散在港货物的立体综合结构。
厦门港集疏运目前以公路为主，水路次之，铁路所占比例相对较小，而航空基本不占比例（如图2）。
图2厦门港集疏运子系统结构图
1.公路集疏运
厦门港有较为完善的道路建设，截止至2016年年底，辖区内分别设有不同比例的货运高速、国道和省道，有利于实现货物运输。
港口主腹地的公路总里程约10.14万公里，高速公路通车里程超过5000公里，使得大部分县城能够在13分钟内上高速通道，从而实现通过高速通道与县城二级公路和邻近省区的连接。
表12012-2016年厦门港公路集疏运量（单位：
万TEU）
年份
港口总集疏运量
公路集疏运量
2012
1229.52
505.82
2013
1367.24
562.48
2014
1463.60
602.12
2015
1567.82
645.01
2016
1641.39
675.26
2.铁路集疏运
厦门港在营铁路线网总长度为113.9公里，其铁路集疏运与全国铁路网络相连主要通过鹰厦线、福厦线、厦深线、龙厦线4条铁路干线来实现；另有4条专用铁路线：
东渡港区支线、海沧支线、高殿粮专线以及高崎中埔盐专线。
表22012-2016年厦门港海铁联运量
年份
集装箱吞吐量（万TEU）
集装箱海铁联运量（TEU）
海铁联运所占比例（%）
2012
720.14
29229
0.41
2013
800.80
20616
0.26
2014
857.24
16874
0.20
2015
918.28
16529
0.18
2016
961.37
12498
0.13
3.水路集疏运
厦门港可以容纳全球最大型集装箱船舶是因为全港建成万吨级以上泊位有69个，最大靠泊能力在20万吨级左右，集装箱通过能力约为1023万标箱。
全港航道总长为213.6公里，万吨级深水航道128公里，能够实现10万吨集装箱船舶双向通航、15万吨级以上集装箱船舶乘潮通航。
表3厦门港与海丝国家的海上航线（含经停）
始发
厦门—马尼拉
厦门—西贡—曼谷
厦门—香港—海防
厦门—雅加达—林查班
厦门—釜山—上海—宁波—马尼拉
途径
青岛—厦门—雅加达
青岛—厦门—马尼拉
香港—厦门—宁波—新加坡
连云港—厦门—新加坡—雅加达
上海—厦门—马尼拉—林查班
胡志明—香港—厦门—釜山
林查班—香港—厦门—新加坡—雅加达
马尼拉—香港—厦门—大阪—东京—马尼拉
4.航空集疏运
厦门港的高崎国际机场是全国第五大口岸机场，在营航空47家，与93个境内外城市实现通航，航线达到132条，全年吞吐达26万吨。
翔安机场在新建中，机场与港口间距离较近，且可以帮助增加货运班次。
图3厦航东南亚航线图
三、厦门港集疏运系统存在问题
（一）运输方式过于依赖公路运输，腹地资源无法拓展
图2中，公路运输在集疏运系统中已经占据超过一半比例，由此可见，公路运输在厦门港集疏运系统中十分重要。
虽然厦门港目前的公路集疏运能力基本能够让港口完成日常工作任务，但是由于近年来节假日高速免费通行造成交通拥堵，不利于公路集疏运可靠性、准时性的实现。
同时，厦门港公路集疏运体系存在不足之处，与港区连接的干线数量少，高速公路未能与港区有效连接，运输线路加长，加剧厦门城市交通拥挤情况。
过于依赖公路运输还对厦门港口内陆货源的丰富以及集疏运在内陆腹地的规模扩大造成巨大影响，特别是对周边内陆省份的货物没有吸引力。
（二）海铁联运运输发展退步
表2的数据显示，自2012年以来，虽然集装箱吞吐量逐年增加，但海铁联运量在集装箱吞吐量所占比例逐年下降，海铁联运发展退步。
对于大宗货物，最经济、便捷、可靠的就是铁路通道，但厦门乃至福建的铁路发展都很缓慢。
同时，与国内其他港口相比较，腹地与港口之间相连的铁路线路较少，专线运输明显不足，铁路运速相对较慢，运力水平低下，港口与铁路网衔接能力差。
与国外港口相比较，公路、铁路、水路集装箱运输比例一般都在64:
19:
17，铁路运输占厦门港集疏运系统很小比例，这并不符合铁路运输在综合集疏运系统中的主干地位。
四、厦门港集疏运系统优化策略
（一）厦门港集疏运量预测
1.厦门港集装箱集疏运长期趋势、季节变动分析
集疏运系统在集装箱吞吐量中起着至关重要的作用，并且集装箱吞吐量的大小与集疏运系统的集疏运能力直接相关。
为了优化升级集疏运系统，需要基于港口集装箱吞吐量，分析季节变动以及长期趋势对其所产生的影响，
随着时间的推移，厦门港集装箱吞吐量也随之变化，因此运用时间序列进行分析；由于影响厦门港集装箱吞吐量的因素众多，故采用乘法模型（Y=TSCI）进行分析。
Y为2013-2016年厦门港集装箱月吞吐量数值；T为2013-2016年厦门港集装箱各期吞吐量长期趋势值；S、C、I分别为季节变动、循环变动和随机变动引起的各期吞吐量Y与长期趋势值T的比率。
（1）测定长期趋势值（T）
对厦门港集装箱吞吐量的趋势值（T）使用移动平均法来测定，进而发现厦门港集装箱集疏运变化的本质规律。
移动平均法是根据时间序列，逐项推进，依次计算出包含一定项数的序时平均数，以此进行预测的方法。
本文以厦门港集装箱月吞吐量为时间序列展开分析，采用二次移动平均法求得长期趋势值。
第一次移动平均，其计算出来的移动平均数对应的中间项是在两个时期之间，不能代表任何一期的趋势值。
其公式为：
=
（
+
+…+
+
）
N为偶数，是移动平均项数；
t=
，
+1，…，n-
为每次移动平均中间项。
为第t期中心化移动平均数。
第二次移动平均，用
表示，
t=
，
+1，…，n-
。
=
（
+
）
=
（
+
）
=
（
+
）
…
由上述方法得厦门港（2013-2016）集装箱吞吐趋势值（T）。
从图4可以看出，厦门港吞吐量自2013年以来每年都有所增加，并有持续增加的趋势。
图42013-2016年厦门港集装箱吞吐趋势值
（2）测定季节变动因素（S）
为了更好地掌握一年中各月份受季节性因素影响的程度，需要对厦门港集装箱吞吐量季节变动进行测定，从而帮助港口集疏运相关部门针对季节变动所产生的影响采取运能调整和分配的措施。
季节变动测定就是计算出各月份的季节指数（S）。
排除趋势变动（T）和循环变动（C）对时间序列造成的影响，得出仅包含季节变动和随机变动的时间序列，
即
=SI。
因为上文已测定出的港口吞吐量月趋势值（包含循环波动因素），故趋势变动和循环变动联合作用的结果就是中心化移动平均数，
即
=TC。
故，
=
=SI，
所得SI为季节比率。
接着排除随机变动（C）的影响，最后求出集装箱吞吐量的各月季节指数（S）。
由图5可以看出，后三个季度季节指数在1.0处小幅度浮动，其曲线的平缓程度说明受季节影响的程度较小；第一季度受到的影响较大，在此时间段内，2月份季节指数最低（0.81），3月季节指数最高（1.18）。
从根本上来看，主要是因为年假，运输部在此期间几乎处于停滞状态，集疏运量必下降，但是年假刚结束，工人的组织构成发生变化，新员工不能很快适应并投入工作，2月仍然处于低迷期；相反的，3月因为工人反工，新员工已经能熟练操作，故出现了集疏运的高峰时期。
图5厦门港集装箱吞吐量季节指数
2.厦门港集装箱集疏运量的预测
由于港口集装箱集疏运量与吞吐量关系密切，在对集疏运量进行预测前，要先对吞吐量进行预测。
（1）集装箱吞吐量预测
根据表4的数据，用灰色预测模型，预测未来5年的吞吐量。
表4厦门港2009-2016年集装箱吞吐量
年份
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
吞吐量（万标箱）
468.04
582.43
646.50
720.17
800.80
857.24
918.28
961.37
数据来源：
中国港口网
1建立灰色预测模型
设X（0）=（X（0）
（1）,X（0）
（2）,…,X（0）（n）），做一次累加生成，即1－AGO，得
则GM（1,1）模型相应的微分方程为：
（1）
式中：
a称为发展灰数；μ称为内生控制灰数
设
=（a,μ）T，按最小二乘法得到
（2）
其中
易求得，方程
（1）的解为
（3）
2模型检验—关联度检验
定义1：
选择参考数列
k表示时刻。
设有m个比较数列
就称
（1）
为比较数列对参考数列在k时刻的关联系数，其中ρ∈[0,1]为分辨系数，一般取ρ=0.5。
称式
（1）中
|X0（k）-Xi（k）|、
|X0（k）-Xi（k）|分别为两级最小差和最大差。
由
（1）式容易看出，ρ越大，分辨率越大，反之亦然。
式
（1）中的关联系数是用来表达比较数列和参考数列在某一时刻关联程度的指标，但因为各时刻都有一关联数，所以信息显得分散，不利于比较，为此给出定义2：
称
（2）
为比较数列Xi对参考数列X0的关联度。
由式
（2）可知，关联度的作用就是把分散的信息集中处理。
根据上文所描述的关联度计算方法计算出
与原始序列
的关联系数，然后计算出关联度，根据经验，当ρ=0.5时，关联度大于0.6便满意了。
3利用MATLAB软件，输入代码，得出
a=-0.0893
u=426.3692
ans=X（k+1）=5235.7exp（0.08933k）-4772.99
k=0123456789
XY=462.7100489.2289534.9430584.9286639.5848699.3483764.6961836.1500914.2807999.7120
Theta=0.000014.231166.90302.49866.915220.821736.103921.09003.999338.3420
XD_Theta=0.00000.02830.14290.00430.01070.02890.04510.02460.00440.0399
R=0.6864
C=11.1829%
P=100%
由运行结果得出物流需求灰色预测模型公式X（k+1）=5235.7exp（0.08933k）-4772.99
本预测关联度r=0.6864>0.6，此模型精确有效。
根据上述公式，预测出2017-2021年厦门港集装箱吞吐量（见表5）。
表52017-2021年厦门港集装箱吞吐量预测结果
年份
2017
2018
2019
2020
2021
灰色预测值（万标箱）
1128.53
1239.66
1361.73
1495.82
1643.12
（2）集装箱集疏运运量的预测
港口集装箱集疏运运量与吞吐量之间的换算关系，主要由水路中转吞吐量和水水中转吞吐量各自所占比例决定。
根据吞吐量和集疏运量的计算方法，可以看出：
①集装箱货物经由水路运进港口，在经过装卸作业后又从水路运出港口，按进、出港各计算一次吞吐量。
故在水水中转运输中，集疏运量与吞吐量相等；②集装箱货物从水路运进港口卸下转陆路运输，计算一次货物进港吞吐量；货物自本港陆路运输后装上船运出港口，计算一次货物出港吞吐量。
故水路中转运输中，吞吐量只体现出水运进出港口的集装箱数量，而集装箱集疏运量的计算是将每种运输方式下集装箱运量相结合起来，因此水路中转运输中，集疏运量是吞吐量的2倍。
图6集疏运量和吞吐量换算关系
结合厦门港公路、铁路、水路三种集疏运方式的历史比例以及上文所预测出的未来5年的集装箱吞吐量预测值，从而预测未来5年厦门港港口集疏运运量水平，见表6。
表6厦门港港口集疏运量预测值（单位：
万TEU）
年份
港口吞吐量预测值
集疏运量预测值
公路
铁路
水运（水运中转量）
2017
1128.53
1926.79
792.68
5.59
1128.53（165.13）
2018
1239.66
2116.53
870.73
6.14
1239.66（181.39）
2019
1361.73
2324.95
956.48
6.74
1361.73（199.26）
2020
1495.82
2553.88
1050.66
7.40
1495.82（218.88）
2021
1643.12
2805.38
1154.12
8.13
1643.12（240.43）
（二）厦门港集疏运系统发展对策
由表6可以看出，铁路的集疏运量最少，公路和水运的集疏运量所占比例较多，各运输方式使用不均衡，运输效率低下，发挥不了集疏运系统的优势。
因此，厦门港要协调好公路、水路、铁路三种主要集疏运方式的比例，不可继续过度依赖公路运输，通过采取加大资金投入、政府扶持的措施，加大铁路、支线运输所占比例，发挥出集装箱海铁联运运输和水路支线运输的优势。
此外，厦门港要想建设集装箱枢纽港，光有航道水深、装卸、通关等还不够，还要有强大的经济腹地资源，以及完善的集疏运系统来连接港口与内陆腹地。
1.改善公路集疏运系统，发展水运业务，拓展港口腹地
（1）优化升级公路集疏运系统
表6中，随着港口集疏运量的日益增加，公路运输集疏运量也在不断增加，故公路集疏运系统优化升级已迫在眉睫。
要想优化升级公路集疏运系统，可以加大监督公路集卡运输的力度、提高疏导集疏运高峰期的能力。
还需要对公路交通信息化
升级会员 