曾慶成， 吳 凱， 孫祥君

(1.大連海事大學(xué) 交通運輸管理學(xué)院，遼寧 大連 116026；2. 大連港集團有限公司，遼寧 大連 116004)

巴拿馬運河擴建對中美集裝箱運輸路徑選擇的影響

曾慶成1， 吳 凱1， 孫祥君2

(1.大連海事大學(xué) 交通運輸管理學(xué)院，遼寧 大連 116026；2. 大連港集團有限公司，遼寧 大連 116004)

巴拿馬運河的擴建將對集裝箱海運航線網(wǎng)絡(luò)、港口布局及船舶結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生深遠影響，推動全球海運格局的演變。對此，在分析中美航線集裝箱貿(mào)易運輸現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對比巴拿馬運河擴建前后中美集裝箱運輸不同路徑的運輸時間和運輸成本。利用路徑選擇模型分析巴拿馬運河擴建后集裝箱貨流分布的變化，分析中美集裝箱航線網(wǎng)絡(luò)格局可能的變化，為相關(guān)主體應(yīng)對巴拿馬運河擴建提供決策依據(jù)。

水路運輸;巴拿馬運河；中美貿(mào)易；集裝箱運輸；路徑選擇模型

Abstract: The Panama Canal expansion will promote the evolution of global shipping pattern, and have a far-reaching influence on the container shipping route network, port layout, ship structure, and so on. The current situation of Sino-US trade and transport routes of the containers is analyzed, and Sino-US container shipping transportation time and cost of different paths before and after the Panama Canal expansion is compared. It also analyzes the changes of container cargo flow distribution after the Panama Canal expansion by the route choice model, and the possible changes in the pattern of the container route network. The decision basis for the related subjects is provided responding to the Panama Canal expansion.

Keywords: waterway transportation; Panama Canal; Sino-US trade; container transport; route choice model

巴拿馬運河是世界上最重要的航運通道之一。據(jù)統(tǒng)計，全球近5%的貨物貿(mào)易是通過巴拿馬運河完成的，其中88%是美國與亞洲地區(qū)的貿(mào)易貨物，而與我國有關(guān)的占38%并在持續(xù)增長中。受船閘級數(shù)參數(shù)和水深的限制，目前能通過該運河的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱船舶的載箱量為3 500～4 000 TEU。

隨著船舶逐漸朝大型化方向發(fā)展及全球貿(mào)易持續(xù)增長，巴拿馬運河現(xiàn)有的通航條件已不能滿足需求。例如，截至2011年底，全球超巴拿馬型及該規(guī)模以上的952艘集裝箱船中有約47%無法通過該運河。為提高巴拿馬運河的通航能力，當(dāng)?shù)卣?006年提出運河擴建計劃，新擴建的運河最大能通過載箱量為12 000 TEU的集裝箱船舶。[1-3]

巴拿馬運河擴建將對全球集裝箱航線的布局產(chǎn)生重要影響，特別是我國和美國是該運河的主要用戶，其擴建將直接影響我國和美國集裝箱運輸路徑選擇、船舶構(gòu)成及港口選擇，影響班輪公司的航線設(shè)計及運營。因此，分析這些影響是航運企業(yè)及港航管理部門關(guān)注的熱點。

國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者已針對該問題開展大量研究。FRANICISCO等[4]分析巴拿馬運河運營以來形成的法律法規(guī)及管理狀況等；BENFIELD等[5]及GRAHAM等[6]則從技術(shù)層面(如地理信息、溫度變化等)探討運河的管理情況和運營能力。國內(nèi)相關(guān)學(xué)者從定性角度分析巴拿馬運河擴建對國際貿(mào)易、班輪運輸及航運的影響。例如：陳繼紅等[7]分析巴拿馬運河擴建對國際集裝箱海運格局的影響；文若梅[8]分析巴拿馬運河擴建對世界貿(mào)易的影響；蔡梅江[9]及劉成軍等[10]分析巴拿馬運河擴建后對航運的影響，提出我國的機遇和相應(yīng)的發(fā)展策略。

這里基于對中美集裝箱運輸網(wǎng)絡(luò)特征及運輸時間和成本的分析，利用路徑選擇模型計算巴拿馬運河擴建前后的貨流分布，分析擴建后中美集裝箱航線網(wǎng)絡(luò)格局的變化，提出港航企業(yè)響應(yīng)的應(yīng)對策略。

1 中美航線集裝箱貿(mào)易運輸現(xiàn)狀分析

近年來，美國的前五大集裝箱貿(mào)易伙伴都位于亞洲：我國是其最重要的集裝箱貿(mào)易伙伴，據(jù)JOC(Journal Of Commerce)統(tǒng)計，2012年我國與美國的集裝箱貿(mào)易量為1 090萬TEU，約占其集裝箱貿(mào)易總量的36.4%，同比增長2.6%，相較全球經(jīng)濟衰退前的2008年更是大增8%；緊隨我國之后的是日本、韓國、中國臺灣地區(qū)和中國香港地區(qū)。這五大貿(mào)易伙伴的貿(mào)易總量占美國集裝箱貿(mào)易量的52.2%，同比微升0.7%，相較2008年增長3.6%。

目前亞洲出口的集裝箱貨物通常由美國鐵路和公路從美國西岸轉(zhuǎn)運到東海岸，或由8 000 TEU以上大型船舶通過蘇伊士運河運到東海岸。巴拿馬運河擴建后，雖然通行費可能會提高，但美國西海岸港口的擁堵，加上當(dāng)前其鐵路承運公司持續(xù)承受燃料、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施費用不斷上漲的壓力，使得亞洲與美東地區(qū)的集裝箱貿(mào)易轉(zhuǎn)為經(jīng)過巴拿馬運河的全水路成為優(yōu)先選擇。巴拿馬運河擴建后可容納更大的船舶。船舶大型化的規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)將改變大量貨物由太平洋西岸通過鐵路運達美國東岸或取道蘇伊士運河經(jīng)地中海過大西洋運達美國東岸的格局。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1我國到美東不同路徑運輸時間及成本

巴拿馬運河的擴建將對我國到美東地區(qū)的集裝箱運輸路徑選擇產(chǎn)生較大影響。目前我國到美東地區(qū)的集裝箱運輸航線主要有4種：我國過巴拿馬運河到美東、我國經(jīng)蘇伊士運河到美東、我國先到美西再到美東(海鐵聯(lián)運)及我國先到美西再到美東(干支線船運輸)。這里根據(jù)實際情況把不同航線船型參數(shù)設(shè)置如下。

1) 把上海港作為我國沿海港口的代表，同時把美國長灘港、休斯頓港及紐約港分別作為美西海岸港口、美國墨西哥灣沿岸及美東海岸港口的代表。

2) 假設(shè)從上海港到長灘港的集裝箱船載箱量為8 000 TEU，從上海港經(jīng)蘇伊士運河到紐約港和休斯頓港的集裝箱船載箱量為8 000 TEU。在巴拿馬運河擴建之前，運河可通過4 000 TEU載箱量的集裝箱船，而擴建之后可通過8 000 TEU載箱量的集裝箱船。

由于中美航線集裝箱船的平均艙位利用率常年保持在90%以上，且近年來兩國經(jīng)濟聯(lián)系日益密切，經(jīng)貿(mào)關(guān)系保持穩(wěn)定發(fā)展勢頭，集裝箱貿(mào)易運輸市場發(fā)展前景良好，因此為方便計算與比較，基于船舶滿載工況進行計算。在計算集裝箱運輸時間及成本時，搜集資料得到的具體集裝箱運輸相關(guān)數(shù)據(jù)見表1～表3。

表1 集裝箱運輸相關(guān)數(shù)據(jù)(1)

表2 集裝箱運輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)(2)

表3 集裝箱運輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)(3)

根據(jù)上述實際數(shù)據(jù)，在進行上海港到美國東海岸休斯頓港和紐約港的路徑選擇時得出以下結(jié)果(見表4和表5)。

表4 上海到休斯頓的運輸時間和成本

表5 上海到紐約的運輸時間和成本

從表4和表5中可看出，巴拿馬運河擴建后，8 000 TEU集裝箱船過巴拿馬運河具有絕對的單箱成本優(yōu)勢，而單箱均天成本僅次于8 000 TEU集裝箱船過蘇伊士運河，但8 000 TEU集裝箱船過蘇伊士運河運輸時間太長，同時到長灘后再用火車陸運的海鐵聯(lián)運的單箱均天成本較高。綜合考慮時間和成本因素，8 000 TEU集裝箱船過巴拿馬運河具有較強的競爭力。

2.2我國到美東運輸路徑的選擇分析

路徑方式選擇是一個復(fù)雜的問題，需綜合考慮多方面的因素。在一般情況下，當(dāng)有m種運輸方式可供選擇時，選擇一種特定模式的可能性(比如模式i)取決于各種運輸模式之間的運輸成本、運輸時間及其他方面的比較(比如運輸服務(wù)質(zhì)量、貨物價值、是否是危險品及是否是緊急貨物等)。

選擇運輸模式i的可能性與觀察到的選擇該運輸模式的相對頻率或該運輸模式的市場份額大體上相同。目前最為簡單且使用最為廣泛的路徑選擇模型是Logit離散選擇模型。Logit公式[11]是通過對選擇概率的特性進行假設(shè)推導(dǎo)出的,具體計算式為

(1)

式(1)中：xi為路徑選擇概率；λ為常數(shù)，約取值10-3；ci為廣義成本，ci=pi+kti;k為反映時間相對成本的價值常數(shù)；pi為運輸模式i的運輸成本；ti為運輸模式i的運輸時間。

把上述模型拓展到多種運輸模式或路徑間的概率選擇，模型為

(2)

式(2)中的參數(shù)設(shè)置同式(1)。同時，在不同路徑間作出選擇時，只考慮運輸時間及運輸成本因素。

根據(jù)上述方法，計算出巴拿馬運河擴建前后上海港到休斯頓港不同路徑的選擇概率，結(jié)果見表6。同理，計算出巴拿馬運河擴建前后上海港到紐約港的不同路徑選擇概率，結(jié)果見表7。計算中，λ取3×10-3，k取6.85；參考資料為“Northern Sea Route Effect on Model Shiff & Modal Choice”，由于兩者的海運情境具有很大相似度，因此認為該資料的參數(shù)設(shè)定在這里具有同樣的適用性。

表6 巴拿馬運河擴建前后上海到休斯敦路徑選擇概率

表7 巴拿馬運河擴建前后上海到紐約不同路徑選擇概率

結(jié)果表明，我國到美東沿海港口的集裝箱運輸不同路徑中，選擇過巴拿馬運河的概率最大，而巴拿馬運河擴建后，通過該運河的運輸路徑概率會進一步提高，其他運輸路徑的選擇概率相對降低，這與不同路徑集裝箱運輸?shù)膹V義成本相符合。

2.3我國與美國內(nèi)陸地區(qū)運輸路徑的選擇分析

巴拿馬運河的擴建不僅會對美東海岸港口與我國的集裝箱運輸路徑選擇產(chǎn)生重要影響，而且也會對美國內(nèi)陸地區(qū)與我國的集裝箱運輸產(chǎn)生較大影響，海鐵聯(lián)運究竟是選擇美國東海岸還是美國西海岸將取決于海運運費與鐵路運費的總和。

通過搜集整理美國主要港口城市及內(nèi)陸城市進口集裝箱的市場份額，可知其內(nèi)陸城市中芝加哥的占有率最大(見圖1，數(shù)據(jù)來源于“美國進口集裝箱的最佳網(wǎng)絡(luò)流量”)。因此，將芝加哥作為內(nèi)陸城市的代表，計算不同路徑到達芝加哥的時間和成本及各種路徑的選擇概率，以此分析巴拿馬運河擴建對我國到芝加哥集裝箱運輸路徑選擇的影響。

圖1 美國主要城市的進口集裝箱的市場份額

在從上海到芝加哥的所有運輸路徑中，以4 000 TEU集裝箱船過巴拿馬運河到紐約再陸運到芝加哥為基準(zhǔn)，分別用上海到芝加哥的其他不同運輸路徑的總時間及單箱成本與基準(zhǔn)作比較(見圖2)。

圖2 上海到芝加哥不同運輸路徑的時間及成本

由圖2可知，從上海到芝加哥的所有運輸路徑中，8 000 TEU集箱裝船到長灘港再陸運至芝加哥的時間相對其他運輸路徑較短，單箱單航次成本也相對較少；此外，過巴拿馬運河到休斯頓或紐約再陸運到芝加哥的單箱單航次成本和運輸時間相對其他運輸路徑較少。在巴拿馬運河擴建后，雖然在運輸時間上相對擴建前有所增加，但單箱成本卻有較大幅度的減少，與其他運輸路徑相比進一步拉開了競爭優(yōu)勢。從集裝箱單箱單航次均天成本上看，過蘇伊士運河的運輸路徑具有較大競爭優(yōu)勢，但運輸時間較長，因此綜合考慮到運輸時間因素，過巴拿馬運河具有相對較低的單箱單航次均天成本，且運輸時間相對適中，僅比8 000 TEU集箱裝船到長灘再陸運到芝加哥的運輸時間長，巴拿馬運河擴建后該優(yōu)勢更為明顯。

此外，無論是8 000 TEU集箱裝船過蘇伊士運河到休斯頓再陸運至芝加哥，還是干支線船結(jié)合先到長灘然后過巴拿馬運河到休斯頓或紐約再陸運至芝加哥的運輸路徑，在時間和成本上都沒有較大的優(yōu)勢，因此在選擇路徑時不予考慮。根據(jù)上述路徑選擇計算式，可得出巴拿馬運河擴建前后上海到芝加哥的不同路徑選擇概率，結(jié)果見表8。

表8 巴拿馬運河擴建前后上海到芝加哥不同路徑選擇概率

結(jié)果表明，上海到芝加哥的不同路徑中，選擇概率最大的是上海到長灘到芝加哥(經(jīng)陸運)的路徑，其次是過巴拿馬運河；而巴拿馬運河擴建后，對于上海到芝加哥的集裝箱運輸，通過巴拿馬運河運輸路徑的選擇概率會得到提高，而其他的運輸路徑選擇概率相對降低，這與不同路徑集裝箱運輸?shù)膹V義成本相對應(yīng)。

3 結(jié)束語

基于時間和成本分析的方法對巴拿馬運河擴建前后中美集裝箱貿(mào)易航線不同路徑的運輸時間和成本進行橫向及縱向比較；同時，運用多維Logit模型對巴拿馬運河擴建前后不同路徑的選擇概率進行計算。結(jié)果表明：巴拿馬運河擴建后，8 000 TEU集裝箱船過巴拿馬運河不僅具有單箱成本優(yōu)勢，而且具有較低的單箱均天成本，運輸時間相對適中；同時，巴拿馬運河擴建后，通過該運河的運輸路徑的選擇概率會增大，其他運輸路徑的選擇概率相對降低，說明巴拿馬運河擴建所帶來的成本和時間方面的潛在競爭優(yōu)勢會促使過巴拿馬運河的全水路運輸成為我國到美東地區(qū)集裝箱貿(mào)易的一種時間相對較短、成本效益顯著的運輸方式。因此，美東港口應(yīng)適當(dāng)考慮擴建港口以迎接大型船舶的到來，班輪公司應(yīng)適當(dāng)考慮重新布局集裝箱運輸航線網(wǎng)絡(luò)。

此外，中美洲尼加拉瓜大運河建成后，隨著更大船型集裝箱船投入使用及該運河與巴拿馬運河的競爭，集裝箱海運成本將進一步降低，中美集裝箱貿(mào)易運輸網(wǎng)絡(luò)格局將變得更加復(fù)雜，這些值得進一步深入探究。

[1] 姜建偉. 金融危機對巴拿馬運河擴建工程的影響[J]. 水運管理，2009(6):38-39.

[2] 李源. 新巴拿馬型集裝箱船設(shè)計靚點[J]. 中國船檢，2012(5)：69-69.

[3] 陳勝蘭. 巴拿馬運河對通航船舶的尺度視線和布置要求[J]. 船舶，2011，12(6)：1-5.

[4] FRANICISCO J, MONTERO L. Panama Canal Management[J]. Marine Policy,2005(29):25-37.

[5] BENFIELD S L, GUZMAN H M, MAIR J M. Temporal Mangrove Dynamics in Relation to Coastal Development in Pacific Panama[J]. Journal of Environmental Management, 2005(76):263-276.

[6] GRAHAM N E, GEORGA K P, VARGAS C. Modes to Echcvers, Simulating the Value of El Nino Forecasts for the Panama Canal [J]. Advancesin Water Resources, 2006(19):1665-1677.

[7] 陳繼紅，曹越，梁小芳，等. 巴拿馬運河擴建對國際集裝箱海運格局的影響[J]. 中國航海，2013(1)：73-76.

[8] 文若梅.巴拿馬運河擴建對全球貿(mào)易產(chǎn)生深刻影響[N]. 世界報，2007-10-10(6).

[9] 蔡梅江.巴拿馬運河擴建及對世界航運的影響[J].中國遠洋航務(wù)，2008(2):69-71.

[10] 劉成軍，金興賦. 對巴拿馬運河的擴建及運輸形態(tài)展望[J]. 天津航海，2009(2)：49-51.

[11] LUCE D, SUPPES P. Preferences, Utility and Subjective Probalility[G]. Handbook of Mathematical Psychology. New York: John Wiley and Sons, 1965:249-410.

ImpactofPanamaCanalExpansiononSino-USRoutesofContainerTransport

ZENGQingcheng1,WUKai1,SUNXiangjun2

(1. School of Transportation Management, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China；2. Dalian Port Corporation Limited, Dalian 116004, China)

U692.31;F552

A

2016-04-25

遼寧省高校杰出青年學(xué)者成長計劃(LJQ2013057)；遼寧省百千萬人才工程項目(2013921075)

曾慶成(1978—)，男，山東沂南人,教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為港口與航運管理。E-mail: qzeng@dlmu.edu.cn

1000-4653(2016)03-0109-05