□ 鐘慧玲，陳文華，顧一妙

(華南理工大學(xué) 電子商務(wù)系,廣東 廣州 510000)

1 引言

集疏運(yùn)系統(tǒng)通過(guò)公路、鐵路和水路連接港口與貨源腹地，是港口發(fā)展的硬件基礎(chǔ)，其高效運(yùn)作能夠促進(jìn)港口-腹地區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展。隨著全球貿(mào)易東移、“一帶一路”倡議布局和自貿(mào)區(qū)戰(zhàn)略的實(shí)施，廣州港在貨運(yùn)需求日益增長(zhǎng)的同時(shí)，其集疏運(yùn)系統(tǒng)也面臨巨大挑戰(zhàn)[1]。因此，完善和優(yōu)化廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)對(duì)于提高腹地貨源吸引力，促進(jìn)港城經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分重要。集疏運(yùn)系統(tǒng)是連接港口與腹地的關(guān)鍵紐帶，也是推動(dòng)廣州港國(guó)際航運(yùn)中心建設(shè)的重要環(huán)節(jié)[2]，高效暢通的集疏運(yùn)系統(tǒng)對(duì)廣州港乃至粵港澳大灣區(qū)的發(fā)展都有著重要的影響。

由于港口集疏運(yùn)系統(tǒng)對(duì)港口和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著至關(guān)重要的影響，因此許多學(xué)者對(duì)港口集疏運(yùn)系統(tǒng)展開(kāi)研究。董潔霜[3]從集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)角度研究和評(píng)價(jià)港口集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)綜合平衡優(yōu)化， 葉彩鴻等[4]從集疏運(yùn)流量角度建立了雙因素兩階段預(yù)測(cè)模型，楊斌等[5]從能耗與時(shí)間范圍的角度建立了集疏運(yùn)系統(tǒng)的成本模型、能耗最小模型以及能耗約束下的成本最小模型，分析了能耗、時(shí)間范圍和成本之間的關(guān)系，張戎等[6]對(duì)港口集疏運(yùn)方式及運(yùn)量影響因素、途徑和作用進(jìn)行實(shí)證分析。以上研究都是集中在空間序列上的動(dòng)態(tài)問(wèn)題，未能解決時(shí)間序列上的動(dòng)態(tài)問(wèn)題。從系統(tǒng)工程的角度出發(fā)，港口集疏運(yùn)系統(tǒng)受到腹地貨源、港口資源、低碳政策等多個(gè)因素的影響，其演變過(guò)程是動(dòng)態(tài)、復(fù)雜的。因此，通過(guò)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法(System Dynamics,SD)研究港口集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)和發(fā)展趨勢(shì)能夠全面考慮復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的各種影響因素，適合作長(zhǎng)期和動(dòng)態(tài)的仿真分析。其中，武慧榮等[7]運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法對(duì)大連港集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和驗(yàn)證。衛(wèi)斐等[8]以廣西北部灣港口為例，建立港口集疏運(yùn)協(xié)調(diào)發(fā)展的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。蔣永雷等[9]以天津市為例，運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析交通投資對(duì)陸路集疏運(yùn)能力的影響。

目前，雖然已有部分學(xué)者運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究港口集疏運(yùn)系統(tǒng)，但大多只研究公轉(zhuǎn)水或者公轉(zhuǎn)鐵，尚未涉及三種集疏運(yùn)方式的整合。因此，本文將以廣州港為研究對(duì)象，分析其集疏運(yùn)系統(tǒng)的內(nèi)在機(jī)理并建立廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，仿真分析廣州港集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)特征及發(fā)展趨勢(shì)，并提出相應(yīng)的政策建議。

2 SD模型構(gòu)建

廣州港地處珠江三角洲中心，通過(guò)珠江水系、公路和鐵路網(wǎng)絡(luò)，連通泛珠三角以及華南地區(qū)的經(jīng)濟(jì)腹地。其中，依托于西江、珠江干線等內(nèi)河航道，廣州港“穿梭巴士”開(kāi)通了67條支線運(yùn)輸航線，促進(jìn)內(nèi)河碼頭與廣州港的貨物運(yùn)輸；公路運(yùn)輸方面，主要依靠廣州城區(qū)、佛山、中山與江門(mén)幾個(gè)方向的集疏運(yùn)通道；鐵路運(yùn)輸方面，目前，開(kāi)通10條海鐵聯(lián)運(yùn)班列。目前廣州港主要依靠水路和公路集疏運(yùn)，港口集疏運(yùn)體系還不完善，缺乏暢通的鐵路運(yùn)輸通道。

要研究廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，需要梳理港口經(jīng)濟(jì)、港口吞吐能力、交通運(yùn)輸投資建設(shè)和各集疏運(yùn)方式的運(yùn)輸能力等要素之間的反饋聯(lián)系。一方面，廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)受到廣州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、交通投資建設(shè)和港口航運(yùn)能力的影響。另一方面，廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)又影響著整個(gè)港口的運(yùn)輸效率和經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而影響到廣州市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，為了科學(xué)有效地分析廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)各要素之間的關(guān)系，本文采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)存在的因果反饋關(guān)系并建立仿真模型。

2.1 因果反饋關(guān)系分析

本文從廣州市GDP、廣州港集裝箱吞吐量、廣州港集裝箱吞吐能力、廣州港集疏運(yùn)能力之間的因果關(guān)系出發(fā)，分析主要的5個(gè)反饋環(huán)，如圖1所示。

圖1 廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)因果關(guān)系圖

①反饋環(huán)1：廣州市GDP↑→廣州市固定資產(chǎn)投資↑→廣州市交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施完成投資額↑→廣州港集裝箱吞吐能力↑→廣州港吞吐壓力↓→集裝箱吞吐量阻礙量↑→廣州港集裝箱吞吐量↓→港口拉動(dòng)GDP↑→廣州市GDP↑。該反饋環(huán)是正反饋，反映了城市經(jīng)濟(jì)與港口運(yùn)輸供給能力的相互作用機(jī)理。

②反饋環(huán)2：廣州市GDP↑→廣州港集裝箱吞吐量↑→廣州港吞吐壓力↑→集裝箱吞吐量阻礙量↑→廣州港集裝箱吞吐量↓→港口拉動(dòng)GDP↑→廣州市GDP↑。該反饋環(huán)為正反饋，反映了城市經(jīng)濟(jì)與港口發(fā)展的協(xié)同促進(jìn)關(guān)系。

③反饋環(huán)3：廣州港集裝箱吞吐量↑→廣州港公路集疏運(yùn)量↑→公路集疏運(yùn)短缺量↑→集裝箱吞吐量阻礙量↑→廣州港集裝箱吞吐量↓。該反饋是負(fù)反饋，反映了港口發(fā)展和公路集疏運(yùn)系統(tǒng)的制約反饋關(guān)系。

④反饋環(huán)4：廣州港集裝箱吞吐量↑→廣州港鐵路集疏運(yùn)量↑→鐵路集疏運(yùn)短缺量↑→集裝箱吞吐量阻礙量↑→廣州港集裝箱吞吐量↓。該反饋是負(fù)反饋，反映了港口發(fā)展和鐵路集疏運(yùn)系統(tǒng)的制約反饋關(guān)系。

⑤反饋環(huán)5：廣州港集裝箱吞吐量↑→廣州港水路集疏運(yùn)量↑→水路集疏運(yùn)短缺量↑→集裝箱吞吐量阻礙量↑→廣州港集裝箱吞吐量↓。該反饋是負(fù)反饋，反映了港口發(fā)展和水路集疏運(yùn)系統(tǒng)的制約反饋關(guān)系。

2.2 SD模型結(jié)構(gòu)

基于上述分析的廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)因果關(guān)系圖和反饋環(huán)，進(jìn)一步確定狀態(tài)變量、速率變量和輔助變量等，構(gòu)造廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)流圖，如圖2所示。

圖2 廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)流圖

2.3 參數(shù)確定

本文的廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型仿真時(shí)間為2010-2025年，時(shí)間間隔為1年。 模型主要數(shù)據(jù)來(lái)源于歷年的廣州市統(tǒng)計(jì)年鑒、廣州市統(tǒng)計(jì)公報(bào)、中國(guó)港口年鑒以及廣州市港務(wù)局官網(wǎng)。基于歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)用加權(quán)平均、線性回歸和表函數(shù)等方法確定模型參數(shù)。

3 SD模型檢驗(yàn)與分析

3.1 模型檢驗(yàn)

利用Vensim軟件檢驗(yàn)該模型的結(jié)構(gòu)和量綱一致性，并選取廣州港2010-2020年的港口集裝箱吞吐量實(shí)際數(shù)據(jù)完成有效性檢驗(yàn)，偏差率控制在±5%之間，如表1所示。檢驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型能較為準(zhǔn)確地反映廣州港集疏運(yùn)的實(shí)際發(fā)展情況，適用于廣州港集疏運(yùn)系統(tǒng)發(fā)展仿真研究。

表1 廣州港集裝箱吞吐量模擬結(jié)果與實(shí)際值誤差分析

3.2 仿真結(jié)果分析

表2和圖3是廣州港公路、水路、鐵路集疏運(yùn)量的仿真結(jié)果，其中2006-2020年各集疏運(yùn)方式的運(yùn)輸量占比和變化趨勢(shì)符合實(shí)際情況。如表 2所示，從“十一五”到“十四五”期間，各集疏運(yùn)方式比重相對(duì)穩(wěn)定，廣州港形成以公路和水路運(yùn)輸為主、鐵路運(yùn)輸為輔的集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)，其中小部分公路集疏運(yùn)量逐漸被水路集疏運(yùn)取代，水路集疏運(yùn)比重從60.4%提高到65.1%。從圖 3可看出，廣州港未來(lái)五年公路和水路集疏運(yùn)量都保持較快增長(zhǎng)，到2025年，廣州港公路和水路集疏運(yùn)量將達(dá)到1113萬(wàn)TEU和2089萬(wàn)TEU。廣州港鐵路集疏運(yùn)量保持平穩(wěn)增長(zhǎng)，但即使到2025年，鐵路集疏運(yùn)量仍不超過(guò)8 萬(wàn)TEU。未來(lái)五年廣州港公路集疏運(yùn)量和水路集疏運(yùn)量差距在逐年擴(kuò)大，水路集疏運(yùn)發(fā)展速度加快。這主要是因?yàn)閺V州港“穿梭巴士”為珠三角各中小碼頭提供支線運(yùn)輸服務(wù)，截止至2019年已開(kāi)通67條“穿梭巴士”支線，完善了廣州港水路運(yùn)輸通道，提高水路集疏運(yùn)需求。而由于廣州港的進(jìn)港鐵路配套不足，沒(méi)有形成完善的鐵路集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，不能滿足鐵路集疏運(yùn)需求，導(dǎo)致廣州港的鐵路集疏運(yùn)量較小。待南沙進(jìn)港鐵路投入使用，廣州港的鐵路集疏運(yùn)量將會(huì)有一定程度上的增加，但占集疏運(yùn)量的比重僅為0.2%。

表2 廣州港各集疏運(yùn)方式運(yùn)量占比變化情況

圖3 廣州港各集疏運(yùn)方式運(yùn)輸量仿真結(jié)果

4 結(jié)論及建議

本研究通過(guò)分析廣州港集疏運(yùn)體系的內(nèi)在因果關(guān)系和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，建立了廣州港集疏運(yùn)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。仿真結(jié)果表明廣州港集疏運(yùn)主要以公路運(yùn)輸和水路運(yùn)輸為主導(dǎo)，鐵路運(yùn)輸占比不足1%。要調(diào)整和優(yōu)化廣州港集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)，緩解公路運(yùn)輸對(duì)城市交通的壓力和減少集疏運(yùn)產(chǎn)生的碳排放量，促進(jìn)廣州港集疏運(yùn)體系的可持續(xù)發(fā)展，就必須減少對(duì)公路集疏運(yùn)方式的依賴，加大水路和鐵路的投入，加快推進(jìn)廣州港集疏運(yùn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，積極引導(dǎo)推動(dòng)“公轉(zhuǎn)水”和“公轉(zhuǎn)鐵”。

完善江海聯(lián)運(yùn)和海鐵聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)布局，擴(kuò)大廣州港集裝箱腹地范圍，提高水路和鐵路運(yùn)輸?shù)母?jìng)爭(zhēng)力，發(fā)揮其在大宗散貨運(yùn)輸上的優(yōu)勢(shì)。強(qiáng)化江海聯(lián)運(yùn)，構(gòu)建以南沙港區(qū)為核心的珠江-西江江海聯(lián)運(yùn)樞紐，積極在西江流域的內(nèi)河碼頭布局，擴(kuò)大廣州港“穿梭巴士”的航線覆蓋范圍，增強(qiáng)對(duì)內(nèi)河港口的貨源吸引力。

大力發(fā)展海鐵聯(lián)運(yùn)，加快南沙進(jìn)港鐵路建設(shè)及配套設(shè)施完善，建設(shè)南沙海鐵聯(lián)運(yùn)樞紐，提高對(duì)非沿江地區(qū)和內(nèi)陸地區(qū)的貨源吸引力。