AHP在無克令吊1 700TEU集裝箱船可行性分析中的應(yīng)用

周全 莫丹丹

摘 要：本文通過對(duì)無克令吊1700TEU集裝箱船與原有克令吊1700TEU集裝箱船的差異比較，應(yīng)用層次分析法（AHP）來確定無克令吊1700TEU集裝箱船的可行性。

關(guān)鍵詞：集裝箱船；克令吊；層次分析法

中圖分類號(hào)：U662.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著集裝箱航運(yùn)的發(fā)展，世界上越來越多的港口擁有集裝箱碼頭并配備了各類高效的集裝箱裝卸設(shè)備，集裝箱船上自備克令吊的使用率越來越低。目前雖然船舶市場(chǎng)有所回暖，但因受到世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)的持續(xù)影響，世界經(jīng)濟(jì)恢復(fù)緩慢，各大船公司的資金仍不充裕，所以越來越多的船公司開始考慮訂造價(jià)格相對(duì)便宜的無克令吊集裝箱船。

無克令吊1 700TEU集裝箱船就是根據(jù)市場(chǎng)環(huán)境由有克令吊1 700TEU集裝箱船修改而來的，它保留了原母型船的主尺度及船型，僅在克令吊及相關(guān)方面有所變更。為確定無克令吊1 700TEU集裝箱船是否能推出市場(chǎng)，我們有必要對(duì)其進(jìn)行可行性分析。

1 層次分析法（AHP）

層次分析法簡(jiǎn)稱AHP（Analytic hierarchy Process），是上世紀(jì)70年代中后期由美國著名的運(yùn)籌學(xué)家、匹茲堡大學(xué)教授T.L.Saaty提出來的一種多指標(biāo)或多準(zhǔn)則決策方法，它對(duì)于多方案、多準(zhǔn)則、多因素的綜合評(píng)價(jià)及趨勢(shì)預(yù)測(cè)相當(dāng)有效。

AHP的最大優(yōu)點(diǎn)是可以處理定量與定性相結(jié)合的問題，可以將決策者的主觀判斷和政策經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)入模型，并加以量化處理。目前，AHP在國內(nèi)外的經(jīng)濟(jì)規(guī)劃與分析、資源和能源的政策分析、社會(huì)學(xué)、建筑學(xué)、企業(yè)管理、醫(yī)療衛(wèi)生等眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，各種學(xué)科的學(xué)者們也對(duì)其基本理論和應(yīng)用展開許多研究，取得很多有價(jià)值的成果。

我們要應(yīng)用AHP對(duì)無克令吊1 700TEU集裝箱船進(jìn)行可行性分析，就必須有一個(gè)參考方案，而其仍在建造的有克令吊1 700TEU集裝箱母型船就是一個(gè)很好的參照，所以我們只需對(duì)這兩種船型差異進(jìn)行評(píng)優(yōu)比較，即可完成對(duì)無克令吊1 700TEU集裝箱船可行性分析。

2 差異比較

無克令吊1700TEU集裝箱船（圖2）與其母型船（圖1）均為鋼質(zhì)船體、單螺旋漿柴油機(jī)推動(dòng)、球鼻首、設(shè)有首側(cè)推器、方型船尾、有固定導(dǎo)軌架全集裝箱船。其主尺度為：

我們通過比較，在船舶造價(jià)、裝箱數(shù)、初穩(wěn)性高、橫搖周期、貨物吊運(yùn)、營運(yùn)航線和港口選擇共六個(gè)方面，得出無克令吊1700TEU集裝箱船與其母型船的差異，如表1所列。

3 AHP的應(yīng)用

AHP大致包括四個(gè)基本步驟：（1）建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型，將所包含的因素劃分為三個(gè)層次：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層，可用圖框形式說明層次間的遞階結(jié)構(gòu)和因素的從屬關(guān)系；（2）構(gòu)造判斷矩陣，反映各個(gè)因素間相對(duì)的重要性；（3）層次單排序及其一致性檢驗(yàn)，進(jìn)行相對(duì)權(quán)重的計(jì)算；（4）層次總排序及一致性檢驗(yàn)，計(jì)算同一層次所有因素對(duì)目標(biāo)層的相對(duì)重要性的排序權(quán)值，得出最優(yōu)的方案。

根據(jù)表1可知，有克令吊與無克令吊各有優(yōu)勢(shì)，單從某一個(gè)方面去判斷兩者的優(yōu)異都是片面的、不科學(xué)的。而AHP正是一種用來對(duì)多方案、多準(zhǔn)則、多因素的問題進(jìn)行決策的方法。下面，我們運(yùn)用AHP對(duì)無克令吊與有克令吊1 700TEU集裝箱船進(jìn)行評(píng)優(yōu)排序，通過結(jié)果比較得到無克令吊1 700TEU集裝箱船的可行性。

3.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

建立層次結(jié)構(gòu)模型是進(jìn)行AHP的首要步驟，它說明層次的遞階結(jié)構(gòu)和因素的從屬關(guān)系。根據(jù)表1的衡量標(biāo)準(zhǔn)，我們得到層次結(jié)構(gòu)模型如圖3所示。

3.2 構(gòu)造判斷矩陣

判斷矩陣是AHP的基礎(chǔ)，通常采用1～9及其倒數(shù)來反映各因素的相對(duì)重要性，標(biāo)度方法如表2所列。

在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，各船公司的資金相對(duì)比較緊張，運(yùn)力相對(duì)過剩，所以船舶的造價(jià)在決策中占據(jù)著最重要的位置。而在裝箱數(shù)與港口選擇這兩個(gè)因素的比較上，大家分歧較大。有人認(rèn)為，裝箱數(shù)更為重要，總裝箱數(shù)越多、重箱數(shù)越多，則營運(yùn)額增加，單箱平均營運(yùn)成本越低；而另有人認(rèn)為，港口選擇更為重要，更多的港口選擇意味著更多的貨源與客源，而且有克令吊集裝箱船的通用性更好，利于日后的航線調(diào)配和船舶租賃。鑒于這兩種情況，我們將衡量準(zhǔn)則中6個(gè)因素的重要性排序分為兩種方案：

（1）第一種判斷方案——裝箱數(shù)優(yōu)于港口選擇

C1船舶造價(jià) > C2裝箱數(shù) > C6港口選擇 > C5貨物吊運(yùn)> C3初穩(wěn)性> C4船員舒適度；

（2）第二種判斷方案——港口選擇優(yōu)于裝箱數(shù)

C1船舶造價(jià) > C6港口選擇 > C2裝箱數(shù) > C5貨物吊運(yùn)> C3初穩(wěn)性> C4船員舒適度。

另外，為了更全面的分析有克令吊與無克令吊的優(yōu)異，我們暫不考慮當(dāng)前經(jīng)濟(jì)環(huán)境對(duì)船舶造價(jià)重要性的偏重，即假設(shè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境良好，船東都不差錢的情況下，我們又得到以下兩種方案：

（3）第三種判斷方案

C2裝箱數(shù)> C6港口選擇> C5貨物吊運(yùn)> C3初穩(wěn)性> C1船舶造價(jià)> C4船員舒適度

（4）第四種判斷方案

C6港口選擇>C2裝箱數(shù) > C5貨物吊運(yùn)> C3初穩(wěn)性> C1船舶造價(jià)> C4船員舒適度

根據(jù)這四種判斷方案的排序，我們兩兩比較得到四個(gè)A—C判斷矩陣，如表3～表6所示。

通過表1中無克令吊1 700TEU集裝箱船與母型船在六個(gè)衡量準(zhǔn)則的比較，C1—P、C2—P、C3—P、C4—P、C5—P、C6—P判斷矩陣，如表7～表12所列。

3.3 層次單排序及一致性檢驗(yàn)

得到了判斷矩陣，我們運(yùn)用規(guī)范列平均法及Excel工具求解各因素的權(quán)重，經(jīng)轉(zhuǎn)換后的A-C標(biāo)準(zhǔn)判斷矩陣及求解出的特征向量W，如表13～表16所示。

C-P標(biāo)準(zhǔn)判斷矩陣，如表17～表22所示。

接著，我們要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。經(jīng)計(jì)算，這四種判斷方案的A—C 判斷矩陣的一致性比率CR均小于0.10，具有滿意的一致性；C1—P、C2—P、C3—P、C4—P、C5—P、C6—P 判斷矩陣為2階判斷矩陣，具有完全一致性。

所以以上四種判斷方案得出的的特征向量有效。

3.4 層次總排序及優(yōu)化結(jié)果

上面我們求出了六個(gè)因素的特征向量，以及在六個(gè)單一因素下兩種船型的特征向量，方案總排序及計(jì)算結(jié)果見表23-表26。

由上面的計(jì)算結(jié)果我們可以得出，對(duì)于第一、二、三種判斷方案，P2方案都優(yōu)于P1方案，即無克令吊1 700 TEU集裝箱船優(yōu)于有克令吊1 700 TEU集裝箱船；而對(duì)于第四種判斷方案，則P1方案優(yōu)于P2方案，即有克令吊1 700 TEU集裝箱船優(yōu)于無克令吊1 700 TEU集裝箱船。

通過以上分析，在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，無論是裝箱數(shù)優(yōu)于港口選擇的判斷方案，還是港口選擇優(yōu)于裝箱數(shù)的判斷方案，其結(jié)果都是P2方案優(yōu)于P1方案，即無克令吊1 700TEU集裝箱船優(yōu)于有克令吊1 700TEU集裝箱船，因此無克令吊1 700TEU集裝箱船是可行的。

當(dāng)我們不考慮目前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境，即船舶造價(jià)的因素不起到重要作用，在選擇裝箱數(shù)優(yōu)于港口選擇時(shí)，無克令吊1 700TEU集裝箱船略優(yōu)于有克令吊1 700TEU集裝箱船；而選擇港口選擇優(yōu)于裝箱數(shù)時(shí)，有克令吊1700TEU集裝箱船則略優(yōu)于無克令吊1 700TEU集裝箱船，但兩者間差距甚微。

4 總結(jié)

AHP是船型多方案優(yōu)選排序的一種有效方法。它通過構(gòu)造判斷矩陣將船型選優(yōu)問題中的定性分析與定量分析有機(jī)地結(jié)合起來，采用形式簡(jiǎn)單明了的數(shù)學(xué)方法和模型，所得結(jié)論具有直觀性、定量性和合理性。

AHP不僅適用于船型選優(yōu)排序問題，對(duì)船舶工程中其他多準(zhǔn)則有限方案決策問題同樣適用。

參考文獻(xiàn)

[1] 許樹柏. 層次分析法原理[M]. 天津： 天津大學(xué)出版社， 1988.

[2] 劉寅東， 唐煥文. 船舶設(shè)計(jì)決策理論與方法[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006.