東江蘇雷壩至石龍航段船型經濟論證

（武漢理工大學，湖北 武漢 430063）

1 引言

東江是廣東省中東部水運通道之一，也是香港、深圳、廣州及沿岸人民生活用水及工農業生產用水之水源，因此東江的發展一直備受關注。在《廣東省綜合交通運輸體系發展“十三五”規劃》、《廣東省航道發展規劃》中均提及東江航道升級的規劃。隨著東江升級三級航道的推進，船型如何發展也應配套進行研究，本文結合國家及地方相關規劃和東江實際情況的船型經濟論證具有一定意義。

本文以蘇雷壩至石龍航段為例進行分析與研究，結合東江船舶現狀，詳細分析了航道、過河建筑物、港口及船舶現狀，接著依據《內河通航標準》分析限制條件，參考大量我國已有的船型標準與東江現有船型，結合航運現狀，推薦了三個噸級的貨船、集裝箱船型，并以貨船為例進行船型經濟論證，最后利用熵權法綜合得出較優船型，通過Matlab進行實現，并進行成本與敏感性分析，根據結論提出建議。

2 東江現有船舶現狀

蘇雷壩至石龍航段全長280km，此航段的直接經濟腹地有河源市、惠州市、東莞市和汕尾市，流域內建有三座大型水庫，分別為新豐江水庫、楓樹壩水庫、白盆珠水庫，對東江干流有強大的調節功能。

2007年東江下游進行航道整治工程，航道等級得到提升。東江石龍頭到出口段建成Ⅲ級航道，但蘇雷壩以下等級較低，部分水位未能很好的銜接，對船舶通航存在影響，本文研究范圍內具體航道尺度見表1。

表1 東江航道參數表

本文研究河段內，已建和在建的橋梁有39座。其中10年一遇洪水重現期凈高不足10m的有27座，流域內水電樞紐的建設規模不一致，均對通航產生影響，水電樞紐的尺度見表2。

表2 水電樞紐特性統計表

東江運輸船舶全為機動船，中上游100t-200t的船舶占運力近60%，并迅速發展300t以上的船舶，下游普通貨船以300t-500t級為主，集裝箱運輸以900t多用途集裝箱船為主力船型，少量500t級。

東江有眾多的水資源保護區，并且因生態、供水等原因，水質的保護要求高，禁止船舶運輸危險品等有污染的貨物。如今，環保問題與能源安全得到高度重視，相對于柴油燃料動力船舶，以清潔能源為動力的船舶在未來將會得到推廣。

3 船型主尺度分析

船舶主尺度受到航道、通航建筑物的限制，三者之間存在一定關系。結合研究航段內的航道、船閘、橋梁發展情況，根據《內河通航標準》進行計算，得出航運基礎設施對船舶尺度限制見表3。

表3 航運基礎設施對船舶尺度限制表

參考我國相關標準的船型中，千噸級船舶的長寬比多在4-5之間，《內河通航標準》的千噸級船舶長寬比接近8。本文針對東江腹地東莞、河源、惠州的現有船舶進行分析，可知船型的長寬比基本控制在4.5-6之間，集裝箱船與貨船均有達到1 000t，貨船常用的為200t-300t。實際運營中，東莞多為貨船與集裝箱船，其最大總噸位均達到1 000t，數量最多的也保持在千噸級。河源以客船、貨船居多，干貨船達到1 000t，使用最多的為500t級。惠州貨船的總噸位最大為598t，集裝箱船的噸級達到3 000t級。

綜合考慮東江干流航道將實施擴能升級，順應珠江水系運輸船舶的發展趨勢，符合船舶運輸的經濟性要求。東江蘇雷壩至石龍航段推薦船型為500t-1 000t級機動船，適當保有300t級船舶。結合相關標準，參考現有的優秀船型，設立未來的船型尺度見表4。

表4 代表船型尺度推薦表

4 船型論證思路及方法

本文以貨船為例，對推薦的500t、800t、1 000t三種船型進行經濟論證，利用熵權法綜合得出較優船型，通過Matlab進行實現，并對選出的船型進行成本分析與敏感性分析，進而得出相關結論與建議。

4.1 經濟測算模型

4.1.1 成本構成及測算方法。本文對船舶固定費用、航行費用、港口費用等進行測算，對成本進行分析，具體測算內容見表5。

表5 成本構成與測算方法表

4.1.2 重要參數的確定。所使用的參數，多由統計和調查而來，因客觀條件不同，不可避免會與實際情況有所差異，但相對值與相對規律基本正確，不會影響方案的相對比較結果。

4.1.3 經濟衡準指標的確定。船東為提高船舶競爭力，通常希望降低運輸成本，縮短投資回收期，提升利潤，因此，本文選取平均年費用、必要運費率作為衡準指標。

平均年費用AAC將船價作為營運費用的一部分,是船舶的初期投資在營運期內每年的等值資金回收費用與年營運費用之和。本文計算年取值為28年，年利率取值為3.25%。

必要運費率RFR為達到預定的基準收益率，即運輸單位運量所必要的運費收入，可以較全面地考核單項固定資產在運營中的成本支出，給有關部門合理配置船型提供參考。

表6 部分參數統計表

4.2 基于熵權法的船型論證結果

4.2.1 基于熵權法的評價模型建立。熵權法是一種客觀賦值的方法，計算原理簡單，能最大程度的利用指標，本文以經濟指標作為評價指標，依據熵權法構建模型，具體步驟如下：

<1)，且各件產品是否為不合格品相互獨立．

（1）采用0-1歸一化的方法對數據進行標準化處理，見式（1），規范范圍劃為（0,1），假設第i類船型的j個指標為xij，歸一化后為x’ij，利用Matlab的mapminmax函數輔助完成，處理后得到標準化的評價指標矩陣。

（2）利用Matlab編碼計算指標信息熵ej，指標權重wj，方法見式（2）、（3），其中K為常數，K=1/lnm。

（3）利用加權求和公式計算樣本的綜合評價值Si，見式（4）。

4.2.2 基于熵權法的船型經濟論證。對表7衡準指標的計算結果進行分析，從船舶噸級來看，1 000t級船舶的必要運費率最低，各項指標均表明東江使用千噸級的船舶是比較經濟的。

表7 船舶衡準指標的計算結果

根據計算的年營運費用，平均年費用與必要運費率用Matlab計算權重，結合所得權重得到各噸位與類型船舶的綜合評價值，計算結果見表8、表9。

表8 指標權重計算表

表9 船型綜合評價值統計表

綜合來看，1 000t級的船舶必要運費率最低，充分體現了船舶大型化的成效，雖然船舶噸級增大之后相應的費用會增加，但是綜合評價值來看，三種船型的綜合評價值相近，差值不大，因此考慮今后的發展趨勢，推薦選擇1 000t級的船舶。

4.3 運輸成本與敏感性分析

根據船價與運輸成本構成，對1 000t級代表船型方案進行成本分析，得出成本構成份額，見表10。

表10 1 000t級代表船型運輸成本構成表

在每個噸級代表船型的運輸成本中，燃潤料費用所占比例最大，分別達到了43.26%、44.35%、39.75%，其中1 000t級的燃潤料費用所占比例最小。

對1 000t級船舶進行敏感性分析，必要運費率隨敏感因素變化情況見表11。

表11 1 000t級代表船型敏感性分析表

由表11可知，總體上，必要運費率對油價變化最為敏感，其次是船價，但船價與裝卸時間的變化引起的變動比油價變化引起的變動要平穩的多。若要提高船舶運營經濟性，可采取節油、經濟航速運營等有效的措施；也可以選用清潔能源降低費用，且可以減少污染。市面上，清潔能源燃料價格比柴油低，根據結果分析來看，清潔能源如LNG、電能對于東江不僅在水源質量方面很必要，在運輸成本控制方面也十分必要。

5 結論與建議

綜合考慮東江航段當前與未來航運的航道建設、基礎設施限制條件、通航設施的通過能力以及船舶技術、經濟和環保性能等方面，經過分析，認為三個噸級的船舶中，1 000t級船型的經濟性最好，500t級次之。

清潔能源船舶因其環保性與經濟性，也受到一定程度的青睞，并且廣東也已有LNG船舶的試點，建立多處加注站。因此建議東江航道發展可以考慮保留500t級船舶進行銜接，逐步發展1 000t級船舶，并且在條件較好的區域優先采用清潔能源船舶，并逐步發展與推廣，為東江水運及周邊產業等的發展提供更好的運輸服務，加速經濟的發展。