基于層次分析法的汕頭港內陸港選址研究*

房 卓，沈 忱，徐 杏，孫玉欣，薛天寒，蘇孟超，李 翔

(1.交通運輸部規劃研究院，北京 100028；2.天津大學，天津 300350；3.大連理工大學，遼寧 大連 116024)

經過多年發展，汕頭港在汕頭市及周邊地區對外開放中發揮了積極作用，在吸引臨港產業布局中發揮了重要作用。但是受多方面因素影響，汕頭港相對沿海其他主要港口的發展速度總體滯后，港口發展存在著規模小、服務功能較單一以及腹地經濟產業對港口發展支撐較弱等問題。在新的形勢下，汕頭港作為我國“一帶一路”重點建設的15個港口之一、汕頭市作為粵東地區中心城市，要求其繼續發揮引領和支撐作用，在提升港口輻射能力、城市影響力中發揮更加重要的作用。未來，通過布局建設內陸港，將有利于汕頭港拓展經濟腹地，有利于促進港口和內陸地區的聯動發展，進一步發揮港口在陸海內外聯動中的戰略支點作用優勢[1]，并可克服直接腹地經濟產業發展對港口運輸需求支撐弱的不足。

內陸港選址是一項復雜的系統工程，合理的內陸港選址既能保證資源的充分利用、避免投資的浪費，又能充分發揮內陸港的樞紐作用，有效平衡內陸地區的貨物運輸需求[2]。在內陸港選址問題研究中，范厚明等[3]基于模擬退火-粒子群混合算法研究路徑失靈和需求不確定性因素影響下的內陸港選址問題；常征等[4-5]利用遺傳算法先后從考慮系統最優及環境成本最小的角度建立內陸港選址模型；丁坤迪等[6]運用灰色關聯法獲得內陸港的初步選址，并進一步利用混合整數模型得到最優選址；汪傳旭等[7]和徐兵等[8]利用改進的粒子群算法求解內陸港選址模型；梁承姬等[9]利用集合覆蓋模型和模糊聚類模型，從地理位置和經濟因素兩個角度探究內陸港的最佳選址；項風等[10]將遺傳算法和模糊聚類分析相結合，應用于東北內陸港選址規劃研究中；吳閩[11]和黃力等[12]分別建立內陸港選址評價指標體系，并利用層次分析法對實際案例進行分析。近年來，層次分析法被廣泛應用于多要素、多準則、多目標的復雜決策研究中，如港口工程選址問題[13]、港口建設模式分析[14]、海外碼頭投資布局[15]、航道規劃方案優選[16]、港口節能減排[17]等。

本文對汕頭港發展現狀水平進行了評價，結合其直接腹地經濟產業發展特點，提出汕頭港未來布局建設內陸港的意義；通過構建汕頭港內陸港選址的多層次指標體系，利用層次分析法對汕頭港的內陸港選址進行初探，提出汕頭港內陸港選址和發展建議，研究結論可為相關港口戰略及規劃的制定提供參考。

1 汕頭港發展現狀

1.1 港口發展

2018年汕頭港貨物總吞吐量3 963萬t，其中集裝箱吞吐量130.7萬TEU，相對于沿海其他主要港口，汕頭港現狀發展規模整體較小。目前經汕頭港進出的95%以上貨物服務于粵東地區，在粵東港口群中居于主導地位。

在深水泊位建設增速方面：近10年來，深水泊位數量僅占全國沿海主要港口不到2%；1995—2000年，深水泊位建設增速最大、達14.9%，列全國沿海主要港口深水泊位增速第3位；但2005年后，汕頭港深水泊位增速大幅減緩。

在吞吐量增速方面：2000—2018年汕頭港吞吐量年均增速6.5%，低于全國沿海港口吞吐量增速(11.7%)和沿海主要港口吞吐量增速(11.2%)。

汕頭港吞吐量及碼頭設施能力與沿海主要港口的對比見圖1。

圖1 汕頭港碼頭設施能力、吞吐量及與沿海主要港口的對比

1.2 腹地發展

一定程度上，腹地經濟發展水平和產業結構與港口吞吐量發展水平密切相關。在經濟發展水平方面，汕頭港的直接腹地(汕頭、潮州和揭陽，簡稱粵東三市)經濟總量規模小且增速乏力，2018年粵東三市GDP為5 731.8億元，占全省的5.9%，除20世紀90年代外，GDP增速大部分時間均慢于全省；在腹地產業結構方面，粵東地區產業布局主要以日用輕工相關產業為主，缺乏鋼鐵、石化、裝備制造等大型臨港產業布局，重工業占比僅為26.7%、遠低于廣東省的64.7%，這種產業結構使得汕頭港吞吐量結構缺乏大宗干散貨、液散貨的支撐。

粵東三市GDP總量、增速及在全省占比重變化情況見圖2。

圖2 粵東三市GDP總量、增速及占全省的比重變化情況

總體判斷，直接腹地經濟基礎和產業類型對大宗貨類運輸需求支撐較弱，是汕頭港發展緩慢的主要原因之一。未來可考慮采用布局內陸港等措施，進一步拓展腹地輻射范圍，克服直接腹地經濟產業對港口運輸需求支撐較弱的不足。

2 基于AHP方法的內陸港選址

2.1 方法簡介

層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)計算和分析主要包含以下幾個步驟：

1)對復雜決策問題進行深入研究，分析影響因素及內在聯系，建立一個多層次、有條理的分析結構模型。

2)分析子準則層所有因素對準則層目標的相對重要性，進而構造判斷矩陣A。

3)次序單排序及一致性檢驗：

(1)

式中：aij為元素i與元素j的重要性之比。

②將特征向量進行歸一化，得到權重向量w=(w1，w2，···，wn)T：

(2)

③計算最大特征值，(Aw)i代表向量Aw的第i個元素：

(3)

④計算一致性檢驗指標C.I.和一致性比例指標C.R.：

(4)

(5)

當C.R.<0.1時，認為判斷矩陣的一致性可以接受，否則需要對該判斷矩陣進行修正。

4)層次總排序及一致性檢驗：

(6)

②計算獲得子準則層的C.I.(k-1)、R.I.(k-1)，然后進行準則層的一致性檢驗；

(7)

(8)

(9)

當C.R.(k)<0.1時，認為判斷矩陣的整體一致性是符合要求的。

5)分析排序結果，并得出相應的決策。

2.2 指標選取和數據處理

根據汕頭市口岸水路出口額地區近年來的分布情況，出口企業主要分布在廣東省東翼城市，少量分布在江西和福建地區。本研究在廣東省東翼地區、福建西南部、江西南部、湖南南部共選取19個地級市作為汕頭港內陸港選址的候選城市。

選擇19個候選城市的地理交通、經濟基礎和成本因素3大類指標作為層次分析的準則層指標，圍繞準則層指標共選取了距汕頭市的距離(X1)、地區生產總值(X3)和人均土地面積(X9)等10項子準則層指標[18]。準則層和子準則層指標設置見表1。

表1 評價指標匯總

為統一各指標量綱，將每個候選城市的每一項子準則層指標除以該項指標的最大值進行無量綱化處理，見表2。其中，距汕頭市的距離(X1)、到汕頭市的運輸時間(X2)、私營企業勞動力工資(X10)等3項指標對于內陸港的選址有負面影響，因此按負面指標進行無量綱化處理，無量綱處理后使之取值范圍在[-1，0]；其余7項指標對于選址的影響為正面影響，取值范圍在[0，1]。

表2 無量綱化處理后的子準則層指標

2.3 判斷矩陣的建立和一致性檢驗

2.3.1建立判斷矩陣

本文建立的評價指標分為兩個層次，通過專家評分法，得出各層次因素之間相對重要性的判斷矩陣，見表3～6。

表3 第一層次(準則層)的判斷矩陣

表4 子準則層地理交通的判斷矩陣

表5 子準則層經濟基礎的判斷矩陣

表6 子準則層成本因素的判斷矩陣

2.3.2一致性檢驗

1)層次單排序及一致性檢驗。

表7 各指標特征向量及最大特征值

2)層次總排序及一致性檢驗。

子準則層各因素對總目標的權值計算結果見表8。根據表8中的各指標總權重大小，在內陸港選址中，各指標重要性排序為：X9，X4，X6，X7，X8，X2，X10，X3，X5，X1。

表8 層次總排序

由于各準則層都不存在一致性檢驗問題，因此層次總排序一致性檢驗通過。

2.4 計算結果

根據前面計算得到的各準則層指標權重，計算得到各候選城市得分，結果見表9。根據得分排名結果，內陸港選址排名前10的城市是：廣東省的韶關、河源，福建省的龍巖、三明，江西省的贛州、吉安、宜春，湖南省的長沙、郴州、衡陽。

表9 內陸港選址計算結果排名

3 結語

1)汕頭港是我國沿海主要港口之一，是粵東地區唯一主要港口，但近年來發展水平相對滯后。其直接腹地粵東三市經濟總量規模小且缺乏重大型產業布局，是制約港口吞吐量發展的主要原因之一，建議采取布局內陸港等系列措施進一步拓展內陸腹地。

2)研究選取了廣東省東翼、江西和湖北南部、福建西南部地區共19個地級市作為候選城市，設置了涉及地理交通、經濟基礎和成本因素3方面相關的10項指標作為層次分析的基本指標，經層次分析法計算，初步推薦10個城市作為汕頭港內陸港備選港址。

3)本文基于有限的數據指標，對汕頭港內陸港選址進行了初步探索，由于內陸港選址涉及通道便利性、合作地區經濟和工業發展水平、貨物生成量規模等多方面要素，針對選址工作，應結合港口集團的市場定位和汕頭港對外通道布局和建設情況等方面再做深化研究。