基于層次分析法和TOPSIS法的港口競爭力評價

張重凱 李建民 張泰閣 邊汶政

【摘 要】 為更全面地評價港口競爭力，針對現有港口競爭力評價指標編制中存在忽視智慧港口、綠色港口等方面的影響因素，引入港口數字化程度和單位GDP能耗等指標，在構建新型港口競爭力評價指標的基礎上，將港口競爭力劃分為傳統港口競爭力和綠色港口競爭力、智慧港口競爭力等3個層次。利用層次分析法確定各項指標權重后，運用TOPSIS法對港口競爭力進行評價，為今后港口提高競爭力提供參考。

【關鍵詞】 層次分析法;TOPSIS法;港口競爭力;智慧港口;綠色港口

0 引 言

隨著人工智能、大數據、云計算等新興技術的不斷發展與突破，港口從信息化走向智能化已是時代潮流。智能港口、綠色港口成為未來港口建設的重要方向，如青島港已建有第一個全自動化碼頭。在此背景下，只考慮經濟因素的傳統港口競爭力評價指標體系的準確性有所下降。為解決這一問題，黃晗等[1]利用ANP法構建了綠色港口的競爭力評價，韓昀瑾等[2]利用灰云聚類模型構建了綠色港口的評價指標體系，許美賢等[3]利用TOPSIS與層次分析法對綠色港口競爭力進行評價。

以上研究雖然都在考慮綠色港口的基礎上對港口競爭力進行了評價，但構建評價指標體系時大都只考慮綠色港口的影響，未涉及智慧港口。本文在傳統的港口競爭力評價指標的基礎上，引入智慧港口和綠色港口評價指標，利用層次分析法和TOPSIS法對評價指標進行研究，得到不同因素對港口競爭力的影響，進而得到港口競爭力評價指標體系。

1 港口競爭力評價指標體系的構建

1.1 構建原則

建立港口競爭力評價指標體系需遵循以下原則：

（1）科學性：選取的指標應與港口競爭力具有相關性。

（2）可比性：同一層次內的指標應具有相關性，可以進行比較。

（3）差異性：不同層次之間的指標應具有離散性，指標差異性大。

（4）穩定性：選取的指標應能夠長期穩定地反映港口競爭力。

1.2 體系的構建

在遵循指標體系構建原則的基礎上，運用專家咨詢法和文獻研究的方法，參考有關文獻，考慮智慧港口和綠色港口因素，建立港口競爭力評價指標體系。指標體系劃分為傳統港口競爭力、綠色港口競爭力和智慧港口競爭力三大層次，共13項指標（見表1）。

（1）傳統競爭力指標

①貨物吞吐量：貨物吞吐量越大，則說明該港口對市場支配強度越大。

②航線數量：航線數量越多，說明該港口在船舶運輸中的重要程度越高。

③港口腹地GDP：港口腹地GDP越高，說明港口輻射區域越發達，對貨物需求量越大、出口貨物量越大。

④港口泊位數：萬噸級以上的港口泊位數越多，單位時間內可容納的船舶數量越多。

⑤集裝箱吞吐量：集裝箱運輸在國際貿易中的地位不斷上升，集裝箱吞吐量已成為衡量一個港口競爭力的重要指標。

（2）綠色港口競爭力指標

①清潔能源使用率：指使用太陽能、風能等清潔能源使用量占總能源使用量的比重，該指標越高，產生的污染越少。

②單位環境投入：指防治一定量的環境污染所需的投入，反映港口環境治理能力的高低。

③單位GDP能耗：指一次能源消費總量與港口生產總值的比例，反映港口能源利用效率。

④廢棄物處理率：指采用填埋法、堆肥法等方法將有害廢棄物轉化為無害污染物的效率，是衡量港口綠色競爭力的重要指標。

（3）智慧港口競爭力指標

①科技投入產值率：指科技投入產生利潤與總科技投入的比值，該指標反映港口科技成果轉化能力。

②港口人員學歷水平：指本科及以上學歷人數和高級技工及以上人數占港口人員總人數的比重，反映港口人才儲備和科技創新能力。

③數字化港口程度：指采用物聯網、云計算等智能技術的綜合覆蓋率，是衡量港口智慧化的重要指標。

④智慧港口基礎設施比重：主要指無人化機械設備（自動駕駛集卡、自動引導運輸車等）的數量占港口設備的比重，反映港口自動化程度。

2 指標評價權重確定

為充分保證數據的科學性與客觀性，在邀請多名港航業專家對各項指標打分的基礎上，利用薩蒂標注法來確定各層權重，指標之間的比較度見表2～表5。

所有數據經過加權匯總得到最終權重，權值計算和一致性指標見表6。

從表6可知，傳統港口競爭力是影響港口競爭力的關鍵因素，其權重達到了0.63;貨物吞吐量是影響傳統港口競爭力的關鍵因素;單位GDP能耗是影響綠色港口競爭力的關鍵因素;科技投入產值率是影響智慧港口競爭力的關鍵因素。

3 利用TOPSIS法對港口進行評價

選取大連港、青島港、上海港、天津港為研究對象，利用港口競爭力模型對其進行評價。在構建的評價指標體系中，存在定性與定量兩種性質的數據，其中：所有定量數據來源于《中國統計年鑒2020》《中國港口統計年鑒2019》;定性指標數據為專家打分，采用很好（0.9）、好（0.7）、一般（0.5）、差（0.3）、很差（0.1）5個等級。各港口競爭力指標評價值與理想值見表7。

由于矩陣中存在不同屬性的數值，且數值之間差異很大，因此需要對13個指標進行相應處理。對指標矩陣進行加權規范化處理得到矩陣Z。

利用正負理解思想和歐氏距離公式，計算出4個港口的實際競爭力與正理解思想、負理解思想之間的差距，公式如下：

其中：式（1）為正理解思想公式;式（2）為負理解思想公式;為i行j列的最大值;為i行j列的最小值。計算結果如下：

4個港口與理解思想的貼近度計算公式如下：

式中，0≤Fi≤1，Fi越接近于1，則說明港口競爭力越強。計算結果見表8。

由表8可知：上海港以0.95的貼近度位于港口競爭力排名第一，說明上海港的經濟發展與綠色、智慧發展同步進行;其余港口與上海港差距較大，但主要差距在于傳統競爭力，未來可以通過提高綠色港口競爭力和智慧港口競爭力來縮小傳統競爭力的差距，提高整體港口競爭力。

4 結 語

筆者充分考慮了綠色港口、智慧港口對港口競爭力帶來的影響，將港口競爭力劃分為傳統港口競爭力、綠色港口競爭力、智慧港口競爭力三大層次，共計13個指標，順應港口智能化、綠色化的發展趨勢。利用層次分析法對指標體系確定指標之間的權重后，運用TOPSIS法對我國4個港口進行評價，為完善港口競爭力評價體系提供參考。

參考文獻：

[1] 黃晗，莫東序，程婉靜. 基于ANP模型的綠色港口競爭力評價[J]. 技術經濟，2017（2）：117-122.

[2] 韓昀瑾，許亞男. 基于灰云聚類模型的綠色港口競爭力評價[J]. 物流技術，2019（3）：82-85，119.

[3] 許美賢，鄭琰. 綠色低碳港口競爭力評價[J]. 物流技術，2019（7）：60-64.