硕士学位论文-太平洋集装箱航线配船策略研究.doc

学校代码：10254 密 级： 论文编号： 上海海事大学SHANGHAI MARITIME UNIVERSITY硕 士 学 位 论 文MASTER DISSERTATION论文题目： 太平洋集装箱航线配船策略研究 学科专业： 交通运输规划与管理 作者姓名： 孙安 指导教师： 王学锋 完成日期： 二O一O年六月 摘要2008年由美国次贷危机引发的金融危机对世界经济、贸易和海运业的发展带来了巨大冲击。经济环境的恶化对全球经济产生了明显的不利影响，经济滑坡导致货量剧减，货量剧减导致集装箱运输量大幅减少。由于金融危机爆发前的航运市场异常繁荣，导致航运公司盲目定船，新船订单创纪录，导致运力过剩。由于造船周期在两年到四年，所以从2009-2011年这部分新船都会陆续交付使用，这就更加剧了运力过剩的问题。由于此次金融危机是二战后最严重的一次，因此对航运业的影响是巨大的，2009年班轮公司普遍遭受巨大的经济损失，金融危机已经严重打击了航运市场。市场供求规律是市场学的基本原理之一，本文首先简要分析了集装箱航运市场，对运输需求与供给现状进行分析，结合各方数据和信息得出集装箱运力发展趋势。本文对运力过剩背景下的集装箱航运市场的特点进行了分析，并分析这些特点对于班轮公司航线配船的影响，接着建立集装箱航线货运量预测模型对航线集装箱货流量进行预测，以得出集装箱航线较为准确的集装箱货运量。最后建立基于成本最优的数学模型对集装箱航线的配船方案进行研究。以期研究出在运力严重过剩背景下的船公司的集装箱船配线方案，以达到降低船公司的营运成本的效果。关键词：集装箱船，航运市场，运力过剩，GM(1,1)模型67ABSTRACTThe global financial crisis caused by the U.S. subprime mortgage crisis in 2008 had a great impact on the world economy, trade and shipping industry. The deterioration of economic conditions had obviously unfavorable influences on the global economy. The economic decline led to the sharp decline in volume, leading to the sharp decline in the volume of container traffic. The singularly prosperous shipping market before the financial crisis led to the shipping company order container ships blindly. Freight rates have soared with new ship orders which have set a new record, which caused the capacity surplus. The financial crisis is the most serious one after World War II, which caused huge economics loss to shipping industry in 2009. The financial crisis has seriously undermined the shipping market.Market supply and demand is one of the basic principles of marketing, This article briefly analyzed the container shipping market, the transport demand and supply situation, to obtain the trend of shipping capacity with the data and information in every directions. The article analyzed the features of the container shipping market on the background of capacity surplus, and also analyzed these features how to affect the ship distribution of shipping company, and then build the forecast mold of container shipping line capacity to forecast the container cargo flow, so that to obtain more accurate container volume. Finally set up a mathematical model of container ship options on route based on the cost of the optimal. So that can optimal deploy the container ships in the context of excess capacity of container ships, in order to reduce the operating costs of shipping company. Sun An (Transportation Planning and Management) Directed by Prof. Wang Xuefeng KEYWORDS: Container ships, shipping markets, excess capacity, GM（1,1）model目 录摘要IABSTRACTII第一章 绪论11.1研究背景和意义11.1.1研究背景11.1.2研究意义11.2国内外研究现状21.2.1关于航运市场供需的研究21.2.2关于集装箱航线配船的研究31.2.3灰色预测模型的研究51.3论文思路与技术路线71.4本文所使用的研究方法8第二章 集装箱航运市场分析102.1 船舶运力相关概念102.1.1船舶运力需求102.1.2 船舶运力供给112.2 集装箱航运市场需求分析132.2.1集装箱航运市场需求现状分析132.2.2 集装箱航运市场需求趋势分析162.3 集装箱航运市场供给分析172.3.1 集装箱船运力现状分析172.3.2 集装箱船运力发展趋势分析212.4集装箱航运市场供需发展趋势分析222.5太平洋航线运力需求与供给分析242.6运力过剩背景下集装箱航运市场特征272.6.1金融危机爆发前的集装箱航运市场特征272.6.2金融危机爆发后的集装箱航运市场特征282.6.3航运市场特征对船公司航线配船的影响35第三章 集装箱运量预测模型及航线配船模型373.1集装箱运量预测模型373.1.1构建GM(1,1)预测模型373.1.2 GM(1,1)模型的检验方法403.2 航线配船模型建立413.2.1船舶运输成本及其构成413.2.2航速与燃油消耗、船舶运力的关系433.2.3航线配船问题建模46第四章 太平洋航线集装箱运量预测与航线配船实例484.1 太平洋航线集装箱运量预测484.2 航线配船实例494.2.1 航次货运量预测514.2.2 航次配船524.3 结论54第五章 总结与展望565.1 本文主要研究工作565.2 研究的主要创新565.3 研究的不足与展望56致 谢58参考文献59附录62上海海事大学硕士论文 太平洋集装箱航线配船策略研究第一章 绪论1.1研究背景和意义1.1.1研究背景全球经济的一体化使世界经济与世界航运市场紧密相连，2008年由美国引发的金融危机对世界经济、贸易和集装箱海运业的发展造成了巨大冲击，世界经济出现了明显减速。不仅美国、欧洲、日本等发达国家深陷泥潭，新兴市场国家也深受影响。经济滑的滑坡导致货运量剧减和集装箱运输量大幅减少。货运量急剧减少和新船不断下水引发运力严重过剩，很多船公司不得不闲置部分运力以求度过危机。自2008年第4季度集装箱海运贸易大滑坡以来，闲置集装箱船的数量急剧增加。2009年9月全球闲置集装箱船数量达到高峰，闲置总数达到了548艘，约合129.8万TEU，相当于全球集装箱船队运力的10.0%，或占集装箱船总艘数的11.6%。国际货币基金组织在2010年1月发布的世界经济展望更新报告指出，全球经济正在进入比预期更为强劲的复苏，世界经济的复苏意味着2011年全球海运贸易量将触底反弹，航运业的压力将得以减缓。但集装箱航运市场面临的困境却仍然严重，因为运力存在着严重过剩。未来几年之内市场要消耗集装箱船过剩的运力还需要相当长时间。进而引发的应对集装箱船运力过剩的问题便凸显出来。1.1.2研究意义在运力过剩背景下，制定好船公司船舶配线方案，不仅符合船公司的经济利益，降低经营成本，而且可以避免因激烈竞争引发的社会资源的巨大浪费，符合可持续发展战略，因此在运力过剩背景下，研究集装箱船配线方案有现实的必要性。符合船公司削减经营成本战略的需求符合船公司增强竞争力、增强抗风险能力的需求可以避免船舶资源浪费，使其得到优化配置航运市场低迷时，集装箱船闲置的运力是惊人的，制定好集装箱船配线方案是船公司要解决的重要课题。方案制定的好坏直接关系到船公司的切身利益，好的方案不仅使船公司节省不必要的成本，增强抗风险能力，还可以为航运复苏时投入运营做好准备。相反不合适的方案将使船公司的经营陷入被动，不仅经营成本提高，还会消耗大量的人力物力，加重企业的负担，使船公司的经营陷入恶性循环。因此探讨出一种可行的方案依据的现实意义就显得重大了。本文通过对国际集装箱航运市场供需发展现状和趋势的分析，得出目前国际集装箱船队运力普遍过剩，严重影响企业的生存。在运力过剩背景下的集装箱船航运市场呈现出不一样的特点，运力过剩由诸多因素造成，这种状态在相当长一段时间内无法消除，本文在这种背景下分析了航运市场特点，建立基于成本最优的数学模型对集装箱航线的集装箱船进行选择。以期研究出在运力过剩背景下的船公司的集装箱船配线方案，最大限度削减船公司的成本支出，同时考虑航速对运力投入的影响。1.2国内外研究现状1.2.1关于航运市场供需的研究国外一些经济学家进行了一定的研究。1981年，Charemza1建立了非均衡散货运输市场模型，包括干散货和油轮市场。该模型也包含航运市场、新造船市场和拆船市场，但它与别的模型不同，区别在于该模型考虑了航运市场和船舶市场非均衡状态存在的可能性。于是，在模型中，需求并不总是等于供给，需求与供给的变化并非一定影响运价。模型描述了价格对于需大于供或供大于需的缓慢调整过程，模型中假定价格的变动与过量需求成正比，还假定均衡交易量等于需求与供给之间较小的一个量。1989年，Miehael Beenstock与Andreas Versottis应用Beenstock提出的运费市场与船舶市场相互关联的理论模型，对世界干散货市场与世界油轮市场分别进行了预测。该模型试图把运费率，闲置船舶，新船与二手船船价以及船舶规模等因素相联系，并对其进行动态求解，取得了比较满意的效果。1996年，王明志研究了运输供需的动态积极平衡理论，研究如何使运输方式的运力发展适应国民经济发展的需要，如何通过不断改进、不断调整运输市场内部各种因素的相互关系和地位，实现运力发展与未来运量经常性均衡发展的积极平衡。2000年大连海事大学研究生刘建新2在其毕业论文中，分析了影响船舶运力增减的各种因素，建立了船舶提供运力的数学描述。从微观的角度对我国沿海运力平衡的方法进行了探讨，并利用沿海运力的平衡程序对我国沿海运力进行了计算。2004年武汉理工大学博士蒋蕙园在其论文中对内河航运需求与供给理论和方法作了大量分析。采用了一系列的数学方法对内河航运系统做出了量化分析，建立了内河运输供求平衡的基本方程。分别对运价指数、景气度指数运用于内河运输供求平衡进行了研究，并进行了实证研究。2006年中国海洋大学的研究生张恒在其毕业论文中日航线集装箱运输市场负运价现象研究中，论及由于中日航线运力过剩导致运价暴跌，并用博弈论方法研究这种现象持续的原因，并提出对策。1.2.2关于集装箱航线配船的研究Perakis3通过数学方法建立营运成本的以船舶速度为参数的目标函数，建立了非线性约束条件，并用非线性规划法和拉格郎日倍数法解决，模型复杂难解，难以采用。Perakis提出更精密和现实的船队优化模型，考虑了满载和空载速度及另外的附加约束条件。另外还提出非线性方法解决船队运输定量货物从装港到卸港的最小成本。根据速度一燃油消耗关系，提出耗油是非线性的，将运营成本建立为船舶满载和空载速度的非线性目标函数，模型同样的复杂并不适应于目前的经营状况。Seong-cheol.CHO4使用线性规划配置散货和油轮船队营运对美贸易的大宗干散/液体散货运输，船队从船型表中选取，并配到航线中去，考虑了四方面约束，即货物移动、航线、船型、港口限制，结果证明船队成本和船队组成对港口限制敏感，而对货量不敏感。目前，各大航运公司内部研究人员也在对公司的运力配置问题进行着探索，航运企业使用的航线配船方法主要有传统方案法、船舶运行图法和数学规划法等。传统方案法和船舶运行图法都属于手工法，它们在处理变量较多(多船型、多航线)的航线配船时，难于求得真正最优解。随着数学规划方法的不断发展和计算机应用的普及，采用数学手段解决运力配置和航线配船的优势日益明显。在学术界，从上个世纪60年代以来，航运界的众多学者不断努力，已经开发出针对各种特定问题的不同方法，例如线性规划、动态规划等技术。国内学者谢新连教授5在上世纪80年代末对船队规划建立了线性模型。模型是在航线及其运量确定的前提下，以船队的营运和造船(包括购船)的总费用最小为目标函数，全面考虑了现有船舶运输能力及其营运经济状况、船舶闲置、旧船报废计划和新船添置等多方面的因素将船队每年的调度计划和建设计划统一起来。谢新连教授6还提出了用线性规划与动态规划相结合的算法来求解连续若干年间船队最佳发展策略和最优航线配船的问题。他将问题分解成两个优化子问题：一是对给定船队和运输任务求解年度最优航线配船计划，这可以用线性规划方法求解；二是求解各年度船队发展的最优策略，这可以用动态规划方法求解。国外学术界也有对此方面的研究。杨华龙，钟铭7于1996年提出了集装箱班轮航线配船优化的理论并给出了相应的决策指导。赵刚8提出了班轮航线配船模型的改进问题，在原理上为班轮航线配船问题提供了理论指导。华中理工大学的魏祥云、王礼春9也曾对航线配船和运力配置进行过研究，他们以驳船和机动船在内河的货运航线配船为模型，据计划期内已给定的货运航线安排，将企业拥有的运输工具合理地分配到这些航线上，使在完成任务的前提下，使企业的运输成本总和最小化，并以整数非线性规划的直接搜索寻优算法为基础，构造求解这一模型的二级迭代算法。余绍明10针对航线配船问题提出了相应的数学优化方法，并通过计算机语言加以实现，为后来的研究提供了方法支持。徐天芳，胡丽娜11于2000年针对我国国内班轮航线的配船问题展开研究和探讨，提出了航线配船的原则和方法，为后来的相关研究奠定了坚实的基础。并且大连海事大学的徐天芳教授12在分析了我国沿海集装箱运输运量和运力的现状后，提出了沿海集装箱运力和运量平衡的数学模型和发展沿海集装箱运输对象和运输模式，为航运公司投放运力提供了参考。上海交通大学的张鲁峰13也做过研究，他首先确定适合我国国情的最佳油轮船型，在此基础上，利用单航线营运模型，将船队规划问题转化为线性规划问题，并建立线性模型。上海交通大学的王坚英14也对上海港国际集装箱运输系统做过研究，先是综合两种灰色模型得出集装箱吞吐量的发展水平，再建立单航线单船模型，用黄金分割法进行选优，再从系统工程角度结合港、航、货、船4个方面，再对船舶进行航线优化配置。美国的John L.Everett15从系统论观点出发，构建一个船队规划模型，比较全面考虑影响船舶营运的一些主要因素，如货流、航次数、航行时间、船型参数、港口约束、投资回收率等，为船队投资决策提供科学的指导，但是此模型仅适用于新组建船队的构成研究16。荷兰的Ir.M.A.Wijsmuller17 等也研究开发了一个针对现有船队根据未来市场预测结果进行船舶更新的决策优化模型。目标是研究期内营运收入减去成本的最大值。较全面考虑了贷款因素，船舶租赁等。但是该模型形式复杂，且没有考虑分航线的货流预测和船舶配置问题。武汉理工大学的金雁19针对多航线、多船型的配船问题，选取多个衡准指标，采用层次分析法确定各指标的权重，将多目标转化为单目标，在完成给定货运量前提下，目标函数值越小越好，并且用Matlab进行求解。综上所述，对航线运力配置的研究一开始侧重船型优化，所用数学方法也比较简单。后来研究转向了对多船型和多航线的优化主要使用线性规划的方法18。近几十年来又在线性规划的基础上展开了动态规划方法的研究。本文拟先预测航线集装箱的运输量，再在航线一定的基础上进行建模计算，确定在航线上配置的船型和数量，以达到成本最低的目的。1.2.3灰色预测模型的研究经过几十年的发展，灰色预测理论已经在工业、农业、社会、经济、能源、交通、石油等众多领域得到应用,成功地解决了生产、生活和科学研究中的大量实际问题，灰色预测模型也由GM(1,1)模型扩展到数列预测、区间预测、灾变预测、季节灾变预测、波形预测和系统预测等多种类型。针对灰色预测建模的数据处理方法，也就是灰色序列生成也得到了发展，在灰色系统理论中，灰色建模最重要的思想就是累加生成和累减生成，邓聚龙20、宋中民21、Wen Kunli、John.H.等对累加生成在灰色预测模型方面的应用进行了理论探讨，并构建了累加生成空间。在预测模型方面，许多学者对灰色预测模型进行拓展，提出了诸多新思路、新模型和新方法，发展了灰色预测理论体系。如何勇、鲍一丹，吴江明22等人提出了一种随机型时间序列预测的新方法，特别适用于趋势随机型数据序列的预测问题，与传统方法相比，具有计算简单，精度高的特点；刘希强23提出了具有预测精度高、使用简便特点的多因素灰色预测模型。何海、陈绵云24分析了GM(1,1)模型的构造原理，指出GM(1,1)预测公式系数的选取存在缺陷,基于残差和为零准则，就预测公式系数的选取问题提出新的计算方法。进而按理想状态时的绝对误差对新方法做了进一步拓展，并给出计算方法。张辉25、穆勇26等提出精确形式的GM(1,1)模型。谭冠军27对灰色预测模型的背景值进行了系列研究，提出了若干种背景值构造方式，取得了一些有意义的结果。刘斌28、罗党29等从时间响应函数方面GM(1,1)模型进行优化。党耀国30提出以终点为基准的灰色模型。谢乃明31、刘思峰等提出离散灰色模型的概念，并取得了一些研究成果。邓聚龙教授提出非等间距灰色模型，蒋卫东、戴文战等对非等间距模型展开进一步研究，提出了新的建模方法。Yong-Huang Lin和Pin-Chan Lee等研究了一种高精度修正灰色模型。Hsu C.C.和Chen C.Y.提出一种改进模型并用于台湾电力需求长期预测。Xiao Xinping32研究了灰色预测模型的稳定性问题。另外有众多学者采用灰色序列生成的方法对建模的基础数据进行处理，以获得更贴近实际的预测效果，金义富等研究了序列缺失数据的插值方法，通过最优化方法来解决数据空穴问题。刘思峰教授提出序列算子概念，对不符合建模的数据序列进行缓冲处理，以便取得更好的模拟和预测效果。许秀莉、罗键等运用权系数和影响因子改进现有序列算子，将序列算子应用到人口增长预测数据处理，加入影响因子后用于招生人数预测和农业总产值预测数据处理。宋中民、张曙红提出了平移算子的概念，并将平移算子与GM(1,1)模型结合进行分离建模，提高灰色模型的预测精度。尹春华、顾培亮利用缓冲算子的预测原理，用二阶弱化算子对我国能源消费进行短期预测。党耀国、刘思峰33、谢乃明34等人在原有灰色序列生成的基础上，对缓冲算子进行了扩展研究，构造了大量新型实用的弱化缓冲算子和强化缓冲算子。唐万梅和何文章35等人将灰色预测模型与线性规划模型、支持向量机等模型结合研究。王文平、张歧山、肖新平等人对灰色预测模型的性质展开研究，取得了丰富的研究成果。GM(1,1)预测模型的优点是，在数据很少的情况下，模型可以找出数据之间的相关性，寻找出数据走势，进而预测数据。不足之处是，GM(1,1)预测模型要求处理的数据走势相对平滑，起伏较大的数据预测结果可靠性较差。1.3论文思路与技术路线根据文章的内容，本文的结构安排如下：第一章绪论部分，阐述了文章的选题背景、意义和内容，国内外研究中应用的研究方法和结论，然后对整篇文章的安排作了介绍。第二章分析国际集装箱航运市场现状与趋势，首先对集装箱航运市场需求进行分析，接着对集装箱航运市场的供给进行分析，判断集装箱航运市场供需现状和未来走势，然后分析目前集装箱航运市场的特征，最后分析市场特征对班轮公司制定航线配船方案的影响。第三章建立集装箱航线货运量预测模型和航线配船模型，并以经营太平洋航线的A公司为例分析集装箱航线配船具体情况，分析结果。第四章结论和展望，首先对全文的研究工作做了一个总结，然后对文章的不足之处进行了说明，对未来的研究工作进行了展望。论文研究的技术路线如图1-1所示：航运市场需求航运市场供给集装箱航运市场现状和趋势数据收集与整理文献查阅金融危机经济过剩积累拆船市场新增运力集装箱航运市场特征对班轮公司航线配船的影响航线配船模型货运量预测模型数据输入Matlab结果输出结果分析数据输入需求预测供给预测图1-1 文章技术路线图1.4本文所使用的研究方法本文对集装箱航运市场的特征分析时采用博弈论的方法，力求在航运低迷、集装箱船严重过剩的状态下，分析航运企业合作的原因和现实。在对航线的集装箱货运量预测时本文采用灰色预测方法，由于金融危机爆发后，航运市场出现一定的波动性，根据较远的历史数据预测的可靠性较低，因此只能采用时间较近的数据，又由于时间较近的数据非常有限，因此采用灰色系统中的GM(1,1)模型，因为此预测模型的优点是，能从较少的数据中找出相关性，分析出数据走势，进而进行预测，本文利用Matlab软件进行辅助计算。对于航线配船模型，本文在分析市场特征后，采用航次成本最低作为模型的目标，并在不增加航线运输能力的情况下，建立成本最优模型作为航线配船模型。第二章 集装箱航运市场分析2.1 船舶运力相关概念2.1.1船舶运力需求船舶运力需求是指在一定时期内、一定运价水平下，社会经济活动在人和货物空间位移方面，通过水上运输的方式，所提出的具有支付能力的需要。船舶运力需求除了必须具备有位移和价格两个条件之外，还必须有承担这种运输方式的载体船舶。船舶运力需求一般可分为两类，即关系到国计民生的生产性需求和满足人民消费的消费性需求。其功能主要有：(l)行使货物空间移动的功能；(2)行使人空间移动功能。船舶运力需求来源于社会经济活动，不同的社会经济活动对运输的要求不一样，因此，社会经济活动的多样性和复杂性，决定了运力需求及其影响因素的多样性和复杂性，其主要特征有：(l)派生性：船舶运力需求是社会经济活动派生出来的，因为人货提出位移要求的目的并不是位移本身，而是为实现生产的目的，完成空间位移只是其为实现真正目的的一个必不可少的环节。(2)规律性：运力需求起源于社会经济活动，而社会经济的发展及增长速度具有一定的规律性，因此，运力需求也具有规律性。(3)不平衡性：这种不平衡性主要体现在时间、空间和方向上。时间上的不平衡主要起因于工农业生产的季节性、贸易活动的淡季、旺季、节假日及旅游季节等。空间和方向上的不平衡主要起因于资源分布、生产力布局、地区经济发展水平、运输网络布局等。(4)个别需求的特殊性：这种特殊性指的是个别运输需求对运输质量管理和工艺要求不同；对运输方向和运输距离要求不同；对运输时间和运输速度要求不同；对运价水平要求不同等。(5)部分可替代性：随着现代交通运输技术的发展，货物运输方式的一部分可以被替代；在工业生产方面，当原料产地和产品市场分离时，人们可以通过生产位置的确定在运送原料还是运送半成品或产品之间做出选择等。2.1.2 船舶运力供给运力从广义上讲是指与运输直接相关的综合力量，包括人、财、物和经营管理等总体能力。本文所讨论的船舶运力是指投放在某些航线上、专门从事集装箱运输的船舶所能完成实际货物需求的直接运输能力。为保证货物运输的快速性、安全性，须对货运船舶营运期限做出规定，以便船舶运力的更新和改进，故本文运力配置实施对象指公司所经营的航线。2.1.2.1船舶运力供给是航运企业提供的运输服务，运力供给有自己的独特特征：(l)运力产品的非贮存性：水上运输和其它运输方式一样，都是实现运输对象空间位置的移动，其产品具有不可贮存的特征，运输的生产和消费都在同一过程中完成，而不能象一般工业企业那样将产品贮存起来。为了保证在运输高峰时期运输市场仍能提供足够的运力，航运企业只能贮存运力即保留部分闲置船舶，这样不可避免地会造成运力在运输淡季的剩余。(2)运力供给的不平衡性：这种不平衡性同运力需求一致，使运力供给问题变得更加复杂。时间上的不平衡性使得运输活动有旺季、淡季之分，运力需求的季节性变化迫使供给量也要随之发生变化，但船舶运力供给的滞后性给航运公司的运力配备带来困难；运输活动的空间不平衡性表现在航线往返方向的不平衡，使运力供给方必须承担空载行驶引起的运力损失。(3)成本转移性：运力供给能够在较大范围内超额生产，而不引起成本的明显上升，这种情况在旅客运输中较为普遍。航运公司可以在成本增加很少的情况下，在需求允许时，增加供给量。但是这是以航运条件恶化、服务质量下降为代价的，这使得本该由航运公司承担的成本部分地转嫁到消费者身上。运力供给的成本转移还体现在航运活动带来的空气、水资源和噪声等环境的污染，能源和其它资源的过度消耗，以及交通阻塞等方面，这些成本消耗也会部分的转移到航运外部的成本中去。2.1.2.2 影响船舶运力供给的因素船舶的运输能力主要受以下因素的影响：船舶相关市场造船市场、买卖船市场、拆船市场以及船员劳务市场等相关市场是为航运服务的市场，也是影响船舶运力供给的重要因素。造船市场的变化，决定新船向市场的投入量变化；买卖船市场的动态往往反映闲置吨位的进出市场趋向；拆船市场的盛衰对船舶运力供给也产生一定影响；船员劳务市场对运力供给产生的影响也是不可忽略的因素之一。港口的工作效率和通过能力港口是货物的集疏运地，是船舶装卸运输对象的地方，港口的装卸效率决定了船舶的在港作业时间，较低的装卸效率会延长船舶的在港停泊时间，导致营运期内航行时间的减少，降低船舶航行率。港口的通过能力会限制船舶运输能力的发挥，港口通过能力不足，表现在码头泊位不足、装卸设备效率低下、集疏运设施不协调。航道情况限制沿海航道情况复杂，特别是河流入海口海域，泥沙淤积严重，对经过该航区的船舶吃水有很大限制。对于船舶运输来说，该航线的运力投入就受到限制，制约着货物运输对安全性、快速性的要求。船舶本身运输能力船舶运输能力指在一定时期内、在一定的运输环境下，船舶完成客、货运输的能力，主要由船舶载重吨和船舶营运率决定，同时受航速、船龄等因素的影响，具体因素如下：a. 载重吨船舶载重吨是衡量船舶载货能力的重要参数，分为总载重吨和净载重吨。总载重吨是船舶的最大载重能力，即在一定航区船舶的满载排水量减去空船排水量，简称DWT。净载重吨是指船舶总载重吨减去燃油、淡水、物料、备件、船舶常数以及船员物品等，是船舶能够实际用来载运货物的吨位。净载重吨是可以通过减少船舶常数、合理加载燃油淡水来提高，以充分利用船舶的载重吨位，实际应用中一般用航运公司的定额吨位代替，以使此参数在一定时期内保持不变。对于船队而一言，船队总载重吨的提高将增加船队运力的供给量，在平均航速一定时运力供给和船队吨位成正比关系。b. 营运率营运率是指船舶在册时间中营运时间所占的比重，反映船舶在册时间的利用程度。船舶维修保养的越好，修理时间越短，船舶处于技术状况良好的时间就越多，则营运率越高。提高船舶的营运率，可以提高船舶的运输量，船舶的运力也就得到了充分利用。因此，应注意船舶的日常维修保养，减少船舶的厂修、坞修和航修时间，使船舶在注册时间内能得到充分利用。d. 航行率航行率指船舶航行时间和营运时间的比值，航行率提高说明船舶大部分时间用于货物水上周转，停泊的时间较少；在一定时间内能完成较多的运输任务。但有时降低航速也会使航行率提高，因此这两个指标应综合考虑，以加速船舶周转，提高货物周转量为最终目的。c. 航速运输的产品就是货物的空间位移，航速决定着船舶的周转速度，提高船舶周转速度，可以使更多的货物得以运输，从而提高货运周转量。航速和船舶的性能有关，在船舶下水时最高航速就己确定，营运过程中，可通过合适的配载，调整船舶的平衡状态和对机器的维护保养达到发挥船舶最佳航速的目的。利用船舶运力和航速的关系，可以用航速调整船队运力。当船队运力过剩时，适当降低船队的平均航速，船舶都以经济航速航行，既可减少运力供给量，又可为航运公司节省营运费用；当运力不足时，由于供求关系的调节作用，运价较高，以最大营运航速航行可以获取最多利润，船舶提供的运力也增加了。e. 船龄船龄在一定程度上影响船舶设备的性能，随着船龄的增加，设备的老化，船舶的航速会有所降低，故障率的增加使修理周期缩短，修理时间延长，降低船舶营运率，因而船舶的运输能力亦会降低。2.2 集装箱航运市场需求分析2.2.1集装箱航运市场需求现状分析2.2.1.1 全球经济贸易形势分析2008年爆发的全球金融危机对世界经济造成十分严重的影响，发达经济体特别是美国和欧洲，经历了大萧条之后最严重的金融危机，危机余波将让这些国家的复苏长时间蒙上阴影，危机导致发达国家的国内需求大幅萎缩，新兴市场也未能幸免，世界海运量大幅下滑。据世界贸易组织（WTO）初步统计，受金融危机和世界经济增长大幅放缓的影响，2009年世界货物贸易量比2008年下降10%，成为二战以来最大的降幅。表格2-1美国金融危机爆发后世界及主要国家经济增长率（%）国家与地区2007年2008年2009年2010年世界 5.0 3.4 -1.3 4.0美国 2.0 1.1 -2.82.8欧元区 2.6 1.2 -4.2 1.2德国 2.5 1.7 -2.5 1.9法国 2.2 0.8 -2.8 1.8英国 3.3 0.8 -4.1 1.2日本 2.1 -0.3 -6.2 0.4发展中国家 8.3 6.31.5至2.56.3世界贸易量 6.0 2.0 -9.0资料来源：国家统计局2.2.1.2 金融危机对集装箱船市场的冲击全球经济的一体化使世界经济与世界航运市场紧密相连，2008年由美国引发的金融危机对世界经济、贸易和集装箱海运业的发展造成了巨大冲击，世界经济出现了明显减速。不仅美国、欧洲、日本等发达国家深陷泥潭，新兴市场国家也深受影响。集装箱班轮业首当其冲，经济滑的滑坡导致货运量剧减和集装箱运输量大幅减少。即便中东、澳洲、俄罗斯等新兴市场保持了一定的增长，但也无法消化东西干线货量下降所带来的不利影响。货运量急剧减少和新船不断下水引发运力严重过剩，很多船公司不得不闲置部分运力以求度过危机。自2008年第4季度集装箱海运贸易大滑坡以来，闲置集装箱船的数量急剧增加。2009年9月全球闲置集装箱船数量达到高峰，闲置总数达到了548艘，约合129.8万TEU，相当于全球集装箱船队运力的10.0%，或占集装箱船总艘数的11.6%。2009年集装箱船航运市场陷入低迷时，闲置了许多运力，这些运力需要时间消耗。金融危机后全球贸易遭遇沉重打击，集装箱运输企业很长时间基本处在盈亏平衡线以下运行，导致各大企业集装箱业务巨幅亏损。各船公司经营业绩大幅下降，幅度在30%-50%之间。2009年恶劣的经营环境导致了几乎所有航运公司都亏损，部分班轮公司由于财务状况恶化，濒临着破产重组的局面。韩国韩进海运是第一家正式发布2009年度的运营业绩的班轮公司。2009年韩进海运旗下的集装箱运输业务，共完成集装箱运输322万标箱，比2008年减少6；实现营业收入443亿美元，同比跌幅达32.4。而整个韩进海运集团，2009年的营业收入较2008年减少34.5，至56亿美元，并产生近11亿美元的巨额亏损。世界最大的海运集团马士基成立105年来首次报亏，亏损近13亿美元。据统计2009年马士基亏损额达l2.92亿美元，销售额下滑17，至477亿美元，而2008年该公司销售额达到612亿美元，实现盈利31.25亿美元。包括马士基航线在内的集装箱业务部门，去年亏损了3.83亿美元，而2008年则盈利1.07亿美元。 全球第三大海运集团一法国达飞集团，2008年营业收入还达到创历史纪录的141亿美元。然而金融危机严重冲击了其国际贸易和海运业务，2009年上半年该集团营业收入锐减至48亿美元，出现亏损，2009年底达飞集团陷入债务危机。太平洋航运公布，截至2009年l2月的l2个月中实现净利润1.1028亿美元，低于此前一年的4.091亿美元，2009年的收入为9.505亿美元，较2008年的16.9亿美元下降44。表格2-2 2007-2009集装箱航运业利润收入情况表(in billion $)200720082009(F)Global industry revenue212.9240.6157.3% change13%-35%EBITDA13.69.1-17.4% change-34%-292%Operating costs-197.9-236.0-179.3% change-19%24%EBIT (operating result after depreciation)9.64.6-22.0% change-52%-582%EBIT as % of revenue5%2%-14%Source: Drewry从上表可以看出，全球航运业的营运收入从2008年的2406亿美元，锐减到2009年的1573亿美元，收入额减少了933亿美元，减少幅度达到35%。从表中EBITDA项（即息税折旧摊销前利润，是扣除利息、所得税、折旧、摊销之前的利润）看出，2009年下降到-174亿美元，考虑折旧、摊销的费用后的利润（即EBIT），那么利润将下降到-220亿美元，这占到了整个航运业收入的-14%，从中可以看出2009年的航运业受到了巨大打击，随时惨重，整个航运业入不敷出。2.2.2 集装箱航运市场需求趋势分析表格2-3 Quarterly container growth by region (Year-on-year change in total port handling)4Q071Q082Q083Q084Q081Q092Q093Q09North America0.1%1.9%-1.0%-6.1%-11.5%-18.7%-16.5%-12.7%West Europe6.1%2.2%2.1%3.7%-4.8%-15.9%-18.4%-15.4%Far East14.6%14.1%10.0%7.9%-0.9%-16.0%-13.2%-6.3%South East Asia11.5%10.7%10.2%7.5%-5.4%-15.4%-12.2%-13.6%Middle East13.6%14.2%12.3%12.1%9.3%-5.1%-5.5%-8.4%Latin America6.6%10.8%7.0%5.5%1.3%-17.2%-14.6%-11.0%Oceania7.5%8.3%13.2%11.1%1.7%-6.6%-9.8%-6.9%South Asia15.9%11.8%17.1%11.2%-4.8%-19.8%-11.2%-3.3%Africa5.8%17.1%16.9%17.3%10.3%-8.0%-7.5%-9.2%Eastern Europe29.7%18.1%9.4%13.4%4.1%-33.6%-34.2%-31.1%World10.3%10.0%7.9%6.3%-2.1%-15.4%-13.9%-10.3%Source: Drewry由上表可以看出，由于北美、西欧地区最早受到次贷危机的影响，2008年第二季度集装箱运输量便呈现负增长，而世界其他地区保持着正常的发展势头。随着金融危机的扩散，2008年第四季度世界集装箱运输量出现整体负增长，进入2009年危机进一步加深。图2-1各年世界集装箱运输量（单位：百万TEU）数据来源：Drewry由于金融危机的影响，2009年集装箱运输量显著减少，从数据上看这两年的数据显著背离了正常情况下的变化曲线。由于数据的“突变”，运用时间序列预测法、一元线性回归预测法、一元对数回归预测法、多元线性回归预测法、灰色预测法等预测方法均不能很好地较好地预测出2010年集装箱运输量，因此本文仅根据Drewry发布的数据粗略地预测2010年的国际集装箱运输量。航运咨询机构Drewry发布报告，由于2010年国际经济形势的好转，国际集装箱运输量增长率将达到16.9%，根据2009年末国际集装箱运输量达到1.36亿TEU，根据预测的增长率，2010年国际集装箱运输量将达到1.59亿TEU。2.3 集装箱航运市场供给分析2.3.1 集装箱船运力现状分析2.3.1.1 集装箱船运力规模现状表格2-4截止2009年10月国际全集装箱船船队运力统计表船型 (TEU)船舶数量%运力 (TEU)%航速(节)船龄 (年)5003517.5%1067910.8%12.320.4500-99978016.7%5807334.6%16.310.61000-149969014.8%8188176.5%18.311.01500-199955411.9%9428307.4%19.610.12000-24992986.4%6819125.4%20.611.62500-29994249.1%11514349.1%21.68.43000-39993307.1%11300058.9%22.312.54000-499951611.1%225880417.8%23.86.55000-59992896.2%158665312.5%24.86.26000-69991533.3%9949177.8%25.35.27000-7999691.5%5071964.0%25.15.08000-89991332.9%11043728.7%25.12.69000-9999461.0%4280433.4%25.22.410000+330.7%3839463.0%23.30.9合计