（交通运输规划与管理专业论文）环渤海主要港口吞吐量预测模型研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 近年来，我国经济的快速发展带动交通运输业的快速增长，继长三角港口 群和珠三角港口群后，环渤海港口群迅速崛起，成为我国第三个经济增长级。 环渤海港口群的各个港口因为有着共同的经济腹地，各港口之间的竞争与合作 是一个非常复杂的过程，预测环渤海港口群中主要港口吞吐量，有利于环渤海 港口群的各个港口协调合作、优势互补、持续和谐的发展。港口吞吐量是衡量 一个港口发展水平的重要标准，港口吞吐量预测是港口规划及其可行性研究的 重要组成部分，它的正确预测关系到港口的发展战略、经营策略、基本设施投 资规模、港口的布局、泊位选址以及与集疏运相关的综合运输的建设，科学合 理的港口吞吐量预测是港口主管部门进行正确决策和规划的基础，本文研究具 有重要的理论意义和实际工程应用的参考价值。 港口吞吐量的变化受到许多因素的影响，这些因素之间的相互关系错综复 杂，但它们也受到一定规律的制约，如果能正确认识这些因素的变化和内在联 系，掌握这些因素变化的规律性，选用合适的预测模型可以预测出港口的吞吐 量，在科学预测的港口吞吐量的基础上，做好港口发展规划，给港口合理的定 位、避免重复建设、使资源得到合理配置、让港口发挥最大效用。 本文重点研究环渤海主要港口吞吐量预测，首先从分析影响港口吞吐量的几 个主要因素入手，发掘这些因素与港口吞吐量内在联系与规律，通过线性回归 预测模型，预测全国和沿海港口货物及集装箱吞吐量所能达到的规模。并在此 基础上，通过整体与局部的关系，再预测环渤海港口群中的天津、大连和青岛 港的货物及集装箱吞吐量；另外，本文还选用了趋势外推法中的三个预测模型， 并对这三个模型原理作了详细的介绍，然后引用“逻辑斯谛生长函数”模型预 测了天津、大连和青岛港集装箱吞吐量；用指数平滑和灰色系统模型预测这三 港的货物及集装箱吞吐量；最后，通过分析比较这些模型的预测结果，得出三 港在2 0 0 7 和2 0 1 0 年货物及集装箱吞吐量预测结果。 关键词：吞吐量，预测，模型，环渤海港口群 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，o u rc o u n t r ye c o n o m yv e r yf a s td e v e l o p m e n ta r o u s e dt h ef a s t g r o w t ho ft h et r a n s p o r t a t i o ni n d u s t r y t h ea r o u n db o h a ib a yr e g i o ni st h et h i r d e c o n o m i ce x p a n s i o np o l e s ，f o l l o w e db yt h ey a n g t z er i v e rd e l t ac o n t i n e n ta n dp e a r l r i v e rd e l 诅c o n t i n e n t e a c hp o r ti nt h ea r o u n db o h a ib a yr e g i o uh a dt h ec o m m o n e c o n o m i ch i n t e r l a n d ；c o m p e t i t i o na n dc o o p e r a t i o nw e r eav e r yc o m p l i c a t e d t h e m a i np o r t s t h r o u g h p u tp r e d i c t i o no ft h eb o h a ib a yp o r td u s t e rc a nm a d eu st ok n o w t h ei m p o r t a n to f c o o p e r a t i o n ，c o m p e t i t i o na n dt h eh a r m o m o u s o f d e v e l o p m e n t a st h e i m p o r t a n c ep a r t s o fp o r td e v e l o p m e n tp l a n n i n ga n dp o s s i b i l i t yr e s e a r c h , p o r t t h r o u g h p u tp r e d i c t i o nc a l lg i v eu sad i r e c t i o no ft h ed e v e l o p m e n ts t r a t e g ya n dt h e m a n a g e m e n ts t r a t e g ye t e a v o i dp o r tr e p e a tc o n s t r u c t i o n ，i n a k et h er e s o u r c e st ot h e r e a s o n a b l ed i s t r i b u t i o n , a n dl e tt h ep o r tp l a yt om a x i m u mu t i l i t y t h et e x tr e s e a r c h h a st h ei m p o r t a n tt h e o r i e sm e a n i n ga n da c t u a la p p l i e dr e f e r e n c ev a l u eo f e n g i n e e r i n g t h et h r o u g h p u to f p o r ti sa f f e c t e db ym a n yf a c t o r s ，t h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h e s e f a c t o r si sc o m p l e x ，b u tt h e ya l s oa r er e s t r i c t e db yt h ec e r t a i nr e g u l a t i o n ，i f w eh a dt h e a b i l i t yt ok n o wt h ev a r i e t ya n di n t e m a l i t i e sc o n t a c to ft h e s ef a c t o r s ，m a s t e r e dt h e r e g u l a t i o no f t h e s ef a c t o r sv a r i e t y , s ow ec a nc h o u s e dt h ea p p r o p r i a t em o d e lt op r e d i c t p o r tt h r o u g h p u t b a s e do nas t u d yo ft h ei n f l u e n c i n gf a c t o r st op o r t st h r o u g h p u t s ，t h i sp a p e r a n a l y z e st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ef a c t o r sa n dt h et h r o u g h p u t s ，u s e dt h el i n e a r r e g r e s s i o np r e d i c t i o nm o d e l st of o r e c a s tt h et h r o u g h p u to fn a t i o n w i d e ，s ot h ec o a s t a l p o r t sc a nb ea c h i e v e d , t h e nb a s e do nt h er e l a t i o n so ft h ew h o l ea n dt h ep a r t , w ec a l l g o tt h et h r o u g h p u to ft i a n j i n ，d a l i a na n dq i n g d a op o r t ；i na d d i t i o n , t h i st e x t c h o u s e dt ou s et h r e em o d e l so ft r e n de x t r a p o l a t i o nm o d e l ，a n dm a d et h ed e t a i l e d i n t r o d u c t i o nt ot h e s et h r e em o d e l sp r i n c i p l e s ，e g t h el o g i s t i cg r o w t hc u r v em o d e l ， g r e ys y s t e mm o d e la n de x p o n e m i a ls m o o t h i n gm o d e lt op r e d i c tt h et i a n j i n ，d a l i a n a n dq i n g d a op o r t s t h r o u g h p u t , c o m p a r e dt h e s er e s u l t s ，g o tt h r e ep o r t s t h r o u g h p u ti n 2 0 0 7a n d2 0 1 0y e a r s ， k e yw o r d s ：t h r o u g h p u t ，p r e d i c t i o n ，m o d e l ，t h eb o h a ib a y p o r tc l l l s t e r 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 本文研究的背景 第1 章绪论 我国的改革开放从沿海城市开始，并以港口群为纽带带动区域经济快速发 展。如珠三角港口群，长三角港口群以及环渤海港口群等，他们的快速发展带 动了相应的经济圈的经济以超过其它地区更快的速度发展。国外大型城市经济 圈的形成与发展，也是与港口的发展紧密相关。比如美国以纽约为中心的东海 岸经济圈，以洛杉矶为中心的西海岸经济圈，日本由东京横滨等构成的东京湾 经济圈以及大阪神户等构成的濑户内海经济圈等。近年来在党中央、国务院的 领导下，环渤海经济圈取得了较快的发展，综合实力显着增强，对外开放进一 步扩大。被经济学家誉为继珠江三角洲、长江三角洲之后的中国经济第三个“增 长极”。 实践表明，世界上经济发达的国家和沿海城市，其港口业的发展都非常先 进的。环渤海港口群的建设与发展应吸收他们的先进管理理念，发展好港口经 济，“以港兴市，以市促港”，按事物的客观规律办事，做好港口发展规划， 在科学预测的港口吞吐量的基础上，给港口合理的定位、避免重复建设、使资 源得到合理配置、让港口发挥最大效用。 1 2 本文研究的主要内容 港口的发展有其特殊的内在规律，预测的过程就是发掘其内在规律。预测 带有主观性，也许现在人们的思维对规律的认识还不深刻，但随着认识的提高， 总有一天会认识清楚，从而使预测的精度大大提高；预测也并不存在唯一的方 法，预测体系是多种多样的。 本课题的研究内容是针对环渤海主要港口吞吐量发展历程、发展现状以及 吞吐量发展的需求特点，结合我国的国民经济和社会发展第十一个五年规划 纲要的实际情况，详细分析了影响港口吞吐量的主要因素，定量分析交通运 输与国民经济、对外贸易、社会发展等各因素与港口吞吐量的相互关系，通过 大量的历史数据和图表，分析他们吞吐量的变化规律，选用指数平滑、灰色系 武汉理工大学硕士学位论文 统、逻辑斯谛生长函数和回归预测法，建立港口吞吐量预测模型，预测环渤海 经济圈内三个有代表性的港口如天津、大连以及青岛等三港的吞吐量，然后对 模型进行检验，通过分析与比较，确定预测结果。 1 3 本文研究的目的和意义 港口吞吐量预测是港口规划及其可行性研究的重要组成部分，它的正确预 测关系到港口的发展战略、经营策略、基本设施投资规模、港口的布局、泊位 选址以及与集疏运相关的综合运输的建设。现代企业需要科学的管理，管理的 核心是决策，而决策的前提则是预测，所以科学合理的港口吞吐量预测是港口 主管部门进行正确决策和规划的基础。 近年来，我国经济的快速发展，使交通运输的增长速度超出了人们想象。 继长三角港口群和珠三角港口群后，环渤海港口群迅速崛起，在环渤海经济圈 中的港口因为有着共同的经济腹地，各港口间的竞争与合作是一个非常复杂的 过程。预测环渤海港口群中主要港口吞吐量，有利于环渤海港口群的各个港口 协调合作、优势互补、持续和谐的发展。 1 4 本文研究的思路与方法 在明确研究目的的前提下，本课题拟采用定性分析和定量计算相结合，理 论联系实际的方法进行吞吐量预测。 在论文写作期间，笔者查阅了大量相关的国内外文献、收集整理大量的资 料，多学科、多层次、多角度的分析问题，充分利用了网络资源，检索国内外 最新研究动态，弄清理论问题；另一方面对在实际工作中发现的问题进行分析 研究，并通过调查研究，寻求对策，通过分析比较吞吐量发展规律，探索环渤 海主要港口吞吐量增长之间的规律性的东西。 在分析研究中，除了进行定性分析外，更重于进行定量分析，两者的有机 结合，更有助于全面揭示吞吐量预测问题的本质和特征，并采用层次分析法， 由整体到局部，提出符合环渤海发展的实际情况的港口吞吐量预测模型。 1 5 吞吐量预测模型的研究现状 港口吞吐量的预测方法有多种，主要有灰色预测模型，线形回归模型，指 2 武汉理工大学硕士学位论文 数平滑模型，神经网络模型以及组合预测模型等等。笔者翻阅了大量的文献资 料，发现很多研究人员在预测一个港口吞吐量时，很少考虑交差腹地其他港口 的情况，忽略了经济腹地里主要港口吞吐量的此消彼涨现象；更有甚者在用国 内生产总值回归预测港口吞吐量时，仅仅就只考虑这个港口城市的经济发展规 模，没有考虑经济腹地的影响，这些都是不科学的。 1 6 本文的主要研究工作 本文先从预测全国的港口吞吐量入手，再发掘三大港口群历年所占吞吐量 的比例发展规律，预测出三大港口群吞吐量所能达到的规模，这样就既考虑了 交差腹地的影响，又科学避开了交差腹地对不同港口的影响，再预测各个港口 的吞吐量。 在对集装箱吞吐量预测模型的研究过程中，笔者应用了一个很好的预测模 型一一逻辑斯谛生长函数模型。逻辑斯谛生长函数一般用于物种数量预测，目 前还很少有人将它引用到港口吞吐量预测中，笔者将它用于集装箱吞吐量的预 测之中，有较好的使用价值。 最后，本文还有一个重要的研究工作，就是从国家的“十一五”规划和国 家领导人的讲话中，吸收重要的信息，并把它实践于吞吐量的预测当中。比如： 胡锦涛总书记在2 0 0 6 元旦献词中提出“建立资源节约型国民经济体系和资源 节约型社会”的战略目标，“十一五”规划也指出经济的发展逐渐由粗放经营方式 向集约经营方式转变，“十一五”期间要将单位国内生产总值能耗降低2 0 ， 温总理政府工作报告中进一步分解为每年降低4 。单位产值能耗降低，单 位产值的运输需求也减少，这对吞吐量肯定有影响，而回归预测模型都是基于 现在的高能耗的情况所预测出来的，所以有必要对结果进行修正，具体的修正 方法在下文中有详细的说明与应用。 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章港口吞吐量的影响因素分析 预测一个港口的吞吐量就必须要分析影响这个港口吞吐量的各个因素，定 性与定量的分析这些因素的影响程度，在此基础上建立一个预测港口吞吐量的 模型，才能有效的对这个港口的吞吐量进行预测。港口企业与其它企业所处的 宏观环境相差无几，主要包括政治、经济、技术、社会、文化和自然环境等。 一般情况下，对港口吞吐量的研究，应多侧重于宏观经济环境的分析。全面、 准确，及时地掌握和分析，并找出对吞吐量发展趋势有主要影响的相关因素， 判定影响因素与吞吐量的基本发展趋势，是预测港口吞吐量的基础。 研究“十一五”期间我国港口吞吐量发展水平，应结合中华人民共和国 国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要，主要考虑的以下几个因素： 1 ) 我国全面向建设小康社会目标迈进，国内生产总值年均增长将不低于 7 5 。 2 ) 发展循环经济，节约资源，作为约束性指标。要求5 年内单位国内生产总 值能源消耗降低2 0 。 3 ) 保持外贸进出口基本平衡，2 0 1 0 年货物贸易进出口总额将达到2 3 万亿 美元。 就港口来说，港口自身生产条件和自然环境是无法改变或者很难改变的， 即使变化，在短期内变化也不会很大，所以对我们吞吐量预测的结果影响很小。 在本文中我们将不予考虑。 下面我们主要从宏观经济环境入手，分析宏观经济发展水平对港口的吞吐 量影响。 2 1 国家经济发展对港口吞吐量影响 2 1 1 国家宏观经济对港口吞吐量的影响 港口是国民经济运行的晴雨表，港口运输属于国民经济基础产业，国民经 济的发展速度与港口生产的增长息息相关。通过近几年来的数据进行分析，我 国国民经济发展与交通运输业有很强的相关性。我国目前正处在工业化过程当 中，第二产业即加工制造业将是经济增长的主要产业和经济发展的支柱产业， 4 武汉理工大学硕士学位论文 工业产值占全国的比例上升必将导致以制成品为主的集装箱运输需求的迅速、 稳定增长。 经过改革开发二十多年的发展，在2 0 0 4 年中国城市化率已达到4 0 ，中 国人均国内生产总值已超过1 0 0 0 美元。世界银行认为：国家的国内生产总值 达到1 万亿美元是一个标志性台阶，意味着财富积累将步入新的航道。中国的 国内生产总值在2 0 0 0 年达到了l 万亿美元，依照国家规划在其后的1 0 年 ( 即2 0 1 0 年) 预计国内生产总值再增加l 万亿美元，中国目前正进入全面建 设小康社会的新时期。专家指出，到2 0 2 0 年中国人均国内生产总值将超过 3 0 0 0 美元，基本实现工业化。国家主席胡锦涛出席第七届2 0 国集团财长和央 行行长会议开幕式并发表重要讲话时指出，中国已经确定了全面建设小康社会 的发展目标。“我们准备再用1 5 年时间，把国内生产总值提高到4 0 0 0 0 亿美元 左右，人均提高到3 0 0 0 美元左右，使经济更加发展、民主更加健全、科教更加 进步、文化更加繁荣、社会更加和谐、人民生活更加殷实。为了实现这个目标， 必须保持中国经济平稳较快增长。”未来1 5 年，中国经济至少保持7 8 的增 长速度。 2 1 2 国家宏观经济的发展总体趋势预测 我国目前正处在国家工业化过程中，国家经济发展将处在一个持续高速增 长时期，根据我国建设全面小康社会的奋斗目标以及“十一五”规划，今后几 年我国经济将承接这几年的发展势头，继续保持平稳增长，但速度会有所回落， 中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要中明确提出， “十一五”时期全国g d p 年平均增长率为7 5 ，经济运行总体上将从偏热状态 转向正常状态，国民经济发展速度将直接影响港口企业的预期。 2 0 0 5 年全国g d p 值为1 8 2 3 2 1 亿元。按照“十一五”规划我国g d p 年均增 长7 5 计算，有： 五 d ，= 1 8 2 3 2 1 x ( 1 + 0 0 7 5 ) 圳( f 为年份) ( 2 1 ) 2 2 港口经济腹地发展对吞吐量的影响 港口腹地是港口服务对象的来源地和目的地，腹地的经济规模越大、发展 水平越高的地区运输需求则越大。腹地范围内经济发展水平，自然资源分布状 武汉理工大学硕士学位论文 况，生产力布局，资源开发利用程度，是影响港口吞吐量最直接的因素。所以 对吞吐量预测，必须要进行腹地分析，腹地分析主要指腹地利用港口的情况， 换言之，就是分析腹地利用港口进出口货物的数量和比重。一般而言，腹地进 出口贸易和货类结构具有相对的稳定性，但是随着腹地经济的发展，生产布局 和产业结构调整等相关因素的影响，也在逐步地发生变化，这一点要特别注意。 腹地分析一般按照省份、地区分别进行。近些年来，由于港口建设的加快和港 口吞吐能力的增加，港口腹地交叉的情况不断增多。对交叉腹地货源市场的研 究应特别注意腹地对不同港口的利用情况要逐一进行分析。港口分为腹地型和 中转型等几种，但是，无一例外的，这些港口都有着深厚的腹地经济实力，由 于强大的腹地经济实力，进出口货物数量必然丰富，因此使得港口的航线密集， 集疏运发达，而且由于马太效应，这样的港口还会吸引更多的中转货物，进一 步提高港口的吞吐量。 环渤海港口群经济腹地主要包括环渤海地区包括北京、天津两大直辖市及 辽宁、河北、山西、山东和内蒙古，共五省( 区) 二市；珠三角港口群经济腹 地主要是指广东省；长三角港口群的经济腹地主要是指上海及江苏、浙江两省 一市。 2 3 我国对外贸易的发展对港口吞吐量的影响 2 3 1 我国对外贸易的发展对港口吞吐量的影响 近年来中国对外贸易总额的迅速增长，促进了海运业的高速发展。从全球 经济一体化趋势看，中国正在成为世晃加工制造业的中心，中国经济将进一步 融入世界经济，中国作为世界主要贸易国家的地位将进一步巩固。中国海运业 未来将面l 临重要的发展机遇，对外贸易的快速发展必将产生巨大的运输需求。 随着我国加入w t o 后关税的降低和非贸易壁垒的取消，国家进出口总额仍将持 续快速增长，这都为我国港口运输业提供了广阔的发展空间。中国货物的进出 口约9 0 以上要通过海洋运输来完成。我国在改革开放方针指引下，对外贸易 取得了飞速发展，2 0 0 5 年我国对外贸易总额已超过1 4 2 2 1 亿美元。中国加入世 贸后，随着大经贸格局形成，进出口强势带动港口吞吐量快速增长。所以有必 要分析我国在未来几年的外贸发展水平。 6 武汉理工大学硕士学位论文 2 3 2 我国“十一五”期间对外贸易的发展水平预测 表2 1 和图2 - 1 是我国近几个“五年计划”期间对外进出口总额发展概况。 表2 1 各“五年计划”对外进出口总额表单位：亿美元 进出口出口进口 年份 总额年均增长总额年均增长总额年均增长 8 l 一8 5 年2 9 0 5 41 3 0 1 2 8 1 68 4 1 5 2 3 61 6 1 8 6 9 0 年4 8 6 4 i1 0 6 2 3 2 5 31 7 8 2 5 3 8 44 8 9 1 9 5 年1 0 1 4 4 51 9 5 5 1 8 3 51 9 i 4 9 6 l ，o1 9 9 9 6 - 0 0 年 1 7 7 3 9 21 0 9 9 6 1 6 91 0 9 8 1 2 2 31 0 7 0 l - 0 5 年4 5 5 8 3 02 4 6 2 3 8 5 3 02 5 o 2 1 7 3 0 0 2 4 ，o 资料来源：海关统计年鉴2 0 0 5 图2 - 1 我国“五年计划”期间的外贸发展状况图 由上图2 - 1 ，我们可以看出，我国“五年计划”的外贸进出口的增长速度是 呈波浪形发展的。用m a t l a b 软件和回归分析，我们很容易得到我国“十一五” 期间的外贸额平均增长率为1 1 5 。所以有下式 如口总颧= 1 4 2 2 1 x ( 1 + 0 1 1 5 ) ( i - 删( 沩年份) ( 2 - 2 ) 由公式( 2 2 ) 可计算我国2 0 0 7 年对外贸易总额为1 7 6 7 9 9 亿美元，2 0 1 0 年 则为2 4 5 0 7 8 亿美元。 中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要指出到 7 武汉理工大学硕士学位论文 2 0 1 0 年我国进出口总额将达到2 3 万亿美元；国家海关总署统计司司长张丽川 预测，我国进出口总额在2 0 1 0 年可望实现2 5 0 0 0 亿美元，成为全球第二大贸易 国。这些资料表明，我们预测“十一五”期间进出口总额按年均增长率1 1 5 计 算是合理的。 2 4 影响吞吐量其他因素 2 4 1 世界经济发展趋势的影响 港口行业作为外向型经济的代表，将分享世界经济复苏的成果。地区经济发 展导致地区对外贸易增长，必然带来地区间港口航运需求上升。如近些年来亚 太地区经济保持了快速增长的势头，世界经济重心正在向亚太地区转移，导致 了亚太地区对外贸易与航运的繁忙。 2 4 2 相邻港口的竞争 影响港口企业的社会因素有很多，因为港口与社会是紧密结合在起的， 港口不是生存在真空中的，需要与外部社会的交流、协作，受社会的各种因素 影响。因此，港口与其它企业的竞争与合作也是影响港口的吞吐量的重要因素。 相邻港口的分析是企业战略环境分析研究的核心问题之一，要充分了解相 邻港口的现状及发展态势。要根据相邻港口的地理位置、吞吐量增长的速度等 特点、国内外航线的构成、港口航道、泊位、集疏运条件、经营水平与经济效 益、腹地与用户等方面的情况。应通过寻求相互之间的合作，使各港口之间形 成分工合理、联系密切的港口群体，达到合理的战略分工，实现双赢。 2 4 3 服务水平对吞吐量影响 港口的服务水平也是影响港口的吞吐量的一个因素。港口的工作效率越高， 待泊的船舶越少，港口的生产能力就越高。吞吐量就越大。港口企业的工作效 率是港口企业管理水平的一个重要指标，是港口服务水平的主要标志，是反映 港口经营竞争力的重要指标，是港口综合能力的主要组成部分，只有提高港口 的工作效率，才能切实提高港口的经营竞争力，工作效率的提高是港口发展的 基础。特别是随着信息业的高度发展，现代港口作为信息集散地的地位越来越 明显，所以，港口企业的信息化程度也是影响企业经营竞争力的重要因素。现 8 武汉理工大学硕士学位论文 在，我国的港口纷纷建设e d i 中心，就是为了适应电子商务和信息传递数字化 的趋势，保证企业跟得上技术和经营理念进步的步伐。所以，港口企业想要提 高吞吐量，就要结合自身条件，提高服务水平和工作效率，尽量减少船舶待泊 时间，及提高了港口的利用率，及生产能力，从而提高吞吐量。 2 4 4 港口的集疏运能力影响 集疏运交通系统是港口赖以生存的外部环境，由铁路、公路、水路与城市 道路及相应的交接港站组成，一座现代化的大港，必须有多通路、多方向与多 种运输方式组成的畅通的集疏系统。港口是水路、公路、铁路、管道运输的交 汇点，共同形成了以港口为中心的集疏运网络。因此，一个城市要发展港口， 首先就要发展与港口配套的集疏运设施。如青岛港，为了增加港口的吞吐量， 争取建成“北方国际航运中心”，在将港口向黄岛方向迁移的同时，修建了环胶 州湾高速公路，与山东省内发达的公路运输系统连成一片，保证了公路的集疏 运畅通，而且，还修建了一条专用铁路通往黄岛，保证了铁路网的畅通。再比 如上海港，在发展大小洋山深水码头的同时还要修建跨海大桥，建设港湾新城， 以保证港口的配套服务及集疏运畅通。 然而，从港口业目前的吞吐能力看，港口现有的吞吐能力依然跟不上实际吞 吐量，结构性总供给不足比较严重，巨大的需求缺口使得具备天然垄断优势的 港口行业具备较高的成长性。 2 5 吞吐量不确定影响因素 f d i 、贸易摩擦、国家政策、社会发展如城市化率、奥运会的影响、国际原 油价格。加入w t o 后，促进我国港口业发展主要有以下几个方面：( 1 ) 为港口 业提供更有利的发展环境。港口业是与宏观经济环境联系最为密切的行业之一， 宏观经济的好坏直接决定港口业的繁荣与萧条。入世将会推动我国国民经济的 增长和产业结构的优化。据有关专家测算，入世初期，随着进出口贸易和引进 外资规模的扩大，可使我国g d p 每年增长2 9 4 。港口货物吞吐量将有较大增 长。( 2 ) 美元走软带来人民币升值加剧了中国出口产品的价格优势。沿海的主 要集装箱港口都会因此而收益，其中我们强烈看好以后几年以出口为导向的沿 海各地区集装箱和货物吞吐量的增长。这些不确定因素对吞吐量的影响，虽然 不能预测，但可以使港口企业对规划目标进行调整。 9 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章吞吐量预测模型选择 3 1 沿海港口货物吞吐量模型选择 3 1 1 分类模型预测法 我国沿海港口吞吐量包括内贸吞吐量、外贸进出口吞吐量两个部分，我国 沿海港口吞吐量的快速发展是这一时期g d p 、对外进出口快速发展以及需求的 结构性调整共同拉动的结果。所以有：港口吞吐量= 港口外贸吞吐量+ 内贸吞吐量。 表3 - 1 是我国沿海港口历年吞吐量统计数据、表3 - 2 是我国历年g d p 统计数据。 表3 一l中国沿海港口历年吞吐量单位：亿吨 年份 1 9 9 01 9 9 11 9 9 2 1 9 9 3 1 9 9 41 9 9 5 1 9 9 61 9 9 7 吞吐量 4 65 ，0 65 9 6 7 7 37 98 3 58 7 9 内贸 3 8 74 2 74 ，64 8 55 1 55 1 9 外贸 2 0 32 4 32 73 0 53 23 6 年份 1 9 9 81 9 9 9 2 0 0 02 0 0 l2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 42 0 0 5 吞吐量 9 11 0 41 2 ，5 61 4 2 61 6 6 62 0 1 12 4 63 0 0 3 内贸 5 7 6 67 3 68 2 69 0 61 0 7 l1 3 11 6 4 3 外贸 3 43 85 267 69 41 1 5 1 3 6 资料来源：中国统计年鉴2 0 0 5 表3 - 2 中国历年g d p单位：亿元 年份 1 9 9 01 9 9 11 9 9 21 9 9 31 9 9 41 9 9 51 9 9 61 9 9 7 g d p1 7 4 0 01 9 5 8 02 3 9 3 83 1 3 8 04 3 8 0 05 7 7 3 36 7 7 9 57 4 7 7 2 年份 1 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 l2 0 0 22 0 0 32 0 0 4 2 0 0 5 g d p 7 9 5 5 38 2 0 5 4 8 9 4 0 49 5 9 3 31 0 2 3 9 81 1 6 6 9 41 3 6 5 1 51 8 2 3 2 1 资料来源：中国统计年鉴2 0 0 5 ( 2 0 0 5 年g d p 值为修正值，因为2 0 0 5 年底国家进行了经济普查，g d p 值的统计 标准和以前不一致，如果再把这年的数据和前些年值来一起考虑，我认为极 不合理，所以我们有足够的理由认为这是一个阶跃点) 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 3 1 1 1 内贸吞吐量回归模型预测 由表3 1 和表3 2 作我国g d p 与沿海内贸吞吐量散点图( 图3 1 ) 。 图3 1 我国g d p 与沿海内贸吞吐量散点图 根据图3 1 ，对1 9 9 2 年至2 0 0 4 年我国沿海港口货物吞吐量和我国g d p 关 系的分析发现，货物吞吐量和g d p 存在较强的线性关系，但这种线性关系以1 9 9 8 年为分界点，此前和此后呈现出两种不同的线性关系，1 9 9 8 年后的斜率增大， 说明随着我国经济重化工业化的进行，对大宗货物的需求成为我国港口货物吞 吐量快速增长的动力，单位g d p 的增长需要更多的能源和原材料，这导致了货 物吞吐量的增长速度提高。实际上，根据运输经济学理论( 如图3 - 2 所示) ： 运 输 需 求 增 长 规 律 经济发展阶段 图3 2 运输需求演变示意图 物质资料的生产是人类社会存在在和发展的基础，因而运输需求的增长都 是由经济总量的增长和经济结构的演进而引起的。从近代工业兴起和近代运输 武汉理工大学硕士学位论文 业出现以来，经济发展和产业结构的变化，在不同的经济和社会发展阶段表现 出的不同特点，这些不同特点决定了运输需求的增长过程表现出不同的特征。 当重工业逐渐代替了轻工业占据主导地位，在此期间由于采掘业，原材料 工业迅速崛起，经济结构层次也相对较低，经济发展又多以粗放经营为主，因 而单位产值所消耗的能源和原材料数量也很高，产运系数( 货物发送量产品产 量) 大，因而单位产值所引起的运输需求也很大( 如上图3 2 ) 。 在重化工业占主导地位的时期，重工业化学工业加速发展，逐渐代替轻纺 工业成为国民经济的支柱产业。伴随重化学工业的发展，矿产资源得到大规模 开发，形成产业集聚区，产业布局迅速展开，区域间的差距在扩大；城市化也 进入迅速发展期，城市人口迅速增加，城镇体系初步形成，居民收入水平迅速 增长。这和我国当前的经济发展非常相似。而且上述情况已经被西方发达国家 经济发展与运输业发展的实践所证实。根据已经完成重工业化的发达国家的经 验，结合我国经济发展的结构不平衡和地区差异等因素，中国的重工业化进程 至少还要持续l o 年，这将为我国的港口吞吐量提供源源不断的吞吐货源。通过 以上分析，以1 9 9 8 年为拐点是符合理论依据。 根据表3 1 和表3 2 我们作图3 3 图3 31 9 9 8 年- 2 0 0 4 年的吞吐量与g d p 之间的关系图 根据1 9 9 8 - 2 0 0 4 年的g d p 与沿海港口内贸吞吐量，以国内生产总值( g d p ) 为自变量，以同期国内沿海港口内贸吞吐量为因变量，采用o f f i c e e x c e l 进 行多项式拟合，可以得到我国沿海港口内贸吞吐量与国内生产总值的相互关系 方程以及两者的相关系数，具体方程为： z = o 0 0 0 1 2 7 x 一4 0 8 9 6( 3 - 1 ) 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 五2 = 0 9 9 4 ，相关系数r = 0 9 9 7 ，变量个数脚= 2 ，样本数玎= 7 ，所以自由度 = 7 - 2 = 5 ，根据数理统计“相关系数临界值表”在口= l 水平时， r = 0 9 9 7 r o , o 。= o 8 7 4 ，说明k 和x 的线性回归是显著的，模型具有很好的拟 合程度。 j v 对公式( 3 1 ) 求导有：! ! 粤= 0 0 0 0 1 2 7 ，说明每万吨内贸吞吐量对g d p 的贡 似 献为1 2 7 万元，与交通部水运科学研究院贾大山博士所论证的“综合性港口， 每万吨吞吐量对g d p 的贡献为1 1 0 万元，以天津为例，创造g d p 是1 2 0 万元。” 相差不大。误差的原因就是受1 9 9 8 年拐点因素影响。 把式( 2 1 ) 代入式( 3 - 1 ) 有： x = o 0 0 0 1 2 7 x 1 8 2 3 2 1 x ( 1 + o 0 7 5 ) 。一2 ”“一4 0 8 9 6 ( 3 - 2 ) 预测全国2 0 0 7 年内贸吞吐量为2 2 6 6 9 亿吨；2 0 1 0 年内贸吞吐量为2 9 1 5 2 亿吨。 3 1 1 2 外贸吞吐量回归模型预测 下表3 3 是我国历年外贸进出额与外贸吞吐量统计数据。 表3 3 中国历年外贸进出口额与外贸吞吐量 年份 1 9 9 01 9 9 11 9 9 21 9 9 31 9 9 41 9 9 51 9 9 61 9 9 7 进出口额( 亿美圆) 1 1 5 41 3 5 71 6 5 61 9 5 82 3 6 72 8 0 92 8 9 93 2 5 1 进出口额增长率 3 3 1 7 6 2 2 1 8 ，2 2 n 9 1 8 6 3 2 1 2 1 外贸吞吐量( 亿吨) 2 0 32 4 3 2 73 0 53 23 6 外贸吞吐量增长率 2 0 1 1 1 1 2 9 4 9 2 1 2 5 年份 1 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 5 进出口额( 亿美圆)3 2 4 0 3 6 0 74 7 4 35 0 9 8 6 2 0 8 8 5 1 21 1 5 4 8 1 4 2 2 1 进出口额增长率 - 3 4 1 1 3 3 1 5 7 4 8 2 1 8 3 7 1 3 5 7 2 3 1 外贸吞吐量( 亿吨) 3 43 85 267 69 41 1 51 3 6 外贸吞吐量增长率 7 4 1 1 8 3 3 9 1 3 6 1 7 1 9 8 1 8 4 1 8 3 资料来源：中国统计年鉴2 0 0 5 根据表3 3 作图3 - 4 和图3 5 ： 武汉理工大学硕士学位论文 图3 - 4 进出口总额增长率与外贸吞吐量增长率折线图 由图3 1 _ 4 可见进出口总额增长率与外贸吞吐量增长率非常相似，说明进出 口总额余外贸吞吐量有很强的相关性。 图3 5 进出口总额与外贸吞吐量关系图 由图3 5 ，用o f f i c e e x c e l 进行多项式拟合，经计算，二者的定量预测 方程为： i 2 = 0 0 0 1 x d - o 6 4 7 8( x 为外贸进出口总额值)( 3 3 ) r 2 = 0 9 8 6 ，相关系数r = 0 9 9 3 ，变量个数m = 2 ，样本数万= 1 3 ，自由度为1 l ， 根据数理统计“相关系数临界值表”在a = 1 水平时，r = 0 9 9 3 民。= 0 6 4 1 ， 说明k 和x 的线性回归是显著的，模型具有很好的拟合程度。 1 4 武汉理工大学硕士学位论文 将式( 2 - 2 ) 代入式( 3 3 ) 可计算得： 全国2 0 0 7 年外贸吞吐量为1 8 3 2 8 ；2 0 1 0 年外贸吞吐量为2 5 1 5 6 。 由式( 2 1 ) 、( 2 2 ) 、( 3 2 ) 和( 3 - 3 ) 可知用这种方法预测沿海港口吞吐量y 的模型表达式：l r = z + e = 0 0 0 0 1 2 7 x 1 8 2 3 2 1 x ( 1 + o 0 7 5 ) t 。”+ o 0 0 l x l 4 2 2 1 x ( 1 + 0 1 1 5 1 俨”卵3 4 4 ( 3 - 4 ) 由公式( 3 - 4 ) 预测2 0 0 7 年沿海港口吞吐量y 矗。= 4 1 亿吨；k l o = 5 4 3 1 亿吨。 3 1 2 回归模型预测法 下面用回归模型法，不把沿海港口吞吐量分为内外贸吞吐量，来预测一下 沿海港口吞吐量： 由表3 - 1 ，作图3 6 ： 图3 - 6g d p 与沿海港口吞吐量的折线图 图表又是在1 9 9 8 年出现拐点。说明上面的分析是合理的。作图3 7 ： 武汉理工大学硕士学位论文 用o f f i c e e x c e l 拟合有： y = 0 0 0 0 2 7 x 1 1 7 0 3( 3 5 ) r 2 = 0 9 9 2 4 ，相关系数r = 0 9 9 6 很高，线性相关显著。利用公式( 3 5 ) 和式( 2 - 1 ) 计算得： y 0 7 = 4 5 2 亿吨艺0 1 0 = 5 9 亿吨 3 1 3 时间序列模型预测法 时间序列预测法在港口吞吐量预测中应用最为普遍。该方法就是把一组按 时间顺序排列的历史数据( 港口历年吞吐量) 进行数学分析、处理，建立起能 反映预测量变化趋势的数学模型，并用此模型预测未来值。常用的有目估趋势 线、平均增长趋势线、拟合趋势线等模型。下面我就用时间系列预测法的拟合 趋势线来预测沿海港口吞吐量发展趋势。 由表3 1 ，作图3 8 ： 图3 8 沿海港口吞吐量时间系列图 根据图3 8 分析1 9 9 0 年至2 0 0 4 年我国沿海港口货物吞吐量散点图的发现， 1 9 9 8 年也是一个分界点，此前和此后呈现出两种不同的增长速度。从这一点也 说明了前面的分析的合理性。 取1 9 9 8 年- 2 0 0 4 年的数据作图3 9 ： 1 6 武汉理工大学硕士学位论文 图3 - 91 9 9 8 - - 2 0 0 4 年沿海港口吞吐量时间系列图 由图3 - 9 所示，用o f f i c e - e x c e l 进行多项式拟合： 】，= 0 2 8 3 3 x 2 + o 2 3 4 x + 8 7 8 1 4 ( 3 6 ) r 2 = 0 9 9 7 ，相关系数很高，表明模型具有很高的拟合度。 用这种方法预测2 0 0 7 年( 第十年) 的吞吐量值为：比。= 3 9 4 5 亿吨 2 0 1 0 年( 第十三年) 的吞吐量值为：e 。= 5 9 7 亿吨 3 1 4 预测的最终结果 对上面的三个结果，我们可以分析一下：因为用时间序列模型预测时，预 测值增长很快，而且是一种纯粹的数学关系，不能客观的反映吞吐量发展水平； 而只用g d p 与吞吐量回归预测，又没有考虑，外贸发展水平对吞吐量的影响， 但这两种方法可以对分类预测模型的结果进行比较与检验；所以，把吞吐量分 成外贸吞吐量和内贸吞吐量是比较合理的。 即：】7 = 4 1 亿吨 r 2 0 1 0 = 5 4 3 1 亿吨 结果的修正：胡锦涛总书记在元旦献词中提出“建立资源节约型国民经济 体系和资源节约型社会”的战略目标。“十一五”规划也指出经济的发展逐渐由 粗放经营方式向集约经营方式转变，“十一五”期间要将单位g d p 能耗降低2 0 。 温总理政府工作报告中进一步分解为每年降低4 。单位产值能耗降低，单 位产值的运输需求也减少，这对吞吐量肯定有影响。所以要对结果进行修正。 由于我国港口货物吞吐量以散货为主，根据我们历年的统计计算，干散货和液 1 7 武汉理工大学硕士学位论文 体散货占我国货物吞吐量的7 0 ，其中煤炭及其制品、石油天然气及其制品和 金属矿石等高能耗产品占6 0 左右( 中国统计年鉴) ，其他产品占4 0 。修正后 的吞吐量是： = 4 1 x 4 0 + 6 0 x ( 1 - 8 ) = 3 9 0 3 亿吨 l o = 5 4 3 1 x 4 0 + 6 0 x ( 1 - 2 0 ) = 4 7 7 9 亿吨 3 2