21世紀(jì)海上絲綢之路我國(guó)沿海港口類型化研究

鄒云美　陳軍

摘要：

為促進(jìn)21世紀(jì)海上絲綢之路我國(guó)海上運(yùn)輸體系一體化建設(shè)，對(duì)21世紀(jì)海上絲綢之路我國(guó)沿海主要港口（簡(jiǎn)稱港口）進(jìn)行類型化研究。運(yùn)用主成分分析法對(duì)港口競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行評(píng)價(jià)與排序。在主成分分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用聚類分析法對(duì)港口進(jìn)行分類。港口競(jìng)爭(zhēng)力的排序結(jié)果表明，運(yùn)用聚類分析對(duì)港口進(jìn)行分類的結(jié)果是合理的。對(duì)各類港口在21世紀(jì)海上絲綢之路上的角色定位與內(nèi)容分工進(jìn)行規(guī)劃，并提出了相應(yīng)的發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：

港口分類； 主成分分析； 聚類分析； 21世紀(jì)海上絲綢之路

中圖分類號(hào)： F552.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Abstract：

To promote the integrated construction of maritime transport system in the 21st Century Maritime Silk Road， the main Chinese coastal ports along the 21st Century Maritime Silk Road （the ports for short） are studied by classification analysis. The principal component analysis method is adopted to evaluate and rank the competitiveness of the ports. Based on the results of principal component analysis， the clustering analysis is used to classify the ports. The ranking result of port competitiveness indicates that the result of port classification by clustering analysis is reasonable. The role orientation and content division for the various classes of ports in the 21st Century Maritime Silk Road are planned， and the corresponding development suggestions are put forward.

Key words：

port classification； principal component analysis； clustering analysis； 21st Century Maritime Silk Road

0引言

“一帶一路”開始于中國(guó)，終止于歐洲和非洲，是連接亞、歐、非的兩大通道。現(xiàn)有關(guān)于21世紀(jì)海上絲綢之路（即“一路”）沿線港口的研究多從沿海港口城市的競(jìng)爭(zhēng)力入手：溫莉等[1]分析了港口演化的基本類型；傅夢(mèng)孜等[2]將21世紀(jì)海上絲綢之路沿海港口城市以競(jìng)爭(zhēng)力為依據(jù)進(jìn)行了劃分，提出了統(tǒng)籌港口城市經(jīng)濟(jì)、構(gòu)建港口城市聯(lián)盟的建議；林偉濱等[3]將主要港口城市分為3大類和5亞類，結(jié)合城市與港口間的關(guān)系提出相應(yīng)的發(fā)展建議。針對(duì)港口類型化方面的研究：SHARMA等[4]結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)包絡(luò)法對(duì)集裝箱港口進(jìn)行了層次聚類分析；KIM等[5]和YUEN等[6]從區(qū)域物流一體化角度將港口城市劃分為4類；YEO等[7]、TOVAR等[8]和HAEZENDONCK等[9]以港口成本為視角進(jìn)行了港口聚類研究，并根據(jù)港口具體類型提出了港口發(fā)展目標(biāo)；黃順泉等[10]利用因子分析與系統(tǒng)凝聚相結(jié)合的方法從港口功能角度對(duì)我國(guó)沿海港口進(jìn)行了聚類研究；劉天壽等[11]和宋雙等[12]根據(jù)港口吞吐量的特點(diǎn)，利用SPSS對(duì)港口群進(jìn)行了分類和功能定位分析；周寶剛等[13]、張耀光等[14]、SEREBRISKYA等[15]運(yùn)用港口代際發(fā)展理論，分別對(duì)我國(guó)遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶港口、我國(guó)海島港口以及拉美與加勒比地區(qū)的港口進(jìn)行了代際分類評(píng)價(jià)。

本文以提升我國(guó)沿海港口整體化水平為目標(biāo)對(duì)其進(jìn)行類型化分析，為建立港口的層次結(jié)構(gòu)從而形成高效的港口網(wǎng)絡(luò)做參考。

1研究方法及原理

先用主成分分析法對(duì)21世紀(jì)海上絲綢之路我國(guó)沿海港口進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)與排序，再在主成分分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用聚類分析法進(jìn)行港口類型化研究，同時(shí)運(yùn)用港口競(jìng)爭(zhēng)力分析結(jié)果對(duì)分類方案加以佐證，確保分類結(jié)果的客觀、準(zhǔn)確。

1.1主成分分析原理

主成分分析法利用降維的思想，把系統(tǒng)內(nèi)部多個(gè)具有關(guān)聯(lián)性的指標(biāo)轉(zhuǎn)化為較少的綜合指標(biāo)（即主成分），從而實(shí)現(xiàn)用較少的主成分表示系統(tǒng)主要信息的目的。該方法完全建立在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，可避免主觀評(píng)價(jià)因素的參與，保證評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性。具體模型構(gòu)建如下：

設(shè)有p個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)xj（j=1，2，…，p），其由q個(gè)主成分fk（k=1，2，…，q）構(gòu)成，表示為

x1=a11f1+a12f2+…+a1qfq

x2=a21f1+a22f2+…+a2qfq

…

xp=ap1f1+ap2f2+…+apqfq

（1）

式中：（ajk）p×q為主成分載荷矩陣。

樣本i的主成分fk得分為

Fki=ωk1xi1+ωk2xi2+…+ωkpxip （2）

式中：xij，j=1，2，…，p，為樣本i的各評(píng)價(jià)指標(biāo)值；ωkj，j=1，2，…，p，是與主成分fk相對(duì)應(yīng)的p個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的值系數(shù)。實(shí)際上，主成分fk得分是以各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)主成分fk的重要程度為權(quán)數(shù)的加權(quán)求和。

主成分fk的權(quán)重

ω′k=λkλ1+λ2+…+λq （3）

式中λk是主成分fk的特征值。因此，樣本i的主成分綜合得分為

Fi=ω′1F1i+ω′2F2i+…+ω′qFqi

（4）

1.2聚類分析原理

聚類分析采用定量數(shù)學(xué)方法研究樣本或變量間的相似度，它根據(jù)樣本的觀測(cè)指標(biāo)，選擇能衡量樣本間相似度的統(tǒng)計(jì)量，以相似性水平為依據(jù)對(duì)樣本進(jìn)行分類。其基本思想是：樣本按就近原則進(jìn)行集聚，直到每個(gè)樣本都能聚到適合的類為止。因?yàn)檠芯繉?duì)象是21世紀(jì)海上絲綢之路我國(guó)主要沿海港口，屬于樣本聚類，所以聚類方法選擇離差平方和法（Wards method法），樣本距離測(cè)算選擇歐氏距離。

樣本i與樣本l的距離

dil=pj=1（xij-xlj）2

構(gòu)成一個(gè)距離矩陣

D=（dil）n×n=0d12…d1nd210…d2ndn1dn2…0

式中：dil=dli；n為樣本數(shù)。

當(dāng)樣本類Ga與Gb合并生成樣本類Gr時(shí)，樣本類Gr與其他樣本類（如Gs）的距離的遞推公式為

Drs2=ns+nanr+nsDas2+ns+nbnr+nsDbs2-nsnr+nsDab2

式中：na、nb、nr和ns分別為樣本類Ga、Gb、Gr和Gs中的樣本數(shù)；Drs為樣本類Gr與Gs間的距離，Das、Dbs和Dab的含義依此類推。

1.3指標(biāo)體系分析

港口自然條件與區(qū)位條件綜合決定了港口的基本功能，從而確定了港口在整個(gè)港口體系中所承擔(dān)的任務(wù)。港口直接腹地條件是決定港口功能水平的根本影響因素，若港口所在城市的經(jīng)濟(jì)水平跟不上港口自身發(fā)展的速度，則港口的發(fā)展將步入捉襟見肘的境地，更談不上長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃與發(fā)展。港口基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及規(guī)模與港口自身通過(guò)能力緊密相關(guān)，是港口輻射功能的主要影響因素，能夠直接體現(xiàn)港口自身的實(shí)力，是港口類型化研究的重要依據(jù)。目前，我國(guó)許多港口借助上市公司平臺(tái)推動(dòng)資源整合，增強(qiáng)自身發(fā)展?jié)摿Γ瑸樽陨黹L(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展打基礎(chǔ)。這一發(fā)展趨勢(shì)將在未來(lái)港口行業(yè)中進(jìn)一步加深，同時(shí)對(duì)未來(lái)港口市場(chǎng)格局有著深遠(yuǎn)影響。綜上，得到港口競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見表1。

2港口類型化研究分析計(jì)算

2.1港口原始數(shù)據(jù)及其標(biāo)準(zhǔn)化處理

“一帶一路”發(fā)展倡議明確提出，加強(qiáng)上海港、天津港、寧波舟山港、廣州港、深圳港、湛江港、汕頭港、青島港、煙臺(tái)港、大連港、福州港、廈門港、泉州港、海口港等14個(gè)主要沿海港口建設(shè)，將這些港口打造成“一帶一路”的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。因此，對(duì)這14個(gè)港口進(jìn)行類型化研究。各港口競(jìng)爭(zhēng)力二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)值見表2。

對(duì)表2中各二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)值xj進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

zj=xj-jσj，j=1，2，…，15

式中：zj為xj標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)值；j和σj分別為14個(gè)港口競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)值xj的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

2.2港口主成分分析

主成分提取條件為其特征值大于1，且主成分累積方差貢獻(xiàn)率不小于85%。由表3可得，主成分個(gè)數(shù)q=3。

對(duì)主成分載荷矩陣（ajk）15×3進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化正交變換ejk=ajk/λk，得到標(biāo)準(zhǔn)化后的特征向量矩陣（ejk）15×3，見表4。由式（2）得到港口各主成分得分，由式（3）和（4）得出港口主成分綜合得分，從而得到港口綜合排名結(jié)果，見表5。

2.3港口聚類分析

港口聚類分析的數(shù)據(jù)也源自表2。原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理與第2.1節(jié)一致。圖1的聚類分析樹狀圖直觀地反映了樣本逐漸合并為同一大類的過(guò)程。

圖1顯示：若將這14個(gè)港口分為1類或2類，則每類中樣本數(shù)都過(guò)多，沒有明顯的差異，無(wú)實(shí)際意義，故不可取；若

將這14個(gè)港口分為3類，則不能凸顯上海港在聚類過(guò)程中長(zhǎng)期單獨(dú)成類的特性，分類結(jié)果失去了客觀性；若將這14個(gè)港口分為5類或更多類，則在上海港單獨(dú)成類的基礎(chǔ)上，又分離出深圳港單獨(dú)成類，然而由深圳港的主成分得分結(jié)果得知，深圳港與天津港、青島港等并不存在實(shí)質(zhì)性差異，故沒必要單獨(dú)成類。綜上，將這14個(gè)港口分為4類，結(jié)果見表6。

從表6可知，每個(gè)港口都與同類港口在綜合排名中處于相鄰位置，其合理性與客觀性得到了驗(yàn)證。

3結(jié)果分析及建議

上海港是中國(guó)港口高度集約化的產(chǎn)物，依托金融、貿(mào)易極其發(fā)達(dá)的城市上海，有著中國(guó)外向型市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的長(zhǎng)江中下游經(jīng)濟(jì)區(qū)為其提供穩(wěn)定、充足的貨源，同時(shí)其通往全球主要港口的固定航線在所有中國(guó)港口中是最多的，完全符合作為航運(yùn)中心港的條件。上海港作為21世紀(jì)海上絲綢之路“門戶港”，需要擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)腹地，積極參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，借助國(guó)際市場(chǎng)上的資金、信息技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，帶動(dòng)國(guó)內(nèi)其他港口的發(fā)展。

寧波舟山港是我國(guó)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省浙江省的第一大港，位于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，有著充足的腹地資源和雄厚的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。廣州港是我國(guó)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省廣東省的省會(huì)城市港口，位于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的珠江三角洲地區(qū)，且毗鄰國(guó)際金融中心香港，有著極其優(yōu)良的發(fā)展條件。因此，寧波舟山港和廣州港具備主樞紐港的特征。寧波舟山港和廣州港應(yīng)加快港區(qū)建設(shè)和技術(shù)完善步伐，待發(fā)展到一定規(guī)模后，可憑借規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)發(fā)展成為航運(yùn)中心港上海港的外港，作為水水中轉(zhuǎn)基地與上海港互相補(bǔ)充，增強(qiáng)彼此在國(guó)際航運(yùn)市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

深圳港位于珠江三角洲且毗鄰香港；天津港位于環(huán)渤海沿海地區(qū)的核心位置同時(shí)地處京津冀經(jīng)濟(jì)區(qū)；大連港以我國(guó)東北金融中心大連為直接經(jīng)濟(jì)腹地，并且是東北亞優(yōu)良的不凍港；青島港是我國(guó)經(jīng)濟(jì)大省山東省的第一大港。在港口發(fā)展規(guī)模和港口基礎(chǔ)設(shè)施方面，這4個(gè)港口比第4類港口有明顯的優(yōu)勢(shì)，但又與主樞紐港存在差距。這4個(gè)港口在區(qū)位條件上表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，具備地區(qū)性樞紐港的特征。建議這4個(gè)港口建立起現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)、多式聯(lián)運(yùn)、集裝箱處理、配送加工、市場(chǎng)培育等立體化物流發(fā)展模式，在配合航運(yùn)中心港和主樞紐港發(fā)展的同時(shí)，發(fā)展自身。

廈門港、福州港、煙臺(tái)港、泉州港、湛江港、汕頭港和海口港為交通基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分，對(duì)所在地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有積極促進(jìn)作用。然而，這些港口在發(fā)展規(guī)模和設(shè)施條件上與前幾類港口有明顯差距，腹地經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)也不比前幾類港口優(yōu)良，符合基本港的特征。建議該類港口在根據(jù)自身特點(diǎn)充分發(fā)揮自己優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上最大程度地提升自身實(shí)力。

以上對(duì)各類港口的分析驗(yàn)證了本文分類方法的正確性。

4結(jié)論

針對(duì)“一帶一路”發(fā)展倡議中明確提出的重點(diǎn)建設(shè)港口，運(yùn)用主成分分析法和聚類分析法進(jìn)行港口競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)和類型分析后，將我國(guó)14個(gè)沿海港口分為4類：航運(yùn)中心港、主樞紐港、地區(qū)性樞紐港和基本港，并將這4類港口在21世紀(jì)海上絲綢之路上的角色定位和內(nèi)容分工進(jìn)行了規(guī)劃。研究分析結(jié)果讓筆者更具體地認(rèn)識(shí)到，各港口發(fā)展水平的差異不僅有港口自身的原因，也與港口的區(qū)位條件及經(jīng)濟(jì)環(huán)境密不可分。

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（編輯趙勉）