基于SD模型的國際干散貨航運市場仿真分析

趙振鵬 余思勤

摘要：航運市場是國際貿易的重要組成部分，扮演著十分重要的角色。2008年以來國際干散貨運輸市場持續低迷，近兩年來國際干散貨運價呈現上升趨勢。通過系統動力學對國際干散貨運輸市場進行仿真分析，探究當前國際干散貨運輸市場所處的競爭環境。對市場上的供需以及價格進行仿真模擬，以分析當前市場運價變動的影響因素以及國際干散貨運輸市場的結構變動，并對未來干散貨航運市場狀況進行了展望。通過假定企業購船租船決策對模型進行模擬預測分析，為市場的參與者進行相關決策提供宏觀的數據支持。

關鍵詞：交通運輸經濟；國際干散貨運輸；系統動力學；海運價格；供需平衡

中圖分類號：U695.2文獻標識碼：A文章編號：1008-4428（2019）03-0022-03

一、 引言

國際航運業主要分為集裝箱運輸、干散貨運輸、間雜貨運輸及液體散貨運輸，這是按照貨物種類進行的分類，其中占航運市場比重較大的是干散貨運輸。干散貨貨運市場交易的是干散貨貨物或干散貨船舶租船合同，運費由貨物運輸服務的供給和需求相互作用來決定。運費是航運市場上最重要的指標，其中BDI被稱為航運市場的晴雨表。現在大多經濟評論是通過分析BDI走勢來分析經濟未來的發展水平，但是現階段分析存在一個問題，就是價格的上漲由兩個因素決定，一個是供求改善導致的價格上漲，另一個是成本推動的價格上漲，因此不能單單通過費率的上漲來推斷市場向好或者是向壞，本文通過系統動力學模型，探究航運市場價格變動的本質因素，為航運企業參與市場競爭提供宏觀數據支持。

二、 干散貨運價影響因素分析

（一）供需系統

1. 干散貨航運需求分析

航運需求作為一種派生性需求，其主要指的是世界干散貨貨主或托運人在一定時間段，在一定水平的運價下，對整個海上運輸服務所需求的總量。世界貿易與海運息息相關，其貿易量的80%是通過海洋運輸完成的。而干散貨的貿易量和運輸距離則是決定需求的兩個關鍵因素。

（1）干散貨貿易量

國際干散貨航運需求與貿易量息息相關，隨著貿易量的不斷增加，國際干散貨航運需求量也不斷提高。2009年國際海運貿易量有所下降，其他時間都在平穩上升，通過相關資料以及對貿易量的分析，2008年底美國金融危機爆發后，2009年世界經濟負增長，經濟的衰弱導致對于煤炭、鐵等資源的需求也隨之下降，進而對國際干散貨貿易量產生了影響，導致國際干散貨貿易量下跌。

（2）干散貨運輸距離

決定干散貨貨運需求量的另一個因素就是運距，隨著經濟的不斷發展，航運距離不斷增加，造成了航運需求的不斷增加。通過克拉克森的數據獲得小型靈便型散貨船、大型靈便型散貨船、巴拿馬型散貨船和好望角型散貨船四種船型的貿易量和周轉數據，以及煤炭、鐵、糧食和小宗散貨的貿易量和周抓量的數據，通過計算獲得，當前鐵礦石的海運運距大約為6000海里，煤炭的海運運距大約為4000海里，糧食的海運運距大約是5000海里，而不同船型的平均運距區間為4500海里到5500海里，通過加權平均得到干散貨航運市場的平均加權運距為5000海里。

2. 海運供給分析

海運供給一般是在一定的空間、時間范圍內，在滿足條件下，承運人所愿意提供的海運運力的總量。其中承運人可以是船東也可以是租船方。海運供給與海運價格有密切的聯系，當價格下降時船東可以通過拆船使舊船直接退出航運市場，也可以通過租船或者二手船轉讓，以降低損失，但這種方式不能減少航運供給，只是船舶在市場中的自由流動。當價格下降到船東通過運輸、租船或二手船所彌補的損失無法平衡封船之后所產生的日常費用的時候，船東方會選擇封船以降低損失，待價格回升，重新進入。

（二）成本系統

供需變動是價格變動的影響因素，成本則是價格的決定因素。國際干散貨海運成本包括兩個部分，即資本成本和航次成本。船舶不僅是一種運輸工具還是一種投資工具，折舊使得船舶有了金融的某些性質，其中租金、折舊、利息以及稅金構成了航運的資本成本。航運運輸的船運費、燃油費、維修護理費、保險費、管理費用以及其他費用發生于船舶的運輸日常中，構成了航運的航次成本。

三、 系統動力學建模分析

（一）運價因果關系分析

前面分析了影響運價變動的因素，其中成本決定價格高低而供需變動則影響價格的波動。通過定性分析，可以分析出運價的增加會導致供給的增加，供給的增加會加劇航運市場的競爭，而航運市場缺乏替代性，貨運需求幾乎不受價格變動的影響，造成運力過剩，過多的運力使得價格下降，最終構成一個反饋回路。

（二）國際干散貨航運價格流圖

通過因果反饋環，進一步建立國際干散貨航運市場系統動力學仿真模型。模型中設置了貿易量子系統。運力供給子系統，成本子系統。運力供給子系統下設置了封船子系統。運力供給子系統和貿易量子系統以及成本子系統共同決定了國際干散貨市場的航運價格，為了便于分析價格變動趨勢以及保證數據的有效性和仿真的準確性，文中價格所采用的數據為LN（BDI），其中BDI是波羅的海干散貨運價指數，后文中所提到的價格數據均使用BDI指數。通過以上系統，構成了國際干散貨海運價格流量圖，如圖1所示。

（三）航運價格系統分析

模型參數：

系統動力學模型中一個重要的環節就是參數的設定，在整個模型參數的選取中，采取了多種方法，其中主要采取了基于基礎數據的獲取、歷史數據的統計分析以及回歸模型。

主要參數包括：世界GDP影響因子、船隊生產率、阻礙因子等，所有的參數、具體數值和相關來源如表1所示。

在基礎數據的模擬上，主要數據來源是克拉克森數據庫，還有一些發展報告。而對于一些無法獲取的數據，則主要根據歷史數據進行一些數學分析，從而推算出一些相對可靠的數據。

四、 國際干散貨市場仿真分析

（一）價格分析

本文采用系統動力學軟件Vensim對上述系統進行模擬，其中相關數據來源于克拉克森數據庫、歷年聯合國海運評述以及相關論文。通過系統動力學的模型仿真，將2007年數據輸出到模型中進行模擬，仿真出價格數據，如表2所示。

表2中，模型仿真數據與真實數據誤差基本都在5%以內，故本模型仿真結果可信度較高，通過模擬得到了2008年到2018年國際干散貨運價仿真模擬數據。模型模擬的國際干散貨運價的走勢，其中2008年到2018年為仿真值，表2中2018年運價與2017年相比穩中有升，同時在國際經濟復蘇、貿易量平穩增長的趨勢下，國際干散貨運輸市場運價正在呈現緩慢復蘇趨勢。但是這并不代表國際干散貨運價正在向好的一面發展，這是由于國際干散貨航運市場仍舊面臨著產能過剩、需求不足、行業競爭激烈、成本提高、資金流不穩定等問題。

（二）航運供需結構分析

1. 航運供給結構分析

雖然運價呈現緩慢上漲趨勢，但是行業前景依舊不容樂觀，這是因為前十年內，大量的新船投入市場，而近期由于運價不景氣導致大量的舊船拆船退出市場導致市場船舶新舊結構不健康，具體數據如圖2所示。

通過克拉克森相關拆船平均船齡數據，拆船船量在23到35年之間，所以選擇22年及以下船齡的船舶為新船，23年船齡以上船舶為待拆船的舊船，圖3表示的是新船向舊船每年過度的比率，即船舶老化率，以及舊船的數量。從圖2可以看出，從2008年以后，船舶老化率從百分之七左右下降到百分之二左右。同時從舊船每年的數量可以看出，2008年以后，航運市場不景氣，拆船數量隨之增加，結果造成舊船數量逐年減少，從2008年的2000多艘下降到2017年的4艘，雖然2018年預計舊船數量上升到300多艘，但是船隊船齡結構仍舊不容樂觀。

2. 航運供需平衡分析

航運價格雖然穩步上升，但是需求不足依舊是現在航運市場所面臨的嚴峻問題，模型對國際干散貨運價市場進行仿真模擬，其中有一個重要數據就是運力過剩，通過分析運力過剩的變動情況，可以分析出全球干散貨航運市場供需結構的變化，進一步分析干散貨航運市場所處的市場背景。圖3所展示的是2008年以后全球干散貨運輸市場的運力過剩仿真數據以及全球過剩運力在全部運力中所占的比例。

如圖3所示，全球運力過剩在2008年全球貿易繁榮階段還處于負值即供不應求，但是隨著經濟衰退，2011年以后，全球干散貨航運市場全面進入運力過剩階段，到2017年為止，全球運力過剩達到40億載重噸，模型預測在2018年該數值還會繼續擴大。圖3展示的是全球運力過剩絕對值和全球過剩運力在總運力中的比重。2011年以后，全球過剩運力占總運力中所占比重持續上升，2013年以后趨于平緩，但依舊存在上升趨勢，到2017年為止，全球過剩運力占總運力的比重達到百分之十五，模型預測到2018年該數值還會有小幅度的上升。

3. 航運市場參與者決策預測分析

在全球供給全面過剩的情況下，干散貨航運企業的租船購船決策影響著干散貨運輸市場的供求關系，在未來15到20年內，2008年以后所造的新船全部老化轉入23年以上舊船系統，由2009到2013年間大量新船進入市場引起的運力結構變化在未來市場如何消化是現階段所要面臨的問題，本文假定了2018到2035年期間，平均新船量為200艘和350艘時，全球供需結構的變化情況。其中表函數新船數量，世界GDP增長率、船舶老化率、新船價格指數是根據歷史數據擬合預測得到的，以世界GDP增長率為例闡述預測結果的來源。

全球GDP增長呈現周期性趨勢，2009年全球GDP出現負增長，上一次世界經濟倒退發生在1975年，圖4所示為2009年和1975年經濟倒退發生前四年和后12年的增長率，通過圖示可以發現經濟增長趨勢相對一致，因此通過現在國際經濟形勢，對歷史數據進行修正得到2018年到2035年期間的經濟增長率預測。同理可以得到新船價格指數的預測值。

如圖5所示，虛線為年均新船200艘時的過剩運力預測，實線為年均新船350艘時的過剩運力預測。通過圖表可以看出，當取值200時，過剩運力會下降，取值350時，過剩運力呈上升趨勢。但是在2035年時，2009年到2013年期間的大量新船老化，通過計算2009年到2013年進入到市場的運力大約為3.89億載重噸，在2035年以后的十年間，這些運力將會拆解導致總運力下降，因此通過以上分析，到2035年時，全球運力過剩應保留未來十年內下降的部分，即未來新船進入市場的數量應該控制在每年200到350艘之間，以維持2035年后十年的供需平衡。故市場上企業決策應根據往年新造船數量來決定，當往期年均造船數量多于350艘時，應該通過租船或購買二手船來增加運力；當往期年均造船數量少于200艘時，企業可以通過購買新船來增加運力。

（三）國際干散貨航運市場總結

從以上分析可以看出，國際干散貨運輸市場運輸價格總體呈現緩慢運輸增長，但前景仍不樂觀，因為通過對市場中的供需分析，國際干散貨航運市場運力依舊過剩，且呈現緩慢的上升趨勢，航運市場價格的上升只是由于運輸成本的上升引起的，供需結構仍舊沒有改善，而且船隊船齡結構趨于年輕化，雖然現在處在運力過剩階段，但是在未來十年到二十年，大量的現階段的新船會進入到拆解市場，造成國際干散貨航運市場運力供給大范圍波動。因此在現有市場狀況下，市場參與者如何制定購船租船決策尤為重要。

五、 總結

隨著經濟復蘇，國際干散貨航運價格也是穩中有增，本文通過系統動力學模型對國際干散貨運輸市場進行仿真模擬，通過模擬數據，對航運價格變動的實際原因進行分析，雖然國際干散貨航運價格有所上升但是市場參與者所面臨的依舊是供需結構沒有改善的問題。在這樣的環境下對未來國際航運市場進行預測并分析了未來的國際干散貨運輸市場環境，同時模型為市場參與者制定相關決策提供了具體的數據支持。

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作者簡介：

趙振鵬，男，山東濱州人，上海海事大學經濟管理學院碩士研究生，主要研究方向：物流產業定性定量分析；

余思勤，男，上海海事大學教授，博士生導師。