基于修正Shapley值模型的航運聯盟利益分配

常征 范瀚文 張聆曄

摘要：為保證航運聯盟利益分配的公平性和合理性，解決航運聯盟各成員利益分配不均的問題，考慮投資貢獻、風險承擔、努力水平等因素對航運聯盟各成員利益分配的影響。運用直覺模糊層次分析法和熵權法分別從主觀和客觀角度進行精確賦權，結合博弈理論確定最終權重。建立修正Shapley值模型來制定航運聯盟成員間的利益分配方案，彌補標準Shapley值模型僅考慮成員邊際貢獻的不足。結合實際案例發現，改進后的利益分配方案能科學合理地體現班輪公司綜合貢獻水平，能有效提升班輪公司間的合作積極性，有助于實現航運聯盟的穩定發展。

關鍵詞：

航運聯盟; 利益分配; 修正Shapley值模型; 綜合賦權法

中圖分類號：? F551

文獻標志碼：? A

Profit distribution of shipping alliance based

on modified Shapley value model

CHANG Zheng， FAN Hanwen， ZHANG Lingye

（College of Transportation Engineering， Dalian Maritime University， Dalian 116026， Liaoning， China）

Abstract：

In order to ensure the fairness and rationality of profit distribution of shipping alliance and solve the uneven profit distribution problem among the members of shipping alliance， the influence of factors such as investment contribution， risk taking and effort level on the profit distribution among the members of shipping alliance is considered. The intuitionistic fuzzy analytic hierarchy process and the entropy method are used to accurately evaluate weights from subjective and objective perspectives， respectively， and the final weights are determined by the game theory. The modified Shapley value model is built to formulate the profit distribution scheme among the members of shipping alliance， which compensates for the deficiency of the standard Shapley value model that only considers the marginal contribution of the members. Through actual cases， it is found that the improved profit distribution scheme can scientifically and reasonably reflect the comprehensive contribution level of liner companies， effectively enhance the enthusiasm of cooperation among liner companies， and help to realize the stable development of the shipping alliance.

Key words：

shipping alliance; profit distribution; modified Shapley value model; comprehensive weighting method

0 引 言

航運聯盟指班輪公司在保證各自獨立法人地位的前提下，通過簽訂聯合經營協議，開展航線共營、運力互租等合作而結成的各種聯盟。班輪公司可以通過加入航運聯盟獲得額外收益。現實中，往往需要通過考量聯盟中各班輪公司的市場地位、運力投入等因素的差異，以協議約束的方式對各班輪公司進行利益分配。然而，這種方式忽略了班輪公司風險承擔、服務質量等因素的影響[1]。因此，有必要設計公平合理的利益分配機制，以實現航運聯盟的穩定發展。

目前，國內外相關學者主要在航運聯盟的形成機制、航運聯盟運力互租優化、聯盟穩定性等幾個方面展開了研究。在航運聯盟的形成機制方面，CASCHILI等[2]運用網絡分析方法驗證了中小型航運企業之間的合作關系根源于規模經濟的利好，大型公司與中小型公司的合作可以有效提升市場占有率。在航運聯盟運力互租優化方面：龐金梅等[3]基于不同港口的貨運需求，利用數據挖掘的方法設計航線以及配載船舶并進行優化求解;楊華龍等[4]考慮了班輪運輸需求的可變性，結合航運聯盟中艙位互租協議，構建了班輪艙位優化模型;吳瓊等[5]分析了班輪運輸路徑和貨物運量與航運網絡的利益關系，設計列生成算法對航線網絡進行優化。在航運聯盟穩定性研究方面，RAU等[6]構建了一個合作博弈模型，通過改變競爭強度等參數分析了不同投資組合對聯盟結構穩定性的影響。

近年來航運聯盟的利益分配問題也受到了學者們的廣泛關注，如：孟召薇等[7]結合區塊鏈技術的優勢，研究了航運聯盟企業運力共享下的利益分配問題;針對航運聯盟中班輪公司的空箱調運優化問題，劉榮亮等[8]運用逆優化技術設計了聯盟利益分配機制。航運聯盟穩定的關鍵在于利益分配的合理性和公平性，當聯盟成員獲得的利益與自身的利益目標差異較大時，聯盟成員合作意愿會降低甚至有可能退出聯盟，造成聯盟解體。已有研究[9]指出，航運聯盟的利益分配是典型的合作博弈問題，通過求解博弈問題的解可得聯盟成員的利益分配。Shapley值模型雖然可以解決聯盟成員的利益分配問題，但它只考慮成員對總體利益的邊際貢獻，容易造成一些成員“搭便車”的行為，進而損害聯盟其他成員的利益。因此，相關學者通過引入修正因子，建立修正Shapley值模型對聯盟成員的利益分配進行調整。目前有學者提出層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）[10]、群組決策特征根方法[11]、專家打分法[12]等基于主觀賦值的方法，以及熵權法[13]、云重心法[14]、TOPSIS模型[15]等基于客觀數據修正的方法，為聯盟成員利益的合理分配提供了一定的參考，明晰了求解修正因子的研究脈絡，拓展了相關研究的維度。

綜上可知，修正Shapley值模型已經被廣泛地應用在利益分配的合作博弈問題中。然而，采用主觀方法評估修正因子的權重，往往依賴專家的經驗和主觀認識，忽略了專家評價的模糊性，而不同的客觀方法由于在統計原理上存在一定的差異，計算結果會有所不同。因此，本文采用體現專家猶豫度的直覺模糊AHP求解主觀權重，結合博弈論的思想將主客觀權重有機耦合，獲得修正因子的最終權重，使得修正后的利益分配方案更具有合理性和公平性。

對比3種模式下班輪公司的利益分配結果可以得出以下結論：首先，修正Shapley值模型是解決多成員利益分配問題的有效工具。從利益增長的角度分析，僅考慮邊際貢獻的標準Shapley值模型求得丙公司獲得最高的利益增長;而修正Shapley值模型綜合考慮投資貢獻、風險承擔、努力水平等影響航運聯盟成員間利益分配的因素，認為乙公司的綜合貢獻能力較好。該分配結果符合“高風險-高回報”的原理，同時驗證了專家估計和判斷的正確性。其次，甲公司和丙公司利益的降低在一定程度上激勵成員，既要注重自身的競爭優勢，也要相互合作、取長補短，從而提升航運聯盟的總利益。從長遠來看，航運聯盟是班輪企業未來挖掘新市場專業化分工合作的必然選擇，航運聯盟的總利益將呈現出逐步增長的態勢。因此，修正Shapley值模型為航運聯盟利益分配提供了一種科學合理的分配策略，具有較好的應用前景。

3 結 論

合理的利益分配策略對維持航運聯盟穩定具有重要意義。本文在標準Shapley值模型的基礎上綜合考慮了成員間貢獻水平、風險承擔、市場地位等因素的差異，建立修正Shapley值利益分配模型，有效地彌補了標準Shapley值模型僅考量成員平均貢獻的缺陷。計算結果表明，在航運聯盟的利益分配中，應該注重各成員的貢獻水平以及風險承擔能力，這將直接關系到航運聯盟的穩定性。聯盟成員的市場地位也是很重要的考量要素，龍頭企業應該利用自身的市場競爭優勢，為航運聯盟拓展更多的資源。聯盟內部其他成員也要充分發揮自身的技術優勢，以提升航運聯盟在行業中的綜合影響力。

航運聯盟中各成員的利益分配是一個復雜問題，現有的利益分配方法也存在一定的改善空間。比如，標準Shapley值模型需要事先知曉不同聯盟組合下的利益，然而在現實中利益的高低會受到外界因素影響從而產生一定的波動。同時，航運聯盟持續時間也是影響利益的重要因素，班輪公司通過長期合作可以提升合作效率，進而提升最終利益。因此，后續工作可以進一步研究聯盟持續時間對聯盟利益分配的影響，進一步豐富修正Shapley值模型的實際應用價值，為班輪公司等利益相關主體提供更具科學性的參考依據。

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（編輯 賈裙平）

收稿日期： 2021-03-05

修回日期： 2021-06-25

基金項目：

國家自然科學基金（71603036）; 中央高校基本科研業務費專項資金（3132021347）

作者簡介：

常征（1986—），女，吉林德惠人，副教授，博士，研究方向為港口經濟，（E-mail）

chang_zheng@dlmu.edu.cn