考慮橫縱向一體化的港航聯盟的收益模型

鞠惠竹, 曾慶成, 耿師導

(大連海事大學 航運經濟與管理學院,遼寧 大連 116026)

0 引言

近年來，我國港口快速發展，港口吞吐量已經連續多年位居世界第一。然而，隨著國際貿易增速下降、港口供給能力持續增加，部分區域內出現港口同質化競爭、資源結構性過剩等問題。為此，政府加速推進區域內多港口資源整合，建立省級港口集團，如：遼寧省港口集團、江蘇省港口集團[1]等。港口發展趨勢也由單一港口競爭轉向區域內多港口的協同發展。同時，航運業的激烈競爭促使港口加強與航運企業的縱向合作，以提升港口和航運企業競爭力。

隨著港航業合作的不斷深化，港口資源整合出現了新的模式。2019年，招商集團出資30億元人民幣，牽頭整合大連港和營口港[2]。區別于傳統的政府推動、港口間橫向重組、港航縱向一體化[3]等模式，航運企業以投資方式參與到港口整合中，通過同時存續的橫向與縱向合作形成了更為復雜的港航混合聯盟。這種復雜的整合模式如何提高港口與航運企業的協同水平亟需被分析。港航系統中，港口、航運企業、腹地市場托運人等參與主體之間存在著利益沖突，港航混合聯盟模式如何平衡各主體間的利益沖突也有待進一步探討。

針對上述問題，本文考慮港口間的資源整合與競爭、航運企業與港口一體化等因素，構建了港航混合聯盟中各參與方的定價與利潤模型，對比分析了在競爭模式和港航混合聯盟模式下港口和航運企業的收益情況，同時揭示了地理位置、內陸運輸成本、航運企業投資效果等因素對港口整合決策的影響。

1 文獻綜述

港口的競爭與合作是航運領域的熱點問題，為此大量學者開展了研究。港口競爭主要分為兩方面：港內競爭和港口間競爭。Kaselimi等[4]基于Hotelling模型分析了專用集裝箱碼頭和多用戶碼頭的競爭問題。章嫻靜[5]基于囚徒困境探討了港口單階段決策和重復博弈決策的競爭問題。港口的合作主要包括橫向合作和縱向合作。范洋等[6]分析了黃海地區各港口間的合作。Bae等[7]將兩階段博弈應用于以港口為上游玩家、航運企業為下游玩家的垂直結構的海港市場。

本文提出的港航混合聯盟模式在其他領域屬于產業供應鏈的橫縱向混合合作，許多學者對此進行了大量的分析。林貴華等[8]以單一產品供應鏈為例，研究了由兩個制造商和一個零售商構成的混合渠道中，成員利潤在不同合作策略下的變化。結果表明合作能夠提高聯盟及聯盟以外成員的利潤。肖旦等[9]探討了在供應鏈庫存方面，零售商合作、制造商與零售商合作所形成混合合作聯盟的穩定性。

與其他領域有所不同，港口具有區域性強等特點，其選擇合作伙伴大多在本行政區域內。針對港口業的橫縱向混合聯盟，Asgari等[10]調查了兩個主要的集裝箱樞紐港口和航運企業三者之間的競爭與合作；Liu等[11]構建了港口和航運公司的競合模型，提出了一種協調利益相關者的契約。本文考慮了港口群內港口布局的差異性特征，構建了由三個港口和一家航運企業組成的航運鏈結構，重點分析上游三港口間的橫向聯盟動機和航運企業與港口的縱向合作價值，揭示了地理位置、內陸運輸成本、航運企業投資效果等因素的作用。

2 問題描述

本文重點分析了港航橫縱向混合聯盟模式的影響。同時，構建區域港口競爭模式作為參照。為了研究合作港口在航運企業參與下形成的聯盟體與區域其他港口的競爭情況，本文引入三個港口。設港口1、2分別位于橫坐標x軸的x=0，x=1處。港口3也位于橫坐標x軸，與港口1的距離為u。相關的數學符號總結如表1所示。

表1 數學符號匯總表

航運企業向托運人收取運費，港口向航運企業收取港口服務費提供服務。過程見圖1、圖2。

假設：1)三個港口在同一市場上競爭，提供相似的裝卸服務。

2)托運人的位置為x，且均勻分布在密度為1的直線上，該直線視為港口腹地。每個托運人運輸一個貨運單位，基于效用最大化選擇航運企業。托運人內陸運輸總成本如圖3所示。

3)所有的航運企業的服務都是同質的，等效看作一家航運企業。為了使模型更易處理，各個港口、航運企業的成本項設為零。

本文研究港口1、3合作，由于港口1位于區域邊緣，因此定義港口1為合作體中不具有區位優勢的港口，港口3為合作體中具有區位優勢的港口，港口2為未參與合作的港口。港口i左右側托運人的效用見表2。

表2 托運人效用

在港航橫縱向混合聯盟模式中，航運企業通過投資以提升港口的效率、提高碼頭的建設和疏浚、加強信息共享，這使港口1、3在與港口2爭奪托運人時得到競爭優勢n。

表3 各港口的需求量

3 港航混合聯盟模式的收益模型

3.1 區域港口競爭模式收益模型

在該模式下，各港口獨自運營。第一階段，港口最大化各自的利潤決定港口服務費pi，第二階段，航運企業最大化在各個港口的利潤決定運費ri。模型如下:

(1)

(2)

求解結果如表4所示。

表4 區域港口競爭模型的求解結果

3.2 港航混合聯盟模式收益模型

表5 港航混合聯盟模型的求解結果

該模型港口1、3通過最大化利潤總和合作定價的方式在實際各省的港口資源整合中逐漸成為一種趨勢。例如，2019年6月，遼寧省國資委擬將遼港集團1.1%的股權無償劃轉給招商局遼寧，大連港和營口港的實控人因此由遼寧國資委變更為招商局集團。招商局統一管理大連港和營口港。

4 區域港口競爭模式和港航混合聯盟模式對比分析

4.1 參與者對兩種模式的選擇

港航橫縱向混合聯盟模式中的參與者涉及港口1、港口3和航運企業。航運企業通過投資促使港口1、3合作，因此航運公司追求在港口1、3的總收益最大，計算:

(5)

(6)

(7)

推論4在任意條件下，港口1都會選擇區域港口競爭模式，港口3和航運企業會選擇港航橫縱向混合聯盟模式。

港航橫縱向混合聯盟模式對于航運企業和港口3的收益都是有利的，但對于港口1不利，若航運企業投資港口1、3合作，同時補償港口1整合模式相對競爭模式的利潤差，航運企業還會收益嗎？

(8)

推論5當tt*時，在(0,u*)上，航運企業不愿意補償港口1選擇競爭模式，在(u*,1)上，航運企業愿意補償港口1從而選擇港航橫縱向混合聯盟模式。

4.2 非參與者對兩種模式的選擇

分析港航橫縱向混合聯盟模式中的非參與者，即港口2和在港口2的航運企業的選擇，計算:

(9)

(10)

推論6非參與者的選擇與λ2、t、u的取值范圍有關，某些情況下，港航橫縱向混合聯盟模式不僅使聯盟的利潤增加，也能使聯盟以外的其他成員的利潤增加。

對于港航橫縱向混合聯盟模式中的非參與者，在大多數情況下，港航橫縱向混合聯盟模式的收益大于競爭模式的收益。由此可見，港航橫縱向混合聯盟模式，有利于整個區域港口經濟的發展。

4.3 數值分析

港口之間的距離u、托運人的內陸單位運輸成本t、航運企業投資效果λ均對港口和航運企業選擇有影響，因此本節通過數值分析研究不同的參數如何影響港口和航運企業的選擇。通過前文分析，港口3始終愿意選擇港航橫縱向混合聯盟模式，港口1接受了航運企業補償后也愿意選擇混合聯盟模式，因此比較兩種模式下航運企業補償港口1后的利潤就可得到合作參與者的共同選擇。

首先分析t和u對港口和航運企業決策的聯合影響，令t從0到10變化，u從0到1變化。設λ為0.3。如圖4所示。每個區域的標簽代表合作參與者的策略選擇。

根據圖4可知，當托運人的運輸成本較小，即港口與內陸的集疏運基礎設施較發達，托運人會傾向于選擇高質量的服務。合作模式下，航運企業的投資會提高港口1、3的服務質量，進而爭奪港口2的腹地資源，實現收益的提高。隨著港口與內陸的集疏運基礎設施變弱，托運人會衡量距離因素。當港口2、3之間的距離較大，港口2附近的托運人不愿意為更好的服務支付過多的運費從而選擇競爭模式。隨著港口2、3距離的縮小，競爭加劇。合作模式下港口3更具有競爭優勢。

接下來分析λ和u對港口和航運企業決策的聯合影響，令λ和u均從0到1變化。設t為5，如圖5所示。

根據圖5可知，航運企業投資效果較小，即航運企業的影響力較弱時，航運企業給予合作港口的優勢也較小，此時港口服務差異性不大。港口和航運企業模式的選擇取決于港口1、3之間的距離。當距離過小，港口1、3之間的托運人數量較少，港口1、3的合作僅僅吸引了港口3右側的小部分托運人，帶來的這部分需求量的上升不足以抵消由于1、3距離太近而損失的托運人，因此選擇競爭模式。隨著距離增大，合作會因較高質量的服務吸引港口2的托運人，此時選擇混合聯盟模式。當港口2、3之間的距離過小，港口2、3的競爭激烈，同時由于港口3的價格升高，部分托運人轉向選擇港口2，港口3貨源減小，此時選擇競爭模式。隨著航運企業投資效果的增大，港口1、3會提供高質高價的服務，而港口2提供低質低價的服務，港口1、3與港口2的服務差異性大，競爭減緩，給港口和航運企業帶來高收益，此時選擇混合聯盟模式。

5 結論

隨著港航合作的不斷深入，航運企業通過收購或投資等方式參與到港口的橫向合作中，形成了更為復雜的港航混合聯盟。本文考慮港口間的資源整合與競爭、航運企業與港口一體化等因素，構建了港航混合聯盟模式的收益模型，對比分析在區域港口競爭模式和港航混合聯盟模式下港口和航運企業的收益變化，揭示了在港航混合聯盟下，地理位置、內陸運輸成本、航運企業投資效果等因素的作用，從個體收益、運輸服務鏈整體利潤、各港口市場份額等多個方面量化驗證了港航橫縱向混合聯盟模式對港口、航運企業和區域經濟的普遍有效性。

分析結果表明，港航橫縱向混合聯盟模式對于合作中具有區位優勢的港口和航運企業產生積極作用，對于合作中不具有區位優勢的港口產生消極作用，但當航運企業出資補償不具有區位優勢的港口后，該模式對航運企業仍是有利的，此時在港航混合聯盟下，港口和航運企業實現了三贏。同時，當港口與內陸的集疏運基礎設施薄弱、航運企業的影響力較大時，非合作港口也會受益，此時港航混合聯盟模式有利于推動整個區域港口經濟的發展，政府可以采取措施激勵聲譽高的航運企業出資整合港口，這也會使政府減輕自身的財政支出負擔。本文為港口資源整合模式的選擇提供了理論依據。