区域港口群协同发展研究——以山东半岛为例

黄昶生， 王 刚， 周 备

（中国石油大学（华东）经济管理学院，山东青岛 266580）

目前我国港口的货物吞吐量与运作形式较以往有了明显的提高，港口的供给能力、转型升级的速度明显改善，港口布局日渐趋于合理，港口物流也在向着产业化、低碳化、柔性化发展. 港口行业产业结构的优化同样也带动了港口城市经济与国民经济的发展［1-4］，但同时也带来了一些问题：地理位置相近、腹地重合的港口间竞争不断加剧，弱化了区域经济的辐射效应［5-7］；港口间业务重叠与模糊的功能分配使港口间竞争愈发激烈，不仅降低了收益与资源利用效率，而且加剧了环境的污染［8］. 山东半岛港口群作为环渤海经济圈的重要构成，其内部港口间也存在重复建设、业务争夺、资源整合困难等恶性竞争问题，影响了区域经济的协同发展. 因此，系统分析山东半岛港口间的区位特征及功能系统，并测度协同度等级，有利于发挥港口经济的带动效应，实现区域经济的高质高效发展.

当前国内外学者对港口的研究主要集中在港口竞争的严重性与港口协同发展两个方面：Knatz［9］认为，港口间的恶性竞争会扼制区域经济的发展，同时也会给港口市场带来严重的挑战；Masato［10］指出，港口之间的盲目竞争会导致港口管理者因不必要的投资而陷入建设战争；焦莉莉［11］等在研究京津冀港口从竞争走向竞合的过程中发现，港口间的竞争会导致货物吞吐量的浪费，同时还会对区域政策的制定产生严重影响. 在丁国蕾［12］等认为，港口间可以通过加强资本与业务合作的方式使港口间由竞争转化成互利共赢的关系；章强［13］等通过对长江三角港口群的研究，就构建功能合理、节约高效的港口协同发展体系提出了建议；刘波［14］针对如何减少相邻地区港口之间的无序竞争，采用AHP和灰色关联度方法，对比研究了连云港港和日照港的综合竞争力，并针对区域内外条件和因素给出相邻港口间协调发展的对策，为区域间港口的协调发展提供依据；王南［15］等利用津冀港口的现状与国外港口的运作经验，对港口的协同发展提出了意见；张怡梦［16］等运用偶和协调模型对未来生态领域的协同发展与机制评估给出了政策建议；徐海峰［17］通过建立协调发展评价模型，对旅游业、流通业与新型城镇化三者之间协同发展提出了意见；张鸣哲等［18］基于协同理论，通过对城市协同等多个方面的分析，得出了相应的政策机制；许应楠［19］运用协同理论对提升农村电子商务扶贫进行了详细研究.

综上所述，已有研究主要集中在如何促进港口的协同发展方面，而将智慧化与绿色化结合纳入到港口研究的文献仍然较少. 本文以山东半岛的青岛港、烟台港、日照港为研究对象，基于地理位置、基础设施、港口业务、集疏运体系和智慧绿色等角度，对比分析了区位和功能系统等多维特征，并建立经济、综合和智慧绿色的评价指标体系，结合主成分分析法和隶属度函数测度区位与功能的协同度，从而提出协同机制、互联互通、优化基建及信息共享的对策建议，以实现区域港口经济的协同发展.

1 研究方法与评价指标体系的建立

1.1 港口结构设计

为了更好地凸显不同区域不同功能的发展水平，将山东半岛主要港口系统分为区位系统和功能系统（图1），从两个角度综合考虑，找出并比较差异，为后续对策措施提供理论支持.

图1 山东半岛主要港口结构设计Fig.1 The structure design of the main ports in Shandong Peninsula

1.2 指标体系构建

指标的选取参考了《绿色港口等级评价标准》［20］、港口综合发展评价指标以及其他关于港口方面的评价标准，并在研究大量相关文献的基础上进行选取.

为了建立适应时代要求并能体现当前发展背景的评价指标体系，故从经济、综合、智慧绿色3个方面构建指标体系，将指标体系划分为目标层、系统层、准则层和指标层. 具体评价指标体系见表1.

表1 港口发展评价指标体系Tab.1 Port development evaluation index system

1.3 主成分分析法

由于港口协同发展是对一个系统发展的实质进行研究，故采用客观赋权评价法. 主成分分析既能够客观地计算权重，又是一个科学有效的统计分析方法，因此采用主成分分析法对港口发展进行评价.

首先，采用Z-Score法将原始数据无量纲化处理. 假设存在n个样本，其中每个都存在m个指标，将这些指标设为X1，X2，…，Xm，得到原始数据矩阵X：

式中：

1）相关系数矩阵

2）特征值与特征向量. 特征根作为主成分的解释度指标，如果λ ＜1，说明该主成分不足以解释所有指标，甚至不如重新引入一个原始变量. 故一般选取λ ＞1，从而得到该主成分的数量.

根据特征值得到特征向量：

3）方差贡献率

方差贡献率表示主成分Fi的方差在总方差中的占比，数值越大则表明主成分Fi解释能力越强. 正常情况下，累积方差贡献率超过80%，则说明前k个主成分能够提取全部信息.

4）根据主成分公式，计算主成分得分

5）根据主成分得分，计算样本综合得分

1.4 协同度测算模型

运用模糊数学中的隶属度函数研究系统之间的协同度，并通过得出的协同度指数评价港口的协同发展程度.

1）两个系统间的协同函数

其中：C( i,j )代表i系统与j 系统之间的协同度；C(i/j)代表i系统对j系统的协同度；C(j/i)代表j系统对i系统的协同度；Xi代表i系统的综合得分；Xi/j代表j系统对i系统要求的综合得分；s2代表i系统综合得分的方差.

2）3个系统间的协同函数

式中：C( i,j,k )是i，j，k系统之间的协同度；C( i/j,k )是i系统对j，k系统的协同度. 本文采用学者们一致认同的协同度等级划分标准，将系统间的系统的划分成极不协同、不协同、轻度不协同、弱协同、基本协同、良好协同和高度协同几个等级，用［0，1］区间上的数表示（表2）.

表2 协同度等级划分Tab.2 The synergetic levels classification

2 实证分析

2.1 数据选取

以山东半岛的3个主要港口——青岛港、烟台港、日照港为研究对象. 选取的原始数据来自2008—2017年的《山东省统计年鉴》、2008—2017年的《中国港口年鉴》以及青岛市、烟台市和日照市的国民经济与社会发展统计公报，最终得到2007—2016年所有指标的原始数据.

2.2 数据的处理与计算

1）利用SPSS22统计分析软件将数据标准化，对上述的原始数据作无量纲化处理.

2）对标准化数据进行计算，得到各项指标的特征值和方差贡献率（表3）.

表3 总方差解释Tab.3 The Explanation of total variance

从表3可以看出，3个主成分的累积方差贡献率达到83.571%，远大于80%，故提取3个主成分即可. 其特征值分别为：

3）主成分因子载荷矩阵、特征向量矩阵. 表4为成分矩阵的初步结果. 由于主成分分析所需要的是特征向量，因子载荷矩阵不是模型需要的结果，所以用主成分因子载荷矩阵分别除以其特征值的开平方根，从而得到特征向量矩阵. 特征向量矩阵如表5所示.

表4 成分矩阵初步结果Tab.4 The component matrix

表5 主成分特征向量矩阵Tab.5 The principal component eigenvector matrix

根据上述分析，利用特征向量乘以各列标准化的数据加权求和，可得到所需要的评价得分. 令F为综合评价指标，利用3个主成分的方差贡献率即权重进行加权，其主成（PAC）权重分别为

则综合评价指标函数

2.3 评价结果分析

2.3.1 各区位经济子系统得分情况 根据以上分析，得到各区域2007—2016年经济子系统得分情况（图2）.

图2 2007—2016年山东半岛主要港口经济子系统发展趋势图Fig.2 The development trend of the economic subsystem of the main ports of Shandong Peninsula during 2007-2016

由图2 可看出，山东半岛主要港口各区位经济子系统得分逐年增加. 具体来说，青岛港经济子系统发展迅速，烟台港近年来保持高速发展，日照港发展虽然很快，但从总体上看，仍然落后于平均水平，与青岛港和烟台港差距较大. 如果这3 个港口协同发展，会使港口间的经济差距缩小，更好地推动山东半岛的经济发展.

2.3.2 各区位综合子系统得分情况 由图3可以看出，山东半岛主要港口综合子系统近年来总体上呈上升趋势，但发展速度并不快. 青岛港2007—2016年综合子系统表现出总体稳定，但局部不稳定的局面，而烟台港和日照港近年来综合子系统稳中有升，保持着稳定的发展步伐.

图3 2007—2016年山东半岛主要港口综合子系统发展趋势图Fig.3 The development trend of the comprehensive subsystem of the main ports of Shandong Peninsula during 2007-2016

2.3.3 山东半岛主要港口各区智慧绿色子系统得分情况 从表6可看出，青岛、烟台、日照3个港口在智慧绿色方面得分均较低，由此可以看出山东半岛的主要港口在建设智慧化和绿色化港口方面还处于相对较弱的水平. 但在山东半岛内部来说，青岛港在智慧绿色技术方面仍处于领先地位，并且近年来保持着稳定发展的状态，烟台港和日照港则明显落后于青岛港. 若3个港口间进行技术共享和协同创新，在未来一段时间内则会带动山东半岛整体绿色化和智慧化水平的提升.

表6 2007—2016年山东半岛主要港口智慧绿色子系统得分情况Tab.6 The scores of the intelligent green subsystem in the main ports of Shandong Peninsula during 2007-2016

2.3.4 山东半岛主要港口区位总体得分情况 由图4可见，从区位总体上看，青岛港是山东半岛港口群发展最快的港口，但就增长幅度而言，烟台港是增幅最快的港口. 由于腹地经济发展较慢，基础设施与资源利用率较低，日照港则处于山东半岛港口群的劣势位置. 发展的不平衡态势必会导致港口间的竞争，为了自身的发展而去抢夺资源，而港口的协同发展则是避免竞争的一个有效办法.

图4 2007—2016年山东半岛港口群区位总体发展趋势图Fig.4 The overall development trend of Shandong Peninsula port group location during 2007-2016

2.3.5 山东半岛港口群功能总体得分情况 由表7可看出，2007—2016年，山东半岛港口群经济子系统保持着较快速度的增长，这得益于国家政策的扶持和经济腹地的扩大等因素. 综合子系统在前期发展不明显，但从2012 年起，山东半岛港口群的基础设施、集疏运建设以及港口规模出现了前所未有的发展，特别是近年来，青岛港的港口交通物流建设发展迅速. 智慧绿色方面，从表中可看出，山东半岛港口群的智慧绿色发展仍然差强人意，虽然青岛港在智慧绿色方面已经是行业内标杆，但烟台港和日照港在智慧绿色方面却进展不大.

表7 2007—2016年山东半岛主要港口功能总体得分情况Tab.7 The overall scoring of major ports in Shandong Peninsula during 2007-2016

2.4 山东半岛主要港口协同度测算

根据上文所得山东半岛主要港口区位与功能的综合得分，以及利用协同度计算方法，测算出山东半岛主要港口区域子系统与功能子系统的协同度（表8），并根据协同度等级划分进行评价.

表8 山东半岛主要港口区位子系统协同度Tab.8 The regional subsystem synergy of major ports in Shandong Peninsula

由表8可知，过去10年，山东半岛主要港口基本处于弱协同的状态，说明这3个港口的协同程度不高，未来协同的必要性更强，协同发展有助于提高港口综合竞争力.

目前，这3个港口之间的联系并不密切，各港口之间处于竞争状态. 港口间对于货物等资源的竞争，使整个港口群的发展并不迅速. 地方政府过度追求当地利益而忽略了港口群整体的发展，特别是对于智慧绿色港口的建设，各地区政府资金投入差距很大，对于港口建设重视程度不足，诸多因素均阻碍了主要港口向更好的趋势发展.

2007—2016年山东半岛主要港口功能子系统协同处于弱协同的状态（表9），说明近年来山东半岛港口群经济、综合和智慧绿色几个方面发展不够理想，经济的发展没有充分带动港口的基础设施、交通物流以及智慧绿色等方面的发展.

表9 山东半岛主要港口功能子系统协同度Tab.9 The synergetic degree of functional subsystem of major ports in Shandong Peninsula

究其原因，由于智慧绿色港口建设提出的时间较短，各项进程缓慢，青岛港在智慧绿色港口建设中取得了初步效果，而烟台港和日照港则成效不大，说明地方政府对于这类工程的投资力度不大，重视程度不够.这些年港口所在地区的经济发展迅猛，但对于港口的资金投入涨幅不大，部分港口的集疏运体系相对而言是落后于港口发展的，这给港口的运营带来极大不便.

3 结论与政策建议

3.1 结论

1）山东半岛的青岛港、烟台港和日照港3个主要港口地理位置相近、功能定位重合和货种重叠，同质化竞争激烈，港口间的协同发展迫在眉睫.

2）山东半岛3个主要港口区域子系统处于弱协同状态，功能子系统也处于弱协同状态. 3个港口均亟须在基础设施、集疏运体系及智慧绿色建设等方面进一步改善优化.

3.2 建议

1）建立港口协同发展领导机构，完善港口协同发展机制. 放眼全国，各省均开始对本省港口进行整合.故山东半岛的主要港口也亟需协同发展，各地区政府应该共同发起建立港口协同发展领导机构，由政府部门监督，各港口管理部门具体运作，旨在跨越区域限制，以港口整体效益为核心，展开港口业务、港口物流和港口智慧绿色等方面的合作. 加快各港口间的资源整合，避免资源浪费，加快建立覆盖港口的集疏运体系，增强港口间的互联互通. 港口协同发展领导机构应站在全省的角度，统一科学规划，合理权衡利益，加快合理落实港口功能定位，科学布局港口相关业务. 领导机构应定期召开港口会议，加强各港口各部门的沟通，及发现协同发展中的困难，不断优化港口协同发展的路径.

2）加强港口间互联互通，发挥综合交通整体效能. 目前，山东半岛港口集疏运体系的建设进程相对而言落后于港口的现代化水平，当地政府应意识到这个问题，进一步提高交通运输水平，促进海陆空运输衔接，成立多式联运联盟，加速货物分流. 各地区政府要加快建设港口间铁路，加强各港口的连通，加快港口内部“最后一公里”建设.

政府要加大资金投入力度，加快智慧物流建设，完善港口交通物流信息，实现港口主导型物流. 加强港口之间的互联互通，打造港口间快速通道，打造港口直通铁路，加强港口间货物流通.

3）加快港口功能定位，优化基础设施建设. 山东半岛区域港口群中多数港口间地理位置相近，功能定位重合，货种重叠，同质化竞争等问题严重影响了港口群的健康发展. 港口协同发展应重视资源整合，优化港口功能布局，避免无序竞争. 力争形成分工、定位、特色都明确的合作局面.

各港口要针对港口发展面临的基础设施老旧的情况，加大资金投入力度，科学合理的建设泊位码头，合理开发可利用岸线. 结合自身发展需要，建设专业型万吨级码头，建设全自动化集装箱码头，提高集装箱装卸效率. 进一步增强综合服务能力，不断提高港口服务水平，做强港口硬件支撑，完善通关制度，优化通关效率，改善港口发展软环境，调整港口资源结构，加快港口转型升级.

4）建立港口信息共享平台，实现信息实时共享. 实现港口间信息共享，是港口协同发展重要举措. 信息共享将加快提高港口运营效率，减少资源浪费. 港口管理部门可通过信息共享平台了解港口货物、港口信息、港口物流、港口贸易等方方面面的信息，实行一站式窗口服务，实时共享船舶和货物信息. 同时，推进信息一体化平台建设，进一步完善港口EDI系统.

港口信息平台建设是各省融入“一带一路”战略的平台保障. 要进一步推动港口信息实时共享，降低互联网信息平台运营的成本. 各港口的货主、货运代理、船舶公司等可实时共享各个国家的货物信息，加快对外贸易，实现效益增加. 港口之间通过信息共享，加强港口群内部合作，形成整体与国外港口群合作，实现共赢.