（管理科学与工程专业论文）集装箱港口网络效应研究.pdf

大连理工大学博士学位论文 摘要 以国际集装箱化为特征的现代运输方式促进了世界产业结构和经济格局的重大调 整，推动了全球范围内港口间争夺国际航运中心和区域性枢纽港地位的激烈竞争，也使 得国内外港口面临更为复杂的外部市场环境。在这样的情况下，如何正确评价集装箱港 口的效用，使之成为航运企业所青睐的挂靠港与枢纽港，是一个值得研究的热点问题。 基于这样的现实背景，本文将从航运企业选择港口通商的角度，研究如何在航运系 统中发挥集装箱港口最大网络效应的问题，并进而探讨网络效应对港口间竞争与协作关 系演化的影响，为新市场环境下港口的发展和竞争优势的分析提供理论支撑。论文的主 要研究工作有以下几部分： 1 分析了航运企业选择挂靠港时考虑的主要因素，提出运用网络效应理论分析航 运企业港口选择行为的思路。研究认为，在区域内具有基本枢纽港条件集装箱港口间的 竞争中，影响航运企业对挂靠港选择行为的最重要因素是港口的通达性与临港服务业水 平。同时，基于港口网络产品特性与网络效应现象的分析，认为其通达性水平与临港服 务业水平对港口效用与竞争力的影响正是港口网络效应的具体表现。 2 以马士基集团和全球2 5 大航运公司的统计数据为基础，通过国际航运网络拓扑 结构的研究分析了其具有的小世界效应与无标度分布特性。同时，通过港口直接网络效 应的分析，认为航运网络所呈现出的分布状态也正是港口直接网络效应的表现，即通达 性水平更高的港口将更具备成为区域内航运枢纽的可能性，而通达性水平较低的港口将 很可能沦为区域内的二级港和补给港。 3 将港口与临港服务业等效为产品网络中的主导产品与互补产品，分析了港口的间 接网络效应，提出港口间接网络效应强度取决于消费者对互补产品多样性的偏好程度。 港口临港服务业水平的提高和服务范围的扩展会对港口产生正反馈作用，更丰富、服务 质量更高的临港服务业将增加用户的效用水平和港口的竞争力，吸引更多的航运公司、 发货人和货运代理选择其作为挂靠港、发货港以及服务港，促进港口的发展。 4 从演化博弈理论出发，研究了各种网络上的演化博弈，并在基于网络效应所形 成的异质航运网络上分析了港口间竞争与协作关系的演化。通过国际航运网络上集装箱 港口间合作涌现与收益分布的研究，认为集装箱港口间由完全竞争向协作竞争的转化过 程受到了航运网络拓扑结构的影响。 关键词：港口网络；网络效应；复杂网络；演化博弈 集装箱港口网络效应研究 r e s e a r c ho nn e t w o r ke f f e c t so fc o n t a i n e tp o r t s a b s t r a c l ： c h a r a c t e r i z e db yc o n t a i n e r i z a t i o n , m o d e mt r a n s p o r t a t i o nm o d e sh a v ep r o m o t e dt h eg r e a t a d j u s t m e n to fw o r l di n d u s t r y s t r u c t u r ea n de c o n o m i c s i t u a t i o n , p u tp o r t si n t o k e e n c o m p e t i t i o n f o ri n t e r n a t i o n a ls h i p p i n gc e n t e r so rr e g i o n a lh u b so ft r a n s p o r t a t i o na n d c o n f r o n t e dp o r t s 埘戗lm o r ec o m p l i c a t e dm a r k e te n v i r o n m e n t t h u s ，h o wt oc o r r e c t l ye v a l u a t e t h eu t i l i t yo fp o r t sa n dh o wt ob eap o r to fc a l lh a sb e e n1 t 1 3i m p o r t a n tq u e s t i o n t h ed i s s e r t a t i o nh a ss t u d i e dt h eq u e s t i o no fh o wt om a x i m i z en e t w o r ke f f e c to fp o r t si n s h i p p i n gs y s t e mf r o mt h ep o i l l to fv i e wo fp o r tc h o i c ea n dt h e nt h ee v o l u t i o no fp o r t c o m p e t i t i o na n dc o o p e r a t i o nr e s u l t e df r o mn e t w o r ke f f e c t t h er e s e a r c hp r o v i d e st h e o r e t i c a l s u p p o r tf o rd e v e l o p m e n ta n dc o m p e t i t i v ea d v a n t a g eo fp o r t s t h ef o l l o w i n ga s p e c t sh a v eb e e n d i s e u s s e di nt h ep a p e r ： 1 t oa n a l y z em a i nf a c t o r sa f f e c t i n gp o r tc h o i c eo fs h i p p i n gl i n e s ，t h et h e o r yo fn e t w o r k e f f e c tw a si n t r o d u c e dt oe x p l a i nt h ep o r tc h o i c eb e h a v i o ro fs h i p p i n gl i n e s i tw a sf o u n dt h a t l e v e lo fc o n n e c t i v i t ya n dw a t e r f r o n ts e r v i c e so fp o r t sa l em o s ti m p o r t a n tf a c t o r sa f f e c t i n g s h i p p i n gl i n e s c h o i c ef o rt h ee a u p o r t sh a v ep r o p e r t i e so fn e t w o r kp r o d u c t sa n dn e t w o r k e f f e c t t h ei n f l u e n c eo ft h el e v e lo fc o n n e c t i v i t ya n dw a t e r f r o n ts e r v i c e so np o r tc o m p e t e n c e s h o w sn e t w o r ke f f e c to fp o r t s 2 b a s e do nt h ed a t ao fm a e r s k - s e a l a n da n dg l o b a lt o p2 5s h i p p i n gl i n e s ，i tw a sf o u n d t h a ts h i p p i n gn e t w o r kh a ss m a l lw o r l de f f e c ta n ds c a l e f r e ee f f e c tb yt h er e s e a r c ho fs h i p p i n g n e t w o r k ss t r u c t u r e t h ed i s t r i b u t i o np r o p e r t yc o m e sf i o md i r e c tn e t w o r ke f f e c to fp o r t s t h a t st os a y , p o r t so fh i g hl e v e lo fc o n n e c t i v i t yt e n dt ob et h er e g i o n a lh u bo f t r a n s p o r t a t i o n a n dv i c ev e r s a 3 t a k i n gp o r t sa n dw a t e r f r o n ts e r v i c e s 嬲d o m i n a n tp r o d u c t sa n dc o m p l e m e n t a r y p r o d u c t so fp r o d u c t sn e t w o r k , i n d i r e c tn e t w o r ke f f e c to fp o r t si sa n a l y z e d t h ei n t e n s i t yo f t h e i n d i r e c te f f e c td e p e n d so nc o n s u l i l e r s p r e f e r e n c et ot h ev a r i e t yo fc o m p l e m e n t a r yp r o d u c t s t h ei m p r o v e m e n to fw a t e r f r o n ts e r v i c e s l e v e la n dt h ee x t e n s i o no ft h er a n g eo fs e r v i c em a y i n c r e a s ec o n s u r r l e l s u t i l i t ya n dc o m p e t i t i v ea d v a n t a g eo fp o r t s t h u s ，p o r t sm a ya t t r a c tm o r e s h i p p i n gl i n e s ，s h i p p e r sa n df r e i g h tf o r w a r d e r st oc h o o s et h e m 勰c a l l s ，p o r t so fd i s p a t c h ，a n d p o r t so fp u b l i cs e r v i c e 4 e v o l u t i o n a r yg a m e so nn e t w o r ka r es t u d i e du n d e rt h eg a m et h e o r y t h ee v o l u t i o no f c o m p e t i t i o na n dc o o p e r a t i o na m o n gp o r t sa r ea n a l y z e d0 1 1t h eh e t e r o g e n e i t ys h i p p i n gn e t w o r k i tw a sf o u n dt h a tt h ee v o l u t i o no fs h i p p i n gn e t w o r k s t r u c t u r ea m o n gp o r t si n f l u e n c et h e i i 大连理工大学博士学位论文 t r a n s f o r m a t i o n c o m p l e t ec o m p e t i t i o nt oc o o p e r a t i o nc o m p e t i t i o nb yt h er e s e a r c ho f e m e r g e n c eo fc o o p e r a t i o na n dd i s t r i b u t i o no fp a y o f f o ft h e p o r t s k e yw o r d s ：p o r t sn e t w o r k ：n e t w o r ke f f e c t ：c o m p l e xn e t w o r k ；e v o l u t i o n a r yg a m e 独创性说明 作者郑重声明：本博士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 大连理工大学博士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位 论文版权使用规定，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送 交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理 工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也 可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名： 导师签名： 、a 矮7 聊后4 岩 丛z , 0 3 年旦月号日 大连理工大学博士学位论文 1 绪论 1 1 研究背景与意义 1 1 1 研究背景 随着全球经济一体化的迅速发展，对外贸易已经成为一个国家国民经济的重要组成 部分，没有任何国家可以脱离世界经济的联系而完全孤立的发展。由于具有运量大、运 费低、对货物适应性强等特点，国际航运成为了国际贸易中的主要方式和国际物流中的 重要环节【l 】。港口是各种运输方式的汇合点，是交通运输网络的枢纽和国际航运的终端。 在经济全球化推动下，世界上许多国家或地区的国际贸易港口己经完成了从交通基础性 功能设施向国际市场资源配置枢纽的转型，成为全球性国际贸易与运输链中的重要环节 和重要的物流集散中心，在促进国际贸易和地区经济发展中起着举足轻重的作用。同时， 集装箱运输的出现也对贸易、金融、海关和商检等其他部门带来了重要影响，是国际航 运业的一次革命。随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，集装箱港口在国民 经济中的重要作用越来越显著，没有一个发达的集装箱港口运输体系，国民经济的可持 续发展是难以维持的。 世界港口业的发展轨迹与世界经济重心的转移息息相关。近几十年来，世界贸易总 规模不断扩大，世界各国的经济产业结构也处在不断的演化变动之中。受其影响，世界 集装箱港口的总体规模和格局也在不断的演变和发展，具体情况可参见表1 1 。从表中 1 1 可以看到，随着经济的高速发展，亚洲已成为世界上港口最密集、竞争最为激烈的 地区。统计数据表明，1 9 7 0 年全球排名前1 0 的集装箱港口中大部分是北美和欧洲港口。 而亚洲排名最靠前的港口是日本的神户港，位居当年全球第1 9 位，吞吐量约为9 万t e u 。 而2 0 0 6 年世界前十大集装箱港口中，亚洲已经独占六席，分别是：新加坡、香港、上 海、深圳、釜山、高雄。这六大港口分别属于中、日、韩、新加坡、台湾等国家和地区。 新加坡港继2 0 0 5 年后再次荣登首位，年吞吐量达2 4 8 0 万t e u ，同比增长6 9 ；连续 几年为世界集装箱吞吐量第一的香港，于2 0 0 5 年被新加坡取代为第二名后，2 0 0 6 年仍 屈居第二，其吞吐量为2 3 2 3 4 万t e u ，同比增长2 8 ；上海港2 0 0 6 年吞吐量为2 1 7 1 万t e u ，同比增长2 0 1 ，位居世界第三。同时，在亚洲内部，新生力量也在不断涌现， 如马来西亚丹戎帕拉帕斯港( p t p ) 、泰国林查班港( l a e mc h a b a n g ) 和印度贾瓦哈拉 尔尼赫鲁港( n h a v as h e v a ) ，使得高雄、东京、横滨和釜山等传统海运门户大港正逐 渐失去往昔的辉煌。 集装箱港口网络效应研究 作为一国对外联系的门户和枢纽，港口的发展变化与世界经济和本国经济的发展变 化紧密相关。中国宏观经济的高速增长和外资进出1 2 1 的持续攀升为中国港口和航运业奠 定了坚实的基础。我国已成为世界上港口集装箱吞吐量最多的国家，2 0 0 7 年全国港口( 不 计香港与台湾地区) 吞吐总量达1 1 3 亿t e u ，占全球集装箱吞吐量的近1 4 。全国有1 2 个港口的吞吐量超过1 0 0 万t e u ，其中6 个超过5 0 0 万t e u ，2 个超过1 5 0 0 万t e u 。 但是，由于我国港口产业集中度不足，而且对港口业实行着“双重领导、地方为主”的 管理体制，因此在当前港口业快速发展的趋势下，国内各集装箱港间的竞争也日趋白热 化。 表1 1 历年全球前十大集装箱港口吞吐量排名 t a b 1 1t o p1 0c o n t a i n e rp o r t s t b u o u g h p u ti np a s ty e a r s 单位：万t e u 班轮是指按照固定的航班和挂靠港口在固定的航线上组织运输的一种营运方式，具 有类似于公共交通运输的特点。同时，随着集装箱运输的发展，集装箱班轮已逐渐取代 传统的杂货班轮运输，集装箱港口间呈现出较为固定的阶段性航运网络。以国际集装箱 化和班轮营运为特征的现代运输方式促进了世界产业结构和经济格局的调整，推动了全 球范围内集装箱港口的快速发展，不仅使港口间争夺国际航运中心和区域性国际集装箱 枢纽港地位的竞争日趋激烈，也使得国内外港口面临着更为复杂的外部市场环境。首先， 大连理工大学博士学位论文 全球一体化的进程与东亚地区经济的蓬勃发展使得越来越多的的国际航运企业争相进 入中国航运市场，而各级、各地政府也纷纷对港口建设加大投资力度、改善投资环境， 为航运企业提供了更多的港口选择机会。同时，航运公司之间通过兼并、收购或舱位互 换组成战略联盟，提高其自身相对于港口的市场谈判地位。例如全球前2 0 大航运企业 的运力占世界总量的比例从1 9 8 0 年的2 6 一直扩张至2 0 0 6 年的8 0 5 ，而且运力也逐 渐向少数航运企业巨头集中，如表1 2 所示【2 1 。这些航运公司、集团与联盟向港口不断 要求更低的价格和更好的服务，使得港口逐渐丧失了挂靠选择和价格确定的能力。再次， 船舶的大型化趋势也使得同一地区内的港口面临重新洗牌压力，即仅有少数更具竞争优 势的港口可以为远洋运输船舶提供服务，而其它港口则将逐渐被排挤出干线服务行列， 彻底沦为支线港与补给港。 表1 2 全球前2 0 位航运企业的运力配置 t a b1 2g l o b f lt o p2 0s h i p p i n gl i n e s t r a n s p o r t a t i o nc a p a c i 锣 集装箱港口网络效应研究 外部市场环境的复杂化使得当前国际上主要枢纽港的经营方式均转向以航运企业 的需求为导向，否则将有可能造成其挂靠航运企业的大量流失并最终丧失港口竞争力。 因此，如何巩固和吸引重要的航运企业，提高自身的竞争优势，成为了近年来国际港口 的重要经营方向。港口如何适应不断变化的外部市场环境并成为航运企业、航运联盟所 青睐的枢纽港、挂靠港与中转港，也是港口管理者与决策者们关心的重点问题。同时， 从航运企业角度考虑的港口选择行为影响因素，实质上也是港口竞争优势的一种具体表 现。 本文在集装箱港口间激烈竞争与其外部市场环境不断复杂化的背景下，基于对航运 企业港口选择行为影响因素的分析，对集装箱港口的网络效应问题进行了剖析，并在基 于网络效应所形成的航运网络上分析了港口间竞争与协作关系的演化，为新市场环境下 港口的发展和竞争优势的分析提供了理论基础。 1 1 2 研究意义 在全球范围内港口间竞争日趋激烈与港口外部市场环境日趋复杂的情况下，面对航 运企业的港口选择行为，集装箱港口如何保持自身竞争优势，如何在众多港口间成为航 运企业所重点选择的挂靠港与枢纽港，是一个值得研究的热点问题。港口因航运公司的 运输线路而形成网络，同时其作为一种网络产品又与临港服务业产品形成产品网络。在 这样的状态下，孤立、静态的港口竞争力指标框架或者评价体系研究是否适用是一个值 得思考的问题。而本文采用将航运企业港口选择行为与网络效应、复杂网络等理论相结 合的方法，在跨学科的研究范畴下探讨港口的网络效应问题，剖析其对于港口选择行为 的作用机制，不仅具有重要的理论探索意义，同时也对港口的运营者与决策者具有重要 的现实意义。 1 2 国内外研究现状 1 。2 1 港口的相关研究现状 对港口的研究一般都从交通运输角度进行。国外学者最初一般着重于港口和航空地 理、交通运输和市场区位等方面的研究。1 9 3 4 年，德国学者高兹( e a k a u t z ) 将韦伯 的工业区为理论首次运用到沿海港口规划与发展实践中，在其著作海港区位论中提 出腹地是港口发展的重要因素，并认为在不考虑港口自然因素条件下，运输费用将限制 港口区位于某特定位置。高兹提出的港口产业规划和发展理论以运输费用最小化为基本 出发点，是管理科学理论在港口经济范畴领域的直接运用。其不足之处则在于过于强调 运输成本的决定性作用而忽视了港1 3 和地区经济的相关作用f 3 1 。1 9 5 2 年，英国地理学家 大连理工大学博士学位论文 f w 摩根的港口与港湾结合地理条件对港口进行了极具特色的论述。到2 0 世纪7 0 年代，国外出现了对集装箱枢纽港的研究，其中包括b i r d 、m a y e r 和s l a c k 等学者对集 装箱枢纽港和支线港的形成和分化现象所作的重要的初步探索1 4 【6 1 。m a y e r 和k e n y o n 等还将港口竞争分析的视野拓展到劳动力成本、生产率、铁路运输衔接水平、港口可达 性、陆上用地情况等因烈1 7 】【8 】。1 9 7 8 年，m a y e r 指出，海运业的技术变化使得航运公司 必然在运营中追求规模经济，具体做法是将特定区域的杂货集中到某一个或几个特定的 港口处理以提高效率，并首次将这些集中了大量货流的港口定义为主枢纽港( 1 0 a d c e n t e r ) 。其后，以色列学者h a y u t h 的博士论文对集装箱枢纽港的概念进行了经典的讨论。 他根据美国2 0 世纪7 0 年代集装箱运输的发展和港口体系的演变，从技术创新和技术扩 散角度提出了一个五阶段的港口体系演化过程以描述集装箱枢纽港的形成与发展机制。 h a y u t h 还认为集装箱港口的出现和壮大是规模经济因素在远洋运输、港口运作和陆路运 输三方面共同作用的结果【9 1 。到2 0 世纪8 0 年代初，西方经济学家开始对港口的生产效 益和经营成本进行分析与研究，并将现代经济理论应用于港口投资决策、规划布局与经 营管理等领域。瑞典的j o 詹森和d ：施尼尔森运用经济学原理对港口生产过程、生产效 益与运行机制等问题进行了系统的分析与研究，首次提出了集装箱港口的概念并讨论了 港口集装箱化对港口装卸效率和港口组织的影响f 1 0 1 。联合国贸发会与安特卫普港口工程 咨询公司合编的( s a m i n o r o nc o n t a i n e rt e r m i n a l1 9 8 5a n t w e r p ) ) 全面、精辟地论述了集 装箱化运输对现代港口的要求，以及集装箱港口的成本、定价、投资和经营等问题。到 2 0 世纪9 0 年代，b a i r d 通过对欧洲集装箱港口的研究，建立了集装箱主枢纽港的生命周 期模式【l l 】。同时还有其他一些学者对于全球主要集装箱港口的形成、发展和港口区域分 工进行了研究。 国际上对于港口竞争力的研究一般都基于对港口性能的分析之上，并运用了多种 方法与大量的指标去度量港口的性能与效率。s l a c k ( 1 9 8 5 ) 分析了美欧之间跨大西洋集 装箱贸易的港口用户及货运代理，其研究认为航班数量在港口选择中是最重要【1 2 】。b i r d ( 1 9 8 8 a ，1 9 8 8 b ) 通过对欧洲货运代理的感性分析研究认为航班密度是港口选择的主要 因素【1 3 】【1 4 j 。g i l m o u r ( 1 9 7 6 ) 、m c g i r m i s ( 1 9 7 9 ) 、o g d e l la n dr a t t r a y ( 1 9 8 2 ) 、b r o o k s ( 1 9 8 5 ) 、w i l s o n ( 1 9 8 6 ) 以及m e y r i e k 和d e s t e ( 1 9 8 9 ) 等人的调查研究表明，影响 航运公司的选择的因素可以分为三大类： ( 1 ) 航线：包括航次、运力、便利性、直达 性、灵活性以及运输时间： ( 2 ) 成本：包括运费及其它成本；( 3 ) 运输：包括时延、 可靠性与紧迫性、避祸、损耗与失窃、对于事故的快速反应、发货人与承运人间的合作 等 1 5 h 2 1 1 。s u t h i w a r t n a r u e p u t ( 1 9 8 8 ) 对于泰国航运业效率的研究认为航运中最重要的因 素是价格，其次是准时、运输时间、航班密度以及船次的可直达性，最后是航运公司的 集装箱港口网络效应研究 防损耗与损害的经验【2 2 】。1 9 9 4 年，f l e m i n g 与h a y u t h 分析认为地理位置是港口竞争成 功的绝对影响因素 2 3 】。1 9 9 5 年，t o n g z o n 通过对于位置、航班班期频率、部门经济活力、 人工与资本生产率、港口内的工作实践的分析阐述了总的港口生产效率与性能，并认为 在航运中时间是最关键的因素，且航班密度是决定时间的最主要因素 2 4 】。t a b e r n a c l e ( 1 9 9 5 ) 在学习曲线概念的帮助下阐述了起重机生产率在提高港口性能方面的重要作用 瞄l 。b a i r d ( 1 9 9 6 ) 认为港口内的集装箱拖车进出闸时间影响了货物在港口内的滞留时 间，是港口发展的重要影响因素【2 6 1 。f u n g ( 2 0 0 1 ) 试图通过对于两个终端间贸易量的考察， 度量新加坡和香港之间的竞争，尤其是中国和亚洲其他地区的贸易量。他证实了两个国 家之间的贸易相关性及其对于港1 2 1 性能的影响。更进一步，f u n g 认为：当两个港1 2 1 的 市场重叠，其市场分额将成为其费用水平与港口适应度( 即港口对发货人以及航运公司 的适应能力) 的函数【2 。7 1 。t i w a r i ( 2 0 0 3 ) 假定发货人自动选择航运公司与港口，并认为 大部分现有的研究一般都假定发货人选择货运代理，并由货代去选择航运公司与港口。 但在亚洲地区，由于货运代理市场的发展尚未健全，管理还比较混乱。发货人一般基于 总成本最小化的策略去进行决策，他们本着最经济、最高效的原则去自发的选择航运公 司和港口运输货物【2 引。 自2 0 世纪5 0 年代由苏联引入交通运输地理学后，我国学者也从不同角度开展了对 交通运输理论及相关问题的深入研究，并陆续出版一些运输经济及其管理活动方面的著 作。1 9 9 9 年，上海海运学院的陈贻龙教授和长安大学邵振一教授在运输经济学中分 析了港口对地区经济和国民经济的贡献。这也是国内最具系统性的一部运输经济学论 著，涉及到运输经济学的各个领域f 2 9 j 。同时，随着我国对外开放步伐的加快，集装箱运 输在运输体系中的地位日趋重要。我国的运输地理和运输经济研究逐渐开始涉及集装箱 港口及其运输网络体系。邹俊善在现代港口经济学中借鉴国外港口发展经验，结合 我国港口实际发展状况，对港口及其相关的经济问题进行了深入的研究和探讨，初步建 立了我国现代港口经济学的理论体系【3 0 1 。陈航，张文尝等学者对我国集装箱枢纽港的空 间布局等进行了初步的探讨【3 1 1 。宋炳良系统阐述了港口、城市和区域发展三者之间互为 条件、彼此协调、共同发展的关系【3 2 1 。香港学者王缉宪对珠三角集装箱港口间的竞争以 及货主对集装箱港口的选择进行了一定的研究 3 3 】。许长新结合经济学与系统科学，构造 了港航工程与软科学组合的港航经济系统，提出港航经济系统的宏观、中观、微观理论 体系及相关模型【3 4 1 。韩增林对集装箱港1 ：3 运输体系的形成机制及布局进行了研究，提出 了集装箱港口运输体系形成演化的动力机制，并分析了全球主要国际集装箱枢纽港的发 展与布局问题【3 纠。杨建勇、宗蓓华以经济全球化和港口发展研究为主线，对港口发展的 理论与实践问题进行了研究与探索，论证了港口形成和发展的历史过程及规律，分析了 一6 一 大连理工大学博士学位论文 港口与区域经济发展的相互作用关系，提出了我国港口发展的战略【3 6 】。陈宁对港口运营 结构以及优化理论进行了探讨，并分析了对港口运营影响较大的外部环境因素和港口内 部环境因素 3 7 1 。吉阿兵将定性分析方法和博弈理论方法相结合，对影响中国集装箱港口 竞争力的因素以及集装箱港口竞争策略的设计进行了研究【3 8 1 。此外，谈怀秋、吕永波、 宋炳良、杜桂玲等人还运用a h p 、模糊综合评价等方法分析了港口综合竞争力，建立了 相应的集装箱市场竞争力的评价指标【3 9 卜【4 2 】。 1 2 ，2 网络效应理论研究现状 对网络效应现象的理论研究最早起源于2 0 世纪7 0 年代一些经济学家对电信服务网 络的研究。最早研究电话服务消费方面相互依赖性的经济学家是r a r t l e 和c a v e r o u r s ( 1 9 7 3 ) ，他们最先把通信服务对个人的增量效应作为用户人数的函数，并提出一个动 态模型来证明相互依赖的通信需求能够维持通信服务的持续增长h 副。 j r o h l f s ( 1 9 7 4 年) 在研究电话网络时发现“一个用户从通信服务中所获得的效用 随着加入这一系统的人数的增加而增加”，并认为这是“消费外部经济的典型例子，对 通信产业的经济分析有基础性的重要作用 。他给出了用户偏好相同条件下，受“消费 外部经济”影响的通信服务的累积需求函数，证明这种通信服务具有倒u 型需求曲线。 倒u 型需求曲线的存在，使这一市场在任何既定价格下都存在多种均衡。市场实现哪一 种均衡，完全取决于均衡的调整过程。r o h l f s 对网络效应的研究具有奠基性的地位，虽 然他的研究仅仅局限于通信服务，但他从通信服务的“消费外部经济”( 即网络效应) 出发，设计了后来的网络效应研究的基本内容，包括需求曲线、多种均衡特征、网络的 启动问题和临界容量等。 从上世纪8 0 年代开始，很多西方经济学家投入到网络效应的理论研究领域中，并 发表了大量的论文。伊克洛米德斯( n e c o n o m i d e s ，1 9 9 6 ) 分析了网络的几种类型及其 网络外部性，包括星型网络与垂直关联网络等，并明确指出网络外部性产生于网络结构 的“互补性。同时，伊克洛米德斯提出了两种网络外部性的分析方法：宏观法与微观 法。宏观分析法首先假定网络外部性的存在，然后通过为其结果建立模型；微观分析法 试图确定网络外部性的根本原因，在产业组织中，首先进行混合配对模型 ( m i x - a n d - m a t c h ) 的分析并发展到对垂直关联市场各类结构的分析，但是他的研究内 容和方法过于依赖于电信产业经济学而使得其在网络效应研究领域的影响受到一定程 度的限制h 酬。 伊克洛米德斯与希梅尔伯格( n e c o n o m i d e s ，c h i m m e l b e r g ，1 9 9 5 ) 构造了预期实 现的需求曲线，分析了网络效应条件下的市场均衡特征和网络竞争中的“启动”问题。 集装箱港口网络效应研究 杨和巴瑞特( y i - n u n gy a n ga n dc c b a r r e t ，1 9 9 7 ) 对传统模型的单调和严格凹网络 效应函数进行了修正，强调了网络效应产品的排它性价值和功能性价值，提出了非单调 非凹的网络效应函数，更直观地描述了网络规模与网络效应之间的关系h 7 1 。 利伯维茨和马格利斯( s j l i e b o w i t za n ds e m a r g o l i s ，1 9 9 4 ，1 9 9 5 ) 提出了在 更广泛的意义上，网络效应指当采取相同消费行为的个体数量增加时该行为产生的净价 值增量，并提出对网络效应和网络外部性概念进行区分的观点嘞h 删。 b l o n s k i ( 2 0 0 2 ) 探究了具有网络外部性的条件下，消费者面临两种通信网络的使用 情形，在两网络的价格结构相似时，网络外部性将形成一股力量拉拢所有的消费者使用 相同的网络，但是该力量会随着价格结构差异程度的加大而被逐渐削减嘞3 。 w i l l i a mr z a m e ( 2 0 0 6 ) 提出了有消费外在性的竞争市场的一般模型，并且将模型 假设与古典模型中的假设进行比较，建立了相应的均衡模型喳。 在国内，近年来也有许多学者在进行网络效应方面的理论与应用研究。朱彤( 2 0 0 1 ， 2 0 0 3 ) 对外部性、网络外部性与网络效应进行了分析，并对网络效应理论产生以来的代 表性文献进行了总结和评论嵋2 5 3 3 。帅旭( 2 0 0 4 ) 以硬件软件产业为例，研究了间接网 络外部效应产生的机理性问题阻3 。雷娟( 2 0 0 5 ) 以双寡头博弈模型为基础，考察了产品 兼容、网络外部性对纵向差异化产品的市场竞争战略的影响哺胡。李克克、陈宏民( 2 0 0 6 ) 在h o m l l i n g 模型的基础上，对具有网络外部性特征和存在r & d 溢出条件下厂商的r & d 决策和创新动机进行了理论研究，并把技术创新与成本的动态下降和消费者效用的动态 上升联系起来，在网络外部性和规模经济性动态变化的基础上研究了市场集中模式和份 额的演化 s t j 。段文奇、陈忠等( 2 0 0 7 ) 基于博弈论和复杂网络视角构造了一个网络效 应新产品扩散模型，其研究表明：主体之间协调决策的策略性行为和采用者网络的拓扑 结构是影响网络效应新产品扩散的重要因素旧3 。同时，国内不少研究者也将网络效应运 用于交通领域，例如王永立、杨东援提出了营运线路网络效应概念，并在定义营运线路 网络效应以及建立相应的网络效应计算模型的基础上，结合隶属度方法，对道路运输企 业的网络效应进行了模糊综合评价嘲3 ；徐国平、宗蓓华在根据网络经济学理论讨论网络 型产业和网络效应概念的基础上，分析了交通运输的网络型产业与网络效应特点，从运 输供应方和需求方说明了交通运输中网络效应产生与作用的机理，并指出了交通运输中 网络效应作用和影响及对此进行深入研究的意义呦3 。 1 2 3 当前研究存在的一些问题 随着在国际贸易的发展和在全球供应链中地位的不断提高，我国已成为世界上集装 箱吞吐量最多的国家，大量的学者和研究人员开展了对集装箱港口的发展和竞争方面的 一8 一 大连理工大学博士学位论文 研究。但是，由于港口管理模式和外部市场环境的改变以及研究角度的问题，对于集装 箱港口的研究始终存在一些问题： ( 1 ) 过去我国政府采取典型的对港口发展严格管制的政策。随着改革开放的步伐， 政府对港口的管制逐步放松并将港口的管理权下放地方。2 0 0 3 年港口法的出台进一 步确认了港口政企分开的运营方式。管理模式的改变带来了港口运营环境的变化，导致 了国内许多港口之间产生了激烈的竞争。过去很多港口、航运方面的相关研究成果将不 再适用于新的港口运营环境与港口发展的形势。同时，上世纪8 0 年代以来，世界运力 的快速增长和运量的缓慢增长所形成的市场供需矛盾促进了航运资源的重组。航运公司 间通过兼并收购或组成战略联盟等方式逐渐提高了其相对于港口的市场谈判地位。在这 样的外部市场环境下，为了避免航运企业的流失并最终丧失港口自身的竞争力，世界上 绝大部分枢纽港的经营方式均开始转变为以航运企业需求为导向。因此，如何提高自身 竞争优势，巩固和吸引更多航运企业的挂靠，成为了近年来国际港口的重要经营理念与 经营方向。同时，在不断变化的外部市场环境下，集装箱港口如何正确认识与评价其自 身的效用与竞争力水平，吸引航运企业、航运联盟的青睐j 不仅受到了港口管理者与决 策者们的关心，也亟需新的集装箱港口理论研究方法的出现。 ( 2 ) 集装箱港口是一个复杂的系统，包括了港口生产、港口基础设施建设、港航 服务业、集疏运系统以及物流等大量交叉学科，对其进行研究也相应地涉及到的众多的 领域。但是，我国港口学术界也一直沿袭了前苏联的学科体系，在过去计划经济理论的 主线下，或侧重于运用交通运输领域专业理论对集装箱港口的具体实务进行研究，或侧 重于运用经济学理论研究港口与城市和地区的经济发展，而缺乏多学科综合的集装箱港 口领域的相关研究。而且，对港口的研究一般都偏重于对港口自身静态指标的分析， 包括对港口腹地经济、自然条件、吞吐量等因素的竞争力指标评估体系的研究等。但是 应注意到，随着全球一体化的趋势，港口已经逐步演化为其所在产业链、供应链和航运 网络中的一个重要节点。我们认为，旧有的单纯通过某一单个的港、城及腹地的静态指 标的分析去研究港口的效用、价值和优势的分析方法不仅缺乏系统的理论支撑，而且过 于孤立，没有将港口放到一个大的竞争环境中去考虑，很难解释现代社会集装箱港口业 出现的一些新问题，比如2 0 0 1 年马士基集团撤离新加坡转投马来西亚p t p 港的现象等。 因此，作为航运网络中的一个节点，从港口在航运网络上的作用或效应分析港口的发展， 具有更加明确的社会实践意义。 集装箱港口网络效应研究 1 3 论文的研究内容和结构 1 3 1 论文的研究内容 针对当前港口间竞争激烈、外部市场环境变化的背景，本文基于对航运企业港口选 择行为影响因素的分析，重点研究了港口的网络效应问题，并进而探讨了港口间竞争与 协作关系的演化，为新市场环境下港口的发展和竞争优势的分析提供了新的理论研究视 角与研究基础。 本文的研究内容主要可以概括为以下几部分： 1 基于对航运公司港口选择行为影响因素的评价与分析，提出在同一腹地且具有 基本枢纽港条件的港口的竞争中，港口的通达性水平与临港服务业水平是影响航运公司 港口选择行为的最关键因素。同时，针对港口这种交通运输网络中的重要节点，分析了 其网络产品特性与存在的网络效应现象，提出了运用网络效应理论分析航运公司港口选 择行为影响因素的思路，认为港口的通达性水平与临港服务业水平正是港口直接网络效 应和间接网络效应的具体表现。 2 以马士基集团和全球2 5 大航运公司的统计数据为基础，通过国际航运网络拓扑 结构的分析研究了港口的通达性问题。研究认为，航运网络具有一定的小世界效应与无 标度特性，且由于航线的确定受到现实世界中政治、地理、经济等方面因素的影响，因 此导致了网络局部通达性及港口节点间聚集系数的降低。同时，研究认为网络中航线连 接较密集的港口呈现出多群落性。这种多群落性与对网络社团的定义非常类似，即港口 群内的港口间连接更紧密，大部分港口将作为区域内枢纽港口的补给港收集货流并 将货物运输至枢纽港口，再由主航线上的航运公司进行远洋运输，形成航线的互补。航 运网络中h u b 港口在网络中起到了较重要的作用，其他许多港口与之相连，但是这些港 口之间连接却不紧密；节点度之间具有的正相关性，说明航运网络中度值高的节点一般 选择和度值高的节点相连。这样的特点使得航运网络的节点度具有幂律分布的特点，而 且随着某区域内的新兴港口的建设，新的港口也将会主动选择区域内通达性水平更高的 港口作为运输的目的港，这也符合b a 网络中对于网络增长性和择优连接性的描述。从 对现实数据的分析中，我们证明港口存在明显的直接网络效应，即港口的通达性水平影 响其航线数量与货运量。通达性水平更高的港口将更具备成为区域内航运枢纽的可能 性，而通达性水平较低的港口将很可能沦为区域内的二级港和补给港。而且，这种港口 的直接网络效应正是港口间航运网络分布特性产生的原因。从网络效应的角度出发，本 文认为对港口间航运网络的研究结果可以在一定程度上对港口的直接网络效应强度进 行量化。 大连理工大学博士学位论文 3 将港口与临港服务业等效为产品网络中的主导产品与互补产品，分析了港口的间 接网络效应。并提出港口间接网络效应强度取决于互补产品的固定成本、边际成本以及 消费者的多样性偏好参数。对于某区域内中具备基本枢纽港地位竞争条件的港口来说， 其临港服务业的固定成本基本处于同一水平，且港口网络中临港服务业的边际成本较 低，因此可以认为港口的间接网络效应强度在很大程度上取决于消费者对互补产品多样 性的偏好程度。当航运企业选择某港口( 主导产品) 作为挂靠港时，该港口的临港服务 业( 可用互补产品) 将获得更多的发展机会和更大的利润空间。港口临港服务业水平的 提高和服务范围的扩展又将会对港口产生正反馈作用，更丰富、服务质量更高的临港服 务业将增加港口对用户的效用水平和竞争优势，能够吸引更多的航运公司、发货人和货 运代理选择其作为挂靠港、中转港、发货港以及服务港，促进港口的发展。 4 从演化博弈理论出发，研究了各种网络上的演化博弈，并在基于港口网络效应所 形成的航运网络上分析了港口间竞争与协作关系的演化，为新市场环境下港口的发展和 竞争优势的分析提供了理论支持。研究认为：个体间协作关系的演化与网络规模以及正 常范围内背叛者相对于合作者的优势无关，而较大程度上受到了网络拓扑结构的影响。 对多种网络下演化博弈的结果表明合作的涌现主要源于网络的无标度特性，亦即网络成 长的择优机制。同时，合作的概率与网络总收益相关，在合作概率较高的网络基础上， 总收益会达到一个较高的水平，而合作概率的降低将带来福利的大量损失。本文从网络 结构视角分析了群体间协同竞争的复杂作用机制，认为“网络的拓扑结构影响了群体间 竞争机制的演化过程”。结合港口与航运领域