AHP在無(wú)克令吊1 700TEU集裝箱船可行性分析中的應(yīng)用

周全 莫丹丹

摘 要：本文通過(guò)對(duì)無(wú)克令吊1700TEU集裝箱船與原有克令吊1700TEU集裝箱船的差異比較，應(yīng)用層次分析法（AHP）來(lái)確定無(wú)克令吊1700TEU集裝箱船的可行性。

關(guān)鍵詞：集裝箱船；克令吊；層次分析法

中圖分類號(hào)：U662.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著集裝箱航運(yùn)的發(fā)展，世界上越來(lái)越多的港口擁有集裝箱碼頭并配備了各類高效的集裝箱裝卸設(shè)備，集裝箱船上自備克令吊的使用率越來(lái)越低。目前雖然船舶市場(chǎng)有所回暖，但因受到世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)的持續(xù)影響，世界經(jīng)濟(jì)恢復(fù)緩慢，各大船公司的資金仍不充裕，所以越來(lái)越多的船公司開始考慮訂造價(jià)格相對(duì)便宜的無(wú)克令吊集裝箱船。

無(wú)克令吊1 700TEU集裝箱船就是根據(jù)市場(chǎng)環(huán)境由有克令吊1 700TEU集裝箱船修改而來(lái)的，它保留了原母型船的主尺度及船型，僅在克令吊及相關(guān)方面有所變更。為確定無(wú)克令吊1 700TEU集裝箱船是否能推出市場(chǎng)，我們有必要對(duì)其進(jìn)行可行性分析。

1 層次分析法（AHP）

層次分析法簡(jiǎn)稱AHP（Analytic hierarchy Process），是上世紀(jì)70年代中后期由美國(guó)著名的運(yùn)籌學(xué)家、匹茲堡大學(xué)教授T.L.Saaty提出來(lái)的一種多指標(biāo)或多準(zhǔn)則決策方法，它對(duì)于多方案、多準(zhǔn)則、多因素的綜合評(píng)價(jià)及趨勢(shì)預(yù)測(cè)相當(dāng)有效。

AHP的最大優(yōu)點(diǎn)是可以處理定量與定性相結(jié)合的問(wèn)題，可以將決策者的主觀判斷和政策經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)入模型，并加以量化處理。目前，AHP在國(guó)內(nèi)外的經(jīng)濟(jì)規(guī)劃與分析、資源和能源的政策分析、社會(huì)學(xué)、建筑學(xué)、企業(yè)管理、醫(yī)療衛(wèi)生等眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，各種學(xué)科的學(xué)者們也對(duì)其基本理論和應(yīng)用展開許多研究，取得很多有價(jià)值的成果。

我們要應(yīng)用AHP對(duì)無(wú)克令吊1 700TEU集裝箱船進(jìn)行可行性分析，就必須有一個(gè)參考方案，而其仍在建造的有克令吊1 700TEU集裝箱母型船就是一個(gè)很好的參照，所以我們只需對(duì)這兩種船型差異進(jìn)行評(píng)優(yōu)比較，即可完成對(duì)無(wú)克令吊1 700TEU集裝箱船可行性分析。

2 差異比較

無(wú)克令吊1700TEU集裝箱船（圖2）與其母型船（圖1）均為鋼質(zhì)船體、單螺旋漿柴油機(jī)推動(dòng)、球鼻首、設(shè)有首側(cè)推器、方型船尾、有固定導(dǎo)軌架全集裝箱船。其主尺度為：

我們通過(guò)比較，在船舶造價(jià)、裝箱數(shù)、初穩(wěn)性高、橫搖周期、貨物吊運(yùn)、營(yíng)運(yùn)航線和港口選擇共六個(gè)方面，得出無(wú)克令吊1700TEU集裝箱船與其母型船的差異，如表1所列。

3 AHP的應(yīng)用

AHP大致包括四個(gè)基本步驟：（1）建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型，將所包含的因素劃分為三個(gè)層次：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層，可用圖框形式說(shuō)明層次間的遞階結(jié)構(gòu)和因素的從屬關(guān)系；（2）構(gòu)造判斷矩陣，反映各個(gè)因素間相對(duì)的重要性；（3）層次單排序及其一致性檢驗(yàn)，進(jìn)行相對(duì)權(quán)重的計(jì)算；（4）層次總排序及一致性檢驗(yàn)，計(jì)算同一層次所有因素對(duì)目標(biāo)層的相對(duì)重要性的排序權(quán)值，得出最優(yōu)的方案。

根據(jù)表1可知，有克令吊與無(wú)克令吊各有優(yōu)勢(shì)，單從某一個(gè)方面去判斷兩者的優(yōu)異都是片面的、不科學(xué)的。而AHP正是一種用來(lái)對(duì)多方案、多準(zhǔn)則、多因素的問(wèn)題進(jìn)行決策的方法。下面，我們運(yùn)用AHP對(duì)無(wú)克令吊與有克令吊1 700TEU集裝箱船進(jìn)行評(píng)優(yōu)排序，通過(guò)結(jié)果比較得到無(wú)克令吊1 700TEU集裝箱船的可行性。

3.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

建立層次結(jié)構(gòu)模型是進(jìn)行AHP的首要步驟，它說(shuō)明層次的遞階結(jié)構(gòu)和因素的從屬關(guān)系。根據(jù)表1的衡量標(biāo)準(zhǔn)，我們得到層次結(jié)構(gòu)模型如圖3所示。

3.2 構(gòu)造判斷矩陣

判斷矩陣是AHP的基礎(chǔ)，通常采用1～9及其倒數(shù)來(lái)反映各因素的相對(duì)重要性，標(biāo)度方法如表2所列。

在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，各船公司的資金相對(duì)比較緊張，運(yùn)力相對(duì)過(guò)剩，所以船舶的造價(jià)在決策中占據(jù)著最重要的位置。而在裝箱數(shù)與港口選擇這兩個(gè)因素的比較上，大家分歧較大。有人認(rèn)為，裝箱數(shù)更為重要，總裝箱數(shù)越多、重箱數(shù)越多，則營(yíng)運(yùn)額增加，單箱平均營(yíng)運(yùn)成本越低；而另有人認(rèn)為，港口選擇更為重要，更多的港口選擇意味著更多的貨源與客源，而且有克令吊集裝箱船的通用性更好，利于日后的航線調(diào)配和船舶租賃。鑒于這兩種情況，我們將衡量準(zhǔn)則中6個(gè)因素的重要性排序分為兩種方案：

（1）第一種判斷方案——裝箱數(shù)優(yōu)于港口選擇

C1船舶造價(jià) > C2裝箱數(shù) > C6港口選擇 > C5貨物吊運(yùn)> C3初穩(wěn)性> C4船員舒適度；

（2）第二種判斷方案——港口選擇優(yōu)于裝箱數(shù)

C1船舶造價(jià) > C6港口選擇 > C2裝箱數(shù) > C5貨物吊運(yùn)> C3初穩(wěn)性> C4船員舒適度。

另外，為了更全面的分析有克令吊與無(wú)克令吊的優(yōu)異，我們暫不考慮當(dāng)前經(jīng)濟(jì)環(huán)境對(duì)船舶造價(jià)重要性的偏重，即假設(shè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境良好，船東都不差錢的情況下，我們又得到以下兩種方案：

（3）第三種判斷方案

C2裝箱數(shù)> C6港口選擇> C5貨物吊運(yùn)> C3初穩(wěn)性> C1船舶造價(jià)> C4船員舒適度

（4）第四種判斷方案

C6港口選擇>C2裝箱數(shù) > C5貨物吊運(yùn)> C3初穩(wěn)性> C1船舶造價(jià)> C4船員舒適度

根據(jù)這四種判斷方案的排序，我們兩兩比較得到四個(gè)A—C判斷矩陣，如表3～表6所示。

通過(guò)表1中無(wú)克令吊1 700TEU集裝箱船與母型船在六個(gè)衡量準(zhǔn)則的比較，C1—P、C2—P、C3—P、C4—P、C5—P、C6—P判斷矩陣，如表7～表12所列。

3.3 層次單排序及一致性檢驗(yàn)

得到了判斷矩陣，我們運(yùn)用規(guī)范列平均法及Excel工具求解各因素的權(quán)重，經(jīng)轉(zhuǎn)換后的A-C標(biāo)準(zhǔn)判斷矩陣及求解出的特征向量W，如表13～表16所示。

C-P標(biāo)準(zhǔn)判斷矩陣，如表17～表22所示。

接著，我們要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。經(jīng)計(jì)算，這四種判斷方案的A—C 判斷矩陣的一致性比率CR均小于0.10，具有滿意的一致性；C1—P、C2—P、C3—P、C4—P、C5—P、C6—P 判斷矩陣為2階判斷矩陣，具有完全一致性。

所以以上四種判斷方案得出的的特征向量有效。

3.4 層次總排序及優(yōu)化結(jié)果

上面我們求出了六個(gè)因素的特征向量，以及在六個(gè)單一因素下兩種船型的特征向量，方案總排序及計(jì)算結(jié)果見表23-表26。

由上面的計(jì)算結(jié)果我們可以得出，對(duì)于第一、二、三種判斷方案，P2方案都優(yōu)于P1方案，即無(wú)克令吊1 700 TEU集裝箱船優(yōu)于有克令吊1 700 TEU集裝箱船；而對(duì)于第四種判斷方案，則P1方案優(yōu)于P2方案，即有克令吊1 700 TEU集裝箱船優(yōu)于無(wú)克令吊1 700 TEU集裝箱船。

通過(guò)以上分析，在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，無(wú)論是裝箱數(shù)優(yōu)于港口選擇的判斷方案，還是港口選擇優(yōu)于裝箱數(shù)的判斷方案，其結(jié)果都是P2方案優(yōu)于P1方案，即無(wú)克令吊1 700TEU集裝箱船優(yōu)于有克令吊1 700TEU集裝箱船，因此無(wú)克令吊1 700TEU集裝箱船是可行的。

當(dāng)我們不考慮目前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境，即船舶造價(jià)的因素不起到重要作用，在選擇裝箱數(shù)優(yōu)于港口選擇時(shí)，無(wú)克令吊1 700TEU集裝箱船略優(yōu)于有克令吊1 700TEU集裝箱船；而選擇港口選擇優(yōu)于裝箱數(shù)時(shí)，有克令吊1700TEU集裝箱船則略優(yōu)于無(wú)克令吊1 700TEU集裝箱船，但兩者間差距甚微。

4 總結(jié)

AHP是船型多方案優(yōu)選排序的一種有效方法。它通過(guò)構(gòu)造判斷矩陣將船型選優(yōu)問(wèn)題中的定性分析與定量分析有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，采用形式簡(jiǎn)單明了的數(shù)學(xué)方法和模型，所得結(jié)論具有直觀性、定量性和合理性。

AHP不僅適用于船型選優(yōu)排序問(wèn)題，對(duì)船舶工程中其他多準(zhǔn)則有限方案決策問(wèn)題同樣適用。

參考文獻(xiàn)

[1] 許樹柏. 層次分析法原理[M]. 天津： 天津大學(xué)出版社， 1988.

[2] 劉寅東， 唐煥文. 船舶設(shè)計(jì)決策理論與方法[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006.