基于SD模型的國際干散貨航運(yùn)市場仿真分析

趙振鵬 余思勤

摘要：航運(yùn)市場是國際貿(mào)易的重要組成部分，扮演著十分重要的角色。2008年以來國際干散貨運(yùn)輸市場持續(xù)低迷，近兩年來國際干散貨運(yùn)價(jià)呈現(xiàn)上升趨勢。通過系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)對(duì)國際干散貨運(yùn)輸市場進(jìn)行仿真分析，探究當(dāng)前國際干散貨運(yùn)輸市場所處的競爭環(huán)境。對(duì)市場上的供需以及價(jià)格進(jìn)行仿真模擬，以分析當(dāng)前市場運(yùn)價(jià)變動(dòng)的影響因素以及國際干散貨運(yùn)輸市場的結(jié)構(gòu)變動(dòng)，并對(duì)未來干散貨航運(yùn)市場狀況進(jìn)行了展望。通過假定企業(yè)購船租船決策對(duì)模型進(jìn)行模擬預(yù)測分析，為市場的參與者進(jìn)行相關(guān)決策提供宏觀的數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)；國際干散貨運(yùn)輸；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；海運(yùn)價(jià)格；供需平衡

中圖分類號(hào)：U695.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-4428（2019）03-0022-03

一、 引言

國際航運(yùn)業(yè)主要分為集裝箱運(yùn)輸、干散貨運(yùn)輸、間雜貨運(yùn)輸及液體散貨運(yùn)輸，這是按照貨物種類進(jìn)行的分類，其中占航運(yùn)市場比重較大的是干散貨運(yùn)輸。干散貨貨運(yùn)市場交易的是干散貨貨物或干散貨船舶租船合同，運(yùn)費(fèi)由貨物運(yùn)輸服務(wù)的供給和需求相互作用來決定。運(yùn)費(fèi)是航運(yùn)市場上最重要的指標(biāo)，其中BDI被稱為航運(yùn)市場的晴雨表?，F(xiàn)在大多經(jīng)濟(jì)評(píng)論是通過分析BDI走勢來分析經(jīng)濟(jì)未來的發(fā)展水平，但是現(xiàn)階段分析存在一個(gè)問題，就是價(jià)格的上漲由兩個(gè)因素決定，一個(gè)是供求改善導(dǎo)致的價(jià)格上漲，另一個(gè)是成本推動(dòng)的價(jià)格上漲，因此不能單單通過費(fèi)率的上漲來推斷市場向好或者是向壞，本文通過系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，探究航運(yùn)市場價(jià)格變動(dòng)的本質(zhì)因素，為航運(yùn)企業(yè)參與市場競爭提供宏觀數(shù)據(jù)支持。

二、 干散貨運(yùn)價(jià)影響因素分析

（一）供需系統(tǒng)

1. 干散貨航運(yùn)需求分析

航運(yùn)需求作為一種派生性需求，其主要指的是世界干散貨貨主或托運(yùn)人在一定時(shí)間段，在一定水平的運(yùn)價(jià)下，對(duì)整個(gè)海上運(yùn)輸服務(wù)所需求的總量。世界貿(mào)易與海運(yùn)息息相關(guān)，其貿(mào)易量的80%是通過海洋運(yùn)輸完成的。而干散貨的貿(mào)易量和運(yùn)輸距離則是決定需求的兩個(gè)關(guān)鍵因素。

（1）干散貨貿(mào)易量

國際干散貨航運(yùn)需求與貿(mào)易量息息相關(guān)，隨著貿(mào)易量的不斷增加，國際干散貨航運(yùn)需求量也不斷提高。2009年國際海運(yùn)貿(mào)易量有所下降，其他時(shí)間都在平穩(wěn)上升，通過相關(guān)資料以及對(duì)貿(mào)易量的分析，2008年底美國金融危機(jī)爆發(fā)后，2009年世界經(jīng)濟(jì)負(fù)增長，經(jīng)濟(jì)的衰弱導(dǎo)致對(duì)于煤炭、鐵等資源的需求也隨之下降，進(jìn)而對(duì)國際干散貨貿(mào)易量產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致國際干散貨貿(mào)易量下跌。

（2）干散貨運(yùn)輸距離

決定干散貨貨運(yùn)需求量的另一個(gè)因素就是運(yùn)距，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，航運(yùn)距離不斷增加，造成了航運(yùn)需求的不斷增加。通過克拉克森的數(shù)據(jù)獲得小型靈便型散貨船、大型靈便型散貨船、巴拿馬型散貨船和好望角型散貨船四種船型的貿(mào)易量和周轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，以及煤炭、鐵、糧食和小宗散貨的貿(mào)易量和周抓量的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算獲得，當(dāng)前鐵礦石的海運(yùn)運(yùn)距大約為6000海里，煤炭的海運(yùn)運(yùn)距大約為4000海里，糧食的海運(yùn)運(yùn)距大約是5000海里，而不同船型的平均運(yùn)距區(qū)間為4500海里到5500海里，通過加權(quán)平均得到干散貨航運(yùn)市場的平均加權(quán)運(yùn)距為5000海里。

2. 海運(yùn)供給分析

海運(yùn)供給一般是在一定的空間、時(shí)間范圍內(nèi)，在滿足條件下，承運(yùn)人所愿意提供的海運(yùn)運(yùn)力的總量。其中承運(yùn)人可以是船東也可以是租船方。海運(yùn)供給與海運(yùn)價(jià)格有密切的聯(lián)系，當(dāng)價(jià)格下降時(shí)船東可以通過拆船使舊船直接退出航運(yùn)市場，也可以通過租船或者二手船轉(zhuǎn)讓，以降低損失，但這種方式不能減少航運(yùn)供給，只是船舶在市場中的自由流動(dòng)。當(dāng)價(jià)格下降到船東通過運(yùn)輸、租船或二手船所彌補(bǔ)的損失無法平衡封船之后所產(chǎn)生的日常費(fèi)用的時(shí)候，船東方會(huì)選擇封船以降低損失，待價(jià)格回升，重新進(jìn)入。

（二）成本系統(tǒng)

供需變動(dòng)是價(jià)格變動(dòng)的影響因素，成本則是價(jià)格的決定因素。國際干散貨海運(yùn)成本包括兩個(gè)部分，即資本成本和航次成本。船舶不僅是一種運(yùn)輸工具還是一種投資工具，折舊使得船舶有了金融的某些性質(zhì)，其中租金、折舊、利息以及稅金構(gòu)成了航運(yùn)的資本成本。航運(yùn)運(yùn)輸?shù)拇\(yùn)費(fèi)、燃油費(fèi)、維修護(hù)理費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)、管理費(fèi)用以及其他費(fèi)用發(fā)生于船舶的運(yùn)輸日常中，構(gòu)成了航運(yùn)的航次成本。

三、 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模分析

（一）運(yùn)價(jià)因果關(guān)系分析

前面分析了影響運(yùn)價(jià)變動(dòng)的因素，其中成本決定價(jià)格高低而供需變動(dòng)則影響價(jià)格的波動(dòng)。通過定性分析，可以分析出運(yùn)價(jià)的增加會(huì)導(dǎo)致供給的增加，供給的增加會(huì)加劇航運(yùn)市場的競爭，而航運(yùn)市場缺乏替代性，貨運(yùn)需求幾乎不受價(jià)格變動(dòng)的影響，造成運(yùn)力過剩，過多的運(yùn)力使得價(jià)格下降，最終構(gòu)成一個(gè)反饋回路。

（二）國際干散貨航運(yùn)價(jià)格流圖

通過因果反饋環(huán)，進(jìn)一步建立國際干散貨航運(yùn)市場系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型。模型中設(shè)置了貿(mào)易量子系統(tǒng)。運(yùn)力供給子系統(tǒng)，成本子系統(tǒng)。運(yùn)力供給子系統(tǒng)下設(shè)置了封船子系統(tǒng)。運(yùn)力供給子系統(tǒng)和貿(mào)易量子系統(tǒng)以及成本子系統(tǒng)共同決定了國際干散貨市場的航運(yùn)價(jià)格，為了便于分析價(jià)格變動(dòng)趨勢以及保證數(shù)據(jù)的有效性和仿真的準(zhǔn)確性，文中價(jià)格所采用的數(shù)據(jù)為LN（BDI），其中BDI是波羅的海干散貨運(yùn)價(jià)指數(shù)，后文中所提到的價(jià)格數(shù)據(jù)均使用BDI指數(shù)。通過以上系統(tǒng)，構(gòu)成了國際干散貨海運(yùn)價(jià)格流量圖，如圖1所示。

（三）航運(yùn)價(jià)格系統(tǒng)分析

模型參數(shù)：

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)就是參數(shù)的設(shè)定，在整個(gè)模型參數(shù)的選取中，采取了多種方法，其中主要采取了基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取、歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析以及回歸模型。

主要參數(shù)包括：世界GDP影響因子、船隊(duì)生產(chǎn)率、阻礙因子等，所有的參數(shù)、具體數(shù)值和相關(guān)來源如表1所示。

在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的模擬上，主要數(shù)據(jù)來源是克拉克森數(shù)據(jù)庫，還有一些發(fā)展報(bào)告。而對(duì)于一些無法獲取的數(shù)據(jù)，則主要根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行一些數(shù)學(xué)分析，從而推算出一些相對(duì)可靠的數(shù)據(jù)。

四、 國際干散貨市場仿真分析

（一）價(jià)格分析

本文采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件Vensim對(duì)上述系統(tǒng)進(jìn)行模擬，其中相關(guān)數(shù)據(jù)來源于克拉克森數(shù)據(jù)庫、歷年聯(lián)合國海運(yùn)評(píng)述以及相關(guān)論文。通過系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的模型仿真，將2007年數(shù)據(jù)輸出到模型中進(jìn)行模擬，仿真出價(jià)格數(shù)據(jù)，如表2所示。

表2中，模型仿真數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)誤差基本都在5%以內(nèi)，故本模型仿真結(jié)果可信度較高，通過模擬得到了2008年到2018年國際干散貨運(yùn)價(jià)仿真模擬數(shù)據(jù)。模型模擬的國際干散貨運(yùn)價(jià)的走勢，其中2008年到2018年為仿真值，表2中2018年運(yùn)價(jià)與2017年相比穩(wěn)中有升，同時(shí)在國際經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇、貿(mào)易量平穩(wěn)增長的趨勢下，國際干散貨運(yùn)輸市場運(yùn)價(jià)正在呈現(xiàn)緩慢復(fù)蘇趨勢。但是這并不代表國際干散貨運(yùn)價(jià)正在向好的一面發(fā)展，這是由于國際干散貨航運(yùn)市場仍舊面臨著產(chǎn)能過剩、需求不足、行業(yè)競爭激烈、成本提高、資金流不穩(wěn)定等問題。

（二）航運(yùn)供需結(jié)構(gòu)分析

1. 航運(yùn)供給結(jié)構(gòu)分析

雖然運(yùn)價(jià)呈現(xiàn)緩慢上漲趨勢，但是行業(yè)前景依舊不容樂觀，這是因?yàn)榍笆陜?nèi)，大量的新船投入市場，而近期由于運(yùn)價(jià)不景氣導(dǎo)致大量的舊船拆船退出市場導(dǎo)致市場船舶新舊結(jié)構(gòu)不健康，具體數(shù)據(jù)如圖2所示。

通過克拉克森相關(guān)拆船平均船齡數(shù)據(jù)，拆船船量在23到35年之間，所以選擇22年及以下船齡的船舶為新船，23年船齡以上船舶為待拆船的舊船，圖3表示的是新船向舊船每年過度的比率，即船舶老化率，以及舊船的數(shù)量。從圖2可以看出，從2008年以后，船舶老化率從百分之七左右下降到百分之二左右。同時(shí)從舊船每年的數(shù)量可以看出，2008年以后，航運(yùn)市場不景氣，拆船數(shù)量隨之增加，結(jié)果造成舊船數(shù)量逐年減少，從2008年的2000多艘下降到2017年的4艘，雖然2018年預(yù)計(jì)舊船數(shù)量上升到300多艘，但是船隊(duì)船齡結(jié)構(gòu)仍舊不容樂觀。

2. 航運(yùn)供需平衡分析

航運(yùn)價(jià)格雖然穩(wěn)步上升，但是需求不足依舊是現(xiàn)在航運(yùn)市場所面臨的嚴(yán)峻問題，模型對(duì)國際干散貨運(yùn)價(jià)市場進(jìn)行仿真模擬，其中有一個(gè)重要數(shù)據(jù)就是運(yùn)力過剩，通過分析運(yùn)力過剩的變動(dòng)情況，可以分析出全球干散貨航運(yùn)市場供需結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)一步分析干散貨航運(yùn)市場所處的市場背景。圖3所展示的是2008年以后全球干散貨運(yùn)輸市場的運(yùn)力過剩仿真數(shù)據(jù)以及全球過剩運(yùn)力在全部運(yùn)力中所占的比例。

如圖3所示，全球運(yùn)力過剩在2008年全球貿(mào)易繁榮階段還處于負(fù)值即供不應(yīng)求，但是隨著經(jīng)濟(jì)衰退，2011年以后，全球干散貨航運(yùn)市場全面進(jìn)入運(yùn)力過剩階段，到2017年為止，全球運(yùn)力過剩達(dá)到40億載重噸，模型預(yù)測在2018年該數(shù)值還會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大。圖3展示的是全球運(yùn)力過剩絕對(duì)值和全球過剩運(yùn)力在總運(yùn)力中的比重。2011年以后，全球過剩運(yùn)力占總運(yùn)力中所占比重持續(xù)上升，2013年以后趨于平緩，但依舊存在上升趨勢，到2017年為止，全球過剩運(yùn)力占總運(yùn)力的比重達(dá)到百分之十五，模型預(yù)測到2018年該數(shù)值還會(huì)有小幅度的上升。

3. 航運(yùn)市場參與者決策預(yù)測分析

在全球供給全面過剩的情況下，干散貨航運(yùn)企業(yè)的租船購船決策影響著干散貨運(yùn)輸市場的供求關(guān)系，在未來15到20年內(nèi)，2008年以后所造的新船全部老化轉(zhuǎn)入23年以上舊船系統(tǒng)，由2009到2013年間大量新船進(jìn)入市場引起的運(yùn)力結(jié)構(gòu)變化在未來市場如何消化是現(xiàn)階段所要面臨的問題，本文假定了2018到2035年期間，平均新船量為200艘和350艘時(shí)，全球供需結(jié)構(gòu)的變化情況。其中表函數(shù)新船數(shù)量，世界GDP增長率、船舶老化率、新船價(jià)格指數(shù)是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)擬合預(yù)測得到的，以世界GDP增長率為例闡述預(yù)測結(jié)果的來源。

全球GDP增長呈現(xiàn)周期性趨勢，2009年全球GDP出現(xiàn)負(fù)增長，上一次世界經(jīng)濟(jì)倒退發(fā)生在1975年，圖4所示為2009年和1975年經(jīng)濟(jì)倒退發(fā)生前四年和后12年的增長率，通過圖示可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長趨勢相對(duì)一致，因此通過現(xiàn)在國際經(jīng)濟(jì)形勢，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行修正得到2018年到2035年期間的經(jīng)濟(jì)增長率預(yù)測。同理可以得到新船價(jià)格指數(shù)的預(yù)測值。

如圖5所示，虛線為年均新船200艘時(shí)的過剩運(yùn)力預(yù)測，實(shí)線為年均新船350艘時(shí)的過剩運(yùn)力預(yù)測。通過圖表可以看出，當(dāng)取值200時(shí)，過剩運(yùn)力會(huì)下降，取值350時(shí)，過剩運(yùn)力呈上升趨勢。但是在2035年時(shí)，2009年到2013年期間的大量新船老化，通過計(jì)算2009年到2013年進(jìn)入到市場的運(yùn)力大約為3.89億載重噸，在2035年以后的十年間，這些運(yùn)力將會(huì)拆解導(dǎo)致總運(yùn)力下降，因此通過以上分析，到2035年時(shí)，全球運(yùn)力過剩應(yīng)保留未來十年內(nèi)下降的部分，即未來新船進(jìn)入市場的數(shù)量應(yīng)該控制在每年200到350艘之間，以維持2035年后十年的供需平衡。故市場上企業(yè)決策應(yīng)根據(jù)往年新造船數(shù)量來決定，當(dāng)往期年均造船數(shù)量多于350艘時(shí)，應(yīng)該通過租船或購買二手船來增加運(yùn)力；當(dāng)往期年均造船數(shù)量少于200艘時(shí)，企業(yè)可以通過購買新船來增加運(yùn)力。

（三）國際干散貨航運(yùn)市場總結(jié)

從以上分析可以看出，國際干散貨運(yùn)輸市場運(yùn)輸價(jià)格總體呈現(xiàn)緩慢運(yùn)輸增長，但前景仍不樂觀，因?yàn)橥ㄟ^對(duì)市場中的供需分析，國際干散貨航運(yùn)市場運(yùn)力依舊過剩，且呈現(xiàn)緩慢的上升趨勢，航運(yùn)市場價(jià)格的上升只是由于運(yùn)輸成本的上升引起的，供需結(jié)構(gòu)仍舊沒有改善，而且船隊(duì)船齡結(jié)構(gòu)趨于年輕化，雖然現(xiàn)在處在運(yùn)力過剩階段，但是在未來十年到二十年，大量的現(xiàn)階段的新船會(huì)進(jìn)入到拆解市場，造成國際干散貨航運(yùn)市場運(yùn)力供給大范圍波動(dòng)。因此在現(xiàn)有市場狀況下，市場參與者如何制定購船租船決策尤為重要。

五、 總結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，國際干散貨航運(yùn)價(jià)格也是穩(wěn)中有增，本文通過系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)國際干散貨運(yùn)輸市場進(jìn)行仿真模擬，通過模擬數(shù)據(jù)，對(duì)航運(yùn)價(jià)格變動(dòng)的實(shí)際原因進(jìn)行分析，雖然國際干散貨航運(yùn)價(jià)格有所上升但是市場參與者所面臨的依舊是供需結(jié)構(gòu)沒有改善的問題。在這樣的環(huán)境下對(duì)未來國際航運(yùn)市場進(jìn)行預(yù)測并分析了未來的國際干散貨運(yùn)輸市場環(huán)境，同時(shí)模型為市場參與者制定相關(guān)決策提供了具體的數(shù)據(jù)支持。

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作者簡介：

趙振鵬，男，山東濱州人，上海海事大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院碩士研究生，主要研究方向：物流產(chǎn)業(yè)定性定量分析；

余思勤，男，上海海事大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。