摘 要

在计算机技术迅猛发展和船舶大型化的时代背景下，如何决策建造传统集装箱码头或全自动化集装箱码头成为许多港口企业迫切需要解决的问题。本文首先分析集装箱码头的时代背景，其次对传统集装箱码头和全自动化集装箱码头的现状进行对比分析，总结传统集装箱码头和全自动化集装箱码头的特点、总体布局和装卸工艺。在此基础上，以G码头为参考对象，构建相似规模的传统集装箱码头和全自动化集装箱码头，从企业投资运营经济性角度，对两类码头进行投资估算，并分别以吞吐量、投资和经营成本为变量进行敏感性分析。然后，运用投入产出对比研究方法，借助2015年广州省投入产出表，从构建的码头对国民经济的直接贡献和间接贡献两个角度分析，结合国民经济核算理论，探究了两类集装箱码头的国民经济效益。

研究结果表明传统集装箱码头投资回收期较短，对吞吐量、投资、经营成本的敏感性较高，对国民经济的贡献较小。

本文结合企业投资运营经济性评价和国民经济评价对传统集装箱码头和全自动化集装箱码头进行投入产出分析，对这个领域的研究做了补充，并为我国港口企业投资集装箱码头的决策提供参考。

关键词：集装箱码头；投入产出；投资估算；国民经济分析

Abstract

Under the background of rapid development of computer technology and large-scale shipbuilding, how to make decisions on the construction of traditional container terminals or fully automated container terminals has become an urgent problem for many port companies. This article firstly analyzes the background of container terminals, then analyzes the current situation of traditional container terminals and fully automated container terminals, and then summarizes their characteristics, overall layout, and handling technology. On basis of above analysis, using the G terminal as a reference, a similar scale of traditional container terminals and fully automated container terminals were constructed. From the point of view of the economical efficiency of enterprise investment operations, investment estimates were made for two types of terminals.Then, the sensitivity analysis was conducted with the variables of throughput, investment and operating cost as variables.After that,using the input-output comparative research method and the 2015 Guangzhou input-output table,I analyzed the direct contribution and indirect contribution of the constructed terminal to the national economy, combining the national economic accounting theory and explored the national economic benefits of the two types of container terminals.

In this article, the input and output analysis of the traditional container terminal and the fully automated container terminal based on the economic evaluation of the investment operation of the enterprise and the evaluation of the national economy fills in the gaps and defects in this kind of field, and provide reference for the Chinese port companies to make investment decisions for the container terminal.

The results of the study indicate that the traditional container terminals have a short payback period, have higher sensitivity to throughput, investment, and operating costs, and have a smaller contribution to the national economy.

Keywords: container terminal; input and output; investment estimation; analysis of national economy

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景与意义 1

1.2国内外相关研究综述 2

1.3研究主要内容及技术路线 3

第2章 传统集装箱码头与全自动化集装箱码头现状分析 5

2.1传统集装箱码头现状分析 5

2.1.1传统集装箱码头特点 5

2.1.2传统集装箱码头的总体布局 5

2.1.3传统集装箱码头的装卸工艺 6

2.1.4存在的问题 8

2.2全自动化集装箱码头现状分析 8

2.2.1全自动化集装箱码头的特点 8

2.2.2全自动化集装箱码头的总体布局 9

2.2.3全自动化集装箱码头的装卸工艺 10

2.2.4存在的问题 13

第3章 传统集装箱码头和全自动化集装箱码头的投资效益分析 14

3.1码头规模确定 14

3.2投资估算 14

3.2.1基础数据 14

3.2.2营业收入计算 17

3.2.3经营成本计算 19

3.2.4流动资金估算 20

3.2.5税金 20

3.2.6折旧 22

3.2.7摊销费 22

3.2.8主要财务指标计算 22

3.3投资效益及敏感性分析 24

第4章 传统集装箱码头和全自动化集装箱码头的投入产出评价 27

4.1投入产出评价模型选择 27

4.2投入产出评价模型构建 28

4.2.1投入产出表结构 28

4.2.2相关系数 30

4.3.3码头建设国民经济直接效益 31

4.3.4码头建设国民经济间接效益 32

4.3模型计算及结果评价分析 34

4.3.1直接贡献与间接贡献计算系数表 34

4.3.2传统集装箱码头对国民经济的直接贡献 34

4.3.3全自动化集装箱码头对国民经济的直接贡献 34

4.3.4传统集装箱码头对国民经济的间接贡献 39

4.3.5全自动化集装箱码头对国民经济的间接贡献 39

4.4传统集装箱码头与全自动化集装箱码头投入产出综合分析 40

第5章 研究结论与展望 41

5.1研究结论 41

5.2展望 41

参考文献 42

附 录 43

致 谢 54

第1章 绪论

1.1研究背景与意义

码头和自动化的关系在当今世界计算机技术迅猛进步的背景下越来越紧密。自从1993年荷兰鹿特丹港成功建设全自动化集装箱码头——ECT码头，并在达产运营中实现低碳、低能耗和高效率，德国紧接着于2002年在汉堡建成CTA全自动化集装箱码头。世界把眼光聚焦在全自动化集装箱码头。但由于全自动化集装箱码头造价昂贵、人机磨合问题尚未解决等，所以一些码头仅建设半自动化码头，如英国伦敦的Thamesport码头仅堆场实现自动化^[1]。

我国自动化集装箱码头建设处于起步阶段，2014年，国内第一个全自动化集装箱码头在厦门港落户。随着我国经济的快速发展，对环保的要求越来越高，经济的高速发展为我国建设全自动化集装箱码头提供了坚实的基础，目前我国自主研发建造的全自动化集装箱码头已走在世界先列。

随着科技进步，大数据和云计算时代到来，港口作为多种运输方式交汇的枢纽，庞大的信息也汇聚于此，高度信息化对港口无疑是很重要的，建造一个蕴含全球领先技术的全自动化集装箱码头更是成为国家综合实力的一种象征。随着“一带一路”尤其是21世纪海上丝绸之路政策的发布，国家发展力度主要落实在港口，国内集装箱码头也迎来了前所未有的发展高潮。

但是众所周知，建设全自动化集装箱码头前期投入巨大。计算机新技术的应用，控制系统及管理系统的开发，新型码头设备等的运用等都比建设传统码头投资大，且不同区域之间具体情况不同，有些地方如非洲缺乏经济及技术环境的支持，目前并不适合建设全自动化集装箱码头^[2]。而在有些较发达区域随着AGV小车等高新设备的投入使用，港口装卸效率不断提高，码头用工需求减少，全自动集装箱码头可24小时运转，堆场甚至不再需要照明系统，全自动集装箱码头显现出了传统集装箱码头所不具备的优势。

这就提出了一个问题：究竟是建设全自动化集装箱码头好还是建设传统集装箱码头好？

集装箱码头投资大、沉没成本高、产业链长，不能片面以吞吐量和运营规模作为评价的唯一指标。片面地追求吞吐量和运营规模，不考虑附加因素，如环境影响等，会导致评价不够准确，难以反映集装箱码头的综合竞争实力。

本文力图从企业投资运营经济性和国民经济评价方面，运用投入产出对比研究方法求索建设全自动化集装箱码头的决策问题，为港口建设部门是否投入建设全自动化集装箱码头提供重要的理论支持和参考依据。

1.2国内外相关研究综述

评价港口效益很关键的两点是评价指标的选取和评价模型的选取。

考虑数据的可得性，许多学者选取泊位长度、泊位数量、货物吞吐量等易得量作为指标。

王爱虎和吴文玲选取泊位长度和泊位数量作为投入指标，货物吞吐量和集装箱吞吐量作为产出指标。采用三阶段DEA模型对2010~2014年珠江三角洲地区的9个市港口进行投入产出分析，得出结果珠三角地区港口综合效率不高，规模效应达不到标准^[3]。

郭秀娟构建包含港口产业独立部门的投入产出表，采用GDP、税收、劳动报酬和就业率作为测算指标，建立了直接贡献测算模型、间接贡献测算模型和诱发贡献测算模型，较为全面合理地分析了港口在国民经济中的地位^[4]。

段朝辉和宋炳良运用信息熵和数据包络的组合评价方法，根据DEA选取指标的要求，选取包括岸线长度、堆场面积、桥吊数量、轮胎吊数量、从业人数和能源消耗量的指标，对上海集装箱码头生产效率进行评价，认为上海集装箱码头的生产效率目前处于较高水平^[5]。

钟祖昌采用改进过的三阶段DEA模型分析2008年和2009年我国14家港口的经营效率，得出要正确评价，需要控制外部环境变量和随机变量，防止产生干扰，否则会低估港口效率，及主要以集装箱码头的产出作为考察指标，而较少考虑投入产出效益，不够全面^[6]。

陈春芳和宗蓓华针对设施、设备等投入因素，采用SFA方法分析了上海港公用集装箱码头经营效率，产出变量设置为集装箱吞吐量，投入变量设置为泊位长度、堆场面积、集装箱桥吊和堆场轮胎吊的数目。认为上海港经营效率逐年递增，进步率对其产出增长的贡献较大^[7]。

Cullinane K和Wang T F(2006)和Teng-Fei W和Dong-Wook S(2003)等对世界最大规模的25家码头分别运用数据包络分析(Date Envelope Analysis )DEA方法和SFA方法进行生产率的度量，发现两种结果之间有较强的相关性^[8][9]。

曹国钧以专家打分机制为依据，建立了综合评价项目经济可行性的非线性规划NPL模型，并提出投资项目综合评价的分批模型，解决了多个投资项目的各个评价指标的理想权数的确定问题^[10]。

杨光把港口经济指标分为港口运营、经济活力和产业链上游发展状况三类共7个小指标，采用2008年中国港口综合竞争力指数排行前25的港口的2009年的经济数据为样本，进行因子分析，得出港口各指标具有高度的主成分共性，适合作为港口综合评价的指标^[11]。

郭钧总结了现有的港口综合评价体系，通过分析确定了13项指标，并认为港口发展综合指标是同向的，因此提出把指标数据无量纲化（规范化、标准化和归一化），运用模糊评价方法，将指标分为5级，对应五档的标准及分值，建立指标模糊评价标准集^[12]。

邱启亮采用生产法构建随即前沿分析模型（Stochastic Frontier Analysis,SFA），为满足SFA模型多投入-单产出的要求，以劳动投入变量和资本投入变量为投入指标，以集装箱吞吐量产出变量为产出指标^[13]。

刘玲玲采用神经网络模型，选取泊位长度、堆场面积、场桥数量、桥吊数量及吃水深度为输入指标，集装箱吞吐量及集装箱吞吐量增长率作为输出指标，把2007年青岛前湾集装箱码头有限公司等10个集装箱码头公司的数据放入matlab6.5的BP神经网中进行学习，作为训练标准值，把2008年港口指标数据再次输入，按照2007年的训练结果计算，得到2008年该10个港口的技术效率评价结果^[14]。

一些学者利用投入产出表对对象的投入产出进行研究。

宋敏等通过改造海港投入产出表，把港口业务分门别类，研究港口对直接腹地的前向乘数效应、消费乘数效应和后向乘数效应，从而得出港口对直接腹地的经济贡献 ^[15]。

刘起运把一般引入直接消耗矩阵分析投入产出表的数据改为引入分配系数矩阵，创建投入产出对称数学模型，从另一个角度探究投入产出表，充分使用投入产出表的数据，扩大研究面与应用面，为国民经济分析提供了一个新的角度^[16]。

王利彬等使用投入产出理论，建立投入产出模型，对运输业的效果进行分析，通过计算运输业的前向波及作用、后向波及作用和由于前向波及作用和后向波及作用增加投入的产业所产生的GVP增值来描述运输业对国民经济的贡献^[17]。

目前，国内外对码头效率测度都是针对某个区域港口或指定港口进行经营效率的测定，很少有对全自动集装箱和传统集装箱码头经营效益对比分析。

1.3研究主要内容及技术路线

本文在分析全自动集装箱码头和传统集装箱码头的特点、总体布局、装卸工艺、存在的问题等的基础上，探究在相同规模条件下建设传统集装箱码头和全自动化集装箱码头的投资和效益，从企业投资运营经济性和国民经济评价方面，运用投入产出对比研究方法求索建设全自动化集装箱码头的决策问题。技术路线如图1.1。

图1.1 技术路线图

第2章 传统集装箱码头与全自动化集装箱码头现状分析

2.1传统集装箱码头现状分析

2.1.1传统集装箱码头特点

相对于全自动化集装箱码头来说，传统集装箱码头最大的特点就是自动化水平不高，大量依赖人工操作。对传统集装箱码头的特点进行分析总结，大致可分为以下几点。

第一，依赖人工操作。传统码头多配备单小车岸桥，码头前沿岸桥需要人工操作起吊集装箱。岸桥与堆场之间的水平运输由集卡或跨运车完成，运输工具需要人工驾驶。堆场主要使用轮胎吊（RTG）或轨道吊(RMG)，需要驾驶员在设备的驾驶室内进行操作。大量的人工操作模式导致高昂的人力成本。

第二，没有大数据及高度有效的信息系统的支持。在大量集装箱进港与出港的情况下，依靠人工经验安排集装箱的堆场计划效率低下。对于出口集装箱，受制于后续船舶的配积载的变化，堆场计划实施困难，比如，由于无法预知出口集装箱的具体贝位，只能粗略地按照同船集装箱放一起的原则安排堆场计划，一旦人工做出堆场计划，很难进行修改或者说无法实时进行修改。进口集装箱的情况类似，即使已经得知进口集装箱船的积载图，但仍无法预知后续客户提箱信息等，堆场计划仍是不够完善。

第三，堆场不封闭，收、取箱地点不固定。在收箱时，集卡从岸桥下方接取集装箱，或从场外获得集装箱，直接运进堆场，行驶至轮胎吊附近。取箱时，集卡服从命令，行驶到轮胎吊取完箱的箱位取箱。堆场的收箱、取箱的地点不固定，根据轮胎吊的作业地点改变，集卡进入堆场配合轮胎吊收、取箱。

第四，投资相对较低。相比全自动化集装箱码头，传统集装箱码头的初期投入相对较低，不需要购入大量自动化设备，前期配备大量的人工和足够的传统装卸设备即可。

2.1.2传统集装箱码头的总体布局

集装箱码头的布局与码头地理位置、港口水文、气象条件、港口陆域面积、码头陆域自然地形、港口预估的吞吐量等有关 ，因地制宜，所以各地集装箱码头的布局结构多有不同。

传统集装箱码头，码头前沿作业宽度普遍为60-70m，堆场一般平行于码头布置，一般设置7~8条RTG或RMG箱区；辅助设施包括拆装箱区、设备维修区、拆洗箱区、交界区、办公楼、空箱PTI区、变电所及危险品区等。根据码头水深条件，集装箱码头又有栈桥式（如北仑港）和满堂式（如天津港）。传统集装箱码头的常规布局如图2.1所示。

图2.1 传统集装箱码头常规布置

2.1.3传统集装箱码头的装卸工艺

传统集装箱码头的装卸工艺大致可分为三类：岸桥-拖挂车、岸桥-流动机械、岸桥-拖挂车-场桥^[18]。集装箱码头发展前期普遍使用20英尺、40英尺单小车岸桥，随着技术的发展、船舶大型化的发展、船舶运输量的快速增加，逐渐使用双40英尺单小车岸桥、双小车岸桥，特别是双40英尺双小车岸桥，装卸速度大大提升。在岸桥方面，除是否由人工在机械上操作，即是否使用远程操控技术，传统码头与全自动化码头区别不大。区分传统集装箱码头和全自动化集装箱码头装卸工艺的是水平运输机械和堆场机械。

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