摘 要

随着经济全球化的推进，世界各国间的贸易往来也日益深入。在贸易品的运输过程中，港口是非常重要的交通运输节点，是进行商品贸易所不可缺少的重要设施。随着改革开放政策以及多项针对性政策的具体实施，青岛作为14个沿海对外开放城市之一，从毫不起眼的支线小港发展成为世界第七大集装箱港口，实现了吞吐量从2000万吨到如今5亿吨的飞速崛起。青岛港能够在短短几年里取得如此大的进步，除了与全球港口的经济形势变化、政策扶持有关，还得益于其自身的发展模式。因此对青岛港建立系统动力学模型进行系统性研究，是比较有现实意义的。

本文运用系运用统动力学的原理，借助仿真软件Vensim，建立青岛港的系统动力学仿真模型，在预测青岛港今后的经济发展状况的同时，研究政策变动对青岛港经济发展的影响，并提出相应的发展对策，为青岛港的后续发展方向提供一定参考。

研究结果表明：系统动力学模型的预测数据与真实值的相对误差很小，拟合情况较好，与实际情况较为吻合。预测结果表示，青岛港在未来的十年中具有较好的发展前景，发展势头迅猛。加强政府调控，非常有利于青岛港的发展。

关键词：港口经济；系统动力学；青岛港

Abstract

With the advancement of economic globalization, trade between the world has greatly deepened. In the trade process, the port is not only a very important transportation channel, but also an indispensable important transportation facility for commodity trade. With the implementation of the reform and opening-up policy and many targeted policies, Qingdao, as one of the 14 coastal open cities, has developed from an insignificant branch port to the seventh largest container port in the world, achieving a rapid rise in throughput from 20 million tons to 500 million tons today. Qingdao Port can make such great progress in just a few years, which is not only related to the changes of the global port economic situation and policy support, but also benefit from its own development model. Therefore, a systematic study of Qingdao Port is of practical significance.

Using the principle of system dynamics and the software Vensim of system dynamics simulation, this paper mainly studies how to use the data of Qingdao Port to establish the corresponding system dynamics simulation model. At the same time, it analyses the development status of Qingdao Port, forecasts the future development of Qingdao Port, and provides some ideas for the future development direction of Qingdao Port.

The results show that the relative error between the data of the system dynamics model and the real value is very small, and the fitting situation is good, which is in good agreement with the actual situation. The forecasting results show that Qingdao Port has good prospects for development in the next ten years, with a rapid development momentum. Strengthening government regulation is very helpful to the development of Qingdao Port.

Keywords: Port economy; System dynamics; Qingdao Port

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.3.1 国外研究现状 2

1.3.2 国内研究现状 2

1.4 研究内容和技术路线 3

第2章 青岛港概述 5

2.1 青岛港自然地理条件 5

2.2 青岛港运输能力及发展政策 7

2.3 青岛港经济发展状况 8

第3章 青岛港经济发展系统动力学建模 9

3.1 系统动力学简介 9

3.2 青岛港经济发展影响因素及因果关系分析 9

3.3 主要变量数值的确定 12

3.4 主要参数的计算 14

3.5 模型的构建 16

3.6 模型的校验 18

第4章 基于模型的青岛港经济发展预测 22

4.1 青岛港的发展预测 22

4.2 政策调整对青岛港发展的影响 23

4.3 青岛港发展对策建议 26

第5章 结论与展望 27

5.1结论 28

5.2展望 28

参考文献 28

致 谢 31

第1章 绪论

1.1 研究背景

世界上的经济发达地区，绝大多都是与港口相关的。港口是进行水路运输的关键节点，也是水陆联运的咽喉，港口在我国乃至全世界，一直占据着非同寻常的地位。回溯改革开放四十周年来的中国港口发展史，从1978年全国港口的吞吐量只有2.8亿吨，再到2017年，全国港口货物吞吐量共计14007亿吨，集装箱的发展也日益蓬勃，实现了中国港口阶跃式的发展。

尤其是在近几年来，在经济全球化热潮的推动下，科学技术进步，信息流通愈发快速，世界各国的联系愈发增多，全球贸易进一步扩大，从世界大势来看，各国商业贸易的互融互通只会愈演愈烈。由此，适合运输大量货物且成本低廉的水路运输，渐渐发挥出其应有的作用，各个港口也加强了自身建设。港口经济系统能够拉动临港工业发展，拉动地区经济增长，增加就业机会，创造就业条件等。同时，影响港口发展的因素也是多种多样的，比如人口，环境，经济，吞吐量等，而这些因素之间又存在着影响，使得港口的发展始终处于变动状态。那么，港口系统内部各因素的变动程度大小以及未来如何变动就会影响到周边企业乃至这个地区的发展。

2011年发布的《山东半岛蓝色经济区规划》中明确指出，要打造以青岛市为中心的国家型海洋科研基地，无疑为青岛市和青岛港的发展带来机遇。要研究一个港口的发展现状，首先要明确港口系统的主要影响因素是什么，再分析影响因素之间的关系，最后用查找到的数据对青岛港未来经济发展走向进行预测估计。

1.2 研究意义

青岛港作为我国北部的第二大港口，“环湾保护，拥湾发展”城市战略的实行为青岛港创造了巨大的发展前景，同时青岛港还完成了四大港区的具体规划，并一步步按照规划内容发展。在此基础下青岛港奋起直追，一次又一次超越自我，更是于最近几年内一举跃至全球第七大集装箱港口，业务扩展至四大港区。巨大的发展变化仅仅只用了几十年，如今青岛港可提供的服务包括装卸，仓储，融资和相应的物流服务，此外，青岛港还提国际客运服务和清关服务。青岛港的发展越来越深地影响着周边的产业以及邻近港口，青岛港的业务综合起来也为青岛市做出卓著的贡献。

本文研究目的在于如何将系统动力学理论与青岛港发展现状将结合，建立相对应的青岛港仿真模型，根据模型和调查数据对比，分析青岛港的近十年的经济状况，并对影响因素做出适当的改变，以预测改变后的青岛港主要指标变化情况，提出相对应的发展对策。根据模型得出的结论，或可部分成为决策者的理论支持，为青岛港今后的发展路线提供一点思路。

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

据文献资料，1934年德国学者高兹率先发表了《海港区位论》一文，该文章旨在研究如何使得建设海港才能达到港口发展最优化，经济结构最优化，开启了海港区位选择以及其经济影响的研究的新篇章。美国学者于1953年，发表了第一篇关于港口发展的论文，1964年Pearson开始了对港城经济发展的正式研究。美国海事管理局于20世纪80年代发布指南，用以辅助各个港口进行发展状况研究，在指南的指导下，Yochum^[14]将港口经济活动分成直接经济活动，诱发性经济活动和间接经济活动。此后，国外开始有不少学者涉足此方面的研究，这一板块发展迅速，美国海事管理局还研发出一系列港口发展模型，不过，这些模型绝大多数是建立在片面的静态模型，仅考虑了港口发展众多影响因素中的一个或者小部分因素，这也是当时研究的局限所在。

后来有学者提出港口的研究应该依附其所在的城市区域，系统理论表示，港口经济发展的研究也依赖于系统的建立。系统内部无数个相互联系的因子按照某种特定的方式相互组合成复杂、多层次系统。这一理论的提出为研究港口发展做出铺垫。Fahmi等人使用线性方法，对城市进行动力学的评价，为国外学者的动力学研究提供了思路，也使得对港口发展的分析方法不仅仅停留在静态模型，转而上升至动态模型阶段。

有学者于2014年提出利用博弈论和古诺模型^[6]，从港口竞争的角度来剖析中国港口专业化的形成机制和经济影响，从一个新颖的角度来解释港口发展过程中，竞争带来的影响，提出如果存在明确的市场因素使得港口实现专业化，那么政府干预和调控则不是必须的观点。随后Soraya Hidalgo于2017年提出，将博弈论和港口工业组织战略互动的方法运用到港口发展分析上，他指出此方法可以适用于更加复杂的高层次的港口系统。

从上述梳理可以看出，外国学者很早就开始了对港口发展和港口经济的研究，并且使用了不同的方法，从单纯的静态经济学方法，发展到后来的动态方法，正是他们的努力使得对港口的研究逐步深化。

1.3.2 国内研究现状

20世纪80年代，随着改革开放推进，我国港口业正处于风口处，前景一片光明。这个时候涌现出一大批学者，投身于港口经济发展的深度探究中。之后，有人提出了港城整体化发展的基础理论，认为将港口和城市看成一个整体，更有助于分析港口发展状况。并认为港口与城市之间存在多种联系，每种联系都可能对港口的发展和城市的发展起到影响作用。这种观点非常接近如今的系统动力学观点。在此基础上，又有学者提出“港口发展是城市经济的保障”以及“港口经济对区域经济有一定影响”的观点。仅凭定性分析远远不够，定量分析的研究也必须融合进来。宋炳良等学者为定量定性研究相结合的分析提供理论依据，其文章中某些章节讲述了如何对港口经济评估，指出了具体的经济指标有哪些，并标注出了计算的方法，为后来的研究提供了理论支持，做出显著贡献。

2005年学者孔宪雷从系统论的角度出发，并结合系统科学、经济学等学科，把日照港作为系统中心，建立非线性演化模型，通过分析日照港系统的动态经济变化，给出了相对的优化路径。学者张鹏结合经济全球化的大势，提出厦门港与高雄港整合经济资源，共同发展的想法，进一步扩大了系统边界，扩张了港口系统的容量。采用SWOT分析法，分析两个港口的经济发展情况，并得出结论认为两港之间的合作共赢具有一定的可行性与必要性。

虽然我国对港口经济发展的研究比国外晚，所涉及的研究内容也比较少，但是近年来我国学者们在港口发展和港口经济分析问题的探索上，从未停止过步伐，有力推动了我国港口研究的深入。

1.4 研究内容和技术路线

本文意在使用系统动力学的理论，分析青岛港经济发展的情况，确认青岛港系统的边界，并根据边界将系统划分为几个模块，再寻找合适的参数和变量，构建系统动力学模型，并且进行历史性检验和灵敏度分析。为青岛港将来的发展提供理论支撑。内容具体分为五点：

（1）引论：即文献综述部分，主要交代了研究的背景和国内外研究状况，并且介绍了使用的建模方法和主要软件。

（2）青岛港的介绍：对青岛港整体情况进行概述，包括自然地理条件，青岛港的设备设施条件以及青岛港近年来的经济发展情况。

（3）参数分析与建立系统动力学模型：先划分青岛港系统动力学模型的边界，再将边界变量及其影响因素结合起来形成青岛港系统动力学模型，之后对主要参数的选取方法进行介绍，会运用到一些计量经济学的方法计算参数。

（4）模型结果分析和预测：先对模型进行历史性检验，若检验通过，则说明系统动力学模型可以进行预测青岛港未来的发展情况，随后进行灵敏度分析。

（5）青岛港发展的建议：建议是根据模型数据的结果提出的，具有一定的现实意义。

本文进行研究的技术路线如图1.1所示：

绪论

青岛港现状概述

模型主要参数的确定

青岛港现状概述

基于Vensim软件的系统动力学模型构建

青岛港的发展对策

结论和展望

图1.1 技术路线图

第2章 青岛港概述

2.1 青岛港自然地理条件

1892年青岛港正式成立，青岛港地处我国山东半岛南岸的胶州湾处，毗邻黄海，交通十分方便，胶济线、胶济铁路、胶黄铁路等运输路线为各个码头提供直接的服务，为货物运输装卸等路上业务提供了非常便捷的条件。青岛年平均气温12.4℃，年平均降水量685.4mm，每年的6月至9月，是降水的高频期。由于青岛沿海，外海波浪的侵袭不可避免，沿岸风浪产生的频率趋近于百分之百，夏季风浪发生频率达89%。得益于浑然天成的常年不淤不冻的优异地理条件，加上国家和地区政策的扶持，青岛港已经晋升成为中国第三大外贸港口，青岛港分为四个港区，分别是：大港港区、黄岛油港区、前湾新港区和董家口港区。

大港港区平均海平面2.42米，平均潮差2.78米，建立之初主要负责钢材，钢铝等大宗货物的装卸业务。由于其设备落后，装卸效率低下，因此必须进行转型。为了更好地配合“一带一路”和蓝色经济战略，青岛市政府决计将大港港区建成国际邮轮港，主要提供邮轮旅游服务，着重打造6号码头，6号码头的周边设施将与青岛市高度结合，建设功能齐全的全新大港区，其功能分布如图2所示，

图2.1 大港区分布图

前湾新港区平均海平面2.46米，平均潮差2.77米，是我国内陆最大的集装箱中转和冷藏箱进出口港口，承担了青岛港百分之八十的吞吐量，由于前几年青岛港港口西移和货种转移，如今前湾新港区的业务主要以煤炭矿石和集装箱为主，前湾港港区的地理位置如图2.2所示^[32]。

图2.2 前湾新港港区布局图

黄岛港区平均海平面2.46米，平均潮差2.77米，是中国最大的原油中转基地，其主要业务就是运输中转和存储原油，黄岛港区还负责化工产品的运输，黄岛港区的建立也使得青岛港各个港口的结构和分工更加清晰明确。

图2.3 黄岛油港区布局图

董家口港区平均海平面2.42米，平均潮差2.40米，是我国大力打造的大宗干散货集散运转基地和重要的能源储运基地，也是蓝色经济区发展战略的重要实施地，主要负责大宗散货，化工产品和杂货运输，根据青岛市的规划，青岛港欲改变港口布局，其中，将董家口港区作为南翼发展，并努力向着大型综合性深水港区迈进。

图2.4 董家口港区布局图

四大港区基本涵盖了集装箱装卸，油品、煤炭、干散货、粮食等大宗货物的装卸、中转、仓储、包装等物流方面的服务和国际客运等业务，各司其职，共同推动青岛港发展。

2.2 青岛港运输能力及发展政策

据悉，到2014年为止，青岛港已经和上世界180多个国家和地区建立了贸易关系，在全球开辟了众多航线。目前青岛港拥有22万平方米、194.9万立方米生产仓库和610.8万平方米的堆场，拥有各型装卸机器1140台，连续多年，青岛港的集装箱装卸效率位列全国首位。2017年，货物吞吐量达到5.1亿吨，其中集装箱吞吐量突破1831万标准箱，同比升高1.03%。

其中，大港港区目前已经建成31个生产性泊位，8座码头，泊位总长6177m，其中万吨级以上的泊位20个，年设计通过能力共1372万t。码头负责件杂货和干散货的装卸。其中1号码头和8号码头为五万吨级集装箱码头。由于大港港区目前还在改造中，根据改造项目计划，将把6号码头改造成专门的邮轮旅游码头，大港区拥有可停泊世界最大22.7万吨级邮轮的专用码头和邮轮运输中心，吸引了皇家加勒比、地中海等世界级邮轮公司接踵入驻青岛港，其他码头也在重建中。

前湾港新港区目前拥有泊位72个，码头15座，万吨级以上的泊位32个，可以停泊5万~30万吨级船舶，泊位总长7466m，年设计通过能力8910万t，并且拥有可停泊目前世界上最大2.1万TEU集装箱船舶的集装箱码头，与之配套的2个世界上最先进的集装箱全自动化泊位已投入生产建设中。

董家口港区预计建造112个泊位，总吞吐量约3.7亿吨，年设计通过能力1.2亿吨，是青岛市着重发展的港区。董家口港区拥有世界上最大的40万吨级铁矿石码头和45万吨级原油码头，3个20万吨级的转水散货泊位，还拥有山东海事局管辖区内的首座LNG码头，发展实力不容小觑。