我國沿海液體化學品船隊的發(fā)展規(guī)劃研究-以上海某化學品運輸公司為例

上海海事大學碩士學位論文我國沿海液體化學品船隊的發(fā)展規(guī)劃研究——以上海某化學品運輸公司為例PAGE3摘要隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，中國化學品需求呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。目前中國的絕大部分化學品都需要進口，只有少量的產(chǎn)出和出口?；瘜W品主要有石油化工、煤炭化工等，由于我國化學品需求量大，在大量進口的情況下，我國也提出擴大本國的化工產(chǎn)業(yè)，因此許多地方都建立了化工品煉廠來滿足本地的需求，需求之余剩下的產(chǎn)出均通過內(nèi)貿(mào)運輸?shù)饺珖鞯?，給我國內(nèi)貿(mào)運輸化學品船隊的發(fā)展帶來了良好的發(fā)展契機。同時，各化學品運輸公司認識到合理進行船隊規(guī)劃、提高船隊綜合實力、保持競爭優(yōu)勢的重要性，因而有必要對如何發(fā)展船隊、船隊的合理構成等進行研究和探討。本文的主要目的是通過理論研究為我國沿?；瘜W品運輸公司船隊發(fā)展規(guī)劃的實際運作提供一定參考依據(jù)。本文首先回顧前人在船隊規(guī)劃方面的理論和實際應用的研究成果，在對此總結(jié)分析的基礎上，根據(jù)我國化學品運輸企業(yè)的發(fā)展狀況提出本文的研究對象，即處于規(guī)模擴張時期的我國化學品運輸公司的沿海運輸船隊。第二章簡要介紹了化學品的種類和貿(mào)易流向以及全球化學品運輸?shù)默F(xiàn)狀。第三章從我國化學品運輸市場的需求著手分析，對我國沿?；瘜W品運輸量進行合理預測并總結(jié)出我國沿?；瘜W品運輸主要航線，為后兩章的規(guī)劃模型提供數(shù)據(jù)。本文核心內(nèi)容是建立數(shù)學模型來研究船隊逐年發(fā)展策略問題。該部分以一定的假設為前提，以采用購買新船和租船來擴大船隊規(guī)模的我國化學品運輸公司沿海船隊為研究對象，以規(guī)劃期內(nèi)成本最小為優(yōu)化目標建立動態(tài)規(guī)劃模型，通過模型的求解得出最優(yōu)的發(fā)展策略，即每年購買新船、租用二手船的具體策略；然后將模型應用到實際的航運公司中，通過Matlab編程求解得出規(guī)劃期內(nèi)船隊發(fā)展的最優(yōu)策略。關鍵詞：化學品，運輸，船隊規(guī)劃，動態(tài)規(guī)劃

ABSTRACTWiththecontinuousgrowthofthenationaleconomy,China'sdemandofchemicalincreasesdramatically.Currently,inChina,mostdemandsofchemicalsneedtobeimported,onlyasmallamountofexportandoutput.Chemicalsaremainlypetroleumchemicalindustry,coalchemicalindustryandsoon.Duetothegreatdemandforimports,ourcountryneedtoexpandchemicalindustry,manyplaceshavesetuptheirownchemicalrefinerytomeetthedemandoflocal,therestoftheoutputwillbetransportedtootherareasbydomestictradeinthecountry.Itbroughtgooddevelopmentopportunitiestothedevelopmentofinternaltransportchemicalsfleet.Ontheotherhand,thechemicaltransportationcorporationsrealizedtheimportanceofproperlyplanningtheirshipfleet,enhancingthegeneralpowerandmaintainingcompetitiveness.Basedonthisawareness,it'snecessarytohavearesearchonhowtodevelopfleetsandhowtoappropriatelyconstructfleets.TheaimofthisdissertationistoprovidesomevaluablereferencesfortheoperationofthedevelopmentplanningofthefleetsofChina'scoastalchemicaltransportationcorporationsinthelightofthetheoreticalresearches.First,thisdissertationhasalookbackatthetheoreticalandpracticalapplicationofresearchesonfleetplanning.OnthebasisofthisandbytakingintoaccountthedevelopmentofChina'scoastalchemicaltransportationenterprises,theauthorwillputforwardresearchingobjectofthedissertation,thatis,thepathsofenlargingChina'sfleetsintheperiodofdevelopmentcanbepurchasingnewshipsorsecond-handshipsandrentingships.Thesecondchapterbrieflyintroducesthetypesandtradeflowsofchemicalsandchemicaltransportationsituation.Thethirdchapteranalysisandforcastourcountry’schemicaltransportationmarketdemand,summarizeChina'scoastalchemicalstransportroutes,providesthedatatoprogrammingmodeloptimizationinthelatterchapters.Thecoreofthedissertationistoestablishamathematicalmodalinordertohaveresearchesonthestrategyofthefleet'sgrowthyearbyyear.AhypothesisbeingtheprerequisiteandtheobjectbeingChina'scoastalfleetswhichenlargetheirscalebypurchasingnewshipsandrentingships,thedissertationwillsetupadynamicprogrammingmodalsoastoachievethepurposeofminimizingthecostwithintheperiodofplanning.Byworkingoutasolutiontothemodal,abestdevelopmentstrategyoradetailedstrategyforannualshippurchaseandrentwillbeputforward.Finallyanexampleofhowtocalculatethemodalwillbelisted,thenthebeststrategyofthefleet'sdevelopmentwithintheperiodofplanningwillbearrivedat.LeiYushun(TransportationPlanning&Management)DirectedbyProfessorZhaoGangKEYWORDS:chemical,transport,fleetplanning,dynamicprogramming目錄摘要 IABSTRACT II目錄 i第一章緒論 11.1研究的背景 11.2研究的目的與意義 21.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.3.1船隊規(guī)劃研究方法 31.3.2文獻回顧 41.3.3分析總結(jié) 71.4研究內(nèi)容與技術路線 81.4.1研究內(nèi)容 81.4.2技術路線 8第二章液體化學品及液體化學品船隊概述 102.1液體化學品綜述 102.1.1概念 102.1.2貨種、性質(zhì)及主要貿(mào)易流向 112.2液體化學品船隊 132.2.1化學品船型分類 132.2.2化學品船型的發(fā)展 142.3國內(nèi)外液體化學品船市場發(fā)展概況 152.3.1經(jīng)營化學品運輸?shù)闹饕瑬| 152.3.2世界化學品貿(mào)易回顧與展望 162.3.3化學品船隊狀況 17第三章我國液體化學品水路運輸市場需求預測 223.1我國液體化學品市場供求現(xiàn)狀分析 223.1.1我國化學品需求與產(chǎn)能現(xiàn)狀 223.1.2我國化學品物流現(xiàn)狀 253.1.3我國主要的化學品生產(chǎn)企業(yè) 273.1.4我國化學品進出口貿(mào)易現(xiàn)狀 273.1.5我國液體化學品市場供求特點分析 283.2我國現(xiàn)有內(nèi)貿(mào)水運供需狀況及運量預測 293.2.1我國現(xiàn)有內(nèi)貿(mào)運輸狀況 293.2.2我國液體化學品水運供給現(xiàn)狀 313.2.3我國液體化學品沿海運輸運量預測 343.3我國液體化學品船隊的發(fā)展趨勢及發(fā)展機遇 34第四章我國沿海液體化學品船隊規(guī)劃方法研究 374.1船隊規(guī)劃 374.1.1合理的船隊結(jié)構 384.1.2合理的船隊規(guī)模 384.1.3擴大船隊規(guī)模的途徑 404.2規(guī)劃方法選擇 414.3動態(tài)規(guī)劃方法 424.3.1動態(tài)規(guī)劃的基本概念 424.3.2動態(tài)規(guī)劃的基本思想及其順序方程 444.4沿海液體化學品船隊模型的建立 454.2.1問題的假定 454.2.2數(shù)學模型及算法 46第五章液體化學品船隊規(guī)劃模型應用實例 525.1上海某化學品船隊現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃 525.2參數(shù)確定 535.2.1規(guī)劃期 535.2.2年運量 535.2.3各型化學品船的單船營運費用 545.2.4每年的航線最佳配船 555.2.5新船價格 565.2.6各型化學品船的年租船費用支出 575.2.7其他一些參數(shù)的確定 585.3船隊發(fā)展策略與結(jié)果分析 58第六章結(jié)論 60致謝 61參考文獻 62附錄 65第一章緒論1.1研究的背景液體化學品運輸是一種具有高危險性和高附加值的特殊商品運輸，也是我國整個經(jīng)濟貿(mào)易和運輸?shù)闹匾M成部分。隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國液體化學品需求增長強勁，根據(jù)Drewry資料統(tǒng)計我國的液體化學品進口量從2004年的1554.4萬噸增長到2007年的1882.6萬噸，到2008年9月進口量也已經(jīng)達到1477.7萬噸；而出口量上升趨勢更加明顯，從2004年的67.6萬噸飛速增長到2007年292.9萬噸，到2008年9月末出口量已經(jīng)達到316.1萬噸，現(xiàn)在已基本形成了國內(nèi)生產(chǎn)與國外進口兩大供給形式互為補充的市場格局，為我國液體化學品運輸市場提供了非常好的發(fā)展機會。2003年以來，無論從規(guī)模上看，還是從發(fā)展速度上看，我國化學品船一直呈穩(wěn)步上升態(tài)勢。2001年增長率為7.8%；2005年為10.4%；2006年為9.2%；2007年為8.8%。據(jù)中國交通報資料統(tǒng)計：截至2009年底，我國沿?；瘜W品船共有213艘、58.4萬載重噸，比2008年增長14.1%；平均船齡為7.4年，比2008年下降了0.7年；平均噸位為2741載重噸，比2008年增加17.3％。其中2009年新建化學品船的平均噸位為5275載重噸，新增運力的平均噸位逐年遞增（2007年、2008年分別為3300載重噸和4777載重噸），大型化趨勢明顯。據(jù)Drewry統(tǒng)計，截至2010年1日，世界商船隊保有量為46650艘、98121.3萬載重噸，其中化學品船保有量為3792艘、7568.6萬載重噸，分別占世界商船隊的8.13%和7.71%。而我國化學品船隊占世界化學品船隊比例數(shù)量和載重噸分別為5.62%和0.77%，這說明雖然我國船隊保有量不多，但是就船舶噸位相比較而言我國船隊規(guī)模還遠遠落后于其他國家。目前這些液體化學品船隊為滿足我國液體化學品運輸需求發(fā)揮了積極的作用。但就總體而言，我國液體化學品運輸船隊仍處于比較初級的發(fā)展階段，與國外同行相比，存在較大的差距，具體體現(xiàn)在：化學品船運力供給的協(xié)調(diào)方面存在較大缺口；液體化學品船隊規(guī)模方面還存在較大不足；化學品水運企業(yè)管理水平與國際通行標準存在較大差距；液體化學品水運船員素質(zhì)和技術水平偏低等。因此，為使我國躋身航運大國前列，鼓勵和扶持國內(nèi)較大、較強的液體化學品運輸企業(yè)進一步發(fā)展，打造我國液體化學品現(xiàn)代化運輸船隊是非常重要的。1.2研究的目的與意義船舶是一種技術復雜、投資大、使用期長的運輸工具，從其設計、建造到投入營運需要經(jīng)過一個相當長的階段，而在眾多的船型當中，化學品船又是高技術、高附加值船舶，是國家重點開發(fā)的一類船舶。從第一艘由單底油船改建成開始，化學品船發(fā)展到現(xiàn)在己經(jīng)有50多年的歷史，在世界運輸船隊中已經(jīng)占有一定的比例，并且其船隊保有量仍然保持著較高的增長速度。化學品船是指裝運在37.8℃為了適應迅速變化的形勢發(fā)展對我國液體化學品市場的要求，根據(jù)液體化學品運輸?shù)奶攸c，需要選擇合理科學的論證方法，發(fā)展適合我國沿?；瘜W品運輸?shù)男滦痛牎＿@一系統(tǒng)的提出及應用，將會推動我國液體化學品運輸?shù)陌l(fā)展，并為企業(yè)的決策和發(fā)展提供可靠依據(jù)。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀船隊在營運與發(fā)展過程中，隨著時間的推移，必然會有舊船由于船舶技術狀態(tài)或者營運條件的改變而逐步被淘汰、報廢，從而退出服役，也必然會有新的船舶、新的船型補充進船隊，以保持船隊運輸生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展。由于現(xiàn)代船舶的造價高、投資使用期長，船舶的投資與更新自然成為公司的一項重大經(jīng)濟技術決策，因此必須根據(jù)可靠的市場需求預測進行論證分析。船隊的構成是否合理、規(guī)模是否恰當，是決定航運公司能否進入市場、能否創(chuàng)利、甚至能否繼續(xù)生存的一個關鍵因素。然而由于船舶的運行環(huán)境是復雜多變的，影響航運市場狀況的因素眾多，在這種情況下，單憑經(jīng)驗很難準確無誤地求出實際問題的最優(yōu)解，即使在計算機應用技術高度發(fā)展和普及的今天，科學地解決這一問題也并非易事，盡管如此，許多航運專家、學者仍不氣餒地做各種嘗試，對船隊規(guī)劃理論、實踐都進行了大量的研究，也獲得了許多成果。1.3.1船隊規(guī)劃研究方法目前，國內(nèi)外的航運企業(yè)經(jīng)常采用的船隊規(guī)劃方法主要有傳統(tǒng)方案法、船舶運行圖法和數(shù)學規(guī)劃法。傳統(tǒng)方案法簡便、易行，長期以來被航運企業(yè)廣泛采用，但這種方法受計算工作量的限制，當用于多航線多型船時，難以求得真實最優(yōu)解，其計算工作量的大小和結(jié)果的優(yōu)劣與計劃人員的經(jīng)驗密切相關；船舶運行圖法是以列表計算的方式進行船隊規(guī)劃，即通過一系列的表格計算，逐步得到一個航線配船的方案，使某個營運指標達到最優(yōu)，如船舶空駛里程最短。由于整個計算過程都是由手工完成，當變量較多如多條航線、多種船型的時候，難以求得最優(yōu)解，因此這種方法所能解決的問題規(guī)模仍然有限。以上介紹的兩種方法都是依靠管理者的個人經(jīng)驗和主觀判斷完成的，發(fā)展中國家包括中國在內(nèi)的航運企業(yè)較多采用。數(shù)學規(guī)劃方法是把所要解決的問題簡化為數(shù)學模型，按照特定的運算程序求出最優(yōu)解，在求解的過程中利用計算機輔助，提高計算速度，具有較高的可行性，發(fā)達國家多采用這種方法。隨著計算機應用的普及，我國也越來越多地采用數(shù)學規(guī)劃的方法來解決船隊規(guī)劃問題。目前用的數(shù)學規(guī)劃方法主要有線性規(guī)劃方法和動態(tài)規(guī)劃方法兩種。線性規(guī)劃作為運籌學的一個重要分支，其在理論上己趨于成熟。它簡單易懂，模型容易建立，在船隊規(guī)劃研究中運用比較普遍，特別是在計算機能處理成千上萬個約束條件和決策變量的線性規(guī)劃問題之后，線性規(guī)劃的適用領域更為廣泛。盡管線性規(guī)劃方法在船隊規(guī)劃研究中應用比較廣泛，而且比較成熟，但是線性規(guī)劃模型存在一個缺陷，就是算出的每年添置船舶的數(shù)量一般不為整數(shù)值，這種現(xiàn)象與工程實際要求存在差距，盡管可以人工處理將小數(shù)圓整為整數(shù)值，但這就會令人懷疑原來的最優(yōu)船隊規(guī)劃方案是否仍然保持最優(yōu)。即使建立使用混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，也只能得到一個較為滿意的局部最優(yōu)解。而使用動態(tài)規(guī)劃方法可以較好的解決這個問題。動態(tài)規(guī)劃是解決多階段決策過程最優(yōu)化的一種數(shù)學方法。與其他方法相比，它的優(yōu)點是：第一，可以把一個維最佳化問題變換為個一維最佳化問題，然后一一求解，這是經(jīng)典極值方法做不到的；第二，它能確定出絕對（全局）極大或極小，而不是相對（局部）的極值；第三，在動態(tài)規(guī)劃中可以要求某些或全部變量是整數(shù)，可大大簡化計算過程。由于這些優(yōu)點，動態(tài)規(guī)劃在船隊規(guī)劃中得到了廣泛的應用。使用最優(yōu)化方法，如線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃等，其研究問題的關鍵在于如何建立系統(tǒng)的數(shù)學模型并用解析法求解。然而對于復雜的特別是隨機因素的系統(tǒng)，很難用數(shù)學模型來描述，或者雖然建立了相應的數(shù)學模型也很難求解，特別是對于某些復雜的大型船隊系統(tǒng)，其活動具有隨機性、離散性的特征，影響因素也很多，而目前隨機系統(tǒng)優(yōu)化的理論和方法尚未成熟，因此此時仿真技術，特別是離散系統(tǒng)仿真技術便是非常有效的工具。此種方法主要是根據(jù)船隊運行的特點，運用離散事件系統(tǒng)仿真技術，建立船隊運行系統(tǒng)的邏輯模型和仿真模型，通過仿真運行，評價船隊配置方案的優(yōu)劣并修改方案，為正確決策提供依據(jù)，從而提高其經(jīng)濟效益和社會效益。1.3.2文獻回顧T.A.J.Nicholson和R.D.Pullen（1971）[1]用動態(tài)規(guī)劃方法來解決一個規(guī)模逐步縮小的船隊在10年內(nèi)的規(guī)劃問題，確定出售船舶的最佳方案，使公司累積的資產(chǎn)現(xiàn)值最大。模型首先確定出售船舶的優(yōu)先順序，再使用動態(tài)規(guī)劃來確定各年出售船舶的船型、數(shù)量及租入船舶數(shù)量。這一模型主要用來確定出售船舶的最佳方案、評估船舶出售方案，為管理者出售船舶時是否接受買主的投標提供決策依據(jù)。但該模型只考慮了計劃期內(nèi)船隊船舶的退役，而沒有考慮擴大船隊規(guī)模的情況，因此只適用于準備退出航運業(yè)或盡量減少自有船舶的大型船運公司。早在1969年美國JohnL.Everett等（1972）[2]針對美國散貨運輸船隊在未來10年的最佳構成做了系統(tǒng)研究。美國預計在十年間建造300艘船舶，要求這些船舶能在以后各年至少承運美國15%的大宗散貨對外貿(mào)易量，學者們從系統(tǒng)論觀點出發(fā)，構建了一個船隊規(guī)劃模型，比較全面地考慮了影響船舶營運的一些主要因素，如貨流、航次數(shù)、航行時間、船型參數(shù)、港口約束、投資回收率等，為大型船隊的投資決策提供了科學的指導。但此模型僅適用于新組建船隊的構成研究，對已有船隊的發(fā)展規(guī)劃幫助不大。荷蘭Ir.M.A.Wijsmuller等（1979）[3]也研究開發(fā)了一個針對一個現(xiàn)有船隊根據(jù)未來市場的預測結(jié)果進行船舶更新與貸款決策優(yōu)化的模型。模型追求的目標是在研究期內(nèi)各年營運利潤現(xiàn)值加上來自財務貸款決策的收入現(xiàn)值再減去各年營運所得稅現(xiàn)值，這三項代數(shù)和總凈現(xiàn)值最大。這個模型較好地處理了船舶更新與投資在時間上的動態(tài)關系，較全面地考慮了影響船隊發(fā)展規(guī)劃的一些主要因素，如貸款問題、船舶租賃問題等。但該模型形式復雜，且沒有考慮分航線的貨流預測和船舶配置問題。KrishanRana和R.G.Vickson（1991）[5]針對多船舶、多港口的航線配船，運用拉格朗日松弛及分析法來優(yōu)化航線，建立了混合整數(shù)非線性規(guī)劃模型。這模型理論上是成功的，但模型過于復雜，解法繁瑣，非專業(yè)人事不易掌握。A.N.Perakis和D.I.Jaramillo（1991）[6]指出了在提供可靠的貨物預測的情況下，已知的數(shù)學優(yōu)化方法如非線性、線性或整數(shù)規(guī)劃等是可以用來解決船隊規(guī)劃問題的，并嘗試將這些方法用于美國一家大型班輪航運公司的船隊配置上。S.C.Cho和A.N.Perakis（1994）[9]合作設計了船隊航線配船的線性和整數(shù)規(guī)劃模型，目標是在設置航線的時候，充分考慮在各航線上配置的船舶是否獲得最佳的運輸經(jīng)濟效益。在1997年，這兩位作者再度合作，找到了進行船隊規(guī)劃的一種比較理想的方法，并且列出特例，但沒有給出求解過程。B.J.Powell和A.N.Perakis（1997）[10]總結(jié)以前的船隊規(guī)劃研究，直接提出了一種新的見解，認為要綜合考慮各方面的因素，線性規(guī)劃和整數(shù)規(guī)劃的混合模型適合船隊規(guī)劃的研究，并且建立了新的模型，可惜這模型只停留在理論上的研究，只有理論模型，沒有解法和實際的算例，還有待于進一步研究。我國在船隊規(guī)劃方面做研究的學者也在不斷地努力，上世紀80年代末，謝新連，李樹范等（1989）[4]提出了一個船隊規(guī)劃線性模型，并介紹了它的使用情況。這一模型的主要優(yōu)點在于：在較短的時間內(nèi)，它可以利用線性規(guī)劃的單純形算法求出最優(yōu)解，且便于做各項參數(shù)改變對最優(yōu)解影響的敏感性分析。其缺點是算出的每年添置船的數(shù)量一般不為整數(shù)值。這種現(xiàn)象與工程實際要求有差距。特別是對于某些問題來說，將建船量人工圓整為整數(shù)值之后，原來的最優(yōu)航線配船方案是否仍然保持最優(yōu)已令人懷疑。這一點在個別情況下影響了該模型在生產(chǎn)實際中的應用。為此，該文獻同時給出了一個能夠求解出每年造（購）船量為整數(shù)的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型。并指出，當其中的模型變量個數(shù)較多時，在可以忍受的時間內(nèi)去求解全局最優(yōu)解是一件非常困難的事。一般只能求得一個較為滿意的局部最優(yōu)解，或稱次優(yōu)解。在解決具體問題時，可以將這兩個模型結(jié)合起來使用，通過對比計算結(jié)果求得一個滿意的方案。在上世紀90年代初，謝新連教授（1992）[7]又提出了用線性規(guī)劃與動態(tài)規(guī)劃相結(jié)合的算法來求解連續(xù)若干年間船隊最佳發(fā)展策略和最優(yōu)航線配船問題。他將問題分解成兩個優(yōu)化子問題：一是對給定船隊和運輸任務求解年度最優(yōu)航線配船計劃，這可以用線性規(guī)劃方法求解；二是求解各年度船隊發(fā)展的最優(yōu)策略，這可以用動態(tài)規(guī)劃方法求解。該模型不僅能求得研究期內(nèi)船隊發(fā)展的最佳策略，即每年每種船型的添置數(shù)量，而且能同時得到船隊在各航線上的最佳配船方案。但是該模型沒有考慮購買二手船和租用二手船的方案。紀卓尚、謝新連、李樹范（1993）[8]在上世紀90年代初，根據(jù)線性規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃模型對我國沿海油船進行了船隊規(guī)劃的優(yōu)化，并得出了上海油船船隊和廣州油船船隊的最佳發(fā)展規(guī)劃。張魯峰，張仁頤（2001）[12]也做過類似研究，他首先確定適合我國國情的最佳油輪船型，在此基礎上，利用單航線營運模型，將船隊規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃問題，并建立了線性模型。彭楚澾（2004）[18]在對我國原油進口量定量定性分析的基礎上，采用線性規(guī)劃法，研究了我國的原油進口運輸船隊的發(fā)展規(guī)模和結(jié)構，并在此基礎上，進行了多方案的敏感性分析，探討影響我國原油進口運輸船隊發(fā)展的主要因素。趙剛教授（2006）[26]在《國際航運管理》一書中運用線型規(guī)劃進行航線配船，列出模型，并給出了基本的解法并對結(jié)果進行敏感性分析。這個方法不僅可以確定運力和運量發(fā)生變化時對系統(tǒng)總成本的影響，而且還可以協(xié)助船公司進行有關決策。蘇紹娟（2008）[34]針對目前船隊規(guī)劃存在的不足（①沒有考慮船舶的技術經(jīng)濟指標隨船齡的變化；②在考慮市場不確定性因素時只對其作定性分析或敏感性分析而沒有將營運參數(shù)作為不確定性函數(shù)考慮），重點研究了基于不確定性的動態(tài)船隊規(guī)劃模型，同時考慮到不確定性規(guī)劃求解的復雜性，根據(jù)航運企業(yè)一定的滿意度將模型轉(zhuǎn)化為帶有模糊、隨機參數(shù)的機會約束數(shù)學模型并進一步轉(zhuǎn)化為它的清晰等價類再進行船隊規(guī)劃求解，使其數(shù)學模型符合航運市場的特點。楊秋平，謝新連，蘇晨（2009）[39]建立了以船隊總營運利潤最大化為目標函數(shù)的航線配船與船隊規(guī)劃數(shù)學模型，該模型將船隊短期調(diào)配使用與長期發(fā)展規(guī)劃結(jié)合起來統(tǒng)籌分析研究，利用線型規(guī)劃的單純形算法進行求解分析，并通過實例對模型和求解的有效性進行了驗證。在這些參考文獻中，關于船隊規(guī)劃研究工作的特點就是較多地應用數(shù)學方法和現(xiàn)代化技術，針對不同的情況，建立了各種各樣的數(shù)學模型，如線性規(guī)劃模型、整數(shù)規(guī)劃模型等，采用了不同的算法對船隊規(guī)劃進行分析研究；較為顯著的就是計算機的使用，一些研究工作者利用了計算機軟件對船隊規(guī)劃進行輔助研究，從而簡化了求解的過程，節(jié)省了計算時間。總的來說，這些作者研究的模型和嘗試開發(fā)的軟件，都為以后進行船隊規(guī)劃與管理工作提供了一個新的方向。1.3.3分析總結(jié)從船隊規(guī)劃研究工作的發(fā)展趨勢可以看出三種變化：一是使用的數(shù)學方法逐步系統(tǒng)化、實用化。開始研究的對象是單船和單船型船隊在單一航線上的運輸優(yōu)化問題，側(cè)重點是船型優(yōu)化，采用的數(shù)學方法也比較簡單。而后來研究的對象轉(zhuǎn)向具有多種類型船舶的船隊，側(cè)重點是船隊的最優(yōu)結(jié)構和規(guī)模，主要使用線性規(guī)劃方法。而到了近十幾年，研究的側(cè)重點是將研究推向?qū)嵱茫倪M模型和求解的有效性，因此在線性規(guī)劃的基礎上展開了動態(tài)規(guī)劃的研究，目的是得到更全面、更客觀、更可靠的優(yōu)化結(jié)果。二是研究的內(nèi)容逐漸擴大，研究的難度逐漸增加，由對大宗單一物資運輸?shù)难芯恐饾u向較為復雜的班輪運輸問題的研究。這些變化趨勢既反映了研究工作的不斷深入、進步，也反映了航運企業(yè)對船隊規(guī)劃管理的需求。三是隨著計算機的普及，越來越多的計算軟件的開發(fā)，使得模型的求解等大部分工作都可以用計算機編程很快運行出來。但是上面提到的研究成果的主要對象都是大宗物資運輸船隊，如干散貨船隊或者油輪船隊，尤以油輪船隊的規(guī)劃居多。主要的原因應該是：首先當時集裝箱船盡管已經(jīng)出現(xiàn)，但影響范圍還不是很大；其次干散貨或者油輪船隊的運量大，貨源比較穩(wěn)定、運輸時間比較長，對于這種運輸問題做優(yōu)化意義就特別大；另外，干散貨或油輪運輸方式比較簡單，一般情況下一個航次只掛靠一次裝船港和一次卸船港，中途不掛靠其他港口，而且貨物單一，考慮的因素比較少，建立模型也就相對簡單。而且這種運輸過程適用于程序化，可以利用計算機模擬運輸過程，尋求最優(yōu)方案。我國沿海化學品船隊初具規(guī)模，但是船舶較小噸位也不大。為了確保我國化學運輸安全和我滿足我國化學品運量的需求，我國的沿?；瘜W品運輸船隊急需多渠道、多方式地擴大規(guī)模。前人的研究主要側(cè)重于一個現(xiàn)有船隊如何保持持續(xù)發(fā)展的問題，產(chǎn)生的決策是如何訂造新船、閑置舊船等決策，這并不適合我國化學品運輸船隊的發(fā)展現(xiàn)狀。盡管有文獻研究新組建船隊的規(guī)劃問題，但所建立的模型也僅僅考慮訂造新船一種擴張途徑，而沒有涉及到購買二手船和租船方式。因此應該針對我國目前化學品運輸公司的現(xiàn)狀進行研究，建立一個適合于我國化學品運輸公司發(fā)展的船隊規(guī)劃模型，通過理論與實踐的結(jié)合而推導出更科學的發(fā)展策略。1.4研究內(nèi)容與技術路線1.4.1研究內(nèi)容本論文是在前人研究工作的基礎上，針對液體化學品運輸狀況，應用數(shù)學方法對我國沿海液體化學品船隊進行合理規(guī)劃，以促進液體化學品船隊的現(xiàn)代化，更好的為我國經(jīng)營液體化學品運輸?shù)暮竭\企業(yè)的發(fā)展提供服務。對于我國液體化學品運輸來說，運輸船隊規(guī)模小、船只體積小，船舶技術狀況低下，運輸安全性沒有保障，迫切需要建立“安全、環(huán)保、綠色”的新型液體化學品船隊。本文通過圖書館查閱有關資料，各港口實地調(diào)查，以我國沿海液體化學品運輸船隊發(fā)展現(xiàn)狀為基礎，對上海某化學品運輸公司沿海船隊近五年的建設、航運進行規(guī)劃，使其能更好的投入完成運輸任務。論文主要有四個方面的內(nèi)容：首先簡要介紹液體化學品及液體化學品船概念；其次對全球液體化學品供需狀況進行研究，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，采用經(jīng)濟預測的定量方法對我國液體化學品進口量進行了預測；結(jié)合定性分析方法，總結(jié)出我國液體化學品運輸市場的總體形勢和我國沿?；瘜W品運輸主要航線，為后面規(guī)劃模型的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)；最后在一定數(shù)學假設的基礎上，運用線性規(guī)劃與動態(tài)規(guī)劃相結(jié)合的方法對化學品船隊規(guī)劃問題建立模型，并且給出一個算例，使用模型計算出船隊未來五年的發(fā)展規(guī)劃；結(jié)論部分對研究工作進行總結(jié)，并指出研究工作的不足和以后進一步研究的方向。1.4.2技術路線本文的技術路線如下圖所示：資料查詢資料查詢運量預測得出結(jié)論模型的應用建立動態(tài)規(guī)劃模型液體化學品運輸發(fā)展趨勢我國液體化學品運輸現(xiàn)狀參數(shù)設置航線設置圖1-1技術路線圖第二章液體化學品及液體化學品船隊概述2.1液體化學品綜述2.1.1概念液體化學品是一種高危險性和高附加值的商品，在研究化學品運輸市場時首先應對化學品的特性和化學品運輸特殊性作以簡要概述。液體化學品是指除了石油和類似石油的易燃品（包括液化氣）以外的液態(tài)化學品。目前，在國際海事組織（IMO）登記的化學品達3萬種，海洋污染問題科學家小組（GESAMP）到1990年為止對其中的1400種進行鑒定，液體化學品的品種有1100多種，國際船舶防污染公約MARPOL附則II1992年修正案己鑒定確定其中596種可以用散化船在海上進行散裝運輸，而經(jīng)常由海上運輸?shù)挠?00多種，我國常運的液體化學品也在數(shù)十種以上。海上運輸?shù)囊后w化學品主要包括有機化學品、無機化學品、動植物油與脂肪類及其他類貨物。有機化學品海運量一直是最大的，而有機化學品中海運量最大的貨種為甲醇、乙醇、苯乙烯、苯和二甲苯，其中甲醇、乙醇等可作為代替能源使用，緩解能源消耗的壓力。當今由化學品船運輸?shù)囊后w化學品大致可分為5類：①石油化學品，例如，除汽油、柴油等油類以外的飽和烷烴、不飽和烴；②煤焦油產(chǎn)品，例如，苯、甲苯、二甲苯、苯酚。由于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，這類產(chǎn)品已經(jīng)可由石油化學原料制成，所以①②兩類統(tǒng)歸為有機類化學品，它們是海運化學品中所占比例最高的部分，占40%以上的份額；③動物油和植物油，例如，牛油、豆油、棕櫚油、椰子油、亞麻油、蓖麻油；④重化學品，例如，硫酸、氫氧化鈉溶液、硝酸、鹽酸、瀝青和磷酸；⑤碳水化合物及衍生物，例如，糖蜜、醇類、脂類等，它們也是海運化學品的主要組成部分。鑒于近年來石化產(chǎn)業(yè)飛猛迅速發(fā)展，有機化學產(chǎn)品占化學品的主導。目前，成千上萬的有機化合物大部分都是由三烯（乙烯、丙烯、丁烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、一炔（乙炔）、一萘（萘）制造的，這些化合物稱為一級基本有機原料，由一級基本原料出發(fā)可以制造二級、三級基本原料，其中較為重要的有幾十種，包括酸、醛、酮、有機酸、胺等有機化合物，這些一級、二級、三級基本有機原料統(tǒng)稱為基本有機原料，由于它們的根本來源是石油，所以也稱為石油化學原料。2.1.2貨種、性質(zhì)及主要貿(mào)易流向1．貨種（1）烯烴烯烴是石油化學中用途最多樣化的一類，由于含有炭炭雙鍵，化學性質(zhì)極為活躍，不僅易燃，而且能與鹵素、酸以及氧化劑迅速反應，這使烯烴能源派生出一系列的化合物，成為合成高分子必不可少的原料和單體。（2）苯及其衍生物苯屬于芳香烴。芳香烴主要直接來源于石油，大約40%的石油是芳香烴的復雜混合物。苯是易燃液體，主要用于制造苯乙烯和酚。苯乙烯可合成橡膠、乳膠漆。酚則用于制造粘接劑、農(nóng)藥、炸藥、樹脂、藥物、香料及調(diào)味品。二甲苯也是易燃的液體，有三種異構體，但合成時往往需要某種純凈的異構體，例如對二甲苯專用于合成某些合成纖維和薄膜，二甲苯還用于制造合成樹脂、維生素、染料、藥物、油漆、溶劑、塑料和其他產(chǎn)品。苯乙烯單體（抑制的）是一種無色、油性液體，具有乙烯烴的性質(zhì)，反應性強、很容易自聚。苯乙烯廣泛用于生產(chǎn)合成樹脂、合成橡膠和合成香料。（3）醇類乙二醇，俗稱甘醇，但粘稠，帶有甜味的液體，毒性較小，常用作汽車水箱中的抗凍劑，乙二醇還是聚脂纖維（滌綸）、炸藥、玻璃紙等原料。（4）酮類丙酮，又稱為二甲基酮，帶有類似薄荷特殊氣味的無色、易揮發(fā)和易燃透明液體，是一種化學中間產(chǎn)品，它是某些油漆、環(huán)氧樹脂、有機玻璃、合成橡膠、合成纖維和合成維生素的原料，是制造醋酐、雙丙酮醇、氯仿的直接原料。在橡塑工業(yè)和油脂工業(yè)中是溶劑，能溶解油擴脂肪、樹脂、橡膠，在制藥業(yè)、石油工業(yè)中作萃取劑。（5）腈類丙烯腈，是一種無色、有毒的易流動性液體，有較刺激性氣味，易聚合，水解時生成丙烯酸，用于制造聚丙烯腈、丁腈橡膠和其他合成樹脂。2．性質(zhì)液體化學品主要有以下性質(zhì)：（1）密度范圍大有的比水輕，有的比水重2～3倍，黏度大，凝點較高，流動性能差，有的裝卸時需要加熱。（2）容易燃燒很多品種閃點低于23℃，爆炸范圍大于20%，屬于一級易燃液體，且比一般的石油產(chǎn)品具有更大的易燃性，有些品種的自燃點很低，低于（3）毒性大化學品的液體或氣體一般都具有刺激性，《國際危規(guī)》將毒性物質(zhì)列為第6.1類。被MAPPOL73/78國際防止船舶造成污染公約附則II的附錄列為散裝運輸?shù)挠卸疽后w物質(zhì)也很多，其中苯酚、苯、丙烯睛、甲醇、四氯化炭、苯胺等都是散裝液體運輸?shù)挠卸净瘜W品。（4）反應性即化學性質(zhì)中所說的不相容性。不相容物品相遇后而發(fā)生的反應稱為反應性。有貨物與艙壁材料、貨物之間以及貨物與制冷劑、潤滑油，貨物和空氣、貨物與水及貨物與雜質(zhì)反應等。因此，采取必要的隔離措施是至關重要的。（5）自身反應有些貨物會發(fā)生分解、結(jié)晶、自偶氧化還原或聚合反應等。自身反應常常與溫度條件密切相關。因而，就必須對這些液體貨物的溫度嚴加控制，或加阻聚劑以防止發(fā)生自身反應。（6）蒸汽壓高，沸點低一般氣體定義37.8℃時的蒸汽壓不大于2.8×105Pa。而有些化學品的表壓可達到0.006～0.098Mpa，可看作為“半氣體”（7）熱敏感性有些化學品因受熱會發(fā)生氧化、老化等反應而遭受破壞。對雜質(zhì)的敏感性。液體化學品根據(jù)使用要求，對純度有嚴格的規(guī)定，一旦被雜質(zhì)沾污，就會喪失其使用價值。（8）污染海洋環(huán)境IMO防治專家認為液體化學品貨物對海洋環(huán)境的危害主要表現(xiàn)為：生物積聚的污染，這不僅對該生物造成中毒和損害，而且還會危及到包括人類在內(nèi)的食物鏈中的所有生物；生物資源的破壞；人類健康的危害；休憩環(huán)境的危害。3．貿(mào)易流向當前，世界化學品海運貿(mào)易主要流向包括：（1）有機化學品海運貿(mào)易主要流向海運市場上常見的有機化學品貨物有300多種。有機化學品海運貿(mào)易中，美國、歐洲、日本長期占有主要地位，韓國、中國大陸、中國臺灣、泰國、印度等亞太國家和地區(qū)正成為后起之秀。對甲醇、苯乙烯、二甲苯等有機化學品的運輸，主要通過北美至歐洲、中東至遠東、新西蘭至遠東、遠東至東南亞、加勒比海至歐洲等跨洋主干航線，多采用2～4萬噸級船型。由于投資龐大，故基本被Stolt-Nielsen，Odfjell等國際大化學品船公司所壟斷。（2）無機化學品海運貿(mào)易主要流向市場上常見的無機化學品主要有磷酸、燒堿、硫酸等。目前，無機化學品的主要流向為日本至亞洲其它國家、北非至印度、北非至歐洲及北美至拉美。當前擬建的無機化學項目主要在印度和中國。由于酸堿具有很強的腐蝕性，磷酸、硫酸需要由不銹鋼貨艙承運，磷酸比重較大，船舶必須有加強結(jié)構。（3）動植物油與脂肪類海運貿(mào)易主要流向此類貨物主要包括棕櫚油、大豆油、牛油等15種常見貨物，印尼、馬來西亞、阿根廷是主要的出口國，印度、中國、東南亞、歐洲、北非是主要進口地區(qū)。動植物油類貨物對化學品船貨艙清潔有一定要求，脂肪類貨物對化學品船加溫要求較高。（4）其它化學品海運貿(mào)易主要流向其他的化學品貨種主要包括糖蜜、潤滑油、飲用酒精等，目前的主要流向為南美至歐洲。2.2液體化學品船隊2.2.1化學品船型分類1．按IMO分類（1）IMO-Ⅰ型船共有13種化學品必須裝在IMO-I型貨艙內(nèi)運輸。對IMO-I型化學品船的分艙要求是，裝運IMO-I型化學品的貨艙邊界側(cè)壁距舷側(cè)外板的距離不小于B/5或11.5m（取小者），其邊界底板距中心線上船底外板的垂直距離不小于B/15或6m（取小者）。但距船體外板任何處的距離均不得小于760mm。被要求必須裝在IMO-I型貨艙內(nèi)的貨物，在任一貨艙內(nèi)不得超過1250m（2）IMO-Ⅱ型船共有144種化學品必須裝在不低于IMO-Ⅱ型貨艙內(nèi)運輸。對IMO-Ⅱ型化學品船的分艙要求是，裝運IMO-Ⅱ型化學品的貨艙邊界底板距中心線上船底外板垂向距離不小于B/15或6m（取小者），但距船體外板的任何距離均不得小于760mm。被要求裝在IMO-Ⅱ型貨艙內(nèi)的貨物，在任一貨艙內(nèi)不得超過3000m3（3）IMO-Ⅲ型船共有296種化學品必須裝在不低于IMO-Ⅲ型貨艙內(nèi)運輸。對IMO-Ⅲ型化學品船無特殊的分艙布置要求。2．按貨品分類專用化學品船（用在專門航線上，運輸特定的化學品貨品，如磷酸化學品船等）；多功能化學品船（通常設有幾十個隔離液貨艙，適合裝運幾百種貨品）；化學品/成品油船（既適合裝運成品油，也同時適合裝運某些化學品）。3．按貨艙材質(zhì)分類碳鋼特涂貨艙化學品船（常規(guī)船型）；不銹鋼艙化學品船（又可分為部分不銹鋼艙或全部不銹鋼艙或純不銹鋼艙或復合不銹鋼艙或帶不銹鋼甲板罐化學品船）。4．按貨艙結(jié)構型式分類整體式貨艙化學品船（貨艙結(jié)構為主船體結(jié)構的一部分，貨艙受力方式及所承受的載荷與相鄰船體結(jié)構相同）；獨立式貨艙化學品船（貨艙不構成船體結(jié)構一部分，設置時按船體變形、應力對貨艙影響量小為準則）。2.2.2化學品船型的發(fā)展1949年，美國把T-2型油船“MarineChemicalTransport”改裝成化學品船，投入運營。自那時起，世界散裝運輸危險化學品船得到了飛速發(fā)展，至今己經(jīng)歷了四代。第一代（50年代）：僅僅是將原來的單底油船改裝成雙層底化學品船，同時也增加了一些縱橫艙壁數(shù)量。第二代（60、70年代）：貨艙區(qū)域雙底雙殼結(jié)構；貨艙艙壁開始采用特殊涂層，以避免或減少船體結(jié)構的腐蝕；但能夠裝運的化學品種類有限。第三代（80年代）：單船載重噸有所增加；可裝運的貨物品種逐漸增加，可達上百種，與貨物適應的特殊保護系統(tǒng)增多；特殊涂層的抗強腐蝕性逐漸加強；艙壁結(jié)構開始采用不銹鋼或其復合材料；貨艙數(shù)量己達20多個；開始采用深井泵裝卸系統(tǒng)。第四代（90年代）：單船載重噸進一步增大，達到4萬噸以上；貨艙數(shù)量進一步增多，可達30～50個，可裝運的貨種更加繁多，超過600種；普遍采用深井泵裝卸系統(tǒng)，使營運性更加靈活。目前化學品船單船載重噸已經(jīng)達到5萬噸以上，而且大噸位船舶的保有量到2009年12月份已經(jīng)達到46艘/2341萬載重噸；艙壁結(jié)構采用不銹鋼或其復合材料的建造技術更加嫻熟；裝卸系統(tǒng)更加完善。2.3國內(nèi)外液體化學品船市場發(fā)展概況2.3.1經(jīng)營化學品運輸?shù)闹饕瑬|國際上經(jīng)營液體化學品運輸?shù)拇瑬|主要集中在美國、歐洲、日本等經(jīng)濟發(fā)達國家?？偛吭O在美國的思多爾特運輸集團（Stolt-NielsonTransportationGroup）是全球最大的化學品運輸集團，該公司由旗下的遠洋、近海、內(nèi)河化學品運輸船隊搭配相關配套運輸系統(tǒng)如ISO化學柜、集散站、鐵路運輸及各地的儲槽設備、可提供客戶最便捷的全球化學品運輸解決方案。到2009年11月30日，Stolt集團擁有145艘船舶，其中包括60多艘遠洋散裝化學品船和80多艘沿海和內(nèi)河船，近2500000載重噸的貨運量。這些船的年均貨運量超過了20000000噸。其次是挪威的奧德費爾（Odfjell），至2010年6月，該公司擁有91條船舶，總載重噸超過2460萬載重噸，在紐約、東京、新加坡、鹿特丹均設有辦事處?？偛课挥诒盃柛幕瘜W品及成品油輪船東兼運營商JoTankers是世界第三大的化學品航運企業(yè)，經(jīng)營著世界上最現(xiàn)代化和最先進的化學品船隊，目前船隊擁有13艘船舶，共365598載重噸。斯考根海運集團是世界上最大的特種物品海運公司之一。注冊資本4700萬美元，現(xiàn)有職員502人，各種運輸船只36艘，年營業(yè)額2億美元左右。主要從事石油化工液化氣，石化氣，有機化工產(chǎn)品的海洋運輸業(yè)務，同時也經(jīng)營船舶與船舶之間的原油運輸，是挪威唯一經(jīng)營此類業(yè)務的公司。集團在挪威、美國、歐洲大陸、新加坡和中國均有業(yè)務。日本東京海運公司（TokyoMarineCo.,Ltd）是日本最大的化學品航運企業(yè)，承擔日本相當部分的化學品進出口業(yè)務。另外，馬來西亞的國際航運公司，沙特阿拉伯國家航運公司（NationalShippingCo.ofSaudiArabia）及摩洛哥的Marphocean航運公司也有一定規(guī)模，且各有特色。2.3.2世界化學品貿(mào)易回顧與展望國際液化品運輸市場的發(fā)展經(jīng)歷了較長的過程，最近幾十年的發(fā)展經(jīng)歷了如下的幾個階段：在克服了70年代第一次和第二次石油危機以后，世界經(jīng)濟順利恢復，石化制品需求回升，船舶需求旺盛，趁新船造價低迷之機，在1980～1986的7年中，總共造了710萬噸化學品船，相當于1980年化學品船總噸位的46%。此后，由于世界經(jīng)濟停滯，化學品船市場持續(xù)滑坡，化學品船的船東和經(jīng)營商進行整頓和重新組合，形成了目前的Stolt-Nielson，Odfjell等少數(shù)大公司控制世界大部分化學品運輸?shù)木置妗＿M入90年代以后，東西德統(tǒng)一、前蘇聯(lián)解體、東歐各國混亂，加上海灣戰(zhàn)爭的影響，世界經(jīng)濟停滯，造成石油制品貿(mào)易蕭條，化學制品市場持續(xù)低迷（海灣戰(zhàn)爭的特種需求除外）。1994年以后，美國經(jīng)濟恢復景氣，韓國、中國臺灣、香港、新加坡四小龍和馬來西亞、泰國、印度尼西亞、菲律賓等東盟國家的經(jīng)濟高速發(fā)展，石化制品的需求大幅增長，但化學品船的噸位只是平穩(wěn)增加，化學品船市場終于迎來了回升期，1995年上半年即期租船市場和定期租船市場的成交額，都比1993年上升70%以上?；瘜W品船運輸市場在1996年達到頂峰。隨后由于新船竣工并投入北美至歐洲航線和北美至遠東航線，造成船舶運力過剩，加之亞洲經(jīng)濟危機，造成貨流減少，以至于造成世界化學品船市場再次疲軟。到了1999年底，隨著遭受經(jīng)濟危機的亞洲各國經(jīng)濟復蘇，以害怕千年蟲的主要石油公司為中心，紛紛增加庫存，包運合同和即期交易增加，貨流有所恢復，尤其往中國的貨流異?；钴S?；瘜W品船低迷市場再次出現(xiàn)回升。從上可知，世界的化學品航運市場自1999年起進入全面復蘇階段。據(jù)報道，進入90年代后，世界有機化學品貿(mào)易以年均7%增長率上升，適于海運的化學品貨從1982年的490×105噸增至1994年的890×105噸，增長82%，年均增長率為6.3%；而原油和成品油的同期年均增長率僅為2.4%。進入90年代后，遠東（除日本外）10國和地區(qū)經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，新的化工企業(yè)不斷建成投產(chǎn)，大大促進了化學品航運市場的發(fā)展。據(jù)RichardsonLawrie協(xié)會統(tǒng)計，1996～2000年間，化學品運輸量以年均略低于4%的速度增長。另據(jù)英國海運咨詢公司（OSC）統(tǒng)計，2000年～2005年間的運輸量年均增長4%。據(jù)Drewry統(tǒng)計，2005年～2010年間化學品的總貿(mào)易量雖然有增長，但是增長勢頭有所減緩，2008年出現(xiàn)負增長，2009年增長為0，即便如此，預計2010年以后貿(mào)易量會再次增加，到2013年的總貿(mào)易量將會達到24.33億噸。2.3.3化學品船隊狀況1．化學品船船隊的保有量據(jù)Drewry統(tǒng)計，截至2010年1月份，1000載重噸以上化學品船船隊保有量為3792艘，其中1～5000載重噸、5000～1萬載重噸、1萬～2萬載重噸、2萬～3萬載重噸、3萬～4萬載重噸及4萬載重噸以上各有693艘、851艘、946艘、163艘、435艘和704艘，所占比例分別為18.3%、22.4%、24.9%、4.3%、11.5%和18.6%。就噸位而言，截至到2010年1季度，1000載重噸級以上化學品船船隊保有量總噸位達7568.6萬載重噸，其中，1～5000載重噸、5000～1萬載重噸、1萬～2萬載重噸、2萬～3萬載重噸、3萬～4萬載重噸及4萬載重噸級以上化學品船的噸位分別為2181萬、620.5萬、1421.8萬、416.1萬、1577.8萬和3314.3萬載重噸。2．化學品船船齡分布下表為從Drewry統(tǒng)計的各噸級化學品船的船齡情況。從中可以看出，具有20年船齡以上的化學品船共694艘，其中主要為1萬載重噸級以下化學品船，為437艘，占63%，占噸位的21.7%；4萬載重噸級以上化學品船雖然只有62艘，但占總噸位的31.6%。在船齡為0～4年的化學品船中，各噸級化學品船艘數(shù)所占比例分別為10.4%、17.6%、33.6%、3%、10.9%、14.6%和10%，而噸位所占比例分別為1.6%、5.5%、21.8%、3.2%、17.4%、28.5%和21.9%。相比較而言，1萬～2萬載重噸及4萬～5萬載重噸以上化學品船目前在各噸級化學品船中占主要地位?？梢钥闯?，目前全球化學品船的結(jié)構基本上趨于合理，老舊船的處理也比較及時，船舶大型化、年輕化趨勢更加明顯，對全球化學品運輸市場非常有利。PAGE19表2-1化學品船船隊船齡分布（2009年12月）噸位船齡1-5000dwt5-10000dwt10-20000dwt20-30000dwt30-40000dwt40-50000dwt50000+dwt合計No.000dwtNo.000dwtNo.000dwtNo.000dwtNo.000dwtNo.000dwtNo.000dwtNo.000dwt≥31年80226241633432587232000011672225～30年772261117674668524585301103156452104305411520～24年661587956549746226111245735155510752273484415～19年1233598465543589154112275013553183301340010～14年7325311787512117416146571998793547110045486605～9年10135313710231282063441086130472213761762132679155550～4年170598286207654782374812231786564238107561618258162837712合計6902173838612493714104161412043615826517232321779429375675008資料來源：Drewry3．世界化學品船市場動態(tài)隨著化學品運輸市場的復蘇，各運輸公司紛紛訂造新船或購買二手船，對于老舊船的報廢處理也越來越重視。具體數(shù)據(jù)見下表：表2-2世界化學品船動態(tài)項目年份新造船訂單二手船銷售拆船No.000dwtNo.000dwtNo.000dwt200281208032376173492003881773441029344822004661455722018815620055810625317431927420066816711343129551037200763140110828096414302008326416210526312902009235296411747816891Q081758238974253342Q081215644950205403Q081937536852122214Q0891121529271121Q09831114231153042Q091118924367132963Q094299162285784Q09001741422511資料來源：Drewry從上表可以看出，2002年～2007年新船的訂造以及二手船的購買都非常活躍，受2008年金融危機的影響，2008年和2009年這兩年間的新造船量相對較少，2009年第四季度沒有新造船的訂單?；瘜W品船的拆船數(shù)量從2005年開始一直處于上升態(tài)勢，在新船訂造量大的經(jīng)濟景氣的前幾年，拆船數(shù)量也不少，2008年的金融危機的影響下，加快了老舊船舶的拆解。3．化學品船主要建造廠家分布目前3萬載重噸及以上的化學品船訂單大部分由亞洲船廠承接，尤其以日本、韓國和土耳其船廠居多。其中日本船廠主要包括新來島、淺川造船、福岡造船、北日本造船、臼桿造船；韓國船廠包括STX、INP、三湖、Nok-Bong等；土耳其船廠包括Gelibolu，Gisan，Yildirim，RMK，CelikTekne等。另外還有一批化學品船訂單由中國、意大利、荷蘭、俄羅斯、西班牙及德國等國家的造船企業(yè)承接。目前有7個國家的船廠有建造化學品船的能力，交船期已排至2013年。就目前手持訂單情況看，韓、中、日依然主導著化學品船建造市場。韓國船廠優(yōu)勢明顯，按載重噸計，占訂單總數(shù)的53%，479艘、1464萬載重噸。其中，現(xiàn)代尾浦分享了市場中最大的份額?？傮w而言，韓國中小型船廠仍主要側(cè)重涂層化學品船的建造，而且能夠提供較早的交船期，但部分船企也開始有計劃的承接一些不銹鋼化學品船訂單。日本是主要的不銹鋼化學品船的建造國，如北日本造船近幾年主要承接不銹鋼化學品船。但2007年以來，由于不銹鋼價格持續(xù)飆升，日本很多擅長建造不銹鋼化學品船的船廠開始轉(zhuǎn)而建造特涂化學品船。傳統(tǒng)的建造化學品船的船廠主要包括新來島造船、北日本造船、福岡船廠、臼杵船廠、檜垣造船廠、栗之浦船塢公司和三浦造船，這些船廠建造的化學品船均在3萬載重噸以下。中國和土耳其近年新建船廠紛紛涉足化學品船，尤其是萬噸以下化學品船的建造。以土耳其為例，在目前的手持訂單中，超過60%的船舶是化學品船，如Eregli船廠、Soli船廠和Celiktekne船廠都以建造小型化學品船聞名。中國船廠方面，建造化學品船的船廠中實力較強的包括廣船國際、川東船廠和青山船廠。但近年承造化學品船的船廠逐年增多，新興的地方船廠如江洲船廠、南通明德船廠、山東乳山船廠、浙江可進船廠、遼寧宏冠、新順船業(yè)、福建圣龍船廠、鼎橫船業(yè)和泰州三福開始涉足化學品船的建造，但多以萬噸以下的船舶為主。這是地方船廠開始向高附加值船邁進的主要標志。此外，俄羅斯、克羅地亞和越南等國的船廠也承接了小量訂單，但市場競爭力并不顯著。盡管化學品船價格昂貴，建造利潤豐厚，吸引大量船廠進入化學品船領域，但同時化學品船也具有較高的建造技術難度和復雜度，建造風險也考驗著毫無建造經(jīng)驗的新建船廠。4．世界化學品海運貿(mào)易量石油和有機化學品的產(chǎn)銷分布不均衡，北美、歐洲和亞太地區(qū)需求存在缺口，而中東、南美等地區(qū)則大量產(chǎn)品過剩，因此在主要的進口國和出口國之間通過運輸航線的連接，構成了龐大的運輸網(wǎng)絡。2005年世界石油海運量為255.5億噸，其中原油海運量為188.5億噸，石油產(chǎn)品的海運量為67億噸。原油及石油制品的流向基本一致，中東、非洲、拉美是出口地區(qū)，而北美、西歐、日本則是主要進口地區(qū)（國家）。英國海運咨詢公司（OSC）的資料顯示，世界化學品貿(mào)易量近幾年穩(wěn)定增長，1999年～2004年從1.21億噸增長到1.46億噸，增長了21%。2005年世界化學品海運量為1.51億噸，其中有機化學品海運量占45%，無機化學品海運量占16%，動植物油與脂肪類海運量占27%，其他類貨物占12%。2009年世界化學品貿(mào)易量約為2.1億噸，有機化學品海運貿(mào)易中，美國、歐洲、日本長期占有主要地位，韓國、中國及中國臺灣地區(qū)、泰國、印度等亞太國家和地區(qū)正成為后起之秀。對甲醇、苯乙烯、二甲苯等有機化學品的運輸，主要通過北美至歐洲，中東至遠東、新西蘭至遠東、遠東至東南亞、加勒比海至歐洲等跨洋主干航線。

第三章我國液體化學品水路運輸市場需求預測3.1我國液體化學品市場供求現(xiàn)狀分析3.1.1我國化學品需求與產(chǎn)能現(xiàn)狀由于液體化學品種類繁多，而大部分化學品都是石油化工和煤炭化工。我國資源豐富，各地一直在積極進行化學品的生產(chǎn)，希望能滿足我國日益增長的化學品需要。以下是目前需求量比較大的化學品生產(chǎn)及需求情況：1．甲醇截至2008年我國甲醇生產(chǎn)裝置200多套，總產(chǎn)能達1900萬噸，其中以煤為原料的甲醇約占68%。2008年我國新增甲醇產(chǎn)能798萬噸。2007年和2008年甲醇產(chǎn)能增長速度分別高達76%和43%，產(chǎn)能過剩局面已凸顯。據(jù)石化協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2009年國內(nèi)甲醇企業(yè)三分之一完全停產(chǎn)，二分之一開工率不足50%。2009年全國預計新增甲醇裝置18套，生產(chǎn)能力約為850萬噸，甲醇將面臨供過于求的壓力。預測2015年國內(nèi)甲醇產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)能力將達到4000萬噸，消費量3500萬噸左右，產(chǎn)品過剩500萬噸左右。2．二甲醚作為引領國內(nèi)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展龍頭產(chǎn)品之一的煤制二甲醚，近年來投資呈井噴之勢。預計到2010年，我國將新增產(chǎn)能982萬噸，加上原有產(chǎn)能及規(guī)劃項目，2010年我國二甲醚產(chǎn)能將超過1580萬噸。目前在建的二甲醚項目，大多是以車用燃料和民用燃料為目標市場，但面臨的競爭主要來自國內(nèi)二甲醚、液化石油氣（LPG）及進口液化石油氣（LPG）等。此外，目前二甲醚作替代油品成本過高。據(jù)測算，平均1.8噸二甲醚方可替代1噸柴油。因此，只有當二甲醚的生產(chǎn)成本控制在2300元/噸，才有可能推廣使用。在消費市場尚未成熟的情況下，盲目進行二甲醚投資風險很大。3．醋酸近年來，我國醋酸工業(yè)擴張迅速，2008年產(chǎn)能已經(jīng)占到世界總產(chǎn)能的22.8%。2008年國內(nèi)多套醋酸投產(chǎn)，使得進口量減少40%，成為繼美國之后世界第二大生產(chǎn)國。2009年后隨著多套裝置投產(chǎn)，同時受金融危機影響，以及醋酸下游產(chǎn)品如醋酸酯、對苯二甲酸（PTA）等出現(xiàn)大幅下滑，需求增長力度不足，致使我國醋酸市場供需環(huán)境開始轉(zhuǎn)變，產(chǎn)能過剩逐漸顯現(xiàn)。預計2009年醋酸裝置開工率將大幅降低，同時價格將受到嚴重沖擊，醋酸行業(yè)將出現(xiàn)虧損。預計2010年國內(nèi)醋酸產(chǎn)能將達到69.4萬噸，產(chǎn)量48.6萬噸（按照開工率70%計算），需求量44.4萬噸，產(chǎn)品過剩4.2萬噸。4．乙二醇（MEG）近年來我國聚醋產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展大大提升了對主要原料對苯二甲酸（PTA）和乙二醇的需求。我國乙二醇需求增長較快，乙二醇生產(chǎn)遠遠不能滿足國內(nèi)聚醋產(chǎn)業(yè)的需求，需大量進口。海關總署的數(shù)據(jù)顯示，2007年我國進口乙二醇480萬噸，2008年我國乙二醇進口量為522萬噸。2007年消費量為668萬噸，2008年增長至714萬噸。但同時期乙二醇的產(chǎn)量沒有太大的增長，2006年為158萬噸，2007年188萬噸，2008年195萬噸，占全球乙二醇的產(chǎn)量不足10%。5．乙烯近10多年來，中國乙烯工業(yè)發(fā)展較快，1998年～2004年產(chǎn)能和產(chǎn)量年增速分別為5.83%和10.17%以上。2005年，我國乙烯產(chǎn)能為756.5萬噸，實際產(chǎn)量755萬噸，升到世界第二位。在“十一五”期間，中國化工行業(yè)，特別是以煉油和乙烯為龍頭的石油化工仍將保持快速發(fā)展。到2010年，通過改造或擴建現(xiàn)有企業(yè)，增加乙烯生產(chǎn)能力438萬噸。新建南海石化等七大乙烯工程，增加乙烯產(chǎn)能620萬噸，預計到2010年產(chǎn)能為1400萬噸。6．苯胺近年來隨著國內(nèi)下游MDI和橡膠助劑需求的快速增長，以及部分氯堿企業(yè)為了消化其副產(chǎn)氮氣，許多苯胺新裝置在2006年～2007年建成投產(chǎn)，產(chǎn)品陸續(xù)投放市場。2007年，我國苯胺產(chǎn)能達到118萬噸/年。2008年4套新建的苯胺裝置（見表3-1）建成投產(chǎn)后，我國苯胺產(chǎn)能達到143.5萬噸/年。由于新建裝置多于2008年上半年投產(chǎn)，屆時國內(nèi)苯胺產(chǎn)能和產(chǎn)量將進一步增加，供應過剩將會進一步突顯。目前還有多家企業(yè)計劃上馬苯胺裝置，寧波海利計劃在寧波化工園區(qū)建5萬噸/年裝置，此外鹽城新泉、江蘇安邦電化、江蘇瑞祥、江蘇梅蘭、山東華鴻、山東金嶺等企業(yè)也對外宣稱計劃擴建苯胺裝置，其中最引人矚目的是萬華股份有限公司將在寧波建36萬噸/年裝置，該項目已經(jīng)啟動，預計2010年初投產(chǎn)。作為國內(nèi)最大苯胺消費商的萬華公司自行配套苯胺裝置，將給已經(jīng)出現(xiàn)供過于求的苯胺市場增加不少變數(shù)，預計未來國內(nèi)苯胺供求矛盾將更趨激烈。表3-1我國2008年新建的苯胺裝置企業(yè)產(chǎn)能（萬噸/年）備注吉林康乃爾化工有限公司15.02008年4月投產(chǎn)新溥化工（泰興）有限公司5.02008年下半年投產(chǎn)江蘇大和氯堿有限公司3.02007年底建成四川長風化工有限公司2.52008年上半年投產(chǎn)合計25.57．氯乙烯據(jù)專