基于AIS數據的海上絲綢之路海運網絡挖掘應用

基于AIS數據的海上絲綢之路海運網絡挖掘應用報告內容研究內容

3海運網絡空間格局和區(qū)域關聯性研究數據2研究背景1

4港口競爭力評價

5港口區(qū)位優(yōu)勢度評估1研究背景2013年10月3日，習近平主席在印度尼西亞國會發(fā)表題為《攜手建設中國—東盟命運共同體》的演講，提出共同建設“21世紀海上絲綢之路””。海洋交通運輸是對外貿易、海洋權益和經濟安全的保障。和平時期戰(zhàn)略物資對外依存度不斷攀升，海運重要性凸顯。我國90%以上外貿貨物，94%進口原油和99%進口鐵礦石經海運入境其中80%進口原油，50%天然氣途徑印度洋2研究數據船舶AIS數據：2014年1月至2015年3月全球集裝箱、油輪、干散貨數據；港口基本信息：港口名稱、經緯度坐標、所屬國家及地區(qū)；選取沿線60個國家和地區(qū)，1024個港口，其中包括集裝箱OD數據209686條，油輪OD數據260574條，干散貨OD數據134563條。根據港口所在的地區(qū)將海運網絡劃分為六大區(qū)域為：東北亞、東南亞、南亞、西亞、東北非、歐洲。3海運網絡空間格局和區(qū)域關聯性用于分析海運貨流空間特征，以港口作為節(jié)點，并定義任意兩個港口之間若有船舶通航則將兩點之間連接作為一條邊。復雜網絡空間貨流組織模式區(qū)域貨流集中度研究區(qū)域研究方法

式中，

是節(jié)點和節(jié)點之間的邊數，為節(jié)點的總數。3海運網絡空間格局和區(qū)域關聯性用于刻畫一個港口的海運貨流的地理空間分布情況，通過出口貨流外向度和進口貨流外向度來衡量。研究方法港口空間貨流組織分析均衡型（40%<<60%）外向型（>60%）內向型（<40%）出口貨流外向度進口貨流外向度其中，，，和分別為港口與所在區(qū)域A內部港口和區(qū)域A外部港口之間的海運出口貨流量，兩者之和為港口在海運網絡中的出口總貨流量。和分別為港口與所在區(qū)域A內部港口和區(qū)域A外部港口之間的海運進口貨流量，兩者之和為港口在海運網絡中的進口總貨流量?？臻g貨流組織模式區(qū)域集中度分析其中，為區(qū)域港口總數，，為港口的貨流總量,為港口的區(qū)域外貨流量，為港口的區(qū)域內貨流量，，為海運區(qū)域A所有港口的貨流總量，為海運區(qū)域A所有港口的外部貨流總量，為海運區(qū)域A所有港口的內部貨流總量。那么，，是海運區(qū)域A的總貨流在其內部港口分布的集中度、是海運區(qū)域A的外部貨流在其內部港口分布的集中度、是海運區(qū)域A的內部貨流在其內部港口分布的集中度。區(qū)域外部貨流集中度分析高度集中中度集中非集中區(qū)域總貨流區(qū)域內部貨流3海運網絡空間格局和區(qū)域關聯性研究方法反映港口體系內各個港口之間的競爭情況，通過赫芬達爾-赫希曼指數來衡量,能綜合考慮港口數量和相對規(guī)模，HHI值越大，集中度越高。研究結果：海運網絡空間特征分析集裝箱海運網絡中東北亞地區(qū)的貿易聯系最頻繁，其中中國港口香港至蛇口的頻次最高達3184次油輪海運網絡中兩港之間聯系頻次排名前15位的港口均位于新加坡，其中新加坡的普勞布科姆港至裕廊島港頻次最高為9630次干散貨海運網絡中同樣是位于中國的港口彼此之間聯系頻次最高，其中上海港至太倉港頻次最高為2115次海上絲綢之路海運網絡中港口之間的頻率分布不均衡，呈現明顯的區(qū)域集聚現象，以中國和新加坡為首的東北亞和東南亞區(qū)域最為顯著。集裝箱海運網絡拓撲結構圖油輪海運網絡拓撲結構圖干散貨海運網絡拓撲結構圖研究結果：空間貨流組織模式分析集裝箱進口貨流外向度分布圖集裝箱出口貨流外向度分布圖油輪進口貨流外向度分布圖油輪出口貨流外向度分布圖干散貨進口貨流外向度分布圖干散貨出口貨流外向度分布圖各海運區(qū)域均存在外向型港口，承擔對外聯系，具有中轉樞紐作用，在海運網絡中競爭優(yōu)勢顯著。研究結果：空間貨流組織模式分析從港口貨流出口外向度和進口外向度看出三種貨物的海運網絡中內向型港口居多進口貨流外向度出口貨流外向度集裝箱網絡油輪網絡干散貨網絡研究結果：區(qū)域貨流集中度分析

少數港口存在區(qū)域壟斷性，港口競爭優(yōu)勢顯著，而區(qū)域總貨流和區(qū)域內部貨流集中程度不高，港口競爭很激烈。三種貨物的貨流分布在區(qū)域內部港口的集中水平有明顯的差異，集裝箱貨流集中度最高，其次是干散貨貨流，油輪貨流集中程度相對最低。MouN,LiuC,ZhangL,etal.SpatialPatternandRegionalRelevanceAnalysisoftheMaritimeSilkRoadShippingNetwork[J].Sustainability,2018,10(4):977.4港口競爭力分析地區(qū)國家數量港口數量東南亞716南亞617西亞1119東非914南非11北非613南歐915西歐11澳洲13總數5199以國家為單位，根據港口規(guī)模、港口吞吐量，平均每個國家選擇1-3個港口，共99個研究區(qū)域研究方法層次分析法+熵權法評價指標港口

4港口競爭力分析熵權法一級指標權重二級指標權重組合權重網絡地位0.414港口度0.2550.106港口介數0.4950.205港口緊密度0.2500.104腹地環(huán)境0.198腹地經濟0.4290.085腹地交通0.5710.113基礎設施0.134碼頭泊位0.6590.088港口功能0.1840.025機械設備0.1570.021服務水平

0.122維修補給0.2450.030燃料供應0.3820.047倉儲條件0.3730.045自然條件0.112航道水深0.2360.026過駁錨地0.3140.035錨固深度0.4490.050政府廉潔度0.020清廉指數1.0000.020研究結果：熵權法計算各指標權重等級得分區(qū)間港口數量代表港口強1>A>0.81新加坡港較強0.8>A>0.612馬爾薩什洛克、阿爾赫西拉斯、伊斯坦布爾、熱那亞、弗里曼特爾、那不勒斯、迪拜港、瓦倫西亞、巴塞羅納、塞得港中0.6>A>0.435德班港、亞歷山大港、比雷埃夫斯、丹皮爾、錫尼什、曼谷、福斯、布林迪西、巴生港、欽奈較弱0.4>A>0.240伊茲密爾、班加西、蘇伊士、卡拉奇、馬普托、馬累港、巴爾港、莫爾穆岡、梅爾辛、丹吉爾-地中海、達累斯薩拉姆弱0.2>A>011納卡拉、巴士拉港、科威特港、蒙拉、瓜達爾港、仰光、柏培拉、拉穆港、宋卡港、姆特瓦拉、實兌研究結果：港口競爭力在空間布局上，這些港口呈明顯的區(qū)域化特征，地中海地區(qū)港口競爭力強，亞洲次之，非洲最弱，并且競爭力較強的港口多居于重要的水域要沖地帶。新加坡港馬六甲海峽迪拜港霍爾木茲海峽塞得港蘇伊士運河研究結果：港口競爭力空間分布格局

我國投資港口主要分為三個地區(qū)：東南亞、南亞和東非。依據投資規(guī)模，重點關注巴生港（中）、科倫坡港（中）、西哈努克港（較弱）、吉布提港（較弱）、蒙巴薩港（較弱）、達累斯薩拉姆港（較弱）、瓜達爾港（弱）等港口。從綜合競爭力來看，我國投資港口整體競爭力水平偏低，但具備較大的競爭力提升優(yōu)勢。研究結果：我國投資港口情況PengP,YangY,LuF,MouN,etal.ModellingthecompetitivenessoftheportsalongtheMaritimeSilkRoadwithbigdata[J].TransportationResearchPartA,118(2018)852–86楊忍,牟乃夏,彭澎,等.“海上絲綢之路”沿線重要港口競爭力評價[J].

地球信息科學學報,2018,20(5):623-631.論文入選第三期《中國地理資源國情快報.政策版》。

5區(qū)位優(yōu)勢度評估以國家為單位，每個國家選擇1-3個港口，共99個研究區(qū)域研究方法港口區(qū)位優(yōu)勢度陸向區(qū)位優(yōu)勢度港口腹地路網密度交通干線影響度城市影響度海向區(qū)位優(yōu)勢度航運戰(zhàn)略樞紐影響度航運戰(zhàn)略通道影響度為港口的區(qū)位優(yōu)勢度，為對應的權重值為各指標的評價得分5區(qū)位優(yōu)勢度評估評價指標計算

港口腹地路網密度交通干線影響度其中歐洲國家路網密度總體水平較高，東南亞和南亞國家路網密度多為中等以上水平，北非、東非及西亞東部地區(qū)均處于較低水平。地中海沿岸港口的交通干線影響度顯著高于其他地區(qū)，東南亞、南亞東部及印度洋西南沿岸次之，阿拉伯海以西至波斯灣沿岸港口較低。研究結果：單項指標計算結果城市影響度城市影響度總體差異較小，無顯著的區(qū)域化特征。經濟發(fā)展水平較高的國家城市影響度總體較高。研究結果：單項指標計算結果航運戰(zhàn)略樞紐影響度航運戰(zhàn)略通道影響度航運戰(zhàn)略樞紐港口的影響度以東南亞區(qū)域為中心，隨著海洋運輸距離的增加，逐漸向周圍遞減；以直布羅陀海峽為中心，存在小范圍的向周邊遞減趨勢。重要戰(zhàn)略通道有馬六甲海峽、霍爾木茲海峽、曼德海峽等，研究港口中僅約1/4港口位于戰(zhàn)略通道，1/5港口靠近戰(zhàn)略通道。研究結果：單項指標計算結果排名港口國家區(qū)位優(yōu)勢度1新加坡港新加披3.47382檳城港馬來西亞2.86183雅加達港印度尼西亞2.83624皇京港馬來西亞2.66975巴生港馬來西亞2.64666勿拉灣港印度尼西亞2.50017丹戎帕拉帕斯港馬來西亞2.47688加勒港斯里蘭卡2.40559曼谷港泰國2.360510科倫坡港斯里蘭卡2.2905排名港口國家區(qū)位優(yōu)勢度90路易港毛里求斯1.057991柏培拉港索馬里1.047292錫尼什港葡萄牙1.033293布什爾港港伊朗1.020894摩加迪沙港索馬里1.017695蒙格拉港孟加拉國1.003496的黎波里港利比亞0.917397賴蘇特港阿曼0.828998瓜達爾港巴基斯坦0.788699班加西港利比亞0.7522排名前十的港口在海向區(qū)位優(yōu)勢度方面均占有顯著的優(yōu)勢；排名最末的港口主要為位于經濟極為不發(fā)達或戰(zhàn)爭動亂較大的國家；研究結果：港口區(qū)位優(yōu)勢度計算結果從整體上看，港口的區(qū)位優(yōu)勢度區(qū)域化分布明顯，從東向西整體呈“高-低-高”的分布格局。從世界分區(qū)尺度上看，區(qū)域間和區(qū)域內部港口區(qū)位優(yōu)勢度差異明顯。區(qū)域港口數量最大值最小值平均值標準差東南亞163.471.402.290.538大洋洲3