中國自由貿易試驗區背景下智慧港口評價指標體系構建研究

發布時間：2022-08-20 15:16

1緒論 1

1.1 研究背景與研究意義 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意義 3

1.2 研究內容與研究框架 4

1.3 研究方法與主要創新點 6

1.3.1 研究方法 6

1.3.2主要創新點 7

2文獻綜述與現狀綜述 9

2.1基本概念 9

2.1.1自由貿易區 9

2.1.2 智慧港口 9

2.2 國內外研究綜述 10

2.2.1 智慧港口指標相關研究 10

2.2.2 港口與自貿區融合發展相關研究 11

2.2.3研究現狀評述 13

2.3 中國自貿區港口建設現狀 13

2.3.1 自貿區港口分布現狀 13

2.3.2 自貿區港口經營現狀 14

2.3.3 自貿區港口創新現狀 16

3自貿區背景下智慧港口評價指標體系的構建 19

3.1 指標體系的選取原則 19

3.2 指標體系的維度分析 20

3.2.1 指標體系維度的理論基礎 20

3.2.2 指標體系維度的機制分析 22

3.3 指標體系的理論遴選 24

3.4 指標體系的專家咨詢 27

3.5 指標體系的效度檢驗 29

3.6 指標體系的遴選結果 31

3.6.1 港口生產運營智慧化的指標說明 31

3.6.2 港口與腹地聯動智慧化的指標說明 32

3.6.3 港口與自貿區聯動智慧化的指標說明 33

4自貿區背景下智慧港口評價指標體系的權重 35

4.1 AHP 權重模型構建 35

4.1.1明確層次結構 35

4.1.2構建判斷矩陣 36

4.1.3 層次單排序及一致性檢驗 38

4.1.4 層次總排序及一致性檢驗 38

4.2 權重結果測算 39

4.2.1 構造智慧港口指標判斷矩陣 39

4.2.2 層次單排序及一致性檢驗測算 40

4.2.3 層次總排序及一致性檢驗測算 43

4.3 權重結果分析 43

5中國自貿區港口智慧水平的實際測度 45

5.1樣本選取 45

5.2數據采集 45

5.3 TOPSIS 評價模型構建 48

5.4 評價結果測算 50

5.5 評價結果分析 54

5.5.1 總指數分析 54

5.5.2 分維度分析 55

6結論與展望 62

6.1研究結論 62

6.2對策建議 64

6.2.1 港口生產經營層面 64

6.2.2 港口與腹地聯動層面 64

6.2.3 港口與自貿區聯動層面 65

6.3未來展望 66

參考文獻 67

附錄 73

圖表目錄

圖 1-1 我國智慧港口建設部分規劃綱要 2

圖 1-2 技術路線 6

圖 2-1 中國各省市自貿區建設歷程及代表港口 14

圖 2-2 中國 2018-2021 年貨物及集裝箱吞吐量 15

圖 2-3 中國 2021 年主要沿海城市貨物吞吐量（萬噸） 15

圖 2-4 中國 2021 年主要沿海城市集裝箱吞吐量（萬 TEU） 15

圖 3-1 港口與腹地互動方式 21

圖 3-2 極化效應與擴散效應變化圖 22

圖 3-3 智慧港口生態圈 23

圖 4-1 智慧港口評價指標體系層次結構 36

圖 4-2 智慧港口評價體系準則層權重分布 44

圖 4-3 智慧港口評價體系指標層權重分布 44

圖 5-1 樣本港口分布圖 45

圖 5-2 2020 年度樣本港口智慧度排名 54

圖 5-3 樣本港口準則層智慧度得分 54

圖5-4 智慧港口-智慧生產運營得分（C-Cbi）象限分布 56

圖5-5 智慧港口-智慧腹地聯動得分（C-Cb2）象限分布 58

圖5-6 智慧港口-智慧自貿區聯動得分（C-Cb3）象限分布 60

表 2-1 我國自貿區港口部分創新項目建設 17

表 3-1 港口生產運營智慧化相關指標梳理 24

表 3-2 港口與腹地聯動智慧化相關指標梳理 25

表 3-3 港口與自貿區聯動智慧化相關指標梳理 26

表 3-4 指標初步篩選結果 27

表 3-5 指標二次篩選結果 28

表 3-6 專家基礎資料匯總 30

表 3-7 指標最終篩選結果及效度檢驗值 30

VII

表 4-1 九級標度法評分原則 37

表 4-2 關于智慧港口的準則層判斷矩陣 37

表 4-3 平均隨機一致性指標對照表 38

表 4-4 準則層專家打分標度表 40

表 4-5 指標層專家打分標度表 40

表 4-6 A-Bi 判斷矩陣 41

表 4-7 B1-Ci 判斷矩陣 42

表 4-8 B2-Ci 判斷矩陣 42

表 4-9 B3-Ci 判斷矩陣 42

表 4-10 智慧港口評價指標總排序權值 43

表 5-1 定性指標的李克特評分量表 45

表 5-2 智慧港口指標單位及口徑解釋 46

表 5-3 2020 年度樣本港口初始數據表現 47

表 5-4 標準化評價矩陣 50

表 5-5 加權標準化矩陣 51

表 5-6 樣本港口正負理想距離及貼近度 52

VIII

1緒論

1.1研究背景與研究意義

1.1.1研究背景

當前世界經濟格局正處于深度調整期。受此影響，港航物流業面臨著國際貿易保護主義抬頭、新冠肺炎疫情反復、市場供求不平衡等多重壓力。在航運領域，市場持續低迷，集裝箱吞吐量與貨物吞吐量增速隨之放緩，經濟增長后勁不足，同時船舶、船公司的大型化、聯盟化趨勢對港口議價能力造成強烈沖擊。在港口領域，一方面傳統港口發展模式遭遇瓶頸，在裝卸效率方面受硬件和軟件兩個方面的制約，單位裝卸成本居高不下。在機械使用上很大程度上依賴于工人的現場實時操作，相比于半自動化甚至是全自動化的流水線工作，用人成本高昂且所費時間更多；同時，受惡劣天氣、工作環境、勞動強度、設備老舊、管理不當的影響，港口生產安全事故頻發，輸油管爆炸、起重機坍塌、人員落水……亟需轉變生產經營方式，推進“無人碼頭”建設。另一方面，國際港口之間競爭日益加劇。港口同質化競爭態勢加劇，單單依靠碼頭節點的優勢，通過裝卸服務獲得效益增長的方式已變得不可持續。

面對這些嚴峻考驗，港口的智慧化發展成為了全球港口未來發展的方向。習近平總書記2019年考察天津港時指出①：“經濟要發展，國家要強大，交通特別是海運首先要強起來。要志在萬里，努力打造世界一流的智慧港口、綠色港口，更好服務京津冀協同發展和共建‘一帶一路'。”為全面實現我國建成“世界一流港口”和“交通強國” 的戰略目標，黨中央審時度勢，根據國內外發展情況和最新變化動態，在智慧港口方面進行了戰略布局。圖1 -1梳理了近年來我國智慧港口建設相關的部分規劃綱要②，這些規劃對我國港口建設均提出了明確的智能化轉型要求。

①習近平總書記視察天津港時的重要指示精神 http://cpc.people.com.cn/n1/2019/1026/c117005-31421755.html

②梳理自中華人民共和國交通運輸部相關文件 https://www.mot.gov.cn

1圖 1-1 我國智慧港口建設部分規劃綱要

值得注意的是，世界范圍內大部分樞紐港都與自貿區在地理和業務上緊密相連。從地理區位來看，鹿特丹、迪拜、上海、紐約和新加坡等世界知名自貿區皆實行區港一體化的戰略布局，結合自貿區與港口的政策優勢及區位優勢，有效推動了兩者協同發展。例如鹿特丹港建立的虛擬保稅倉，以港口為核心，在海關或虛擬保稅倉的轉口貿易貨物可以永久享受關稅遲繳等優惠以解決商品入關地與交易地分離的現實問題；新加坡自貿區更是由國際港務集團等港口企業直接管理運營，在組織層面實現了一體化經營；我國上海自貿區與洋山深水港共同打造的保稅港區，集期貨交割、轉口貿易、集裝箱增值、采購分銷等功能為一體，促進了港口及自貿區的繁榮發展。

從自貿區與港口的業務關系來看，在稅收方面自貿區除免稅緩稅外，還包括出口退稅、保稅加工、即征即退，降低了港口企業的經營成本的同時，吸引了外部企業入駐，促進產業集聚效應、要素集聚效應的實現，一旦形成規模趨勢，又會帶來貿易量的上揚，進而為周邊港口帶來更多的物流業務需求；在服務方面，自貿區提供了包括通關、區內貨物流轉、檢驗檢疫等方面的便利，縮短貨物交付時間，節省時間及資金

沉淀成本，提升貿易效率，也減少了貨物在自貿區和腹地的周轉時間，使得港口面對更密集的貨物轉運需求；在投資方面，施行準入前國民待遇、負面清單管理，通過確定外資準入的范圍、持股比例、外資審批制度實現便利化投資，促進港口及相關產業的外資吸引力，通過資本聚集正向作用于港口傳統業務及附加值產業；在金融方面，自貿區兼具外匯管理、人民幣跨境支付、融資租賃等功能，促進資金全球流動、提升港口運營效率及盈利能力。

另一方面，智慧港口的出現又賦予港口業與自貿區融合的新使命。首先是要求港口充分利用自貿區的政策優勢，將所節省的資金成本轉化為相應的創新資本，提前做好戰略部署，加緊打造并開拓5G專網、TOS碼頭管理系統、自動軌道吊、智能導引車、無人機等技術設備在碼頭作業的應用場景，加快貨物在港周轉率；要求自貿區推動人民幣跨境支付、利率市場化、通關便利化等改革，加快電子數據交換中心的建設，提供船舶經濟、船舶咨詢、海事仲裁、海員外派、電子商務等高端服務，同時還需對標國際標準進行改革，建立科學的人才吸納和培養政策，打造高素質的港航人才隊伍；最后，智慧港口要求兩者形成現代化的區港協同管理體制，自貿區承擔轉口貿易、加工倉儲、商品展示、金融服務等作用，港口企業承擔運輸倉儲、物流服務等作用，拓展并提升各自的服務能級。港航管理的政務部門共同參與自貿區的規劃，由港口與海關等相關部門共同設立核心機構，搭建統一的港口社群平臺將各方數據互聯互通，把利益方緊密地組織在一起，掃除信息壁壘、加快通關效率，實現高效管理、行政透明的區港管理體系。

因此從港航業面臨的發展困境以及自貿區帶來的發展契機看，結合自貿區環境進行智慧港口的戰略部署已成為現代國際物流與貿易發展的必然選擇。

1.1.2研究意義

智慧港口作為新興業態，相關理論研究還十分有限且大多停留在對于其愿景本身的描摹，較少提出行之有效的評測方案，同時其內在機理復雜，如何龐雜的因素中找到核心驅動因素，是文本的難點所在。因此，本文力求達到以下兩個主要理論目標。

（1）界定智慧港口內涵，闡明內在因素的作用規律，構建智慧港口評價體系。本文探討了智慧港口的構成因素及其機制，構建 APH-TOPSIS 研究模型、測度各指標權重及港口綜合得分，將定量和定性指標結合、搭建了較為完整的智慧港口指標體系，以期為后續在智慧港口評價方面的研究提供一定參考。

（2）拓寬研究思路，從自貿區視角出發，結合國際貿易和國際物流兩個層面對智慧港口進行探討。自貿區和港口地理相鄰、業務相依，然而當前學界對二者之間的影響機制還較少有針對性的研究。本文一改以往從微觀視角研究港口的慣性，將視野放開至整個港口生態圈，研究港口自身該如何智慧化、港口與相關主體聯動協同該如何智慧化，以期能從研究視角上為后續研究提供一定啟發和邊際貢獻。

本文的實踐價值主要體現在以下三個方面。

（1）有利于港口企業，明確定位、抓痛點找亮點、實現快速變革。港航業國際競爭加劇及傳統港口遭遇瓶頸倒逼自身進行智能化轉型，迫切需要一套切實方案以評測自身智慧化程度并依此進行改進。本文通過構建完整的測算模型對我國 15個自貿區港口的智慧度進行了排序和評價并繪制了象限分布圖，分析了港口存在的共性問題及個性問題，各港口可通過數據圖表直觀地感受到自身各指標所處發展階段以及與先進港口間的差距（測評體系具有普適性，樣本外港口同樣也可將數據代入得到對比分析結論），有利于港口企業明確自身優劣勢、學習其他港口的成果經驗和模式、優化策略并持續追趕。

（2）有利于港口與其經濟腹地保持良性互動。本文將港口與腹地協同的智慧化程度納入評價體系進行考量，研究發現，隨著港口效益的提高以及節能減排等綠色技術的推廣落實，將會帶動航運業的持續繁榮，給腹地帶來正向的經濟效益和社會效益；同時腹地通過不斷加強其新型基礎設施建設、集疏運網絡建設、優化政策環境、改善管理結構、提供人才儲備等方面的舉措，能在極大程度助力港口企業的有序高效運營。因此兩者的良性互動是實現智慧化的重要路徑之一。

（3）有利于自由貿易試驗區進行制度創新。本文將港口與自貿區協同的智慧化程度納入評價體系進行考量，自貿區的金融監管、稅收優惠、電商服務等舉措皆會對港航業的需求規模、投資吸引力、企業成本、貿易效率等方面造成很大影響，因此本文為自貿區提供了政策和決策參考，以期能促進自貿區因地制宜、因時制宜，為港航業打造良好的營商環境，創造出一批可借鑒推廣的成功經驗。

1.2研究內容與研究框架

本文的研究內容圍繞 3 個核心問題展開并試圖予以解答：（1）智慧港口指標體系

具體包含什么？（2）中國各自貿區港口的智慧程度如何？（3）我國自貿區港口智慧

化攀升的可行路徑是什么？

第一章為緒論：介紹本文的選題初衷，包括研究的現實背景、政策背景、理論意義與實踐意義，說明了研究思路、研究框架以及本文的創新點。

第二章為文獻綜述：明確界定智慧港口的定義與內涵；評述國內外學者對于智慧港口及自貿區相關的研究現狀；深入分析中國自貿區港口的建設現狀，包括地理分布、經營水平、創新能力等，為后文提出針對性的指標構建方案提供現實支撐。

第三章為指標體系構建：以港口生態群理論、港城聯動理論、極增長理論為基礎，分析各指標維度對智慧港口的影響機制；通過梳理相關文獻初步匯總指標、通過專家咨詢對指標進一步篩選、通過 CVR 效度檢驗確定最終指標，共計 3 個一級指標及 11 個二級指標。

第四章為指標權重測算：介紹AHP層次分析法的概念及適用性，基于本研究構建層次分析模型，根據對10 名港航領域專家學者的調研數據，測算了各指標對智慧港口的重要程度（即權重），并進行一致性檢驗。

第五章為中國自貿區港口智慧水平的實際測度：以 2020 年中國自貿試驗區的 15 家港口企業作為研究樣本，收集其各指標維度的真實發展數據，構建 TOPSIS 理想點模型分別測定了其對于相對理想狀態的貼近度并以此作為排序依據；同時還繪制了綜合得分與各準則得分的象限圖，將港口分為標桿型、疲弱型、問題型和潛力型以分析港口智慧與否的具體原因。

第六章為結論與展望：根據上文建立的指標和定量分析結果進行提煉總結、對我國自貿區港口的智慧化發展作出對策建議以及對該領域研究的優化方向進行展望。

據此總結了本文的技術路線，如圖 1-2。圖 1-2 技術路線

1.3研究方法與主要創新點

1.3.1研究方法

（1）文獻查閱法

本文查閱了港口生態群理論、港城聯動理論、極增長理論相關文獻，為后文分析論證提供了理論依據；梳理了現階段國內外智慧港口領域的相關研究文獻，在自貿區設立背景下，確定了本文的研究對象和模型構建方法；梳理了以往學者在港口在生產經營智慧化、港口與腹地聯動智慧化、港口與自貿區聯動智慧化方面的核心研究指標，

為本文指標體系的構建提供了重要參考。

（2）專家咨詢法對于復雜程度較高、無法直接量化、處于前沿動態發展過程中的問題，專家能以

其資深的研究經驗、實踐積累和行業洞見，給予綜合性的指導。本文在構建指標體系時，邀請專家對初步搭建的指標進行打分，剔除無關項和重復項，最后得到了眾專家一致認可的、較為科學的指標體系；同時在指標權重測算時，通過專家評判以及后續計算，得到了各指標項對于智慧港口的重要程度。

（3）實證分析法本文闡述了中國自貿區的設立背景以及自貿區對智慧港口的影響，為評價港口智

慧程度和衡量其間的影響因素提供了實踐基礎。本文選取自貿區范圍內的港口作為研究對象，首先運用 AHP 層次分析模型測度港口各指標對智慧化的權重，又將該權重代入 TOPSIS 理想點模型求解各港口對理想狀態的貼近程度，并以此作為為港口進行智慧度排序，進行了較為科學的分析過程。

（4）比較分析法

本文中選取了15 家港口企業作為研究對象，且截止目前都被劃為了自貿區范圍之內，在特征上具有相似性；在測算時將總量指標進行人均化處理，消除了因人口規模、公司規模而造成的樣本間不可比性；最后比較了各自貿區港口間的智慧度差異以及港口自身各指標間的智慧度差異。

1.3.2主要創新點

（1）研究領域從定性分析拓展到定量測度。作為港口發展的新業態，智慧港口相關研究十分有限且大多僅停留在對其愿景的探討。本文以智慧港口作為研究領域，分析其內涵、構成因素及因素間的作用規律，同時還制定了一套可切實落地的測算體系，為該領域的后續研究起到了拋磚引玉的作用。

（2）研究視角從港口本身拓展到港口與其他主體間的協同。以往研究聚焦于提升港口自身效率，一定程度上忽視了它和外部其他主體所形成雙向互動作用。本文一改以往從微觀視角研究港口的慣性，將視野放開至整個港口生態圈，研究港口自身該如何智慧化、港口與相關主體聯動協同該如何智慧化。同時，將自貿區納入港口生態圈的一環進行考量，結合國際貿易和國際物流兩方面，為智能港航提供新的思考。

（3）研究方法采用了主客相結合的 AHP-TOPSIS 評價模型。將專家打分與港口定

量數據表現相結合，首先將智慧港口這一復雜問題拆解成各個細分因素，并依據控制關系將這些因素由上到下劃分進目標層、準則層和指標層，通過兩兩比較確定其相對權重，挖掘出各因素、各層次對目標方案的重要性并進行排序。其次收集中國諸多自貿區港口的真實數據，求解出每一指標的相對最優及最劣值，進而判別每一港口在其各指標上對最優點和最劣點的貼近程度，以此作為智慧度的排序依據。

2文獻綜述與現狀綜述

2.1基本概念

2.1.1自由貿易區

自由貿易區（Free Trade Zone, FTZ）的概念是在1973年國際海關理事會于日本簽立的《關于簡化和協調海關制度的國際公約》最早提出的。主要是指在一國的國境內、關境外單獨劃定的隔離區域（單個主權國家行為），是以海關監管及免稅或保稅安排為抓手，以貿易投資自由化、資源分配合理化為目標的特殊經濟區域。在這里，貨物和原材料可以享受到裝卸、倉儲、加工、轉運、通關、展銷等服務，擁有比世貿組織有關規定更為寬松的營商環境。

與傳統自貿區略有不同的是，我國所建立的自貿區特指自由貿易試驗區，強調“試驗”即強調“創新”。旨在通過試驗區內的階段性的減稅降費，以及各種投資制度、金融制度、監管制度的改革，吸引大量商品流、資金流、信息流在此自由集聚和流通，并引進國外先進管理經驗與技術幫助區域內的產業（特別是港航業）實現轉型升級，為周邊地區乃至全國創造可復制可推廣的成功經驗，將正向的經濟效益輻射開來以謀求共同發展，在航運、貿易、規則制定等方面提升國際競爭力。

2.1.2智慧港口

1994 年，世界智能交通系統大會首次提出“智能交通”的概念，即以交通運輸系統為主體，充分運用信息通信技術以增強系統的協同性與智能性；2008 年， IBM 提出 “智慧地球”的理念；2009 年 10 月我國政府也正式提出，隨后又相繼發展了智慧城市、智慧交通、智能港口等概念。

盡管學界之于智慧港口還未形成統一概念，但對于其發展理念、發展愿景、發展方式已具有初步共識（包雄關， 2013；Molavi, Lim&Race， 2020；Alberto et al， 2020； Zhao, Wang&Han, 2020）：智慧港口（SmartPort）也稱為智能港口、物聯網港口，是位于海、江、河、湖、水庫沿岸，以現代化基礎設施為載體，以物聯網技術為核心，依托云計算、大數據、人工智能、區塊鏈等新一代底層技術,在泛在信息全面感知和互聯的基礎上,實現生產運營高效安全、管理服務前瞻柔性、環境資源綠色集約、信

息技術開放創新的現代化港口新業態。

2.2國內外研究綜述

2.2.1 智慧港口指標相關研究

(1)從內涵構成看，隸屬于交通運輸部水運工程研究所的楊凱，胡亞杰和馬瑞鑫 (2017)是我國較為完整地提出智慧港口評價體系的一批先驅學者。他們將智慧港口劃分為了基礎設施、技術應用、生產管理與服務、人員技術水平、科技創新投入、軟環境建設6 個維度，及 70 個細分指標，并根據港口對于自身發展定位和發展愿景的明晰程度將智慧港口由高到低劃分為四個等級，為該領域的后續研究奠定了基礎。蔡文學和鄭冀川(2019)根據港口代際發展理論，從技術維、理論維、職能維界定了智慧港口的三維組成結構。

(2)從技術應用看，Chen et al. (2019)引入了 ISM解釋性結構模型，其中作為關鍵指標的“智能技術”能為港口產業及各種港口利益相關者提供智能化的解決方案。 Alberto et al. (2020)從西班牙港口發展的現實條件出發，制定了包括定性和定量的 4 項主指標及 32 項次級指標，運用 Delphi 專家調查法確定了各項權重，這 4項主指標權重由高到低依次為：經濟型運營(30%)、社會效益(25%)、環境保護(25%)、政治體制(20%),結果表明數字化、ICT技術的運用以及港口全流程自動化是港口轉型升級中所最需關注的方面。張重凱等(2021)認為智慧港口競爭力包含了科技投入產值率、港口人員學歷水平、基礎設施比重等，通過 AHP 層次分析法計算各指標及其細分指標的權重，發現科技投入產值率對智慧港口的重要程度高達 47%。趙丹等(2021) 認為要加緊實現5G+智慧港口”，即智能理貨、智能操控、智能駕駛、智能制造，從而實現傳統行業轉型升級。

(3)從戰略建設看，中國交通通信信息中心研究員李紅，劉婷和王大成(2020) 提出港口行業的發展亟需從總體標準、技術標準、基礎設施標準、生產標準、物流標準、數據服務標準和安全保障標準這7個方面進行革新。Philipp(2020)基于專家訪談法和DRIP戰略分級模型得到5個定性指標及其在面對智慧港口這一發展目標時的數字化就緒程度，即管理(20%)、人力資源(20%)、功能(25%)、技術(30%)、信息

(5%)。

(4)從生產經營看，張新(2020)構建的DPSIR模型，從驅動力、壓力、狀態、

10 影響、響應五個視角考察港口建設水平,并運用模糊集方法對 27 個指標賦權,結果發現進出口貿易額(0.1782)、單位能耗(0.1176)及領導水平(0.0906)具有較高的影響度,運用定量指標為港口管理人員的實際生產運營提供了參考。曹杰等(2021)基于云模型的改進物元結構,同時運用層次分析法與熵權法進行主客觀賦權得到相應指標的重要程度。共分為 6個層面：系統高效化程度(0.2694)、碼頭作業自動化程度(0.2501)、港航業務電子化程度(0.1864)、數據共建共享程度(0.0998)、業務創新能力(0.0632) 和港口生產安全性(0.1312)。降低了雙重不確定性對研究結果的影響,具有良好的置信度。Molavi, Lim&Race(2020)設計了 SPI體系以提高港口的適應性和可持續性，主要圍繞港口自身的運營、環境、能源和安全來展開論述和樣例考察,除上述港口內部影響因素之外，還通過相關分析發現地區GDP、人均研發支出、能源密度這三個外部因素也會對 SPI 指標產生正向或負向的影響。

(5)從可持續發展看，于世緣等(2020)引入熵權-TOPSIS模型進行港口智慧化評價，認為應加快引進智能裝備完善基礎設施、大力發展清潔生產，從而提高自身智慧化能力；Yang et al.(2020)以AHP層次分析法、模糊集理論、DEMATEL、ISM為模型，評估港口在社會、經濟和環境這三重底線上的表現。通過權重分析結果發現，政策支持、知識技能和智能中心的建設是最重要的因素。和 Yang 異曲同工的是， Zhao， Wang&Han(2020)也同樣基于三重底線理論，但其研究對象更聚焦于煤炭港口，探究智能技術的應用對煤炭港口的可持續發展的優化作用。

2.2.2港口與自貿區融合發展相關研究

(1)從自貿區對港口的調控作用看，一方面自貿區會帶來正向的調控作用(鄒德熠， 2018； Meng， 2021；華凌燁和孫元花， 2021)，應結合自貿區的戰略定位做好頂層設計；增強政策在電子商務、航運咨詢和海事認證等方面的支持；吸引領頭港口企業入駐，擴大市場主體；積極發展多式聯運；充分利用港產城聯動效應，優化空間布局；持續保障經營管理、港口人才等要素；以電子商務作為重點進行戰略布局，打造跨境電商產業集聚區，充分享受自貿區內電商平臺提供的通關、保稅、商品展銷等服務，提高自身效率，為其余港口打造成功樣本。另一方面， Mohebi&Mirshojaee(2020) 從反面印證了自貿區制度調控對港口的重要性。通過對伊朗港口進行 HS 編碼聚類得到主要港口的微觀貿易數據，發現在伊朗貿易伙伴不足及對部分鄰國實施貿易限制措施的情況下，過度的政策激勵會大幅提高進口、降低出口、致使經常性項目不平衡、惡 11

化貿易條件。由此可見，政府應審時度勢，按照自身內外部情況來制定合適的政策，

注重區港協調發展。在不具備基礎條件時一味追求實施貿易刺激政策只會適得其反。

(2)從融合發展方向看，社會科學院城市經濟研究所的董微微和曹馨潔(2021) 借鑒紐約、鹿特丹、新加坡港等世界級航運中心在自貿區與港航業聯動方面所踐行出的成功發展模式，總結了港口發展需要遵循以下變革：區港空間一體化布局；打造區港協同管理體制；完善服務設施和集疏運體系；促進區港功能融合；增強海港空港互動。使區港緊密相連，充分發揮各自優勢實現資源優化配置，自貿區行政管理部門積極向下探索，共同參與港區的規劃與管理，并提供各項便捷服務以提升總體效率。劉敏(2020)從珠海在推進粵港澳大灣區建設的實踐中發現，港口企業應與橫琴自貿區聯動才能發揮最大作用。要積極培育港航產業鏈、鼓勵本地企業扎根于自貿區土壤、大膽探索設立自由貿易港，同時建立港產業基金，提供創立融資租賃等金融服務，共建金融核心圈從而促進經濟多元健康發展；倪曉磊(2021)發現在浙江自貿區面臨著江海聯運體系缺乏協調性、大宗商品貿易開放度低、亟需更大程度實現政策突破的情況下，自貿區應與港口企業深度融合，通過建立舟山江海聯運服務中心，向港口企業提供更優惠的稅收政策、更便利的通關政策、更開放的航運政策、更優質的營商環境、更特色的金融服務，將會打通港口上下游的種種壁壘和阻礙，提高港口企業的盈利能力和經營效率，從而刺激區港物流和貿易朝著更協同更開放的方向發展。

(3)從融合效果測度看，Chen etal.(2018)運用灰色關聯分析法從經濟環境、基礎設施、發展規模、信息基礎和政策支持五個方面建立了自由貿易港績效評價體系，研究發現長三角洲和環渤海經濟圈自由貿易港區得益于雄厚的經濟基礎和較為完善的配套政策，績效水平明顯高于其他港區。 Deng et al. ( 20 1 7 )從企業投資視角來判斷影響自由貿易港區投資潛力的因素，運用改進 Delphi 法、模糊層次分析法、模糊 TOPSIS 法，以上海洋山、大連大窯灣、江蘇張家港和深圳前海灣這四個自由貿易港區的數據作為支撐，研究發現自貿區面積、自貿區外商直接投資額、政策穩健安全性、稅收優惠和優待、政策法規及周邊環境的穩定性都會對港口投資潛力造成很大影響。因此需自貿區要為港口創造良好的營商環境，從而將港區發展成為投資熱土、從外部獲取源源不斷的資金動力。Chen etal.(2016)引入模糊IPA法探討自由貿易港競爭力提升路徑從 25 個指標中篩選出最重要的 5 個因素，其中最首當其沖的就是建立部門間協調機制，即由交通運輸部牽頭建立自由貿易區跨部門工作組，主要承擔自貿區政策方案的

審查，同時就自貿區內的跨部門程序進行協商談判。

2.2.3研究現狀評述

通過對國內外研究成果的梳理和總結，學者們已對智慧港口的內涵做了探討并達成一定共識，即以智能技術為底層支撐實現港區作業全流程智能感知、智能管理、智能決策的港口新業態，為本文提供了諸多啟發。但研究視角具有一定片面性，學者們大多從微觀視角出發，把港口作為孤立單元來研究其如何轉型升級。盡管學者們普遍認為港口所在的城市及自貿區對港口智慧化發展極為重要，但也只提出了相應對策建議，未能實證分析出其影響程度有多高，也未能將它們作為指標體系的一部分加以衡量，也鮮有關于自貿區對智慧港口建設影響關系的量化研究。而在智慧港口建設實踐中，“區、港、城”三者互利共生關系和聯動發展已經得到越來越多政策職能部門和港口運營企業的重視。拋開自貿區來討論智慧化，往往只能實現港口內部某個作業模塊效率的提升，從整個港口生態系統來看，其間的信息壁壘和制度障礙仍舊存在，港航業仍無法實現和自貿區的耦合發展。因此，本文的研究將有望對以上方面進行改進。

2.3中國自貿區港口建設現狀

2.3.1 自貿區港口分布現狀

中國自由貿易試驗區(China Pilot Free Trade Zone)，簡稱''中國自貿區”。在中國共產黨的第十七次全國代表大會上，站在國內外政治經濟環境發展及深化對外開放的新歷史起點，明確指出要將自貿區上升為國家建設戰略，并于十八屆三中全會提出要加快形成面向全球的高標準自貿區戰略。 2013 年 7 月，中國商務部會同上海市人民政府及其他國務院有關部門起草并通過了《中國(上海)自由貿易試驗區總體方案》，包含上海外高橋保稅區、外高橋保稅物流園區、洋山保稅港區和上海浦東機場綜合保稅區，共計 4 個片區。上海正式成為了我國第一個自由貿易試驗區所在城市。此后又陸續設立了廣州、天津、福建、遼寧、浙江、湖北等 21 個自貿區，也標志著我國對外開放水平不斷邁向更高階段。圖 2-1 展示了我國各地自貿區的設立時間以及所輻射到的代表性港口。

圖 2-1 中國各省市自貿區建設歷程及代表港口

自貿區一般毗鄰港口，是對外經濟交往的重要門戶，按功能可大致將其分為轉口集散型、貿工結合以貿為主型、出口加工型和保稅倉儲型四大類，越是發達的自貿區，其具有的功能就越完備。同時，自貿區能提供港口發展所需要的資源、產業、服務，并以其獨特的稅收制度、金融制度、貿易制度、監管制度，大大削弱了保護主義對貿易造成的影響，使商品和服務自由流通，增加了貨運需求，降低了基礎設施空置率，為港口發展營造了良好的營商環境，是港口智慧化發展的重要依賴。

2.3.2 自貿區港口經營現狀

一是產業規模龐大但增速放緩。 2021 年全國貨物吞吐量 1554534 萬噸，集裝箱吞吐量達28272萬TEU。根據法國咨詢機構Alphaliner公布的數據顯示③，全球集裝箱排名前 10 的港口，中國就占了 7 席，分別是上海港、深圳港、寧波舟山港、南沙港、青島港、天津港及香港港。然而受新冠肺炎疫情沖擊以及我國經濟步入改革深水區， 2020 年我國貨物吞吐量及集裝箱吞吐量增速放緩（圖 2-2）， 2021 年開始有復蘇趨勢。按城市維度看（圖 2-3 和圖 2-4），貨物吞吐量排名前三的有廣東、山東和浙江，集裝箱吞吐量方面，除前述3省，上海也表現強勁，達到了 4703萬TEU。自貿區或自貿港的設③Alphaliner 官網 https://public.alphaliner.com

立進一步開拓了這些港口城市與外部的連結，幫助其頂住壓力、逆勢增長，為穩定貿易需求以及構建開放型經濟體提供了堅實支撐。

二是裝卸效率穩步提升。以青島港為例，根據世界銀行及英國埃信華邁(IHS Markit) 分析機構發布的“世界集裝箱港口績效指數(CPPI)”④，青島港僅次于橫濱港和阿卜杜拉國王港，排名第三。其 8000 標準箱以上的泊位效率達到了 150 自然箱/小時、全自動碼頭橋吊效率最高達 47.6 自然箱/小時。同時以 348 自然箱/小時最高船時效率刷新了 2M 聯盟歐洲線“美迪馬士基”的記錄。

三是粗放式的發展模式沒有得到根本改變。如大連港、秦皇島港、天津港的優勢項目在于為鋼鐵、造紙和石化等高污染、高能耗的資源型產業提供支持服務，而這些產業的能耗值分別為 7.6、 5.2 和 2.4 噸標準煤/萬元增加值，大大超過工業增加值能耗強度的平均水平(1.94 噸標準煤/萬元增加值)。同時，在介入這些項目的開發后，隨之而來的是大量水資源、電力資源、土地資源的相應投入。若沒有足夠的綠色技術與配套設施進行事前、事中、事后的處理，必然導致資源利用率低、單位能耗高、生態環境惡化，對港口企業本身的盈利能力和對周邊市民的身心健康都造成了破壞。

四是管理不協調產生效益損失。港區與港區之間以及港區內管理部門之間存在著職能重疊、模糊、錯位、缺位的情況。以寧波舟山港為典型，由寧波港和舟山港合并重組而成、兩港分別隸屬于兩市，浙江省海洋港口發展委員會未真正發揮其協調統籌的主要作用，政府間博弈關系長期存在。由于兩港之間的資源結構、經濟發展水平均存在差異、利益分配方案缺乏完善性致使全方位融合的積極性遭受打擊，兩地僅處于合作關系，缺乏深層次的整合。從資源分配的角度看，由于各地都具有招商引資的需求，碼頭同質化建設或是深水岸線淺用，未能將兩地資源統一進行調配，造成了嚴重的浪費。從生產經營的角度看，績效評價體系相互隔離、船舶熏蒸消毒等輔助部門合而不并，缺乏中心化的數據平臺以進行信息共享、缺乏科學的管理體制，仍以各自吞吐量及利潤最大化作為最終目標。

2.3.3 自貿區港口創新現狀

我國智慧港口建設起步較晚，總體而言距國外先進港口仍有一定差距。例如全球首個全自動化集裝箱碼頭的誕生地荷蘭鹿特丹港正追求數字化發展路徑，建設 Portbase System信息平臺統一進行海關預登記、開發Boxinsider應用程序實施追蹤集裝箱動態、精確預測船舶到離崗時間、與燃料專家VT等公司聯合開發TimeToBunker,實現加油

④英國埃信華邁(HISMarkit)信息分析機構官網：https://ihsmarkit.com/index.html

電子申報；又如德國漢堡港，與諾基亞和德國電信合作開展 5G 試驗，測試交通燈管理、移動傳感器、虛擬現實等這些不同網絡需求的應用能否在相同的移動網絡中有效運作，從而幫助整個港口的有序運轉。

2017 年，我國開始著手打造河北、天津、山東等多地的 10 個智慧港口示范工程，以港口物流智慧化、危險貨物安全管理智慧化為著力點，鼓勵企業促進電子運單、北斗導航等系統的應用普及，疏通上下游產業鏈的信息技術壁壘，在智能系統、智能運輸、智能生態和智能服務方面都取得了一定成果（表 2-1）。

表2-1我國自貿區港口部分創新項目建設

功能代表項目說明

但我國港口的技術創新能力及科研成果轉化率仍有很大的提髙空間。與鹿特丹港、漢堡港、新加坡港等國外先進港口相比，我國研發、設計、營銷等價值鏈上游的龍頭企業不足。同時，缺乏充足的研發資金投入和缺乏健全的知識產權保護機制，科研成果轉化率有待提髙。例如我國港口船舶到離崗時間預測系統的精度與鹿特丹港開發的

17 Boxinsider 應用程序就存在數量級的差距。在國際產業呈現出的技術、資本密集型產業轉移與產業鏈整體轉移的雙重轉移趨勢的情況下，我國沿海地區特別是長三角地區，將成為承接國際產業轉移的重中之重，因此有責任也有使命，加快技術創新實踐的進程。

此外，自貿區制度創新能力也有待完善。盡管已有了諸如“單一窗口”的成功實踐，但對標新加坡港 10 秒的通關時間還存在極大差距，仍需進行體制機制改革加強在貿易自由化、通關便利化方面的探索；同時海關監管、航運金融、船舶咨詢、航運保險、電子商務等髙端服務水平不足，港口聚焦于制造業及基礎運輸，沒有轉型所必需的外部條件；人才政策有待完善，異地人才落戶、住房、子女教育、配偶工作等相關政策扶持的力度不足；稅收優惠力度不足，在國外諸多自貿港已實現“零關稅”的利好政策時，我國自貿區港口面臨更大的橫向競爭壓力。

3自貿區背景下智慧港口評價指標體系的構建

3.1指標體系的選取原則

關于智慧港口的評價指標，雖說學者們持有不同觀點，但指標體系建立的原則卻有著共通之處。從港航業發展的特殊性和本文撰寫的目的性出發，構建指標體系時需能夠考慮和反映以下幾點因素（顧德道和喬雯， 2012；Douaioui et al, 2018；Molavi, Lim&Race, 2020）：

（1）代表性原則

指標需能夠以個別見一般、具有代表性，較好地概括港口企業發展的外在表現和內在驅動力，并不能選用某些企業自身所獨有的，無法為其他企業所借鑒和復用的功能特點，也不能選用那些細枝末節，可能對智慧港口發展有一定推動作用，但作用極其細微和有限的功能特點。

（2）全面性原則

由若干個指標構成的指標體系需要能夠完整全面地反映港口效率及其影響因素所需信息，即使主觀選取的指標經過分析顯示與港口發展正向相關，也不能忽略其他關鍵指標存在的可能性，需再次進行校驗，以確保這些指標有著較高的解釋程度，能夠揭示被解釋變量的全貌。

（ 3）科學性原則

指標選取需要具有合理性與科學性，各個指標之間應該相互獨立且緊密相連，橫向縱向都能夠相互比較、既區別又統一。不能毫無章法胡亂選取，要從多個維度展開、擬合智慧港口的發展路徑。

（4）實用性原則

要清晰認知到指標體系的搭建不是本文的最終目的，各個決策子系統應該來源于港口實踐與對未來戰略發展的考量，不能憑著直覺隨意臆想，否則即使指標在數據處理層面顯著相關但實際運用中仍為無用指標。同時，指標需要能夠可計算，港口企業才可以量化地感知到發力點，并真實地運用到實際生產經營中。

3.2指標體系的維度分析

隨著智慧港口戰略地位的提升，智能化轉型已成為港航業的核心議題。在影響港口智慧化進程的諸多因素中，如何甄選出能夠體現出港口智能特征、符合港口發展要求的指標維度是研究難點所在。本文基于港口生態圈理論、港城聯動理論及區域增長極理論，試探討智慧港口評價指標的核心維度。

3.2.1 指標體系維度的理論基礎

(1)港口生態圈理論

“生態圈”原本為生物學概念，指的是地球上所有生態系統的集合體。隨著社會文明的進化，生態圈概念逐漸延伸到經濟研究等領域。Moore (1993)首次從科技創新的角度將生態圈解讀為一種松散又耦合的網絡，由一系列從事生產服務以及各類資源互通的企業和其他利益體共同組成。企業不再被視為某個行業中的孤立存在，企業價值鏈得以擴展，生態圈中開始流行起共創共享的觀念。他于 1996 年又將此思想從價值鏈擴展到整個商業模式，提出“商業生態圈”是一系列有機聯系的組織單元所構成的經濟社區。至此“生態圈”理論得到了廣泛研究和應用。

隨著該理論向縱深發展，繼而又擴展到了港航物流研究中，發展成了“港口生態圈”理論。Xie et al. (2007)探研了第三方物流企業競爭合作關系的動態變化過程，構建了競合管理的生態圈結構模型；Zhang et al. (2011)從可持續發展角度探討物流生態圈的組成因素；Papert&Pflaum (2017)提出物流服務供應商需建立起生態圈，與圈內政府、貿易商等不同主體實現合作有利于整合信息流、優化供應鏈管理；交通運輸部水運科學研究院的學者羅本成( 2018)認為港口生態圈既覆蓋了港口企業自身，也覆蓋了其價值鏈上下游各類主體，要謀求合作以加強生態系統的和諧性；同時，智慧港口要著力構建電商生態圈，將重心從企業內部轉向外部，運用先進技術和算法構建電商平臺連接以政府和自貿區為代表的各類主體，互聯互通、融合發展(李曉光 2017，劉元華和郭乙運 2019，劉翠翠和黃曉野， 2020)

(2)港城聯動理論

從港口對城市的作用來看，港口對城市的經濟貢獻分為 3 類(鄒俊善， 1997；宋炳良， 2001；劉秉廉， 2002； Salvador et al.， 2014； Wang&Liu， 2018)：直接經濟貢獻，港口完成自身的裝卸、倉儲、運輸等功能；間接經濟貢獻，港口對臨港工業的集聚效

應形成了相關的金融貿易等活動；誘發經濟貢獻，港口的直接或間接經濟活動或對其他產業所輸出的產品與服務造成消耗，所形成前后向聯系會以乘數效應誘發城市的經濟環境發生相應改變。

從城市對港口的作用來看，城市為港口提供基礎保障，不止于土地、人才、交通網絡等硬件，還包含了政策、金融、勞工保障等軟環境的支持。港口一切對外聯系都離不開城市的監管與服務。城市會對港口的戰略定位、生產特點、作用功能等方面產生影響，借助于城市的發展，港口能從單一的人流運輸、貨流運輸轉向集物流運輸、臨港工業和現代服務業等多位一體的樞紐，并逐步朝著信息化、生態化發展(Chen, 2017)。

從港口與城市的聯系來看，為保障運輸系統的正常運轉，港務部門、集散部門以及港口工業部門負責港口的運營、集散、和加工等任務(圖 3-1，虛線為貨流)，作為港城間的紐帶推動城市發展(王海平和劉秉鐮，2000)。同時，Iven (2019)從智能和綠色角度探討了兩者間的關系，不應把港口當作單純的運輸部門，港口與城市間應充分實現數字化和信息化互通以推動自動調車技術以及綠色零排放等技術，促進港城雙方在新型競爭中占據領先地位。圖 3-1 港口與腹地互動方式

( 3 )區域增長極理論

“增長極”這一概念最早起源于1950年，法國經濟學家弗朗索瓦•佩魯(Francois Perroux， 1950)在其《略論增長極》一文中表明，增長是在一定時期、一定經濟空間內出現的，并非同時出現在所有地方，由于創新是發展的源泉而創新往往又聚焦于在空間上某個或某幾個經濟單位，因此增長是不均衡的。與此同時，這些創新單位還對外表現出離心力和向心力，在發展初期會吸收周邊勞動、土地、技術等資源(即極化作用)，而隨著實力增強和不斷壯大，又會以乘數擴張效應將資源向外輻射，帶動周邊

布代維爾、繆爾達爾、赫西曼、弗里德曼等學者又將這一概念從經濟空間和經濟理論擴展到區域空間和經濟政策，提出“區域增長極”理論，實際是將具有高增長率的中心區位作為增長極，也稱為城市增長極。他們認為，這些城市的的資源利用率更高，通過向其傾斜更多的資源，能造就更快的經濟增長，同時該地區科技和經濟成果通過要素流動又會產生外溢效應，為其他城市帶來就業崗位、勞動收入、生產效率、技術進步等方面的提高，形成了良好的輻射面。

現代經濟學研究賦予了區域增長極新內涵，將概念由城市延伸至自貿區建設中（高常水， 2013；賴慶晟和郭曉合， 2015；韋顏秋和邱立成， 2015； Zhang， 2019；康佩月， 2020），從制度、基礎和途徑等方面研究了自貿區對所在城市及周邊腹地的輻射效應，認為自貿區具有聚集效應，能通過吸收投資擴大開放，推動區內的相關產業快速調整結構，并以投資并購、債務工具、跨境投融資等金融政策紅利，加快制度在全城乃至全國推廣。

3.2.2 指標體系維度的機制分析

由上述理論分析知，港口、城市、自貿區作為港航業發展的三個關鍵因素，故本文在此基礎探究其間的內涵，并構建了多方協同、互聯互通的“智慧港口生態圈”（圖 3-3），即以人工智能、物聯網、射頻識別、云計算等技術為核心，港口發揮物流服務、加工貿易、崗位供給、產業聚集等作用，腹地發揮基礎設施建設、要素資源供給、政策規劃指導、貿易需求引致等作用，自貿區發揮通關服務、稅收優惠、船舶保險、融資租賃等作用，再通過其間的極化和擴散效應，充分協調聯動，打造安全高效、綠色

集約、政務透明、技術創新、前瞻管理、柔性服務實現貿易和物流的繁榮發展的智慧港口生態系統。具體說明如下：

圖 3-3 智慧港口生態圈

(1)港口生產經營智慧化維度

根據國內外學者的以往研究發現，港口經濟是以港口為核心的經濟形式，以臨港區域中的產業為重點，開展各類物流服務及加工貿易服務，將水路、陸路、空路等連結成有序的集疏運系統以開展貿易活動，并支持其他企業的正常運營，促進上下游各類產業集聚，提供了大量的勞動就業崗位。因此，港口要以智能技術為底層支撐，以智能感知、智能運作、智能決策的軟硬件設備為載體，充分發揮人才創造性優勢，從而提高港口盈利能力、提高物流效率和作業安全性，為港口經濟的發展貢獻核心驅動力。

(2)港口與腹地聯動智慧化維度

根據港城聯動理論，港口和腹地存在著相互制約和相互促進的作用，港口發展促進并依賴城市的繁榮，城市的繁榮又促進并依賴港口的發展。

從制約作用看，“港城共衰”，港口以其粗放低效的作業方式無度消耗其他產業所提供的產品服務、浪費土地資源、對環境造成損害、抑制城市發展。城市以其監管缺位、稅賦苛責、管理紊亂、信息不透明抑制港口發展。

從促進作用看，城市以其完善的集疏運網絡、豐富的人才儲備、有序的政策環境為港口提供了強大支撐。港口為腹地居民提供就業機會，進口腹地經濟發展所需的產

成品和原材料，將腹地商品和服務銷往全球市場，同時以其運輸、倉儲、代理服務吸引更多產業匯集、衍生更多服務、提高城市運轉效率。

(3)港口與自貿區聯動智慧化維度

根據增長極理論，自貿區作為區域發展的增長極，能發揮極化和擴散效應，聚集港口發展所需要的資源、產業、政策環境，在不斷發展后，再以乘數效應正向輻射開去，是港口智慧化發展的重要依賴。一方面自貿區以其獨特的稅收制度、金融制度、貿易制度、監管制度，大大削弱了保護主義對貿易造成的影響，使商品和服務自由流通，增加了貨運需求，降低了基礎設施空置率，為港口發展營造了良好的營商環境。另一方面港口通過把握自貿區建立的契機，利用好自貿區內各種有形或無形資源，帶動價值鏈上下游相關產業一齊發展，又反過來促進了自貿區的繁榮。

3.3指標體系的理論遴選

以往學者主要是從微觀視角出發，聚焦于港口自身生產運營方面的智慧化進程。本文在此基礎上嘗試進行探索和延伸，嘗試從更廣義的視角研究港口與其直接經濟腹地之間、港口與所在自貿區之間的聯動關系，以此為基礎搭建港口智慧化發展指標，以期能為港口企業、自貿區政策、腹地經濟智慧化探索的全路徑提供參考。在廣泛研讀的基礎上，本文梳理出學界最具代表性的幾篇文章，其指標如下。

( 1 )港口生產運營智慧化理論遴選

在生產經營方面，學者們更關注港口基礎設施、管理水平、數字化投入等效率方面的數據指標，期望通過技術革新，在單位時間內投入更少的人力及其他資源，得到更大的作業產出(表 3-1)。

表3-1 港口生產運營智慧化相關指標梳理

學者研究指標主要觀點

航線、泊位等傳統設施要與數字化深度結合，提高智慧港口

基礎設施占比，共同打造智慧港口核心競爭力在有限的時間、預算、空間、設備約束下，港口的生產力以及各種智能化的軟硬件都要能夠在很大程度上節省人力成本，基礎設施是港口智慧化的重要一環數字化投入、技術人員占比、堆港口是智慧化需要機器代替簡單勞力，在加大技術投入的同

體提供完備的信息以供決策

(2)港口與腹地聯動智慧化理論遴選

在與腹地的聯動效應方面，學者們更關注腹地的環境保護、人才資源、經濟實力

以及相關產業的發展情況，期望能通過兩者間的協同創新，提高經濟效益和社會效益

表 3-2)。

表 3-2 港口與腹地聯動智慧化相關指標梳理科技人才隊伍、腹地GDP、授只有提高資源配置整合能力，使人才、技術、資金向港口腹地范圍流動，才能實現港口同腹地的深度協同與創新地水資源儲量續表 3-2 港口與腹地聯動智慧化相關指標梳理學者研究指標主要觀點王豆和溫艷萍城市GDP、城市GDP增長率、港口所在城市的總體經濟發展狀況越好，越能促進產業集（2018）第三產業增加值占 GDP 比重、聚、保持外貿需求的充足性和穩定性、保障港口物流業發展港口企業凈利潤

腹地國內生產總值、第一產業產腹地良好的經濟水平能為港口提供充足的基礎設施、個性服郭真和黃瑜艷

值、第二產業產值、第三產業產務、人才輸入和設施資金支持。港口的發展也能促進船運等

（2016）

值、固定資產投資產業的發展，提高當地財政收入

（3）港口與自貿區聯動智慧化理論遴選

在與自貿區的聯動效應方面，學者們更關注自貿區的貿易需求、各類政策優惠以及通關便利性，期望通過智能技術的引入，提高貿易需求、吸引外部投資、拓展高端服務、進一步擴大對外開放，為港口營造良好的營商環境（表 3-3）。

表 3-3 港口與自貿區聯動智慧化相關指標梳理

學者研究指標

（4）指標體系初步遴選結果通過上述文獻梳理與綜合分析，本文初步制定了指標體系（表 3-4），包括 3 個主指標及 22 個次級指標。

表3-4 指標初步篩選結果

目標一級指標二級指標

C1泊位數量（個）

C2泊位長度（米）

C3 科研投入（萬元）

C4 技術人員占比（ %）港口基礎設施智慧化B1 C5智能車隊管理

C6智能船舶導航管理

C7智能堆場作業管理

C8智能設備占比（％）

C9 腹地生產總值（億元）

C10污染物排放管理水平（％）

C11清潔能源利用水平（％）

C12第三產業占比（％）

C15腹地人均可支配收入（元）

C16腹地疫情防控能力

C17自貿區進出口貿易總額（萬美元）

C18自貿區電子商務交易額（萬元）

C19貨物吞吐量（萬噸）

C20集裝箱吞吐量（萬TEU）

C21 自貿區智能報關報檢效率（ %）

C22自貿區制度創新能力

3.4指標體系的專家咨詢

通過咨詢港航物流領域、國際貿易領域專家學者，得到建議如下：（1）部分指標與智慧港口關聯度不高，如泊位數量、泊位長度，屬于傳統港口競爭力指標，無法體現基礎設施智慧化這一特征；（2）指標過于細化，如準則層Bi中的“智能車隊管理、智能船舶導航管理、智能堆場作管理”，按照生產管理流程的顆粒度來進行指標搭建會令指標難以窮舉、喪失全面性的同時也很難具有代表性，需要再次進行提煉；（3）指標間存在重復性，如準則層B3中貨物吞吐量與集裝箱吞吐量，指標兩兩間相輔相成，具有緊密的內在一致性，某個指標的增長必然也會伴隨著另一指標的增長，若不剔除，將會產生內在共線性問題；（4）由于各港口經營規模不同、腹地市場規模不同、腹地人口密度不同，科研投入、地區生產總值、進出口貿易總額這些總量性指標不具有可比性，應結合企業規模、人口因素求得均值，才更具有一般性。

故本文做出如下調整：（1）刪除無關項，將泊位數量和泊位長度這兩個與智慧化建設相關度較低的傳統指標予以剔除；（2）合并同類項，將準則層 Bi 中的智能車隊管理、智能船舶導航管理、智能堆場作業管理概括為“智能管理水平”，用來評價港口企業在的綜合管理能力，將準則層B2中的污染物排放管理水平、清潔能源利用水平統稱為“生態環境保護水平”，用來評價港口與腹地對綠色生態建設所做的貢獻；（3）過濾同類項，將準則層B2中的腹地人均可支配收入、準則層B3中的集裝箱吞吐量剔除，僅保留腹地人均生產總值用以評價腹地經濟條件，保留貨物吞吐量用以評價自貿區需求大小；（4）消除因規模差異引起的不可比性，將科研投入的統計口徑改為研發費用占企業營業收入的比值，并將其他兩項修改為“腹地人均生產總值、自貿區人均進出口貿易額”。調整后的指標（表 3-5）包括 3 個主指標及 15 個次級指標。

表3-5 指標二次篩選結果

目標一級指標二級指標

Ci科研投入（％）

C2技術人員占比（％）港口生產運營智慧化 B1

智慧港口 A1 C3設備智能化程度

C4智能管理水平

港口與腹地聯動智慧化B2 C5腹地人均生產總值（元）

續表 3-5 指標二次篩選結果

目標一級指標二級指標

港口與腹地聯動智慧化 B2 C6生態環境保護水平（％）

C7腹地疫情防控能力

智慧港口 A1 港口與自貿區聯動智慧化 B3 C8自貿區人均進出口貿易額（美元）

C9自貿區電子商務交易額（元）

C10貨物吞吐量（萬噸）

C11自貿區制度創新能力

3.5指標體系的效度檢驗

本階段將對上述指標進行效度檢驗，即考察這些指標能在多大程度上反映出智慧港口的特征，能反映的程度越高，說明這一指標效度越高，越具有準確性。本文的指標系統屬于內容效度的檢驗范疇，即內容是否完備、是否有良好的代表性。就比如教師出題時，無法將所有知識都羅列在一張試卷上，此時就需要在每個知識模塊找出具有代表性的知識點，效度檢驗就是評價這張試卷是否有普適性，是否能夠客觀全面地考察出學生的真實水平。除內容效度外，效度還有結構效度和準則效度兩種分類方式。內容效度的具體計算方式為：

沖=如_1 （4-1）

其中， M 代表參與打分的專家總數， m0 代表認定該指標與所測定的內容相吻合的

人數，CVR （Content Validity Ratio）代表內容效度比，該值越大，該指標的效度越高，取值范圍在-1 到 1 之間。

本次調查共邀請到14名在國際貿易及國際物流領域深耕的專家學者共同參與打分。問卷樣本來自浙江大學經濟學院、浙江大學海洋學院、北京億海藍數據技術股份公司、浙江省舟山市港航和口岸管理局等機構。共計回收到 12份數據，有效回收率為 85.7%。專家情況如表 3-6 所示。

29表 3-6 專家基礎資料匯總

專家情況人數占比（%）

港口公司 4 33.33

組織類型高校 5 41.67

港務局 3 25.00

博士 4 33.33

學歷碩士 2 16.67

本科 6 50.00

>10 年 4 33.33

工作時間 5-10 年 5 41.67

3-5 年 3 25.00

專家們對指標層與其所屬的上一層指標的相關度予以“好”、“中”或“差”的三檔評價（見附錄，問卷一）。為提高指標精度，規定只有評級為“好”，才認定為與所測定內容相吻合，計入mo的統計范圍，其余兩檔均不計入。

根據數據計算結果，刨除四個效度在 0.6 以下的指標：第三產業占比（0.583）、個性化服務水平（0.417）、腹地人才數量（0.333）、自貿區智能報關報檢效率（0.583）。得到了最終的自貿區背景下智慧港口指標體系，共包含一級指標 3 項，以及二級指標 11 項（表 3-7）。

表 3-7 指標最終篩選結果及效度檢驗值

目標一級指標效度二級指標效度

C1 科研投入（%） 1.000

C2技術人員占比（％） 0.750

智慧港港口生產運營智慧化 B1 1.000 C3設備智能化程度 1.000

C4智能管理水平 0.917

口 A1 C5腹地人均生產總值（元） 0.833

港口與腹地聯動智慧化 B2 1.000 C6生態環境保護水平（％） 1.000

C7腹地疫情防控能力 0.667

港口與自貿區聯動智慧化 B3 1.000 C8自貿區人均進出口貿易額（美元） 0.833

續表 3-7 指標最終篩選結果及效度檢驗值

目標一級指標效度二級指標效度

智慧港

口 A1 港口與自貿區聯動智慧化 B3 1.000 C9自貿區電子商務交易額(元)

C10貨物吞吐量(萬噸)

C11自貿區制度創新能力 0.917

0.750

1.000

3.6指標體系的遴選結果

3.6.1港口生產運營智慧化的指標說明

( 1 )科研投入科研投入是港區技術進步的前提條件，它包括各種技術探索及研究項目的投入，而技術進步又能給港區帶來兩方面的收益：一是在信息共享方面，隨著物聯網、人工智能、5G移動通信等技術的發展和應用，技術與港口場景的深度融合使得信息得以充分流轉，港口在信息收集、信息處理、信息交換、信息分析方面的效率和精度都大大提升。數據中心的建立，使得龐大豐富的數據沉淀于各個子平臺上，消除因信息分割而產生的沖突，實現共建共享。二是在技術應用方面，基于底層芯片和算法，港區能夠通過射頻技術自動識別圖像、自動理貨、自動大車糾偏、自動大車防撞等等，提升作業效率，實現飛躍式發展。本文將采用各港口企業會計年報中的“研發費用”科目占“營業收入的比重”以衡量科研投入的程度。

( 2)技術人員占比

不同于以往“人拉肩扛”的勞動密集型港口運作模式，機器在很大程度上降低了作業強度、提高了運營安全性、改善了勞動環境，部分港區作業現場甚至實現了無人化，參與裝卸、搬運、駕駛的操作人員呈現負增長趨勢。在港口轉型升級的過程中，更多需要的是具備專業知識和能力的技術人員來進行機器遠程控制、故障排查、前瞻決策。因此人員結構很大程度上反映了港口的生產智慧化水平。本文將采用各港口企業會計年報中“母公司技術人員數量”除以“母公司在職員工的數量”來表示技術人員所占比重。

( 3 )設備智能化程度

智能化設備能夠全方位地提高港區的成本效率和作業安全性。在巡航環節，無人機擯棄了空間、時間、氣象條件的限制，能夠比海巡艇更高頻次更大力度地進行安全

31 監管、海事救助和船舶污染監測；在運輸環節，智能導引車穿梭在既定路線，與岸橋、軌道吊進行交互，實現高效安全運輸；在理貨環節，智能立體貨柜運用調度算法對出入庫的排序優先級進行評判，充分提高了空間利用率。本文最初設想以定量方式，即智能設備數量占總設備數量的比重來衡量設備智能化程度，但由于實際調研過程中數據較為龐大且難以收斂，無法概括出港口基礎設施建設水平的全貌，因此改用專家打分法，衡量各港口設備間的相對智能化程度。

（4）智能管理水平

在數據驅動下，計算機內存儲了大量諸如道路交通和環境信息、集裝箱及艙單信息、語音圖像等信息，通過無數次的機器學習和模擬仿真催生出的管理系統，諸如船舶交通管理系統（VTS）、集裝箱碼頭管理系統（TOS）、堆場作業自動管控系統（WMS）, 能使得港口作業流程中的多個環節相互協調配合，幫助進行輔助決策和智能預測，形成一套現代管理方法，提高決策的穩定性和一致性。本文將采用專家測評的方法來衡量各港口管理水平的智能化程度。

3.6.2港口與腹地聯動智慧化的指標說明

（ 1 ）腹地人均生產總值

腹地人均生產總值是反映港口所處區位經濟發展水平的直接指標。所在城市具有良好的經濟基礎，港區就具有了發展的沃土。一地區經濟越發達，基礎設施就越健全，交通網絡就越龐大，港口企業通過與公路、鐵路、航空業開展多式聯運，能大大提升運輸效率；另一方面，經濟越發達，人均可支配收入越多，對貨物的種類和數量要求就越大，蓬勃的內需也為港口業的轉型提供了動力。本文將采用各港口所在城市的生產總值除以該城市年末戶籍人口數計算得到該地區的人均生產總值。

（2）生態環境保護水平

為實現長久可持續發展，港口在大力提高經濟效益的同時還需兼顧生態環境的和諧，這不僅單純地有利于自然環境的協調，有利于港區工作人員和腹地居民的身心健康，還會反作用于港口企業自身，通過提高能源利用率從而取得經濟效益，綠色發展已經成為現代港口的重要特征。一方面，腹地應制定綠色生態管理辦法為港口企業提供科學的政策依據，同時提高監督力度以及專項資金投入以保障港口企業的合理經營。另一方面，港區應大力研發應用粉塵激光監測及船舶岸電等綠色科技，以減少單位能耗并控制噪聲達標率、氣體污染物排放量和固體污染物排放量位于合理范圍之內。本

文將采用“地區生產總值單位能耗降低率”來衡量生態環境保護水平，該值越高，生態環境保護水平越低。

( 3 )腹地疫情防控能力

在后疫情時代，口岸作為疫情防控的重要布點，不僅依賴于內部對船員船只的測溫消毒、核酸檢測、登記審批，更深深依賴于外部腹地整體的疫情防控能力。若腹地建設有發達的疫情預警系統和科學的響應機制，就能早做決斷，盡快排查重點人員，精準調度醫療資源，盡早遏制疾病的蔓延，為港口安全發展保駕護航。本文將采用廣發證券發展研究中心對各省市區疫情控制效果的測算值來衡量疫情防控能力，由于該統計口徑為“確診病例”占“疫區流出人口”的比重，因此該值越大，疫情防控能力越低。

3.6.3港口與自貿區聯動智慧化的指標說明

( 1)自貿區人均進出口貿易額

自貿區人均進出口貿易額一定程度上反映了該地區的對外開放水平，對外開放水平越高，就倒逼港口物流承擔更重要的角色，如具備大型專業化的深水泊位、良好的集疏運能力以及優質的服務。本文將采用自貿區進出口總額處于年末常住人口數來衡量自貿區的對外開放水平。

( 2 )貨物吞吐量

貨物吞吐量是港口發展水平統計中最為看中的指標之一，它代表著一定時期內港口為船舶裝卸貨物的重量。一般來說，港口發展得越好、貨物吞吐量就越大，反之亦然，這兩者的規模的趨勢具有一致性。本文將采用水路進出港并裝卸的貨物重量來衡量自貿區港口的需求規模。

( 3 )自貿區電子商務交易額

大量電子商務企業在自貿區的聚集使得港口加速與世界的聯通，內外需都能在更大程度上得以滿足，借助電子商務發展的東風，港口能更快捷地進行物流模式和商業模式的革新。對與貨主及貨物代理而言，電子商務平臺能為其提供船期查詢服務、訂艙服務、自動生成提單和賬單、全程定位貨物流轉情況；對于船公司而言，電子商務平臺能為其提供大數據分析服務、艙位發布服務、自動確認訂艙和提單；對于車隊而言，電子商務平臺能為其提供運輸訂單、自動調度派車、全程定位車隊、進行車輛管理等。本文將采用自貿區電子商務交易額來衡量其電子商務發展水平。

（4）自貿區制度創新水平

自貿區的制度創新水平直接關系到港口企業的營商環境。通過政府職能轉變、貿易投資便利化、金融制度改革、法制環境改革等方面的舉措，港口企業能大大提高通關效率、實現跨境金融合作、享有稅收優惠、享有法律支援等服務。本文將采用中山大學自貿區綜合研究院發布的“中國自貿試驗區制度創新指數”來衡量各港口所處自貿區的制度創新水平。
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