運輸部署案例集/2014/集裝箱運輸

集裝箱運輸：定性分析

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介紹

現代集裝箱運輸在2006年迎來了50週年紀念，一直以來都是一種穩定的貨物運輸方式，遍佈全球。集裝箱運輸在歷史上留下了永久的印記。早在1792年，英國就開始使用類似於現代集裝箱的箱子，美國政府在二戰期間也使用了小型標準尺寸的集裝箱。 這個想法並不複雜，並被證明是一種快速高效的裝卸、搬運和解除安裝各種貨物的途徑。這種運輸方式的一個重要技術特徵是由一位名叫馬爾科姆·P·麥克萊恩的人於1955年創立的。 作為北卡羅來納州的一位卡車運輸企業家，他買下了一家輪船公司，目的是運輸整個卡車拖車及其貨物，而不是在將貨物運往海外之前卸下卡車的所有貨物。“多式聯運”是這一行業成功的關鍵。這意味著，透過使用不同的運輸方式來運輸貨物，可以極大地提高系統的效率。這種方式的主要優勢之一是集裝箱可以在船舶、卡車和火車之間輕鬆移動。這簡化了整個過程，也是導致貨物運輸和國際貿易革命的原因。

歷史

航運用於貿易可以追溯到古埃及，當時像圖特摩斯三世和拉美西斯二世這樣的偉大國王幫助埃及的艦隊發展壯大。一支高效的海上警察部隊甚至在尼羅河三角洲巡邏，以確保安全，防止海盜入侵，這種現象直到今天仍然存在。很快，希臘、羅馬、西班牙和英國等文明都改善了航運和航海方式。航運在18世紀的歐洲變得如此流行，以至於伏爾泰對此印象深刻，並將其作為他那個時代的典型特徵。 儘管在早期階段航運很廣泛，但航運過程本身並不容易。貨物必須從陸地裝入桶、袋和木箱，再運上船，然後再卸下，這既緩慢又費力。然而，這種方法仍然是透過海路運輸貨物的唯一有效途徑之一。當時的世界急需標準化的集裝箱運輸，但直到20世紀下半葉才實現。然而，在早期，出現了一些基本進步和改進，例如使用繩索將貨物捆綁在一起，以及使用托盤將各種袋子或麻袋大量堆放。

創新的早期階段

18世紀鐵路的出現證明了當前的航運系統是多麼不完善。貨物在船舶和火車之間的轉運變得複雜。隨著全球範圍內產業和貿易開始增長，為移動大量貨物和商品長距離運輸，更好地利用運輸方式的需求變得越來越明顯。解決方案是讓鐵路貨運運輸貨物，然後讓駁船將貨物從鐵路碼頭運送到最終目的地。在這個歷經時間很少改變的行業，使用一種運輸方式將貨物運送到另一種運輸方式中，面臨著一些挑戰，因為貨物是用各種各樣的儲存裝置運輸的。馬爾科姆·麥克萊恩在1956年的極具創新和奉獻精神下，解決了這個問題（以及許多其他問題）。麥克萊恩改裝了一艘二戰時的油輪，船體甲板經過加固，可以容納58個集裝箱，這是首次安全、可靠且經濟高效的集裝箱貨物運輸方法。第一次航行非常成功，在到達目的港僅6天后，就收到了更多送貨訂單。 麥克萊恩甚至被比作蒸汽機之父羅伯特·富爾頓，因為他對改善海上貿易的貢獻。然而，麥克萊恩的想法並非完全原創，因為早在1929年，鐵路貨車就被運送到海船上，用於將貨物運輸到紐約和古巴之間。儘管如此，還沒有任何航運公司專門致力於系統地大量運輸箱式貨物。這種業務的可行性可能啟發了麥克萊恩自己採用這一概念，並使其蓬勃發展。為了裝載船隻，麥克萊恩設計了卡車拖車，由兩部分組成：帶輪子的卡車車廂和獨立的箱式拖車。為了確保集裝箱的耐用性和可移動性，麥克萊恩為其申請了鋼製加固角柱結構的專利，這種結構可以抓取拖車進行裝載，並能滿足堆疊的強度要求。同時，麥克萊恩以700萬美元收購了泛大西洋輪船公司。麥克萊恩之前擁有一家獨資卡車運輸公司，他相信透過卡車、鐵路和船舶進行的貨物多式聯運將取得成功。《華爾街日報》在報道這一新理念時寫道：“美國最古老、最糟糕的行業之一正在悄然嘗試解決自身的一些弊病。這些病人是沿海和內陸航線的船舶運營商，他們運輸乾貨。” 麥克萊恩一生都致力於航運業，並很快成為泛大西洋的總裁兼老闆，後來將其改名為海陸工業。麥克萊恩的擁有和管理並非他的首選。當麥克萊恩要擁有卡車運輸業和航運業的訊息傳出時，人們試圖利用《聯邦運輸法》的一節來阻止麥克萊恩，該法規定：“未經聯邦運輸委員會批准，任何人都不得在共同利益中控制或管理兩個或多個運輸公司。”當麥克萊恩未能獲得聯邦運輸委員會的認可時，他決定出售他的卡車運輸公司。 儘管集裝箱船的首次航行取得了成功，但還有很多工作要做，還有很多改進需要進行。

增長

港口需要重新設計，以適應起重機和儲存拖車，客戶需要減少對卡車和鐵路運輸貨物的依賴。獲得新客戶是麥克萊恩最容易的任務。他的運輸方式可以以傳統運輸方式成本的75%運輸貨物。集裝箱運輸發展的下一步是說服港口當局重新設計其場地。麥克萊恩第一次突破是說服紐約港務局主席支援他的行業。當老港口注意到重新設計後的港口的經濟復甦時，許多其他港口紛紛效仿。美國西海岸的港口認為，這種新的運輸方式將徹底改變與亞洲的貿易。在泛大西洋成立僅兩年後，美森航運公司就開始在太平洋進行集裝箱運輸。船舶現在定期在紐瓦克港、邁阿密、休斯敦和坦帕之間執行。

成熟階段的發展

隨著許多航運公司現在採用集裝箱運輸，下一步合乎邏輯的步驟是標準化所使用的集裝箱。這將有助於堆疊，並使船舶、卡車和起重機能夠專門適應單一的尺寸規格。1961年，國際標準化組織制定了集裝箱尺寸，這些尺寸至今仍在使用。20英尺集裝箱成為行業標準參考，貨物體積和船舶容量現在以TEU（20英尺標準箱）為單位衡量。自集裝箱運輸開始以來，該行業一直在發展，1998年海運貨物總運輸量超過21萬億噸英里。2001年，海運業承運了全球51億噸國際貿易的90%。 自1980年以來，集裝箱運輸量一直在增長，2008年以來每年約增長7%。現在，一些最大的航線將亞洲與北美東部和歐洲西部連線起來，以及跨大西洋連線歐洲和北美。隨著貿易量不斷增加，規模經濟導致了大型船舶的發展。然而，結構性約束阻礙了大型船舶的發展，例如吃水和寬度約束。這些限制部分是由於運河的使用以及港口設施的限制。

監管組織

隨著航運業的興起，國際海事組織應運而生，該組織成立於 1948 年，並於 1959 年正式開始運作。^[6] 該組織的 158 個成員國已透過約 40 項公約和議定書，對國際航運進行管理。這些議定書旨在幫助保障海上安全、防止汙染以及對第三方索賠的責任和賠償。港口所在國的政府負責執行這些公約。港口國可以檢查外國船舶，並可以扣留這些船舶，直到違規行為得到解決。歷史上，“公海自由”是航運業早期廣泛採用的概念，可以追溯到 17 世紀。^[7] 國家權利非常有限，僅限於海岸線以外的 3 海里範圍內。這個距離是由 17 世紀的“炮彈射程”規則決定的，顯然早就應該更新了。最終，在 20 世紀初，各國表達了擴大國家主張的願望。1945 年，杜魯門總統將美國的管轄範圍擴充套件至大約 200 海里，其他國家也紛紛效仿。如今，大多數國家已將領海範圍擴充套件到海岸線以外的 12 海里。截至 2008 年，只有兩個國家仍在使用“炮彈射程”規則。1956 年，聯合國在瑞士日內瓦舉行了第一屆海洋法會議。這次會議導致了 1958 年的四項海洋條約的簽訂，並被認為取得了成功。第二次會議於 1960 年舉行，但遺憾的是沒有達成任何新的協議，儘管會議持續了整整 6 周。海洋法公約是 1973 年至 1982 年舉行的第三次會議的結果，它定義了各國在使用世界海洋方面的權利和義務。

政策

隨著集裝箱船的使用量的增加，汙染也隨之增加。1973 年，海洋汙染條約建立，並分兩個階段被採納。此外，國際海事組織要求所有油輪，無論是新船還是舊船，都必須配備雙層船殼或提供等效的貨物保護設計，以防止發生碰撞或擱淺。^[1] 不僅需要保護環境，還需要確保船舶本身的安全措施。1992 年，全球海事遇險與安全系統開始執行，管理在海上事故發生時自動傳輸的遇險資訊，無需船員干預。為了保護海事國家的安全、就業和貿易，已經制定了法律和政策。在許多國家，保留國內水路貨物運輸的法律很常見，美國是政策最嚴格的國家之一。^[8] 只有美國公民才能在懸掛美國國旗的船舶上工作。此外，某些政府貨物必須由美國公民擁有的美國製造的船舶運輸。由於受此類限制的船舶運營成本高昂，其在國際貿易中的競爭力可能不如限制較少的船舶。在這種情況下，一些國家提供運營成本補貼來緩解這個問題。然而，美國的運營補貼計劃在 20 世紀 90 年代逐步取消。^[9] 儘管與其他交通方式相比，航運業的事故較少，但其後果要嚴重得多。為了保護船東和運營商，作為一項政策，責任已被限制，以鼓勵航運和貿易。如今在美國水域運營的大型油輪通常會承擔超過 20 億美元的責任保險。

未來

就未來發展而言，預計集裝箱貨物流量將每年增長 4% 到 7%，並將隨著港口和運河的允許而繼續增長。^[10] 這意味著港口發展將改善集裝箱碼頭，以更有效地處理更大的船舶。儘管航運業歷史上有嚴格的監管，但總體而言，該行業效率很高，並將不斷適應以滿足世界運輸需求，儘管速度緩慢，但始終如一。

集裝箱航運：定量分析

定量分析部分使用的資料由北達科他州立大學農業與應用經濟學系教授威廉·威爾遜博士收集。^[10] 從 1990 年到 2006 年，美國港口集裝箱吞吐量以 TEU（標準箱）為單位記錄。資料被用來估計一個三引數邏輯函式

S(t) = K/[1+exp(-b(t-tnought)]

其中 S(t) 是狀態度量，t 是以年為單位的時間，tnought 是拐點，K 是飽和度，b 是描述曲線斜率的係數。這個公式被用來分析集裝箱航運的生命週期，其中 TEU 被用作指標。使用以下引數

K	b	tnought
60,000,000	0.15447134	1997.299

美國集裝箱航運實際吞吐量（以 TEU 為單位）與預期生命週期增長和成熟度模型的圖表。

結論

從圖表中可以看出，預測值與前幾年記錄的實際 TEU 值非常接近。如果模型準確，集裝箱航運的誕生和增長階段已經過去，集裝箱航運將在未來幾年內進入成熟階段。鑑於有統計證據表明，預計集裝箱航運將在未來幾年內增長，該模型可能低估了美國未來幾年將吞吐的 TEU 數量。然而，外部因素很容易影響模型的準確性，例如政治和經濟因素。