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本篇論文主要應用軸輻路網模式與架構,描述海運貨櫃船隊之定期航線規劃與型 態,包括對軸心港位置問題、集貨港指派問題,及最適船型問題進行分析。對此議題,

本文分析的角度,從軸輻路網系統介紹,如何適用於海運系統、最適化船型決策與預測、

軸心港條件與選擇、軸輻路網式航線設計、折扣係數模式、演算法發展,到實例說明結 束。研究結果顯示:單一指派非嚴格型的海運軸輻路網模式,能解決航線規劃問題,且 具有提供航商在軸輻路網航線設計之參考價值;其次,最適船型與船速模式,釐清船速 影響及船型發展,能提供航商在船舶航行之決策參考。本章綜合本篇論文的研究主題、

研究假設與範圍、分析與討論,與研究發現,歸納整個研究重點,最後以研究結論、未 來研究建議,及研究貢獻三方面,整理做如下說明:

7.1 研究結論

首先,就貨櫃船隊航線規劃問題的分析上,本篇論文主要發現:

1. 船舶航線模式主要在解決船舶靠港順序的問題,這類研究不考慮網路式的型態,

無法分析貨櫃船大型化後,面臨的港口選擇與航線規劃的新問題。就此問題的解 決角度,應用軸輻路網式的架構,分析軸心港為轉運中心的趨勢,進而處理海運 航線規劃,應較適合於航線問題的特性描述。

2. 軸心港位置與數量的決策,是軸輻路網航線設計的首要關鍵。軸心港位置模式是 嚴格遞增函數,存在唯一全域確切解,此圖形反應出軸心港數量和利潤存有規模 經濟性,表示主軸航線的利潤,先隨軸心港數量增加而增加,到臨界值達最高點,

之後隨著軸心港數量增加而遞減。貨櫃船隊在停靠港口數量的決策,並非是多港、

多利潤的規劃,而須考量每增靠一個港口的邊際貢獻。

3. 集貨港與軸心港的指派和支線航線選擇,不僅會改變原先的軸心港位置與數量決 策,且能改變軸輻路網式的航線設計與利潤。軸輻路網航線的設計,是程序性的 決策過程;但在整體上,如欲達到最佳化的規劃,則仍須兼顧到主線與支線、軸 心港位置、集貨港指派,及航行型態等之間的彼此互動,而非單因素的決策行為。

4. 貨櫃流量、碇泊費,與裝卸費,能作為觀察具備軸心港條件的有利因素。在其他 條件相同下,擁有較大的貨櫃流量,或提供低碇泊費與裝卸費的港口,比較容易 獲選成為軸心港。此外,貨櫃船的承載能力和燃油價格,會影響航線的經營利潤,

但不會改變最適軸輻路網航線的設計。貨櫃船隊在停靠港口位置的決策,尤其在 兩相鄰的港埠時,應考慮港口能提供給航商的條件為前提,而不是船隊本身競爭 力。

5. 折扣係數反應出承載率對船舶規劃的重要性,此值會受到軸心港距離及船型的影 響。當軸心港距離愈遠,或貨櫃船型愈大,則折扣係數值愈小;大型船的承載率

低於小型船時,折扣係數將不存在。雖然大型船能給航商帶來規模經濟效益,但 須先取決其市場的承載能力。此結論與軸輻路網模式一致性。

其次,對最適貨櫃船型問題的分析,本篇論文主要發現:

1. 在市場需求滿足前提下,船速對貨櫃船航線經營存有最適抵換區間,在規模區間 之外的船速,將導致貨櫃船的航行成本高過於收入,反而不利於航商;高造船成 本使大型貨櫃船的投資報酬率,不如中型貨櫃船。對遠洋航線而言,航商利用大 型化貨櫃船經營,相較小型船,有益於利潤增加。

2. 市場運量、碼頭工時、港埠效率、兩港距離,及燃油價格,會影響最適船型和船 速決策。當市場運量減少時,最適船型傾向小、船速快,而獲得利潤減少;當碼 頭工時減少時,最適船型不改變、船速略慢,獲得利潤會減少;當港埠效率或兩 港距離增加時,最適船型傾向大、船速快,獲得利潤也增加;當燃油價格上漲時,

最適船型傾向大、船速慢,獲得利潤減少。這些改變都不背離最適船型與船速的 經濟特性。

7.2 未來研究建議

1. 本篇論文在貨櫃船隊航線的持性下,建立海運軸輻路網模式,分析與求解航線的 規劃問題。實務上,在非完全路網下,貨櫃船在主軸線可能選擇其他航行方式,

而非依序往返,就此議題,未來研究可以軸心港位置模式為基礎,再結合傳統模 式,分析主軸線的航行型態。

2. 在單一指派原則下,當兩軸心港距離相差不遠時,將集貨港指派給較近的軸心港 的作法,對海運而言,可能並非是最佳的指派方式,後續研究觀察多重指派,對 軸心港選擇或航線的影響。

3. 在非嚴格型路網下,本研究選擇迴圈方式,作為支線航行基礎。雖然此航線的承 載量較大,但無法保証能創造最大利潤,後續研究可分析航行路徑不同對支線系 統的影響。此外,折扣係數與支線的型態應有關係,但在本文中以定值處理,此 是後續發展大型支線路網時,值得研究的問題。

4. 對最適船型問題,本模式以單一貨櫃船航行於固定航線,進行測試。因此,未來 仍有研究空間,例如,加入航行頻次與靠港數量的限制,或擴大以整個船隊的規 模進行分析。船型與船速,在某些範圍可能有相關性,此統計特性是否會影響到 研究結論,也有待後續釐清。其次,考慮最適船型模式與配合結合軸輻路網問題,

可分析主線及支線的最適船型規劃,及不同船型對軸心港選擇的影響性。

7.3 研究貢獻

1. 非完全路網、單一指派,及非嚴格路網是貨櫃船定期航線的特性,本研究建構的

軸輻路網模式,主要特色是納入這些特性於限制式內,能合適地表現出海運系統 的全貌。其次,本研究分析的問題內涵,有別於航空模式的侷限,分析上較具深 入與價值性。軸心港位置模式,描述航商對軸心港的選擇行為;集貨港指派模式,

反應出海運接駁轉運的航行特色。

2. 本研究設計的軸輻路網式航線規劃的步驟,進行如下:(1)在航行區域內的港口中,

決定軸心港數量與位置,(2)決定主軸線航段,及航行型態,(3)規劃集貨港指派及 原則,並完成支線系統,(4)選擇支線系統的航行型態,(5)調整主軸線與支線的航 行路徑組合,(6)決定最適的軸輻路網式航線。第(1)、(4),及(5)項,是其他軸輻路 網模式沒有的,此是針對海運系統分析上必要而補充的。藉由此機制,模式決策 出整體航線最佳化。

3. 本研究模式以Hsieh and Wong (2004) 模式為基礎,但修正軸心港位置模式內的軸 心港航行成本、支線迴圈的航行距離,及母船與子船的年航行次數式;其次,在 集貨港指派模式內,增加集貨港航線選擇處理,分析支線港口指派與航線型態,

以決策指派基礎。藉此補充,使模式分析更完整與嚴謹。

4. 本研究首先應用貨櫃船型成本模式,分析軸輻路網折扣係數的經濟效益,實際上,

折扣係數會受某些變數的影響,過去文獻不探討此係數,在模式內以定值求解問 題的作法,容易導致偏差,而影響軸心港位置的決策。本文分析的結果,確認出 折扣係數存在與範圍,並釐清折扣係數值的差異性。

5. 本研究以船速和船型分析貨櫃船型問題,是新的研究途徑。過去文獻把船速視為 定值處理,此做法容易導致不適合的船舶航行決策。為求研究的完整性,本文的 最適貨櫃船型和船速模式,具備的特色:(1)不僅分析成本面,且擴及收益面,較 符合航商實際的決策行為;(2)以追求利潤最大為目標,目標式為嚴格凸向上函數,

存在唯一的全域最佳解,可預測船型發展;(3)不僅考慮船型,且納入船速,可分 析兩變數,及單變數改變,對目標值的影響,較以往研究有價值。