新冠疫情背景下港航運輸鏈橫向合謀穩定性

余琛, 董崗

(上海海事大學經濟管理學院,上海 201306)

0 引 言

后疫情時代,全球經濟復蘇,疊加季節性進貨需求的推動,集裝箱運輸需求增加,港口吞吐量激增。由此引發出一系列問題,如港口擁堵加劇、船員供給緊張、運力不足等,導致集裝箱海運價格飆升,船公司間競爭日益加劇。為提高競爭力而又不至于陷入惡性競爭,船公司往往會與其他公司結成航運聯盟(如三大航運聯盟2M聯盟、TA聯盟和OA聯盟)以擴大運輸服務范圍、彌補運力不足、優化船期協調。2021年9月1日,現代商船(Hyundai Merchant Marine,HMM)、長錦商船、森羅商船、泛洋海運和興亞海運等5家韓國班輪公司結成新的航運聯盟K聯盟,開始在亞洲區內航線上進行共艙合作。由此可見船公司間有達成合謀的可能性。2022年1月,韓國反壟斷部門針對23家集裝箱班輪公司合謀哄抬韓國至東南亞出口航線運費的行為,處以高額罰款,證實了船公司間存在默契合謀的可能性。

疫情引發的供應鏈失衡影響了港口在物流系統中的平臺和樞紐作用,同時航運聯盟的增多給港口企業的發展帶來了極大挑戰。在由港口和船公司組成的港航運輸鏈上,港口是否會選擇默契合謀對抗由疫情和船公司帶來的雙重挑戰?2017年,交通運輸部同國家發展改革委對上海港和天津港進行了反壟斷調查,查明港口確實有違反《中華人民共和國反壟斷法》的壟斷行為。鐘丹丹等[1]通過研究發現區域港口在競爭環境中存在一定程度的默契合謀定價,證實了港口存在默契合謀的可能性。因此,上游港口和下游船公司都存在橫向合謀的可能性。由于集裝箱運輸鏈上各參與方間的決策存在相互作用,故上游港口作出合謀決策時需要綜合考慮下游船公司是否作出合謀決策,船公司同理。鑒于上述情況,本文探究港航運輸鏈上港口橫向合謀與船公司橫向合謀間的聯系,以及合謀對運輸鏈上運價、運量的影響,并通過數值分析進一步探究由疫情造成的港口擁堵對港口和船公司合謀穩定性的影響。

默契合謀是指企業間通過相互觀察或者發出某種信號來傳遞信息,以一種非合作的方式進行動態博弈的行為。默契合謀會限制市場的公平競爭,擠壓中小企業的生存空間,阻礙市場規律發揮作用,故各國反壟斷法對合謀都采取嚴厲的禁止態度。默契合謀理論在企業供應鏈領域和港航領域都有著廣泛的應用。在企業供應鏈領域,學者多關注合謀對供應鏈各成員的收益及整體收益的影響。由于港口業的特殊性,在港航領域,學者多關注合謀對港口吞吐量大小的影響。關于合謀的研究主要集中在橫向合謀、縱向合謀以及二者的相互關系方面。

橫向合謀方面:一部分學者研究上游橫向合謀對供應鏈整體機制的影響。REISINGER等[2]研究了分銷渠道結構對制造商合謀的影響。BIAN等[3]討論了下游零售商間不同的競爭方式對上游制造商合謀的影響。范洋等[4]發現部分港口采用合作策略不僅能提高合作港口的總體收益,也能提高非合作港口的收益。郭慶晗等[5]發現港口合謀在船公司同時行動的運量競爭中最易維持。另一部分學者研究下游橫向合謀對供應鏈整體機制的影響。PICCOLO等[6]研究發現下游企業若可以在投入供給合同上合謀,則更易在產出市場合謀。林晶等[7]發現零售商串謀可實現更強的市場控制,但會擠壓市場份額較小的零售商利潤。劉軍等[8]研究得出雙重競爭較為激烈時制造商會對零售商的合謀定價采取防范措施。

縱向合謀方面:鄭士源[9]研究發現當供應商推行全面質量管理的成本較高時,供應商縱向一體化戰略會提高產品的價格。郭英等[10]研究得出當競爭強度較大時,物流服務集成商和物流服務提供商會同時選擇縱向整合以整體提升物流服務質量水平。WANG等[11]發現海上集裝箱供應鏈上的收益共享契約會給契約方帶來服務質量和吞吐量優勢,給競爭對手帶來劣勢。劉家國等[12]發現承運商選擇后向整合策略能夠同時最大化自身利潤和滿足貨主期望。嚴南南等[13]的驗證表明收益共享契約下的港口供應鏈協調能夠產生更大的經濟效益。

橫向合謀與縱向合謀的相互關系方面:ZHAO等[14]探究了由兩個零售商和一個制造商組成的供應鏈中合謀對信息共享的影響。曉斌等[15]討論了制造企業在橫向一體化和縱向一體化條件下的企業利潤問題。鞠惠竹等[16]構建了港航混合聯盟的收益模型以分析港口和船公司的收益變化。WU等[17]構建了以零售商之間的橫向合謀和制造商與零售商間的縱向合謀為特征的6種結構以探究每種結構下的均衡結果。DONG等[18]對比分析了航運市場中僅存在港口橫向合謀的情境和同時存在港口橫向合謀和港口與船公司縱向合謀的情境,發現港口橫向合謀會提高船公司運價,港口與船公司的縱向合謀使得港口橫向合謀更加穩定。由于現實情境中不僅存在港口間的橫向合謀和港口與船公司的縱向合謀,也存在船公司間的橫向合謀,故本文在DONG等[18]構建的由兩個港口和兩家船公司組成的二級供應鏈的基礎上考慮船公司合謀這一情境,探究船公司橫向合謀與港口橫向合謀的相互聯系。

合謀穩定性方面:FRIEDMAN[19]最早提出冷酷戰略,即參與人在開始時選擇合作,但過程中若有一方發生背叛合作的行為,另一方將以下一階段起與其無限期不合作作為懲罰。張秋紅等[20]運用冷酷策略進一步論證了電信產業默契合謀具有不穩定性。汪敏達等[21]運用理論建模分析雙寡頭默契合謀的動機及穩定性,發現有經驗的寡頭更易背叛合謀。

綜上,現有文獻無論在企業供應鏈領域還是在港航領域多聚焦于橫向合謀或縱向合謀以及橫向合謀與縱向合謀間的相互關系。通過檢索國內外文獻,發現少有文獻考慮上游橫向合謀與下游橫向合謀的相互作用問題,且未有學者在新冠疫情背景下研究港航供應鏈上的合謀問題。與上述文獻相比,本文的貢獻在于:一是建立模型分析上游港口(下游船公司)橫向合謀對下游船公司(上游港口)橫向合謀的動機及穩定性的影響;二是通過數值分析探究影響合謀穩定性的因素;三是分析在新冠疫情背景下港口擁堵造成的供應鏈失衡的影響。

1 問題描述與假設

托運人(消費者)剩余函數表達式為

W=U(qi,qj)-ρiqi-ρjqj,i≠j

式中:ρi(i=1,2)為托運人選擇港口i與船公司i構成的運輸鏈(見圖1)時的總成本,ρi=pi+eqi/si,其中eqi/si為港口i的擁堵成本,e為擁堵成本系數,si為港口設計吞吐能力。不考慮兩個港口之間的設計吞吐能力差異,即假設s1=s2=s,從而港口i的擁堵成本可以簡化為λqi(λ=e/s)。λ表示單位集裝箱在港口的等待成本,即擁堵成本,元/TEU。通過最大化托運人剩余,可得到船公司i的需求函數為

圖1 不同情境下的競爭模型

(i,j=1,2;i≠j)

建立一個具有離散時間周期的無限次重復博弈模型,見圖1?？紤]4種情境:(1)港口和船公司都不橫向合謀(NN);(2)港口不橫向合謀,船公司橫向合謀(NC);(3)港口橫向合謀,船公司不橫向合謀(CN);(4)港口和船公司都橫向合謀(CC)。在決策過程中,根據冷酷策略[19],港口和船公司可能會背叛合謀(背叛合謀用字母“D”表示)。背叛合謀的港口(船公司)預測到合謀的港口(船公司)的服務價格(運價)后以自身利潤最大為目標進行決策。在重復博弈中,若有一方背叛了合謀,則合謀將永遠停止,所有參與者都將展開競爭。

2 模型建立與求解

2.1 港口和船公司都不橫向合謀(NN)情境

此情境下,港口和船公司都以自身利潤最大為目標進行決策,港口利用船公司的反應函數確定其服務價格。船公司的利潤函數為

πLj=(pi-wi)qi,i=1,2

(1)

將船公司的利潤分別對pi求導并令其為零,可得船公司的反應函數:

此時港口不合謀,則港口的利潤函數為

πPi=wiqi,i=1,2

(2)

將港口的利潤分別對wi求導并令其為零,得到港口服務價格為

將式(2)和式(1)分別代入港口和船公司的利潤函數中,得到港口和船公司的利潤分別為

此情境下的運量、運價分別為

2.2 港口不橫向合謀、船公司橫向合謀(NC)情境

此情境下,船公司選擇合謀,船公司以雙方總利潤最大為目標進行決策,船公司總利潤函數為

πL=πL1+πL2=(p1-w1)q1+(p2-w2)q2

將船公司總利潤函數分別對p1、p2求導并令其為零,得到船公司的反應函數為

pi=(α+wi)/2

此時港口不合謀,則港口利潤函數與上文的一致,將船公司的反應函數代入港口利潤函數后分別對w1、w2求導并令其為零,得到港口服務價格為

最終解得港口和船公司的利潤分別為

此情境下的運量、運價分別為

在無限次重復博弈下,船公司維持合謀的臨界貼現因子δ需要滿足的條件[23]為

(3)

由上式可以解得在港口不合謀情況下,船公司維持合謀的臨界貼現因子為

404γ3λ2+1 069γ2λ3+2 368γλ4+1 024λ5)-1

2.3 港口橫向合謀、船公司不橫向合謀(CN)情境

此情境下,港口選擇合謀,則港口以雙方總利潤最大為目標進行決策;船公司不合謀,則船公司以自身利潤最大為目標進行決策。此時,港口總利潤函數為

πP=πP1+πP2=w1q1+w2q2

與上文分析類似,解得港口和船公司的利潤分別為

此情境下的運量、運價分別為

2.4 港口和船公司都橫向合謀(CC)情境

港口和船公司都選擇橫向合謀,皆以雙方總利潤最大為目標進行決策。與前文分析類似,可計算得出港口和船公司的利潤分別為

此情境下的運量、運價分別為

同理,可以計算得出港口合謀情境下船公司維持合謀的臨界貼現因子以及船公司合謀情境下港口維持合謀的臨界貼現因子:

3 均衡結果分析

3.1 運價、運量均衡結果分析

命題1在港口和船公司都不合謀的情境下,運量最大,船公司運價最低;在港口和船公司都合謀的情境下,運量最小,船公司運價最高。

證明:qNN-qNC>0,qNC-qCN=0,qCN-qCC>0。pCC-pCN>0,pCN-pNC=0,pNC-pNN>0。

命題1表明,港口和船公司都選擇合謀時,船公司的運價最高,運量最小。對托運人而言,港口間的合謀和船公司間的合謀都會加大托運人的利益損害,其損害程度一致。當雙方都合謀時,托運人的利益將會達到最低,對航運市場帶來的惡劣影響將會達到最大。

3.2 利潤均衡結果分析

命題2船公司合謀使港航運輸鏈上港口利潤降低;港口合謀使港航運輸鏈上船公司利潤降低。

命題2表明,無論港口是否合謀,船公司合謀情境下的港口利潤小于船公司不合謀情境下的港口利潤;隨著船公司開始橫向合謀,港口利潤開始降低。船公司同理。由此可得,供應鏈上游(下游)合謀后會形成寡頭壟斷,利潤提高,但隨著下游(上游)開始合謀,供應鏈雙重邊際效應帶來的負面影響加劇,供應鏈整體和上游(下游)利潤降低。

命題3港口和船公司單次非合作博弈的均衡結果為(背叛,背叛)。

如表1所示:船公司選擇合謀后,由于港口合謀利潤低于港口背叛合謀的利潤,在下一階段港口會選擇背叛合謀;同樣,在港口選擇合謀后,由于船公司背叛合謀的利潤高于船公司合謀利潤,在下一階段船公司會選擇背叛合謀。因此,(背叛,背叛)將會成為單次非合作博弈下的均衡解。在無限次重復博弈下,情況將會發生改變。

表1 博弈矩陣

3.3 臨界貼現因子均衡結果分析

臨界貼現因子大小能反映維持合謀的難易程度,臨界貼現因子越大表示維持合謀越難。因此,港口維持合謀的困難程度在船公司合謀、船公司不合謀時依次降低;同樣,船公司維持合謀的困難程度在港口合謀、港口不合謀時依次降低。

推論1單次博弈下,港口間合謀會增強船公司的合謀動機,船公司間合謀會增強港口的合謀動機。但在無限次重復博弈下,港口間合謀降低了船公司間合謀的穩定性,同樣,船公司間合謀降低了港口間合謀的穩定性。

單次博弈中,港口背叛合謀的利潤在船公司不合謀時的值大于船公司合謀時的值,故船公司合謀時,港口背叛合謀需要付出的代價更大,則港口更傾向于不合謀。另一情況與此同理。

在無限次重復博弈中,港口維持合謀的臨界貼現因子在船公司合謀時的值大于船公司不合謀時的值,故船公司選擇合謀后,港口維持合謀難度增大,穩定性降低。另一情況與此同理。

推論1表明,船公司選擇合謀后,運價將會提高,運量將會降低,航運聯盟形成。上游港口受到來自船公司橫向合謀的外來威脅,合謀穩定性受到破壞。港口選擇合謀后,運量將會增加,運價將會逐步降低,下游船公司為了搶奪市場將進一步破壞港口合謀穩定性。

4 數值分析

為驗證構建的無限次重復博弈模型的有效性,假設α=1 000,根據文獻[24]計算得出擁堵成本λ=0.002(算例部分采用無量綱數據)。

4.1 基礎數據

探究維持合謀的臨界貼現因子δ隨運輸服務替代程度γ的變化,來分析運輸服務替代程度對合謀穩定性的影響。如圖2所示:船公司合謀時港口維持合謀的臨界貼現因子大于船公司不合謀時港口維持合謀的臨界貼現因子,港口合謀時船公司維持合謀的臨界貼現因子大于港口不合謀時船公司維持合謀的臨界貼現因子,符合前文結論;隨著運輸服務替代程度的增大,港口和船公司維持合謀的臨界貼現因子均呈上升趨勢,這表明隨著運輸服務替代程度的增大,市場競爭愈發激烈,運輸鏈上各參與方維持合謀的難度增加,合謀穩定性降低。

圖2 臨界貼現因子δ隨運輸服務替代程度γ的變化

為進一步得到運輸服務替代程度γ和市場潛在需求α的變化對運量、運價的影響,將市場潛在需求的取值向上變化100%,即α∈[1 000,2 000],得到的結果分別見圖3和4。

圖3 γ和α變化時運量變化情況(從上到下的曲面分別對應情境NN、NC/CN、CC)

如圖3所示:運量在情境NN、NC/CN、CC下依次降低,符合前文結論;隨著運輸服務替代程度增大,運量逐漸減少;隨著市場潛在需求增加,運量呈緩慢上升趨勢。如圖4所示:運價在情境NC/CN、NN下依次降低,符合前文結論;隨著運輸服務替代程度增大,運價下降的趨勢較為平緩;隨著市場潛在需求增加,運價上升趨勢較為明顯。市場中存在合謀會損害托運人利益。隨著市場潛在需求的上升,運價的上升趨勢高于運量,表明需求的上升不足以抵消運價上漲對托運人利益的損害。

圖4 γ和α變化時運價變化情況(從上到下的曲面分別對應情境NC/CN、NN)

同上,將市場潛在需求的取值向上變化100%,即α∈[1 000,2 000],分析運輸服務替代程度γ和市場潛在需求α變化對利潤的影響,結果見圖5和6。

圖5 γ和α變化時港口利潤變化情況(從上到下的曲面分別對應情境CN、CC、NN、NC)

圖5顯示了利潤小于2×106的情況:港口利潤在情境CN、CC、NN、NC下依次降低,符合前文結論。圖6顯示了利潤小于1.5×106的情況:船公司利潤在情境NC、CC、NN、CN下依次降低,符合前文結論。隨著市場潛在需求增加,港口和船公司的利潤均呈現緩慢上升趨勢;隨著運輸服務替代程度增大,港口和船公司的利潤均呈現下降趨勢。港航運輸鏈各參與方自身合謀會提高其利潤水平,對方合謀會降低其利潤水平,且運輸服務替代程度的增大可以緩解由合謀帶來的港口和船公司利潤的急劇增加。

圖6 γ和α變化時船公司利潤變化情況(從上到下的曲面

4.2 新冠疫情的影響

后疫情時代,新冠疫情對航運市場造成了巨大影響,貨物需求呈爆發式增長,港口陷入嚴重擁堵。港口擁堵使整個港航運輸鏈產生連鎖反應,易造成供應鏈失衡等嚴重危機。應用算例分析擁堵成本上升對港航運輸鏈上運量、運價以及運輸鏈上(下)游企業橫向合謀穩定性的影響。將單位集裝箱在港口的等待成本即擁堵成本的取值向上變化50%,即λ∈[0.02,0.03]。不考慮供應鏈上運輸服務替代程度的影響,這里γ=0.01。

分析擁堵成本上升對港航運輸鏈上運量、運價產生的影響,結果分別見圖7和8。如圖7所示,隨著擁堵成本上升,各情境下的運量均呈下降態勢。如圖8所示,隨著擁堵成本上升,各情境下的運價均呈上升態勢。由此可見,擁堵減緩了集裝箱的流動,使集裝箱運輸效率下降,有效運力減少,繼而推動運價上漲,造成港航供應鏈失衡。

分析擁堵成本上升對港航運輸鏈上(下)游企業橫向合謀穩定性的影響,結果見圖9。如圖9所示,隨著擁堵成本的上升,港口和船公司維持合謀的臨界貼現因子呈下降趨勢,維持合謀難度降低,達成默契合謀的可能性提高。由此可見,受擁堵影響,集裝箱滯港、運輸周轉不暢、運力不足等問題給港口和船公司的運營造成巨大影響。為了維持自身運營、共同對抗疫情對航運市場造成的危機,港口(船公司)內部達成合謀的意愿越來越強烈。

圖9 擁堵成本λ變化時臨界貼現因子變化情況

5 結束語

通過構建無限次重復博弈模型,探究集裝箱運輸鏈上游港口橫向合謀與下游船公司橫向合謀間的相互作用。就4種情境進行討論:港口和船公司都不橫向合謀、只有船公司橫向合謀、只有港口橫向合謀、港口和船公司都橫向合謀。求解每種情境下運輸鏈上的運價、運量、港口和船公司的利潤及維持合謀的臨界貼現因子大小,比較不同情境下港口和船公司合謀的動機及其穩定性。通過算例分析影響合謀穩定性的因素以及在新冠疫情背景下由港口擁堵造成的供應鏈失衡的影響。研究發現:當港口和船公司都合謀時,托運人的利益達到最低;下游船公司合謀會降低上游港口合謀穩定性,上游港口合謀會降低下游船公司合謀穩定性;隨著運輸鏈上運輸服務替代程度的增大,合謀穩定性降低;隨著擁堵成本上升,合謀穩定性增強。

后疫情時代,政府面臨著巨大的管理壓力,本文結論可為其提供一些管理上的啟示。首先,運輸鏈上存在合謀時,運價會上漲,運量會下跌。當港口和船公司都合謀時,運量會達到最小值,運價會達到最高值。若政府觀察到無外力影響,航運市場中的運價、運量發生變化甚至變化到極值時,則需關注航運市場中港口和船公司是否存在橫向合謀,若存在則需要采取相應的反壟斷措施。其次,由于下游船公司的合謀會降低上游港口合謀穩定性,政府觀察到船公司不存在合謀行為時,更應該關注上游港口間是否存在橫向合謀。最后,受新冠疫情的影響,擁堵成本上升,造成供應鏈失衡,導致運輸鏈上運量降低,運價上升,且擁堵成本的上升會加劇港口間的合謀和船公司間的合謀,故政府需出臺相應措施緩解由疫情帶來的港口擁堵、運價上升等一系列問題。如:港口管理部門適當削減或免收港口建設費用;交通運輸部門協助船公司優化航線運力配置;商務有關部門積極擴大空箱回收力度,增加運力投放;以中遠海運為代表的航運企業應積極承擔社會責任,協調運價。

本文的創新在于建立了一個無限次重復博弈模型,研究港航運輸鏈上港口橫向合謀與船公司橫向合謀間的相互作用,并且創新性地考慮港口和船公司的決策順序。然而,本文的研究只基于區域內兩條運輸鏈,具有一定局限性。下一步將考慮區域內存在多條運輸鏈,分析多條運輸鏈上橫向合謀間的相互作用。