經濟航速的確定與計算[摘要]航運業為運輸業最重要的運輸方式，運輸量占所有運輸總量的九成以上，而隨著經濟的形勢的發展頹勢，全球經濟的趨勢限制了航運業的發展，新興其他運輸行業大幅度的增長導致航運業競爭越來越激烈。全球節能減排的呼聲也越來越高，而且全球燃油價格的不斷攀升增加了運營成本，來自多方面的原因共同壓榨了航運業的利潤。面對日益增加的管理和營運成本，如何控制船舶運營成本，來確定船舶的經濟航速有重大的研究意義。本文結合現在船舶的運輸情況，建立了一套科學可靠的確定經濟航速的計算方法。本文首先闡述了經濟的航速的必要性，介紹船舶的運輸成本、年收入和年利潤、現代船舶的經濟指標的相關理論，總結了船舶的設計航速、營運船舶的經濟航速、航速對續航力的影響，適用的市場環境和計算方式。[關鍵詞]運輸成本運輸收入；設計航速經濟航速目錄TOC\o"1-2"\h\u0引言 1第1章緒論 21.1選題的背景和意義 21.2國內外研究的現狀 3第2章運輸成本 42.1運輸成本的構成 42.2固定成本 42.3變動成本 52.4運輸成本的降低 52.4.1提高船舶的運營率和貨物貿易量 52.4.2減少保險費 52.4.3降低修理和維修保養費 52.4.4減少船用品的消耗 5第3章運輸收入 73.1運輸收入的構成 73.1.1根據成本定價 73.1.2根據需求定價 83.1.3根據競爭定價 83.2年收入和年利潤 83.2.1年收入 83.1.2年利潤 93.3現代工程經濟分析使用的指標 93.3.1凈現值NPV 93.3.2需要貨運率RFR 10第4章船舶的經濟航速的確定 114.1船舶的設計航速 114.2船舶的經濟航速 114.2.1最低耗油率航速 114.2.2最低燃油費用航速 124.2.3經濟航速的推導 124.2.4經濟航速的修正 12第5章結論與展望 145.1結論 145.2展望 14參考文獻 160引言海上運輸是國際貿易中最主要的運輸方式，更是推動貿易全球化運行和經濟發展的動力。隨著科學的不斷發展，航運貿易量不斷上漲。但在21世紀全球經濟緩慢加上疫情席卷全球，全球燃油價格迅速攀升，持續增加的燃油價格加大了運輸的成本，來自社會，市場等多種的因素剝削了航運運輸的利潤。運力過剩、維修保養與管理成本上升的問題紛至沓來。惡劣的行業環境對航運公司運營能力與管理能力提出了嚴格的要求。針對船舶市場環境的復雜形勢，科學合理的運營方法，提高船舶的運營效益，已成為航運公司首先攻克的問題。確定經濟航速是船舶運營中的一項主要內容，船舶的運輸速度對貨物運轉速率有很大的影響，船舶的航速是經濟性和技術性的綜合體現，各大航運企業都意識到了航速的重要性。船舶的耗油量與船舶的速度存在著著一定的比例關系，運輸速度的提高會造成耗油量大幅度提升。降低船舶的速度可以達到減少耗油量的目的，但更重要的是，減速航行會提高船舶運輸貨物的時間，增加船舶的固定成本還有可能錯過其他運輸航次。本文通過分析現在船舶運輸市場情況，根據運價，燃油價格建立一套科學可行的經濟航速的確定和計算方式，面對不同的情況選擇最優的經濟航速。

第1章緒論1.1選題的背景和意義自全球性金融危機爆發以來,全球航海業呈現低迷狀態。2020到現在疫情遍布全球，對所有國家的經濟造成巨大損失，還造成了大部分船舶停運，一直到現在都還沒有恢復到之前的狀態。許多貨物的價值呈下跌趨勢,所有國家地區經濟恢復緩慢。新興經濟體增速進一步回落,在缺乏整體復蘇力的情況下,世界經濟增長依舊緩慢陸曉召.金融危機后經濟復蘇失衡與再平衡[D].南開大學碩士學位論文,2011.23～23.。國家統計局《世界經濟增長乏力,外部環境更趨復雜》報告預測,短期內世界經濟仍將處于國際金融危機后的修復期,仍會持續低利率、低通陸曉召.金融危機后經濟復蘇失衡與再平衡[D].南開大學碩士學位論文,2011.23～23.楊宜勇,葉祝發.經濟新常態下如何破解航運困局[J].中國經貿導刊,2015，25(01):58～60.航運業持續處于低谷，各大航運公司難以獲得利潤。油價的持續增長，業務量的萎縮，其他運輸業的競爭，給所有的航運的公司帶來大幅度的虧損。根據調查顯示，2021年第一季度，港口企業景氣指數預計為113.31點，較2020年第四季度下降14.16點，仍維持在景氣線之上；港口企業信心指數預計為133.13點，較2020年第四季度下降16.96點。對于進口冷鏈食品或包裝上檢出新冠病毒陽性問題對港口企業經營的影響，中國航運景氣調查顯示，除了35％的港口公司或冷鏈產品短缺外，其他的產品沒有影響。還表示，有52％的港口公司受到重創，其中30％的進口港，冷鏈產品，數量減少了10％。13％的公司表示，進口的冷鏈貨運量下降了10～20％。防疫措施將持續一段時間，港口經營者需要采取積極措施來滿足防疫和管理要求，以保持港口的平穩運轉，避免再次衰退。信心指數預計將從2020年第四季度下降20點至120點。總體來看，航運服務企業經營狀況不佳，航運公司盈利下降甚至負盈利現象的產生。除世界航海運輸貿易量過剩外,航運公司運輸的成本不斷上漲、運輸的效率相比其他運輸行業低也是主要因素。航運業的競爭逐漸變大,在此大背景下,航運企業想要有良好的發展環境和較多的盈利,就必須降低運營成本、提高運營效率。在航運的運營成本中，占比最大的為燃料成本，它相對于其他成本要高出許多，而且是必不可缺的。在日漸激烈的航運業中，航運企業如果要有很強的競爭力，在燃油成本的管理上必須要有所突破。在航運市場低迷期，減速航行是目前使用最為廣泛的措施。減速航行還可以達到節能減排的作用。但航速降低后，運輸貨物的時間變長，增加固定成本，運輸的次數隨之減少，錯過許多運輸機會，船舶的運輸的收入也會隨之降低。減速航行，能在一定程度降低燃油的成本施祝斌,王琪.航行環境對船舶主機運行參數的影響[J].上海海事大學學報，2007,28(2):53～57.對于航運公司，要實現經濟航速，另一個關鍵就是現代化的經營和成本控制，以此來減少船舶的運營成本。優秀的船舶管理者和輪機人員對降低成本有很大作用。良好的管理不僅可以使設備的使用壽命增長，還可以節約燃料，保證船舶的安全航行，減少船舶的維修保養次數，各方面降低運營成本。良好的管理可以使運營效率提高，帶來更多的經濟效應。1.2國內外研究的現狀對于國內外船舶航行的研究主要在三個方面，組織管理、運營管理、航行速度HarilaosN.Psaraftis,ChristosA.Kontovas.Speedmodelsforenergy-efHarilaosN.Psaraftis,ChristosA.Kontovas.Speedmodelsforenergy-ef?cientmaritimetransportation:Ataxonomyandsurvey[J].TransportationResearchPartC.2013,26:331～351.對船舶的管理模式研究，這方面主要由管理學和經濟學家研究，從最高統協分配的角度管理船隊的組成成員、船舶運輸航線等問題。對船舶路線規劃和船舶航行調度的研究，只適用于小規模的研究，要找到每一條航線的最佳方案。對航速的研究。建立了一個全面評價的最優船型的模型，從船舶的航行性能和操作性能兩個方面來衡量并選擇最佳船型RonenD.TheEffectofOilPriceonmeOptimalSpeedofShips.TheJoumalofOperationalResearchSociety.1982,33(11),1035～RonenD.TheEffectofOilPriceonmeOptimalSpeedofShips.TheJoumalofOperationalResearchSociety.1982,33(11),1035～1040.第2章運輸成本2.1運輸成本的構成運輸成本是航運企業在運轉期間的一切的花銷，是航運公司決定運價從而獲得盈利的標準之一。船舶運輸貨物的成本隨著運輸過程中的因素的改變而改變，是航運公司最關鍵的指標之一，用來衡量公司運輸的經濟效益。降低運輸成本可以使航運公司節約成本，增加利潤。各個航運公司對運輸成本的控制都十分重視譚鋒.船舶航次經營輔助決策研究[D].武漢:武漢理工大學碩士學位論文,2010.34～35.在航運業中，對運輸成本的分類有很多種方法，大多數公司所使用的就是分為固定成本和變動成本。固定成本就是在一定的時期內，整個公司產生的固定的費用，費用總額變化只會涉及相關的花銷的改變，只要航運企業一成立，固定成本就生成，無論航海公司有訂單與否，都產生固定成本。如折舊費、保險費、物料費、船員費、物料費、管理培訓費、稅費。變動成本是指一部分的花銷隨著時間的不同、運輸方法的不同、運輸距離長短的不同等變化的費用。如燃料費用、維修費、港口費、事故處理費用等張夢曦,閆恩慧,江南莼.巨型船舶成本節約的正效應與負效應[J].中國船檢,2015(10):46～50.2.2固定成本根據航運業的劃分，固定成本主要有：船員費，船員的基本工資、餐費等等所有的需要支付給船員的費用，船員費還應計算沒在船上編外的人員、放假和病假人員等費用；折舊費，船舶的設備在使用過程中，發生磨損、銹蝕、老化，隨著時間的變化，市場產品價格波動造成產品成本損失，為了正常運行，對船舶進行修復保養，計入運輸成本，用貨幣形式表示；物料費，船上使用的各種消耗品、化學用劑、金屬制品、清潔用品、工具儀表等購置包括運輸費用；潤料費，潤滑油、液壓油、汽缸油等費用；稅費，船舶繳納的所得稅等；修理費，分為預防性檢修和廠修，平均每年的修理費可按照船舶的造價預計，所取用比例為：長江船4.5%，沿海船3.5%，遠洋船2.5%黃加亮，陳丹.船舶動力裝置技術管理[M].大連：大連海事大學出版社2009.179.2.3變動成本燃料費，在航船舶的柴油發動機等各種設備的總燃料成本；港口費用，引航費用、拖船費用、泊位費用、裝卸費用、港口建設成本，包括與船舶有關的費用；或因船上緊急情況而產生的緊急處理費用，賠償，救援行動和其他相關費用，航程中的維護費用等。2.4運輸成本的降低良好的管理模式和運輸模式可以在各個方面降低運營成本。2.4.1提高船舶的運營率和貨物貿易量船舶的運營率指在一年中，船舶的運營的天數和一年的總天數的比值.而貨運貿易量綜合說明了生產運輸的發展趨勢，是評價船舶運輸率的基礎。提高運營率和貨物貿易量可以降低運輸成本。2.4.2減少保險費保險費的金額主要取決于船齡，運營方的索賠歷史記錄，長時間的安全航行，較好的設備維修保養狀況，良好的管理機制都會使船舶的安全系數提高，從而降低保險費。對于發生事故的船只，事故頻發天氣惡劣的航線，保險費會增加。2.4.3降低修理和維修保養費有一個完善標準的維修保養方案，可以很大程度減少設備的損壞，減少船上設備維修的工作，降低配件的購買費用，加強自身維修保養工作，減少船舶進船塢維修保養的時間次數，減少廠修的工程量，降低維修保養費用。2.4.4減少船用品的消耗潤滑油的消耗量基本上都受到航行時間，主機副機的型號負荷維修保養水平等的影響，同時由于地區的不同，各個港口的油價價格也不一樣，所以好的維修保養方案和加油計劃大幅度減少費用。船上的消耗品也是不菲的花銷。從各種生活用品，化學用劑，纜繩等，加強倉庫的管理，反對浪費王彥,呂靖.國際航運經濟與市場[M].大連:大連海事大學出版社，2013．第3章運輸收入3.1運輸收入的構成在航運公司運營時，有船員費用、物料費用、燃料費用、維修費用，還有一定的折舊費用。為了保持企業的運營和盈利，航運公司會向托運方收取報酬，稱為運費，單位價格就為運價。航運公司的收入就為運價和運輸量的乘積。運價規定的太低，會讓航運企業收入減少，甚至造成損失，負盈利，影響公司的發展；如果運價規定的太高，托運方可能會選擇其他的方式，航運的貿易量就會減少，影響航運企業的收益。因此為了航運市場和航運企業更好的發展與未來，運價應該多因素考慮，規定在一個合理的范圍中。在全球所有的航運公司制定運價時，因為地理關系，公司的規模，船舶運輸貨物的難易程度，運輸貨物的質量等因素的影響，每個航運公司所規定的運價有所不同。在所有的決定運價的因素當中，主要考慮幾個影響最大的因素。分別為根據成本定價、根據需求定價、根據競爭定價。3.1.1根據成本定價根據成本定價是使用的最廣泛的一種定價方法。知道運輸成本以及貿易總量，求出單位運輸的價格，加上一定的利潤，最后所得到的就是運價。根據單位運輸成本和要求的利潤確定的計算方法如下：設W為船舶成本（元），Y為運價（元/t或元/t·nmile），T為運輸量（t），Q為利潤率。由Y·T?Y·T·Q=W得Y=即運價=用這種定價方法的好處在于：成本計算簡單。運價計算步驟簡單，即使是計算的過程中有誤差，與其他方法相比也較小，準確可靠。航運公司和托運方都認可這種計算方法，認為這種方法公平。定價公平性通常都會與成本相關。大部分航運公司都采用這種計算方法，所產生的市場競爭和市場價格的波動小，變化小。如果僅僅只使用按照成本定價，反應不出市場的變化趨勢，而且計算的都是過去的數據，通過這種方法，不能很好的預測未來的市場變化的趨勢。在決定利潤率時也沒有任何的科學性。3.1.2根據需求定價從對根據需求定價的名字看出，這個種方法是根據運輸完成后才計算定價，所有的費用已經發生。不難看出這樣的定價方式有一定的延遲性和價格波動，這就是這種方法與其他方法定價所不同的地方。這種定價可以作為其他定價的補充。與根據成本的方法相比，根據需求定價方法對航運公司提出了更高的要求，包括服務質量、運輸時間以及對所運輸貨物更嚴格的存儲條件。航運企業在進行市場調研時，要著重調查托運方對市場現有的運價認知和運輸質量、運輸服務的要求，最后來規定運價。當托運方非常重視運輸質量和運輸的速度時，根據需求定價更加適用，要顧及貨物自身的價值與承擔運輸的價格。3.1.3根據競爭定價根據市場發展的情況，航運公司的地理位置、運輸能力的大小、運輸質量的好壞，市場競爭的激烈程度，市場通用的價格要求定價。根據自己的運輸能力與管理要求，與行業的其他企業的定價比較，最終決定運價。這三種方法都是通過影響運輸中最關鍵的三個所規定船舶定價的，也是定價的最重要的幾個計算方法。運價的確定還需考慮運輸的風險，航運公司和貨主的雙方承擔的責任，實際運輸中，運輸方式的不同運輸路線的不同，價格也可能會存在波動。3.2年收入和年利潤3.2.1年收入年收入=年運輸能力·平均運價平均運價（元/噸或元/噸海里），按市場的運價標準決定，隨運輸貨物的種類和運輸的距離改變而改變。3.2.2年利潤不計算各種稅的情況，年度運營收入。年收入=年收入總額-年總支出年支出為船舶除開折舊費的外所有花銷的總和，包括船員，維修保養費等等，而包含折舊費在內的所有花銷則為年成本，即：年利潤=年收入-年折舊費航運公司需要繳納所得稅，不減稅的成為稅前收入和稅前利潤，減去稅后為稅后收入和稅后利潤黃加亮，陳丹.船舶動力裝置技術管理[M].大連：大連海事大學出版社2009.179～180。3.3現代工程經濟分析使用的指標隨著經濟發展的現代化和復雜程度加深，簡單的經濟指標已經不能全面的反映經濟發展的實際情況，現代工程經濟分析中還要考慮下列指標：資金的時間價值，特別是投資在整個運營年限的價值變化；在整個運營期中，運營收入和各項費用的變化；經濟與財務因素，如貸款、津貼、稅金和折扣等。考慮以上因素后，航運業采用以下普遍使用的經濟指標黃少竹，張天野，黃加亮等。船舶柴油機[M].大連：大連海事出版社，2006.10～15.3.3.1凈現值NPV凈現值時把所有年收入和支出，按收益率計算后做減法得到的結果。是在考慮到時間的價值后，在使用期間內，能獲得利潤的總值。當凈現值為零，運營的收入與支出相等，就說明達到期望的利潤，如果凈現值大于零時，表明實際的獲得的利潤超出了預期，當凈現值小于零時，說明實際的利潤沒有達到預期黃加亮，陳丹.船舶動力裝置技術管理[M].大連：大連海事大學出版社2009.181.NPV=1PWn式中：PWｉ為現值因素，按照ｉ＝１，２ｎ為船齡。計算時，年運營成本不計入折舊費。當年投資為預定本企業資本投資的年回收額和分期付款買船時的各年付款項。3.3.2需要的貨運費率RFR為了保障有一定的利潤，需要貨運費率不低于一定的值，即黃加亮，陳丹.船舶動力裝置技術管理[M].大連：大連海事大學出版社2009.182.RFR=1如果計算的RFR低于實際水平，船舶在同類型的船只中所占的優勢就越大，利潤率越高。如果高于實際水平，則說明船舶是負盈利的。第4章船舶的經濟航速的確定由于船舶設備的使用年限較長，船舶在整個使用周期內的技術狀況、市場的發展、港口的建設、新航道、燃油價格等都可能發生波動。受這些技術、環境改變的影響，船舶可能不能按照設計航速航行或是按照設計航速航行時會對船舶設備經濟效益產生不好的影響，這就要求航運公司根據市場環境的變化和設備的保養的效果調整船舶的運行速度，來達到降低成本、提高利潤的目的。船舶航速的控制是所有船舶日常運輸中所面臨的難題，同時會對船舶的航行安全、柴油機工況和燃油費用造成巨大改變。在對船舶航速進行經濟效益探討時，首先要滿足以下兩條重要的前提條件，要保證船舶的安全航線，要保持船舶主機的運行工況良好殷翔宇，張俊，謝新連．不定期船最佳航速優化研究[J]．中國航海．2012，35（1）：94～97，118．4.1船舶的設計航速船舶的設計航速是船舶制造時根據設備運行狀況所設定的最佳航速，根據船速的螺旋漿的尺寸和轉速來確定。在額定轉速的工況下，主機的運轉狀態處于最佳狀態，燃油的燃燒狀態良好，傳輸設備傳遞的效率高，船舶的運行的狀態最佳信海旭．營運船舶船速優化探討[J]．中國水運．2011，11（1）：4～5船舶的設計航速是船舶經濟性的一個重要指標，與功率和螺旋槳的選配有關。技術狀況相同的情況下，船舶總排水量T，柴油機的功率P主，航速V有如下的關系蔡薇，萬淑喬，陳璐.海工輔助船經濟航速建模、優化及計算平臺的構建[J].船舶，2018：23P主=其中C為海軍常數。4.2船舶的經濟航速如果要降低燃料成本，以經濟速度計算最低成本。可以直接從主機的性能曲線中看到相應的經濟動力，并使用相應的動力輸出和速度數據來獲得相應的經濟速度。根據每天航行的船舶成本確定速度。4.2.1最低耗油率航速為了減少柴油發動機的燃料消耗，隨著柴油燃料的功率和速度在行駛過程中發生變化，主機的燃料消耗也發生了變化。油耗的水平取決于噴射的燃油量，空氣交換的質量，負載等，它并不總是恒定值。通常，在80％的負載下，柴油機的燃油消耗最低，如果柴油發動機在運輸過程中經常超載，應該采用最低油耗率航速。4.2.2最低燃油費用航速每海里的油耗與造船成本、船員成本和折舊率有關。船舶造價越高，船員費用越高則最低燃油費用航速越高，折舊率越低，航速越高張濤.船舶運營成本分析與控制[D].武漢理工大學碩士學位論文，2017.3～4.4.2.3經濟航速的推導C航=C固+C燃=C固+24·10?6·C燃·g·P主=Ｃ固其中C固為每天固定成本，C燃為每天航行燃油費，C航為每天航行花費，g為燃油消耗量魏鵬.船舶營運中經濟航速的研究[D].大連海事大學碩士學位論文，2017.15～16.令k=24·10?6·C燃所以C航=C固+S海里=C航24v=124（當S海里'為零時，由S海里'＝124（?C固Ｖ得V經濟＝3C固２ｋ，S海里＝116可以得知，當C固上升時，V經濟增加，C固這種方法，需要計算每天航行的固定成本，但減速運行延長了航期，增加的成本無法用具體的數值確定，此外C燃＝C4.2.4經濟航速的修正根據市場價格水平，確定經濟速度以維持工作。由于不同的減速程度，在正常速度下行駛時間