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1、基于广义成本的集装箱公铁联运优化研究 (2)中国科技论文在线/.paper.edu 基于广义成本的集装箱公铁联运优化研究 韩鑫 长安大学汽车学院， 西安（710061） Email：loyalhansohu4>> 摘 要：集装箱是一种先进的现代化的运输方式，具有运输效率高、运输质量好、运输成本低等优点。集装箱多式联运是一种以集装箱货物运输最优化效益为目标的运输组织形式，公铁联运作为集装箱多式联运的一种重要形式，伴随着集装箱运输业的发展尤其是内陆集装箱运输业务的发展公铁联运将会发挥越来越重要的作用研究，对公铁联运优化分析的研究有利于促进公铁联运的发展。本文借鉴了将时间折算为成本的方法
2、，由此而实现集装箱公铁联运的广义成本的算法；并在时间约束条件下以集装箱公铁联运广义成本最优化为目标进行优化研究；建立了集装箱公铁联运路径与运输方式选择的优化模型。 关键词：集装箱；集装箱多式联运；公铁联运；广义运输成本 中图分类号：U169.62 1.引 言 集装箱运输是一种先进的现代化运输方式，是运输领域的一场重要革命。它以其快捷、安全、高效的优质服务将货物运输提高到一个新的水平，有效地保证并促进了经济、社会，1特别是国际贸易的发展。自1845年，集装箱运输的雏形在英国铁路上出现之后，经过公路和铁路联运，海上集装箱运输的成功推行、成长、扩展和成熟，集装箱运输已在全世界得到普及，并向多式联运方
3、向发展。自20世纪50年代，我国集装箱运输也开始了开创性的运营。但中国的集装箱运输没有迅速进入发展期，而是呈现出一种曲折发展的态势，大体上可2分为试运、创业和发展三个时期。 近年来，随着我国集装箱运输基础设施显著改善，市场化进程明显加快，对外开放逐步扩大，企业规模不断壮大，服务质量日益提高，我国的集装箱运输业务不断增强。 2007年我国公路、水路集装箱运输量持续快速增长。全社会公路运输集装箱4616.02万TEU、货运 3量53182.96万吨，分别比上年增长31.2%和44.7% 。集装箱货物运输在内陆货物运输中的所占的比重越来越大，发挥的作用也越来越大，对集装箱公铁联运优化分析的研究对促进
4、集装箱运输的发展和提高集装箱运输的效率有很重要的作用。 集装箱多式联运是在集装箱运输的基础上发展起来的新型的运输方式，是一种以实现货物整体运输的最优化效益为目标的联运组织形式。集装箱多式联运是采用两种或两种以上不同运输方式进行联运的运输组织形式。20世纪60年代未，多式联运开始在美国出现，受到贸易界的欢迎。随后美洲、欧洲及非洲部分地区采用。20世纪80年代，多式联运己逐步在发展中国家实行。目前，多式联运已成为一种新型重要的集装箱运输方式。 公铁联运是指按照多式联运合同，由铁路、公路两种运输方式参与，由多式联运经营人将货物从接管货物的地点运至指定交付货物的地点。集装箱公铁联运是集装箱多式联运的一
5、种重要形式，随着我国公路、铁路网的完善以及集装箱中心站的建设，国务院在物流业调整和振兴规划中明确将多式联运作为重点工程，由此我们可以预见公铁联运必将在我国集装箱陆上运输中扮演越来越重要的作用。 2.集装箱公铁联运主要考虑因素 集装箱公、铁联运过程中必须考虑众多因素，其中以运输成本、运输时间和运输质量最- 1 -中国科技论文在线/.paper.edu 为重要。运输成本是每个运输企业头疼但是又不得不面对的问题，如何降低运输成本是每个运输企业最为关心的问题，因为这直接关系到运输企业在市场上的生存。运输时间和安全性会影响托运企业库存成本(订货成本和安全成本)以及他们的在途库存水平，如果选择运输速度较慢
6、或可靠性差的运输企业，托运企业会因此增加库存成本，这反而增加了托运企业的物流成本。因此如何降低运输成本、缩短运输时间以及提高运输质量是运输企业和托运企业共同关心的问题。 集装箱公、铁联运过程主要要考虑的因素有: 成本因素:运输消耗的货币衡量。公、铁联运的成本因素除了通常意义上的燃料费用、设备费用，劳动力费用和管理费用外，转换运输方式的费用也是重要的组成部分。 时间因素:运输运消耗时间，完成一次运输的时间消耗包括选用的各种运输方式的运输时间，以及运输方式转换时间。时间是衡量运输效益的重要因素，是集装箱运输过程中的一个重要约束条件。 运输方式及运输线路因素: 运输方式的选择主要取决与运输线路，选择
7、不同的运输方式运输的成本和时间也会有很大的差异。运输实现货物的空间位移，运输起讫地及其之间地地理特征。运输线路的选择决定运输方式地选择、运输距离的构成。集装箱内陆运输过程主要采用的运输方式有公路运输、铁路运输。 服务质量因素:所谓运输的质量则是针对运输时间以及货物的状态而言的，公、铁联运经营人必须保证货物能准时到达托运人手中的同时，亦要保证所交的货是收货方按照合同所需的，不能出现货损货差的现象出现，这是运输企业信誉的保证。 运输质量因素：集装箱运输质量的可通过以下评价指标进行评价：安全，指将货物完整地运达目的地；迅速，指以较短的时间将货物运达目的地。运输速度快，可缩短货物在途时间，意味着提高劳
8、动生产率，为社会创造更多财富；经济，指运输业以较少的物化劳动和活劳动来完成等量的运输任务。投资省,运输成本低，运价低廉,货物担负的运输费用少，经济效益大；方便，使货主办理货运业务手续简便，为货主提供优质服务，节省时间，做到人便于行，货畅其流。 对于内陆集装箱运输企业或运输过程而言，其目的可以归结为如何在满足客户需求的基础上，通过确定合理的运输方式和运输路径使集装箱在这特定的运输空间内的总费用最小化。由以上的因素分析我们可知，运输方式的选择决定了运输的成本和时间，同时从一定程度上决定了运输的服务质量和运输质量。因此在考虑运输成本过程中首先要考虑运输方式。 3.集装箱公铁联运优化模型研究 3.1
9、问题分析 在对公铁联运进行研究时，我们主要考虑两个因素集装箱运输费用和运输时间。本文将运输时间通过转化以成本的形式体现。由于货物延误到达与否有很大的随机性，很难确切地表达出延误的损失费用。只有延误到达造成的损失，货主收入的很大部分时，才会对货主的决策有重大影响。因此，我们把运输时间转化为货物资金占用费用加以考虑，即货物资金的时间价值的算法，并加入与时间有关的集装箱的占用费和堆存费，模型将传统的运输费用及将时间折算成费用进行综合考虑，即广义运输费用。问题即转化为在时间约束下的广义成本最低的优化问题。 （1） 集装箱运输费用的确定 - 2 -中国科技论文在线/.paper.edu 该模型中所涉及到
10、的集装箱运输成本c根据所选择的运输工具的不同而不同，一般公路采用高速公路的集装箱车，铁路运输采用集装箱运输列车。集装箱运输成本分析根据所选用4的运输工具进行成本折旧计算。文章中的集装箱运输成本计算方法具体如下: 1公路运输的集装箱车 C=A+B/dijijijij (3.1) 其中： dij为货场k至i的运输距离(km) ； Adijij 为在运输过程中的每km固定营运成本； Bdijij 为在运输过程中的可变成本。 2铁路运输的集装箱运输列车 C=A+B/dijttij (3.2) 其中： dij为铁路货运站i至j的运输距离(km)； dAijt 为在运输过程中的每km固定营运成本; dBi
11、jt 为在运输过程中的可变成本。 （2）集装箱货物运输的时间价值成本 集装箱货物运输的时间价值成本，采用不同的运输方式时，货物运输过程中所产生的流动资金占用损失和集装箱的占用费等。集装箱运输的时间价值主要体现在流动资金占用损失和集装箱占用费、堆存费等方面。即是采用流动资金占用利息=集装箱货物价值×利率×运输5和待运时间(元/TEU)来进行计算。 (V+V)?rdgci,jC=×(T+)kd36524Vk （3.3） 其中： Ck在运输方式k时，集装箱货物运输的时间成本价值; VVgc 为运输的货物价值;为单位集装箱的占用费，以集装箱的机会成本来计算; r 为年利率
12、； Td 为运输过程中，在货物换装过程中产生的堆存时间，用天数(d)来表示; dVi,jk 为运输过程两个运输节点之间i，j的距离(km)；为i，j之间的运输速度(km/h)。 3.2 多式联运动态规划优选模型 3.2.1 模型的目标 在时间限定的基础上，以广义运输总费用最小为目标，建立数学模型，进行公铁联运运- 3 -中国科技论文在线/.paper.edu 输路径及方式的优选。 3.2.2 模型的假定条件 1.前提条件:集装箱中转都在集装箱中转站或物流园区进行。 2.假定条件: (1) 在任意两节点之间只选用一种运输方式; (2) 特定两个城市间某种运输方式的费率一定，即单位距离单位箱的运费
13、为定值，无论是否满载; (4) 在某城市转换运输方式时，会发生一定的换装费用和堆存费用; (5) 假设在运输及中转过程中不会发生货损。 3.2.3 集装箱公铁联运的描述 本模型路网描述如图3-1所示，即货物通过不同运输方式运达城市i，在城市i进行运输方式的中转后，再进行运输。 图 3-1 集装箱公铁联运路网络示意图 3.2.4 集装箱公、铁联运优化模型 目标函数: kkkklkkMinZ=xcdC+xC+i,i1i,i1i,i1ii,i+1Ti,j+1,ikiklik （3.4） kx=1i,i+1?ikS.t. （3.5） klklx+x2r?i,k,li?1,ii,i+1i （3.6） k
14、kdxi,i+1i,i+1kl+rTtidmaxkkvxikikli,i+1i,i+1 （3.7） kX0,1?i,k,li.i+1 （3.8） 其中符号定义: O公铁联运运输网络的起始节点; D公铁联运运输网络的终讫节点; i为公铁联运运输网络的所有城市节点的集合; - 4 -中国科技论文在线/.paper.edu k、l 为可选用的运输方式，为了方便可均取0，1变量，0代表选用公路运输，1代表选用铁路运输; kCi,i+1ii+1k为城市到城市采用运输方式时单位距离的单箱运输费用，可根据所选用的运输方式，按照上节中的公路、铁路集装箱运输费用计算方法计算; klCiikl为货物在城市从运输方
15、式转换到运输方式时的单箱换装费用，即单位集klC=0k=li装箱由铁路换成公路运输或由公路换成铁路运输时的费用，但时，; kdi,i+1ii+1k货物在城市到城市选择第种运输工具的集装箱运输距离; kCTi,j+1ii+1k货物在城市到城市选择第种运输工具所产生的时间费用，可根据上节中关于集装箱货物运输的时间价值成本的计算方法来进行计算; kvi,i+1ii+1k货物在城市到城市选择第种运输工具时的运输速度; Td表示在结点处的货物的换装及堆存时间； ?货物从城市i到城市i+1选择第k种运输工具kx= ?i,i+10其他?目标函数说明: 第一部分:从出发点至送达目的地单位集装箱的总运输费用成本
16、; 第二部分:表示所有在中转城市单位集装箱换装产生的费用成本; 第三部分:表示单位集装箱运输全过程中所产生的时间费用成本。 约束条件说明: ii+1 (3.5) 表示货物从城市到城市之间，只能使用一种运输方式; ikli?1 (3.6) 用来保证内部的一致性，即如果在城市运输方式由转换为，则从城市到ikii+1l城市运输方式采用，从城市到城市，运输方式采用; (3.7) 表示该批货物在运输过程中所花费的时间必须在承运人要求的最长时间范围之内。 kxi,i+1 (3.8) 表示决策变量为0, 1变量。 参考文献 1 蒋正雄，刘鼎铭集装箱运输学M.北京：人民交通出版社，1997. 2 魏际刚中美集
17、装箱运输发展的比较制度分析J.中国铁道科学,2002，23（6）：100105. 3 中华人民共和国交通运输部.2007年公路水路交通行业发展统计公报. 4 郭子坚，王诺，霍红多种运输模式下国内沿海集装箱港口布局模型研究J大连理工大学学报，2001(9)57><98601 5 宋炳良国际集装箱多式联运与东部港口竞争力分析J中国航海2003，3：6164 - 5 -中国科技论文在线/.paper.edu The research on Container road and railway intermodal transportation on the basis of the ge
18、neralized costs Han Xin School Of Automobile, Changan University, Xian (710061) Abstract The container is an modern mode of transport, with a high transport efficiency, transport quality and low cost. Container multi-modal transport is an organizational form of transport which makes optimal efficien
19、cy as an objective. Container road and railway intermodal transportation as an important form of containers multi-modal transport, along with the development of container transport and inland container transport operations, Container road and railway intermodal transportation will play an increasing
20、ly important role in the future. Studying cost of container road and railway help to promote the development of public rail transport. In this article the model transformed transport time into the transport cost ， then study the lowest cost of the generalized transport costs under the conditions of the time limit. At the end ,the article built an model which can use to choice path an mode of container road and railway intermodal transportation. Keywords：container;multi-modal transport;road and railway intermodal transportation;generalized transport costs - 6 -