基于時間價值的國際集裝箱運(yùn)輸路徑的優(yōu)化研究

劉建林　楊圣紅

摘要：在國際物流中，對集裝箱貨主而言，選擇最佳的出口港不僅僅是考慮陸上運(yùn)輸方式的成本優(yōu)化，而是要考慮到最終用戶手中總成本的優(yōu)化問題，即需要考慮貨物的時間價值。文章以廣西防城港經(jīng)濟(jì)腹地國際集裝箱運(yùn)輸為研究對象，利用貨主決策模型，討論了基于時間價值的貨流路徑優(yōu)化問題，為防城港的發(fā)展提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：集裝箱運(yùn)輸；貨主決策模型；優(yōu)化

中圖分類號：F259.27文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract: This essay mainly set focus on the international container transport form Guangxi Fang Cheng Port's Economy Hinterland, making use of the decision model of the owner of cargos, discussing over the problem on the optimization of container transport route based on the time value, bringing forward some suggestions for the future development of Fang Cheng port.

Key words: container transportation；the decision model of the owner of cargos；optimization

1問題提出的背景

防城港位于廣西南部北部灣北岸，是大陸海岸線最西南端的深水良港，同時也是西部大開發(fā)確定的4個一級經(jīng)濟(jì)帶（區(qū)）——南貴昆經(jīng)濟(jì)區(qū)的最西南城市所在地。防城港在鐵路運(yùn)輸方面經(jīng)南防線與南昆、成昆、內(nèi)昆、湘桂、黎湛、枝柳等干線相連，西南地區(qū)進(jìn)出口貨物經(jīng)南昆線可以直達(dá)防城港碼頭。公路運(yùn)輸經(jīng)南防高速公路與西南公路網(wǎng)相連，交通便捷。作為西南出海通道的主門戶及中國—東盟自由貿(mào)易區(qū)的物流平臺，是中國與東盟經(jīng)濟(jì)交流最通達(dá)、最便利的出?？凇?/p>

在眾多投資者和開發(fā)商看好防城港的地理位置優(yōu)勢的同時，對能否將地理位置的優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的集裝箱貨流問題成了眾所關(guān)注的焦點(diǎn)。本文基于這樣的背景對防城港經(jīng)濟(jì)腹地國際集裝箱運(yùn)輸路徑的優(yōu)化問題進(jìn)行了研究。

2貨主決策模型

對貨主而言，貨物運(yùn)輸路線（含運(yùn)輸方式）的決策，須滿足如下基本經(jīng)濟(jì)原則和假定：

第一原則：貨主僅選擇交貨價格最低的起點(diǎn)與路徑的組合；

第二原則：貨主對起點(diǎn)與路徑組合的選擇可由起點(diǎn)與路徑組合的交貨價格的遞減函數(shù)來規(guī)定；

第三原則：在任意一對起訖點(diǎn)間，全部使用過的路徑交貨價格是相同的，并且低于任一未使用過的路徑的交貨價格；

假設(shè)一：貨主對貨物的需求是固定的，與最低的交貨價格無關(guān)；

假設(shè)二：貨物在起點(diǎn)的產(chǎn)量是固定的，與其當(dāng)?shù)貎r格無關(guān)。

在滿足基本的原則和假定條件下，我們建立如下貨主決策模型：

MimZ=mh+qty+Cydy-gdg

s.t. fe=he

Tw=h

h≥0

T≥0

T≤Oii

T≤Djj

上述模型中：

e——網(wǎng)絡(luò)的元素，s——運(yùn)輸方式，te——利用元素e運(yùn)輸貨物的行程時間，

Ce——運(yùn)輸企業(yè)利用元素e運(yùn)輸貨物的成本，fe——在元素e上貨物的流量，

I——起點(diǎn)分區(qū)，J——終點(diǎn)分區(qū)，w——起訖點(diǎn)對i,j，p——路徑，

hp——在路徑p上貨物的流量，mi——貨物在發(fā)貨點(diǎn)i的價格，

ep——如果元素e在路徑p上運(yùn)送貨物，則ep＝1，否則為0，

Oi——在起點(diǎn)分區(qū)i生成固定數(shù)量貨物，Dj——在終點(diǎn)分區(qū)j需求貨物量，

Tw——集裝箱在起訖點(diǎn)對w之間的需求量，

w——需求函數(shù)起訖點(diǎn)對w的交貨價格，

tp——貨物在路徑p上行程時間，Cp——在路徑p上運(yùn)送貨物的企業(yè)運(yùn)輸成本，

q——貨主運(yùn)輸貨物的時間價值，s——運(yùn)輸企業(yè)向貨主收取的運(yùn)費(fèi)占成本的比重。

3防城港經(jīng)濟(jì)腹地國際集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的確定

通過對云、貴、川、桂和重慶市的實(shí)地調(diào)研和對統(tǒng)計(jì)年鑒的分析可以得出：昆明是南寧、成都、重慶、柳州等城市的貨物發(fā)送中心；重慶是昆明、成都、南寧等城市的貨物發(fā)送中心；成都是昆明、南寧、重慶等城市的貨物發(fā)送中心；貴陽是成都、柳州、南寧、昆明、重慶的貨物發(fā)送中心；南寧是昆明、成都、重慶、貴陽的貨物發(fā)送中心。因此，我們選取了昆明、貴陽、成都、重慶、南寧等共5個地方作為貨源運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)，貨主一般都包含在這些貨源節(jié)點(diǎn)之內(nèi)。

由于研究國際物流，考慮到集裝箱流量的大小和代表性及其發(fā)展，將出口箱到達(dá)地和進(jìn)口箱地來源地分為4個節(jié)點(diǎn)：東南亞、香港、歐洲、日韓。同時，考慮到防城港和各個港口之間的協(xié)作、競爭的態(tài)勢，選取黃埔、湛江、深圳和上海等4港口作為研究對象。防城港國際集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

網(wǎng)絡(luò)中邊的確定遵循下面的原則：省際間的集裝箱運(yùn)輸方式主要依托鐵路。主要是由于西南省際間的公路運(yùn)輸路況不佳，許多路段線形差、坡陡彎急，通行能力小，不能適應(yīng)集裝箱運(yùn)輸?shù)囊?，運(yùn)輸途中不安全的因素太多，不會為貨主所選擇。事實(shí)上省際間的貨物運(yùn)輸80%由鐵路承擔(dān)。

4基于時間價值的最優(yōu)路徑的計(jì)算

貨主決策模型的核心是假定貨主是理性的經(jīng)濟(jì)實(shí)體，對其所需的貨物有追求最低交貨價格的行為，即運(yùn)輸需求僅在最低運(yùn)輸成本等于需求價格與供給價格之差時才會產(chǎn)生。貨物運(yùn)輸路線的選擇被假定為“用戶”最優(yōu)，沒有一個貨主能單獨(dú)地通過選擇另一條運(yùn)輸線路來降低其運(yùn)輸成本。所以，貨主決策模型的核心在實(shí)際計(jì)算中可以歸結(jié)為解決最短路問題。

集裝箱運(yùn)輸?shù)臅r間價值主要體現(xiàn)在流動資金的占用利息上，流動資金占用利息＝集裝箱貨平均價值×利率×運(yùn)輸和待運(yùn)時間（元/TEU）。據(jù)調(diào)研知20英寸集裝箱貨值在1萬～20萬元之間，考慮到防城港目前進(jìn)出的多為資源性產(chǎn)品，測算集裝箱進(jìn)出口平均貨值為7 235$/TEU，折合59 882元/TEU。

鐵路運(yùn)輸待運(yùn)時間據(jù)調(diào)研統(tǒng)計(jì)一般為2天，2003年貨車機(jī)車運(yùn)行速度為27.2公里/小時，即日行程為653公里，鐵路運(yùn)輸時間、待運(yùn)時間為：

Tr＝2＋L÷653＝2＋0.001532L式中L為運(yùn)輸距離（公里）

故鐵路運(yùn)輸時間費(fèi)用為：

Vtr＝59 882×5.31÷365×2＋0.001532L＝17.42+0.0133L（元/TEU）

鐵路運(yùn)輸費(fèi)用為全程運(yùn)費(fèi)加上時間費(fèi)用：

Fr＝1.2717L+468.5（元/TEU）式中L為運(yùn)輸距離（公里）

防城港的海運(yùn)費(fèi)由防城港務(wù)集團(tuán)集裝箱公司提供，其余以上海航運(yùn)交易所公布的各航運(yùn)公司國際集裝箱平均報(bào)價為基礎(chǔ)，并且根據(jù)最新航運(yùn)市場調(diào)研結(jié)果測算而得。為研究的方便，對防城港的海運(yùn)費(fèi)我們采用報(bào)價的最低價格進(jìn)行測算，獲得防城港最理想情況下的貨流情況，然后進(jìn)行靈敏度分析。

由此我們得到基于時間價值的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)各相鄰點(diǎn)之間的阻抗矩陣為：

C=

從左至右、從上至下依次為成都、重慶、貴陽、昆明、南寧、防城港、湛江、黃埔、深圳、上海、東南亞、香港、歐洲和日韓。矩陣中M表示它們之間不相連。

基于MathCAD的最優(yōu)路徑的計(jì)算代碼如下：

n←rowsC

for i∈0,…,n-1

for j∈0,…,n-1

continue if j＞n-1

A←iifC＜M∧C≠0

A←0otherwise

for k∈0,…,n-1

for i∈0,…,n-1

for j∈0,…,n-1

continue if j＞n-1

ifCi,k+Ck,j←Ci,j

Ci,j+Ci,k←Ck,j

Ai,j←Ak,j

stackC,A

經(jīng)過運(yùn)算得到理想狀況下防城港經(jīng)濟(jì)腹地集裝箱運(yùn)輸最優(yōu)路徑和次優(yōu)路徑如表1。

從上面的表格我們可以看出，在防城港遠(yuǎn)洋海運(yùn)費(fèi)目前最低的狀況下，它是云貴川重慶等地區(qū)的國際集裝箱進(jìn)出口業(yè)務(wù)的最佳通道，通過靈敏度分析得知如果海運(yùn)費(fèi)在最低的基礎(chǔ)上增加100～150$的話，防城港的優(yōu)勢就不再存在，事實(shí)上后者更接近于市場的實(shí)際。

5結(jié)論

第一，從運(yùn)輸距離來看，防城港的直接經(jīng)濟(jì)腹地是廣西和防城港本地，而云、貴、川、重慶相當(dāng)一部分地區(qū)屬于防城港的間接經(jīng)濟(jì)腹地。尤其是上述地區(qū)與東南亞的貿(mào)易往來，更是以防城港為最佳的進(jìn)出口岸。

第二，運(yùn)輸距離的地理優(yōu)勢是否能轉(zhuǎn)為現(xiàn)實(shí)的集裝箱貨流，取決于下列因素：

（1）由于地方鐵路的收費(fèi)高，使得地理距離上的優(yōu)勢被運(yùn)價的劣勢所替代，在陸路運(yùn)輸中，特別是省際間運(yùn)輸，防城港處于不利的位置，如果南寧到防城港的地方鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)氖召M(fèi)費(fèi)率降低，從陸路運(yùn)輸?shù)慕嵌葋碚f，防城港的集裝箱進(jìn)出口量還有潛力可挖；

（2）由于防城港目前國際直航航線幾乎沒有，遠(yuǎn)洋集裝箱運(yùn)輸需要經(jīng)香港、深圳等中轉(zhuǎn)，無疑增加了海運(yùn)費(fèi)，加上班期密度較低，使得貨物的運(yùn)輸時間延長。這樣一來，地理距離上的優(yōu)勢被運(yùn)價的劣勢取代。使得有些貨主寧愿舍近求遠(yuǎn)，在陸路運(yùn)輸?shù)膿p失可以由海運(yùn)運(yùn)價的極大優(yōu)勢所彌補(bǔ)，從長遠(yuǎn)戰(zhàn)略發(fā)展來看，不利于防城港的發(fā)展；

（3）從總體上看，由于地理位置的相似性，湛江港是防城港經(jīng)營東南亞業(yè)務(wù)和沿海中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)的主要競爭者；由于上海遠(yuǎn)洋海運(yùn)費(fèi)極具競爭優(yōu)勢，加上國際集裝箱運(yùn)輸航線密集，使得上海分流了西南眾多的集裝箱量。

總之，影響未來防城港集裝箱吞吐量發(fā)展態(tài)勢的關(guān)鍵因素是：內(nèi)陸集疏運(yùn)能力（尤其是鐵路運(yùn)輸能力）和沿海中轉(zhuǎn)的集裝箱海運(yùn)運(yùn)費(fèi)水平的高低。

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