協(xié)同運(yùn)輸過程及分析

[摘要] 本文以運(yùn)輸企業(yè)之間的合作問題入手，引入并建立各種運(yùn)輸方式運(yùn)輸企業(yè)之間的協(xié)同運(yùn)輸（Co-operation Transportation Management，以下簡稱CTM)理念和經(jīng)營管理模式。結(jié)合GIS信息技術(shù)，分析指出求解最短路可以采用的智能算法，分析研究運(yùn)輸企業(yè)相互間進(jìn)行協(xié)同運(yùn)輸過程合作的技術(shù)與方法。協(xié)同運(yùn)輸有利于建設(shè)綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，有利于綜合運(yùn)輸體系的建設(shè)與發(fā)展。

[關(guān)鍵詞] 協(xié)同運(yùn)輸 智能算法 多Agents系統(tǒng)

引言

近年來，我國運(yùn)輸業(yè)從事各種方式運(yùn)輸?shù)钠髽I(yè)數(shù)量眾多，規(guī)模普遍不大，管理水平有待提高，加上一些個(gè)體運(yùn)輸?shù)拇嬖冢髽I(yè)之間競相壓價(jià)，加之來自國外物流企業(yè)的競爭，運(yùn)輸市場秩序亟待整理。2008年3月中國交通運(yùn)輸部成立，各種運(yùn)輸方式的企業(yè)逐漸區(qū)域統(tǒng)一管理，現(xiàn)有的各方式運(yùn)輸企業(yè)如何建構(gòu)相互之間的競爭關(guān)系、如何改善運(yùn)輸經(jīng)營狀況和提高管理水平是目前運(yùn)輸業(yè)健康發(fā)展必須要解決的問題。文獻(xiàn)敘述了從物流的角度出發(fā)，供應(yīng)鏈合作的新概念即CTM，文獻(xiàn)和提出現(xiàn)代物流與綜合運(yùn)輸需協(xié)同發(fā)展以及基于馬爾柯夫鏈的供應(yīng)鏈協(xié)同計(jì)劃，文獻(xiàn)則分別對遺傳算法和供應(yīng)鏈過程進(jìn)行了討論。

本文結(jié)合我國當(dāng)前運(yùn)輸業(yè)現(xiàn)狀，以運(yùn)輸企業(yè)之間的合作問題入手，引入各種運(yùn)輸方式運(yùn)輸企業(yè)之間的協(xié)同運(yùn)輸理念和經(jīng)營管理模式。結(jié)合GIS（Geography Information System，以下簡稱GIS）信息技術(shù)，分析研究運(yùn)輸企業(yè)相互間進(jìn)行業(yè)務(wù)合作的技術(shù)與方法，以提高企業(yè)的經(jīng)營管理水平，降低運(yùn)輸經(jīng)營成本，整合企業(yè)與社會間的資源，優(yōu)化綜合運(yùn)輸體系，創(chuàng)造更好的社會效益。

一、CTM含義

協(xié)同學(xué)中的核心概念協(xié)同與協(xié)調(diào)、合作、協(xié)作等詞義大體相近，但CTM卻有如下含義：

1.系統(tǒng)中子系統(tǒng)之間的協(xié)同合作，客觀存在于系統(tǒng)中，即存在于系統(tǒng)自發(fā)的獨(dú)立運(yùn)動，又存在于因它們之間的相互作用而形成的關(guān)聯(lián)運(yùn)動。

當(dāng)系統(tǒng)外界控制參量尚未達(dá)到一定的閾值前，子系統(tǒng)之間關(guān)系較弱，獨(dú)立運(yùn)動占據(jù)著主導(dǎo)地位，系統(tǒng)則呈現(xiàn)出無序狀態(tài)。當(dāng)控制參量不斷接近閾值時(shí)，子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)運(yùn)動開始逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位、當(dāng)控制參量達(dá)到閾值時(shí)，相互關(guān)聯(lián)代替相對獨(dú)立、相互競爭占據(jù)主導(dǎo)地位，從而表現(xiàn)出協(xié)調(diào)、合作，其整體效應(yīng)增強(qiáng)，系統(tǒng)從無序狀態(tài)走向有序狀態(tài)，即協(xié)同導(dǎo)致有序，系統(tǒng)的協(xié)同效應(yīng)得以形成，系統(tǒng)的宏觀有序結(jié)構(gòu)便因此而出現(xiàn)。由此可見，子系統(tǒng)之間的協(xié)同效應(yīng)決定著系統(tǒng)的有序性。

2.運(yùn)輸協(xié)同包括運(yùn)力協(xié)同和運(yùn)量協(xié)同，就是協(xié)同企業(yè)為了降低運(yùn)輸成本，提高服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量，把需要協(xié)同的訂單及各企業(yè)運(yùn)力、運(yùn)量信息在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行優(yōu)化，確定最合理的運(yùn)輸設(shè)備和運(yùn)輸路徑，實(shí)現(xiàn)綜合運(yùn)輸服務(wù)的最優(yōu)化。

運(yùn)輸企業(yè)間的CTM是運(yùn)輸企業(yè)為了提高市場競爭力，提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)水平，維持和擴(kuò)大市場份額而尋求與其他運(yùn)輸企業(yè)合作的一種新型的經(jīng)營管理模式。協(xié)同強(qiáng)調(diào)的是協(xié)同效應(yīng)，因此CTM伙伴之間必然是優(yōu)勢互補(bǔ)的協(xié)調(diào)與合作，不擁有相同的市場，借助的是信息系統(tǒng)的支撐，是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信設(shè)備為基礎(chǔ)，將企業(yè)難以勝任的或難以高效完成的運(yùn)輸服務(wù)包給協(xié)同伙伴。這樣企業(yè)CTM可以理解為兩個(gè)或多個(gè)運(yùn)輸企業(yè)，為完成某項(xiàng)運(yùn)輸任務(wù)相互分工合作，共同完成整個(gè)運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)貨物空間位置上的轉(zhuǎn)移的運(yùn)輸方式。它可以是各種不同運(yùn)輸方式的組合，也可是同種運(yùn)輸方式在不同地理位置的接力。

二、CTM過程特點(diǎn)

1.特點(diǎn)

(1)由多個(gè)具有自主性Agent構(gòu)成，這些Agent可以是性質(zhì)不同的實(shí)體，且每個(gè)Agent可能都有各自的目標(biāo)和行為模型；

(2)每個(gè)Agent只具有有限的信息資源和問題求解能力，缺乏實(shí)現(xiàn)協(xié)作的全局觀點(diǎn)，知識和數(shù)據(jù)分散，決策過程是異步執(zhí)行的；

(3)Agent通過交互求解問題，系統(tǒng)不存在全局控制，即控制是分布的。多個(gè)Agent構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)的原理和Agent之間的協(xié)調(diào)與交互機(jī)制，以使Agent能選擇有利于系統(tǒng)聯(lián)合目標(biāo)的行為。

2.在根據(jù)運(yùn)單需求確定需要協(xié)同的任務(wù)目標(biāo)后，其協(xié)同過程如下：

(1)協(xié)同規(guī)劃及求解協(xié)同結(jié)構(gòu)，進(jìn)行任務(wù)的分解；

(2)尋求協(xié)同伙伴，進(jìn)行任務(wù)的分配，選擇協(xié)同方案；

(3)任務(wù)的實(shí)施，具體實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。

三、GIS在CTM中的功能

GIS在CTM中的最突出的功能就是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析。它包括以下幾個(gè)方面：

1.路徑分析。路徑分析是網(wǎng)絡(luò)分析中的基本功能，其核心是對最短路徑和最佳路經(jīng)的求解。最短路徑的產(chǎn)生基于網(wǎng)線的阻礙強(qiáng)度，最佳路徑就是網(wǎng)絡(luò)中兩點(diǎn)間阻礙強(qiáng)度最小的路徑。如果要找最快路徑，阻礙強(qiáng)度要預(yù)先設(shè)定為通過網(wǎng)線或在節(jié)點(diǎn)處滯留所花費(fèi)的時(shí)間，如果要找費(fèi)用最小的路徑，阻礙強(qiáng)度就是費(fèi)用。

2.資源分配。資源分配就是為網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)線和節(jié)點(diǎn)按阻礙強(qiáng)度的大小來尋找確定最近的中心進(jìn)行資源發(fā)散或匯集的地方。這里的資源分配就是運(yùn)輸任務(wù)的分配，車輛的調(diào)度等。

3.流分析。所謂流，就是將資源有一個(gè)地點(diǎn)運(yùn)送到另一個(gè)地點(diǎn)。流分析的問題主要是按照某種最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)比如：時(shí)間最少、費(fèi)用最低、路程最短或運(yùn)送量最大等設(shè)計(jì)運(yùn)送方案。

在運(yùn)輸協(xié)同中，GIS充當(dāng)著信息系統(tǒng)的角色，在車輛導(dǎo)航定位和監(jiān)控調(diào)度管理中獨(dú)樹一幟。G1S集中車輛行駛交通通達(dá)性信息系統(tǒng)和被管理目標(biāo)主題信息于一體，不但能夠借助電子地圖迅速準(zhǔn)確地為車輛駕駛員和系統(tǒng)管理員提供各種信息的查詢，靈活方便地為車輛在運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)任意兩節(jié)點(diǎn)間選擇最佳行駛路線，并且能夠通過監(jiān)控中心與管理車輛之間的雙向通訊，對車輛實(shí)行跟蹤和調(diào)度管理。

四、CTM分析

1.CTM是我國運(yùn)輸企業(yè)為了提高市場競爭力，提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)水平，維持和擴(kuò)大市場份額而尋求與其他運(yùn)輸企業(yè)合作的一種新型的經(jīng)營管理模式。其目的是建立長期的、穩(wěn)定的合作關(guān)系，達(dá)到雙贏的效果，在目前交通運(yùn)輸成立的政策背景下，可以預(yù)見，不同運(yùn)輸方式的運(yùn)輸企業(yè)之間的CTM發(fā)展將越來越多。

2.運(yùn)輸協(xié)同組織是虛擬組織。它是協(xié)同伙伴在共同合作的基礎(chǔ)上，由各成員共同組建協(xié)同小組，借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息系統(tǒng)，對CTM任務(wù)以協(xié)同體的成本最小為原則進(jìn)行統(tǒng)一分配，并用GIS決策技術(shù)指定最短行駛路線，對協(xié)同運(yùn)力實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度，減少空載行駛，協(xié)調(diào)各成員之間的沖突，實(shí)現(xiàn)協(xié)同伙伴之間的資源共享，經(jīng)營成本最小，避免重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)。

3.協(xié)同伙伴的選擇有一定的選擇標(biāo)準(zhǔn)，需要對潛在協(xié)同對象的兼容性、互補(bǔ)性、能力等匹配性或兼容性進(jìn)行研究和考察。兼容性包括企業(yè)間在戰(zhàn)略發(fā)展、企業(yè)文化、管理理念與模式、財(cái)務(wù)方面相互適應(yīng)，彼此匹配，是否存在沖突和具有良好的合作性。同時(shí)企業(yè)之間在市場上的互補(bǔ)和信息技術(shù)的共享是協(xié)同的必要條件。在考察潛在伙伴的能力時(shí)，通過對潛在伙伴市場能力、技術(shù)能力、運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)方面考察，研究通過CTM，協(xié)同雙方是否能實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4.以G1S為運(yùn)輸協(xié)同體的信息平臺利用Agent設(shè)計(jì)理論和網(wǎng)絡(luò)算法理論，開發(fā)針對多企業(yè)CTM的軟件系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對CTM調(diào)度的可視化和人工智能管理。調(diào)度的最優(yōu)化包括對運(yùn)輸任務(wù)的合理化分解、分配、運(yùn)力的合理化調(diào)度與最短運(yùn)輸路線的規(guī)劃。

5.要實(shí)現(xiàn)有效的和最優(yōu)化的CTM，運(yùn)輸協(xié)同體的信息管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫的處理過程中必須有其自身的系統(tǒng)特性和工作系統(tǒng)控制規(guī)則，包括技術(shù)要求、同步機(jī)制、協(xié)作機(jī)制與安全機(jī)制等。

6.目前尚有待進(jìn)一步研究CTM信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫開發(fā)、協(xié)同利益分配問題、協(xié)同體協(xié)調(diào)機(jī)制、協(xié)同成員的制約機(jī)制等。

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