西南煤炭南下運(yùn)輸方案模糊評(píng)價(jià)方法研究

劉志軍

（廣州航海高等?？茖W(xué)校 物流教研室，廣東 廣州 510725）

0 引 言

廣東省煤炭供給主要來自北方和西南地區(qū)，而西南地區(qū)的地理優(yōu)勢(shì)使其成為華南地區(qū)煤炭的重要供給地，特別是貴州將煤炭作為支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并把廣東省作為其主要客戶。煤炭屬于低附加值貨物，由于產(chǎn)銷地距離較遠(yuǎn)，使運(yùn)輸成本在商品價(jià)格中所占比重很大，選擇合適的運(yùn)輸方案以降低物流成本是煤炭流通過程中需要重點(diǎn)考慮的問題。原來由于運(yùn)輸通道的限制，公路運(yùn)輸一直被認(rèn)為是西南煤炭南下運(yùn)輸?shù)淖罴逊桨?。近年來，隨著水運(yùn)通道的疏通、鐵路復(fù)線的建設(shè)，西南煤炭南下運(yùn)輸方案呈現(xiàn)出多元化的特征，特別是隨著計(jì)重收費(fèi)、油價(jià)上漲等情況的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的公路運(yùn)輸最佳方案的優(yōu)勢(shì)在逐步消失[1]。

運(yùn)輸方案的選擇需要考慮很多因素，如貨物的性質(zhì)、運(yùn)輸時(shí)間、成本與批量等，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)問題，特別是運(yùn)輸方案的優(yōu)劣往往難以定量描述，即存在信息模糊性問題，這給決策帶來一定困難。在進(jìn)一步考慮最優(yōu)運(yùn)輸方案的問題時(shí)，擬將西南煤炭南下運(yùn)輸方案的選擇問題簡(jiǎn)化為特定多種方案的綜合評(píng)價(jià)問題，用模糊系統(tǒng)方法對(duì)多種可選運(yùn)輸方案進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)，從而確定西南煤炭南下運(yùn)輸?shù)淖罴逊桨浮?/p>

1 西南煤炭的南下運(yùn)輸方案

煤炭從生產(chǎn)地運(yùn)往消費(fèi)地的可能運(yùn)輸方案可簡(jiǎn)化為以下 7 種，如圖1 所示。

（1）①—公路—⑥：由公路運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)門到門的運(yùn)輸。

（2）①—公路—②—鐵路—⑥：煤炭用戶有鐵路專用線，一些大型電廠和大型鋼鐵廠具備這種運(yùn)輸條件。

（3）①—公路—②—鐵路—③—公路—⑥。

（4）①—公路—②—鐵路—④—水路—⑤—公路—⑥。

（5）①—公路—④—水路—⑤—公路—⑥。

（6）①—公路—④—水路—⑥：用煤企業(yè)有自己的碼頭。

（7）①—公路—②—鐵路—④—水路—⑥：用煤企業(yè)有自己的碼頭。

在 7 種運(yùn)輸方案中，以運(yùn)輸費(fèi)用最低為約束條件建立線性方程并求解[1]，但實(shí)際運(yùn)輸方案的選擇不單純是運(yùn)輸費(fèi)用最低，還要考慮時(shí)間約束、運(yùn)輸方案申請(qǐng)的難度約束、安全性和貨損等問題；分別基于層次分析法和遺傳算法對(duì)運(yùn)輸方案的選擇問題進(jìn)行優(yōu)化求解[2-3]，但由于過程較復(fù)雜，導(dǎo)致這類方法一直不被物流企業(yè)所使用[4]。因此，需要探討建立一種直觀、可操作的模型，為這類問題提供解決的方法。

2 建立模糊評(píng)價(jià)模型

不同運(yùn)輸方案具有不同的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征，解決不同運(yùn)輸方案綜合評(píng)價(jià)中的多目標(biāo)、多影響因素問題，是運(yùn)輸方案選擇時(shí)面臨的難題。而模糊綜合評(píng)價(jià)法是將模糊數(shù)學(xué)理論與方法應(yīng)用于多因素和模糊對(duì)象的評(píng)價(jià)。首先，明確評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)等級(jí)；然后，通過建立評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重集W (w1,…,wm) 和專家評(píng)價(jià)矩陣D；最后，由D.W 得到綜合評(píng)判矩陣B，根據(jù) B 各元素值的大小進(jìn)行最佳運(yùn)輸方案的選擇。

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)

根據(jù)完成某批次貨物運(yùn)輸?shù)囊?(包括時(shí)間、地點(diǎn)、運(yùn)輸路線、環(huán)境和安全因素等)，確定達(dá)成這些約束可能的 k 種運(yùn)輸方案；明確評(píng)價(jià)各種運(yùn)輸方案優(yōu)劣的指標(biāo)，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)集U (u1,…，um)，其中 m 為評(píng)價(jià)指標(biāo)序號(hào)。

2.2 評(píng)價(jià)等級(jí)

針對(duì)需要運(yùn)輸?shù)拿禾?，決策者判斷U (u1,…,um)中各指標(biāo)對(duì)各種運(yùn)輸方案的影響程度，可以分為 4 級(jí)：影響非常大、影響大、影響較大、影響一般，也稱為貨物對(duì)影響因素的偏好信息。

2.3 指標(biāo)權(quán)重

指標(biāo)權(quán)重的確定采用AHP主觀賦權(quán)法[5]。該方法采用9 標(biāo)度數(shù)值來判斷兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的重要性關(guān)系，利用貨物對(duì)運(yùn)輸方案選擇影響因素的偏好信息給出比較判斷矩陣C，然后進(jìn)行歸一化處理，得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重向量W。指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算過程如下。

（1）對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)集合U (u1,…,um) 中的指標(biāo)所屬的評(píng)價(jià)等級(jí)進(jìn)行兩兩比較得到比較矩陣C。

比較矩陣C中cij(i=1,2,...,m;j=1,2,...,m) 取值的意義，如表1所示。

表1 cij 取值的意義

（2）計(jì)算各指標(biāo)的重要性權(quán)重指數(shù)，先計(jì)算集合A(a1,…,ai,…,am)，其中則：

（3）對(duì)集合A進(jìn)行歸一化處理得到各指標(biāo)的權(quán)重指數(shù)，設(shè)：W＝[w1,…,wi,…,wm]，其中故權(quán)重指標(biāo)集W為：

2.4 專家評(píng)價(jià)矩陣

假設(shè)可能的運(yùn)輸方案有 k 種，則采用專家計(jì)分法對(duì)可選的 k 種運(yùn)輸方案分別就評(píng)價(jià)指標(biāo)集合U (u1,…,um) 中的指標(biāo)進(jìn)行打分，則可以建立一個(gè)k × m 的專家評(píng)價(jià)矩陣 R：

式中：r?(i=1,2,...,k; j=1,2,...,m) 的賦值采用專家評(píng)判法，賦值標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)各運(yùn)輸方案的影響度和賦值

由于討論的指標(biāo)有兩種：一種是各種運(yùn)輸方案的優(yōu)點(diǎn)指標(biāo)，該指標(biāo)越大越好，稱其為“正指標(biāo)”；另一種為各種運(yùn)輸方案的缺點(diǎn)指標(biāo)，該指標(biāo)越小越好，稱其為“負(fù)指標(biāo)”。因此，要對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行指標(biāo)測(cè)度的歸一化處理，處理后得到信息矩陣D，其中對(duì)“正指標(biāo)”采用上限效果測(cè)度，即(i=1,2,...,k;j=1,2,...,m)；對(duì)“負(fù)指標(biāo)”采用下限效果測(cè)度，即

(i=1,2,...,k; j=1,2,...,m)。這樣將原信息矩陣 R 按指標(biāo)測(cè)度轉(zhuǎn)換后，可得到轉(zhuǎn)換后的信息矩陣D。

2.5 綜合評(píng)價(jià)矩陣

設(shè)B(b1,…,bk)為綜合評(píng)價(jià)矩陣，則B＝D.W，故：

公式(5)的物理意義可描述為：B(b1,…，bk)中的各元素值是各運(yùn)輸方案的綜合評(píng)價(jià)值。對(duì)集合B (b1，…，bk)中的各元素值大小進(jìn)行排序，數(shù)值大者其對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸方案也更優(yōu)，從而完成最佳方案的選擇。

3 模型實(shí)例分析

3.1 確立評(píng)價(jià)方案

設(shè)煤炭生產(chǎn)地為貴州A煤礦，煤炭生產(chǎn)企業(yè)的煤炭堆場(chǎng)離火車站和港口都有一定的距離，需要用汽車送達(dá)，用煤企業(yè)為深圳媽灣電廠，該企業(yè)有自己的碼頭，沒有專用鐵道。根據(jù)圖1 的 7 種可能運(yùn)輸方案可以簡(jiǎn)化為 6 種，如圖2 所示。k1=①—公路—⑥；k2=①—公路—②—鐵路—③—公路—⑥；k3=①—公路—④—水路—⑤—公路—⑥；k4=①—公路—④—水路—⑥；k5=①—公路—②—鐵路—④—水路—⑤—公路—⑥；k6=①—公路—②—鐵路—④—水路—⑥。

3.2 確立評(píng)價(jià)指標(biāo)及權(quán)重系數(shù)

通過對(duì)貨主、交通運(yùn)輸企業(yè)和交通運(yùn)輸主管部門的調(diào)查，選用運(yùn)輸成本、運(yùn)輸工具獲取的便利程度、貨損程度、運(yùn)輸時(shí)間和運(yùn)輸安全性等 5 項(xiàng)指標(biāo)組成評(píng)價(jià)指標(biāo)要素集U＝(u1,u2,u3,u4,u5)，給集合U各元素賦值：u1＝運(yùn)輸成本；u2＝運(yùn)輸工具申請(qǐng)的便利程度；u3＝貨損程度；u4＝時(shí)間；u5＝安全性。其中，u2和u5為正指標(biāo)；u1,u3,u4為負(fù)指標(biāo)。

確定評(píng)價(jià)指標(biāo)后，由專家確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù),指標(biāo)權(quán)重的確定采用HAP主觀賦權(quán)法[4]?！捌郊?jí)”的指標(biāo)權(quán)重設(shè)為“1”，該方法采用 9 標(biāo)度(1/9，1/7，1/5，1/3，1，3，5，7，9) 來判斷兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的重要性關(guān)系。對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)集合U＝(u1，u2，u3，u4，u5) 中的指標(biāo)所屬的評(píng)價(jià)等級(jí)進(jìn)行兩兩比較得到比較矩陣C：

3.3 確立專家評(píng)價(jià)矩陣

根據(jù)專家對(duì) 6 種運(yùn)輸方案的 5 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響程度分別進(jìn)行賦值，賦值結(jié)果如表3 所示。

表3 專家賦值結(jié)果

對(duì)表3 中的賦值結(jié)果進(jìn)行指標(biāo)測(cè)度的處理，得到轉(zhuǎn)換后的信息矩陣 D 為專家評(píng)價(jià)矩陣，則：

3.4 綜合評(píng)價(jià)矩陣

在得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重指數(shù)集 W 和專家評(píng)價(jià)矩陣D后，由公式⑸得到綜合評(píng)價(jià)矩陣B：

因此，B=[0.549，0.371，0.336，0.347，0.236，0.757]，把綜合評(píng)價(jià)矩陣B中各元素對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸方案，按數(shù)值大小進(jìn)行排序，數(shù)值越大者對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸方案越優(yōu)，即運(yùn)輸方案 k6為最佳運(yùn)輸方案，k1次之，k5最差。

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