多式聯(lián)運條件下集裝箱空箱調(diào)運問題研究

左曉芬 （蘭州交通大學 交通運輸學院，甘肅 蘭州 730070）

多式聯(lián)運條件下集裝箱空箱調(diào)運問題研究

左曉芬 （蘭州交通大學 交通運輸學院，甘肅 蘭州 730070）

闡明了集裝箱空箱調(diào)運的內(nèi)涵以及多式聯(lián)運條件下集裝箱的流轉(zhuǎn)過程，深入分析了集裝箱空箱的產(chǎn)生原因。然后指出，為實現(xiàn)以最低成本進行空箱調(diào)運的目標，在綜合考慮調(diào)運空間、調(diào)運數(shù)量以及租箱決策三要素的基礎(chǔ)上，給出空箱調(diào)運成本表達式，并建立空箱調(diào)運模型。通過數(shù)學規(guī)劃求解lingo軟件，帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)，并對運行結(jié)果進行分析，得知該模型是有效的和可行的。

集裝箱；空箱調(diào)運；空箱調(diào)運模型

0 引 言

集裝箱運輸作為一種重要的貨物運輸方式，由于其具有貨物損耗小、便于門到門運輸、方便多式聯(lián)運等特點得到普遍采用。近年來因需求的擴大，發(fā)展迅速。但由于全球貨物流向失衡，各航線上的箱量、箱型不平衡，形成空箱調(diào)運需求。

空箱調(diào)運即如何以最小的成本，在最短的時間內(nèi)，將集裝箱空箱從供應(yīng)地向需求地運輸，以滿足下一步裝載重箱的需要，提高托運人的滿意程度，為公司節(jié)約成本和贏取更多潛在利益[1]。在日益激烈的競爭中，航運企業(yè)生存和發(fā)展的要務(wù)是嚴格控制成本。空箱調(diào)運優(yōu)化研究的主要目的，從宏觀的角度講，是為經(jīng)濟整體節(jié)約資源，從微觀的角度講，就是幫助航運企業(yè)追求成本的最小化和利潤的最大化。

1 多式聯(lián)運條件下集裝箱的流轉(zhuǎn)過程

1980年 《聯(lián)合國國際貨物多式聯(lián)運公約》對國際多式聯(lián)運所下的定義是：按照多式聯(lián)運合同，以至少兩種不同的運輸方式，由多式聯(lián)運經(jīng)營人把貨物從一國境內(nèi)接運貨物的地點運至另一國境內(nèi)交付貨物的地點[2]。在多式聯(lián)運條件下，集裝箱流轉(zhuǎn)的整個過程如下：

托運人通過代理人或直接向船公司辦理托運訂艙，船公司或其代理人在承運貨物后，即簽發(fā)集裝箱設(shè)備交接單，交給托運人或其貨運代理人。托運人憑空箱提交單及其他單證到集裝箱堆場或內(nèi)陸貨運站提取空箱，將空箱運到托運人所在地并裝箱，這是 “整箱貨裝箱” （FCL）的情況。當托運人的貨物不足以裝滿一個整箱時，通常由托運人直接將貨物運到內(nèi)陸貨運站，由集裝箱貨運站負責裝箱，即 “拼箱貨裝箱” （LCL）。

當托運人或其代理向商檢局報驗、向海關(guān)報關(guān)，得到相關(guān)部門的放行后，重箱經(jīng)公路或鐵路運至起運港的集裝箱堆場。當船舶到港后，將重箱裝船，運往目的港。重箱在目的港卸下后，由堆場運往貨運站。拼箱在貨運站就地掏箱成為空箱；整箱則經(jīng)由內(nèi)陸運輸運往收貨人所在地，由收貨人卸貨，集裝箱又變?yōu)榭障?，這一部分空箱將被運往鄰近的貨運站或港口堆場。這樣，集裝箱完成了一次運輸，空箱等待再次裝載為重箱后運往新的目的地。

2 集裝箱空箱產(chǎn)生的原因

產(chǎn)生空箱調(diào)運的直接原因是空箱供給和需求的不平衡，其深層原因在于國家和地區(qū)之間產(chǎn)業(yè)分布和往來貿(mào)易的不平衡。

（1）貨流量差異引起的空箱調(diào)運。由于世界各國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同，經(jīng)濟發(fā)展的不平衡，世界主要集裝箱班輪航線大多存在著因航線兩端國家或地區(qū)的貿(mào)易不平衡所引起的貨物流量、流向不平衡，進而導(dǎo)致了各航線上港口間的進出箱量不平衡。

（2）進出口貨物在種類和性質(zhì)上的差異以及運費、租賃費、港口裝卸和堆存費用的收費標準不同，發(fā)貨人在進出口貿(mào)易中常使用不同規(guī)格的集裝箱，造成不同箱型貨物的流量、流向不平衡，也會形成空箱調(diào)運。

（3）集裝箱從生產(chǎn)地到使用地之間的運輸也會形成空箱流動。

3 模型的建立

3.1 空箱調(diào)運成本分析

具體來說，空箱調(diào)運成本由以下幾個方面組成：自有空箱運輸費用，包括海運費、陸運費等；自有空箱港口費用，包括裝卸費、堆存費等；自有空箱管理成本，主要包括折舊、修理保養(yǎng)費、管理費用分攤等；調(diào)運空箱中租箱費用，即租金[3]。

通過上述分析，空箱調(diào)運成本可以表示為：

式中

C1——自有空箱運輸費用

C2——自有空箱港口費用

C3——自有空箱管理成本

C4——租箱費用

在空箱調(diào)運的總成本中，自有空箱的運輸費用和租箱費用較高，而自有空箱的港口費用和管理費用是比較小的，故在簡化之后，空箱調(diào)運成本表示為：

圖1 空箱的需求與供給

式中

C1——自有空箱運輸費用

C2——租箱費用

下面的模型是建立在簡化后的空箱調(diào)運成本公式基礎(chǔ)上，然后運用lingo軟件進行求解的。

3.2 空箱調(diào)運模型

在多式聯(lián)運條件下，對于某個港口而言，其空箱的來源包括：進口箱在內(nèi)陸卸載后歸還；出口箱在海外某港卸載后歸還；從其他沿海港調(diào)箱；就地租箱。空箱的去向包括：從港口堆場運往內(nèi)陸準備接應(yīng)出口貨物；進口箱卸載后空箱返還海外需箱地；向其他沿海港調(diào)箱[4]。如圖1所示。

在此基礎(chǔ)上，建立空箱調(diào)運模型。模型基于以下假設(shè)：

（1）存在若干空箱需求地和空箱供給地，廣泛分布于內(nèi)陸、沿海港口和海外港口，各地空箱需求量和供給量已知。

（2）航線上各港口間的海上空箱運輸費率、內(nèi)陸運輸費率、租箱費等成本參數(shù)已知。

（3）航班和船期表固定并且已知，即可確定船舶可達性。同時假設(shè)每期均可實現(xiàn)陸上運輸。

（4）調(diào)運空箱具有運力約束，即裝載工具 （集裝箱船、貨車）要在滿足重箱運輸?shù)那疤嵯?，用剩余艙位或掛車運載空集裝箱。

（5）允許租箱。本文假定在需求地租賃空集裝箱沒有數(shù)量限制，且租賃的集裝箱能夠即刻得到。

空箱調(diào)運的兩個主要目標是：提高托運人滿意度；使調(diào)運成本最小化。對于前者，以當期內(nèi)盡一切可能 （包括租箱）滿足需求量來實現(xiàn)；對于后者，對空箱調(diào)運成本公式求取最小值。模型的公式表達如下：

i∈S為供應(yīng)地的集合，j∈D為需求地的集合；

Cij：從供應(yīng)地i到需求地j的運費；

xij：從供應(yīng)地i到需求地j的運量；

Rj：空箱需求地的租箱費率；

yj：空箱需求地的租箱量；

ij其他

Dj：需求地j的空箱需求量；

Si：供應(yīng)地i的空箱供給量；

Uij：供應(yīng)地i、需求地j兩地之間的空箱運力約束；因為在本模型中假設(shè)重箱量是確定已知的，故Uij=船舶的運輸能力一重箱量。

決策變量為xij、yj。

這一模型旨在確定每一次空箱調(diào)運的三個主要因素——調(diào)運路線、調(diào)運數(shù)量、租箱決策，以更好地實現(xiàn)托運人滿意最大化和承運人成本最小化這兩個基本目標。

3.3 算例

本文中空箱調(diào)運模型所需的參數(shù)如表1～表6：

表1 供應(yīng)量 單位：TEU

表2 需求量 單位：TEU

表3 單位運輸成本 單位：$/TEU

表4 租箱費率 單位：$/TEU

表5 可達性

表6 運力約束 單位：TEU

本文運用Lingo軟件進行求解，得到空箱調(diào)運的最小成本為106 400美元。調(diào)運方案為：從S1分別運送260、40個空箱至D1、D3；從S2運送200個空箱至D3；從S3分別運送150、260、40個空箱至D2、D3、D4；從S4運送280個空箱至D4。另外，在D1港租用空箱40個。具體運行結(jié)果見表7：

表7 空箱調(diào)運結(jié)果 單位：TEU

參考表中的供應(yīng)量和需求量，經(jīng)過分配以后，一方面，S1、S2、S3的富余空箱全部調(diào)出，S4處有40個剩余空箱，因此，D1港租用空箱40個；另一方面，D1、D2、D3、D4對空箱的需求均被滿足。所以，系統(tǒng)實現(xiàn)了托運人滿意最大化和承運人成本最小化的目標。

4 結(jié) 論

合理的空箱調(diào)運策略主要是在考慮調(diào)運可達性和運力約束的前提下，盡量使運輸成本和租箱成本的總和最小；調(diào)箱量和租箱量隨單位運輸成本和租箱費率的變動而變動；運輸可達性變動和運力約束變動會牽制調(diào)運方案。

[1] 靳志宏.物流調(diào)度與協(xié)調(diào)[M].北京：中國物資出版社，2008:252-263.

[2] 陳心德，姚紅光，李程.集裝箱運輸與國際多式聯(lián)運管理[M].北京：清華大學出版社，2008:11-24.

[3] 高明波.集裝箱物流運輸[M].北京：對外經(jīng)濟貿(mào)易大學出版社，2008:248-273.

[4] 王鴻鵬，許路，鄧麗娟.國際集裝箱運輸與多式聯(lián)運[M].大連：大連海事大學出版社，2004:164-185.

Research of Empty Container Allocation Problem Under Intermodal Transportation

ZUO Xiao-fen (School of Traffic and Transportation,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China)

Expounds the concept of empty container allocation and container's circulative process under intermodal transporationt,analyzes what results in the problem of empty container.And then,it points out,to realize the goal of empty container allocation at the lowest cost,we must take the three elements of container allocation,which are allocation route,quantity and renting decision,into consideration,give the expression of the cost of empty container allocation according to them and present the empty containerallocation model.Through the mathematical programming software lingo,the model is followed by a numerical example,which shows the model is practical and efficient.

container;empty container allocation;empty container allocation model

U169.6

A

1002-3100(2010)09-0118-04

2010-06－08

左曉芬（1982-），女，山東煙臺人，蘭州交通大學交通運輸學院碩士研究生，研究方向：管理科學與工程。