淺析大件貨物運輸路的線選擇

周立明

摘要：闡述了影響大件貨物公路運輸線路選擇的主要因素，給出分步選擇大件貨物公路運輸線路的方法。首先，利用網(wǎng)絡(luò)配流模型以線路障礙因素為約束獲取可行線路方案，再根據(jù)模糊評價理論從中挑選較優(yōu)的運輸線路;最后，通過實例分析驗證選線方法的合理性與有效性

關(guān)鍵詞：大件貨物運輸;影響因素;路線選擇系統(tǒng)

運輸線路的選擇是大件貨物公路運輸組織的核心工作。一直以來，承運人在實際運作過程中主要是僅從影響運輸?shù)恼系K因素考慮確定運輸線路[1]，或憑借經(jīng)驗選線，缺少必要的理論支持。筆者結(jié)合實際操作，分析影響大件貨物公路運輸線路選擇的主要因素，利用網(wǎng)路配流和模糊評價理論分步獲取大件貨物公路運輸線路。

1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外在大件運輸領(lǐng)域中利用計算機(jī)及GPS、GIS等技術(shù)較為成熟，借助計算機(jī)運輸支持系統(tǒng)，通過人機(jī)交互輸入相關(guān)運輸信息，快速、合理地確定運輸方式、路線及車輛配置等，制定大件運輸不同方案，并在運輸中借助GPS定位對車輛實時動態(tài)監(jiān)控。在貨物運輸線路選擇研究方面，Miaou等借助迪克斯特拉算法確定以低運輸費用、低事故率為目標(biāo)的最優(yōu)運輸路徑;橡樹山國家實驗室開發(fā)的TRAGIS系統(tǒng)[7]將運輸路徑圖象化，能夠直觀反映出運輸路線選擇[1]。

國內(nèi)在運輸路徑選擇研究中起步較晚。佟璐等在考慮運輸成本、時間、服務(wù)等因素下，建立了以成本和時間為目標(biāo)的多式聯(lián)運優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并利用蟻群算法對該模型優(yōu)化處理。榮曉鳳利用遺傳算法實現(xiàn)求解大件運輸路徑?jīng)Q策模型[1]。喬國會通過構(gòu)建大件可行性運輸線路模型及指標(biāo)評價體系，利用模糊對體系進(jìn)行評價獲得最優(yōu)線路。羅建采用了層次分析法對模型進(jìn)行算法設(shè)計[3]。楊萍根據(jù)路況不同障礙，建立相應(yīng)障礙模型可行性路線選擇計算公式，并進(jìn)行評價[4]。

2.影響運輸線路選擇的主要因素

根據(jù)大件貨物公路運輸?shù)奶厥庖?，分析影響線路選擇的主要因素有技術(shù)性因素、安全性因素、經(jīng)濟(jì)性因素和時效性因素。

2.1 技術(shù)性因素

技術(shù)性因素即障礙因素。由于大件貨物運輸車組一般具有較長、較寬、較高及較重等特點，致使車組通行受道路多種障礙限制，主要有凈空障礙，包括線路上空間凈高與凈寬障礙，如上部橋梁、管線、隧道、收費站等道路設(shè)施的高寬障礙;路面障礙，主要包括通行線路曲線半徑、坡度及路面橋涵承載障礙;行政管理障礙，有時大件貨物運輸車輛要按有關(guān)條例規(guī)定選線[2]。

2.2 安全性因素

大件貨物一般屬訂做貨物，貨值高，工程建設(shè)作用大，務(wù)必確保運輸安全。因此，選線時要充分考慮線路條件對貨物運輸安全的影響，同時要兼顧人、車、路的安全。

2.3 經(jīng)濟(jì)性因素

經(jīng)濟(jì)性因素即費用因素。大件貨物運輸費用是影響運輸線路選擇的重要因素，包括汽運費、措施費、道路補(bǔ)償費、協(xié)調(diào)費、技術(shù)咨詢費和其它相關(guān)費用。

2.4 時效性因素

大件設(shè)備運輸要滿足工程工期的要求，線路不同運輸時間迥異，選線務(wù)必要根據(jù)工期要求考慮時效性因素。運輸時間受線路里程、道路通行條件影響較大，可分為行駛時間、停留時間和裝卸整修等其它作業(yè)時間。

技術(shù)性因素屬于硬性因素，是可行線路的決定性因素，易于量化;其余因素屬彈性因素，影響最終線路方案的確定，不易準(zhǔn)確量化。本文先根據(jù)技術(shù)性因素從路網(wǎng)上篩選出可行線路方案，再利用安全性、經(jīng)濟(jì)性和時效性因素進(jìn)一步綜合優(yōu)選。

3.路徑選擇算法及建模

在大件物流運輸領(lǐng)域，借助創(chuàng)建的數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用合適的數(shù)學(xué)算法處理復(fù)雜線路選擇問題，可對目標(biāo)（如降低運輸費用，縮短運輸時間等）有效優(yōu)化，選擇出最優(yōu)路線。解決物流運輸模型常用的數(shù)學(xué)方法主要有：模糊綜合評價法、決策關(guān)鍵線路法、層次分析法、動態(tài)規(guī)劃、灰色系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等，其中，在解決多節(jié)點、多約束線路選擇問題時，有效解決此類問題的方法主要有遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、蟻群算法、禁忌搜索法等，可針對不同實際問題及算法，應(yīng)用合適的算法分析模型，解決問題。部分?jǐn)?shù)學(xué)算法及其特點。

在大件運輸線路選擇建模時，應(yīng)考慮運輸合理性，在多線路選擇達(dá)到目標(biāo)期望的最優(yōu)路線。以下以多城市節(jié)點路線選擇問題為例[8]，將運輸費用最低和運輸時間最少作為優(yōu)化目標(biāo)，并建立多目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化模型。

將大件貨物從出發(fā)地運輸至目的地，兩地間有M個城市網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，各城市節(jié)點之間運輸方式可有N種，當(dāng)運輸方式發(fā)生變化時，換裝時會產(chǎn)生一定的時間和費用，在綜合安全性、可靠性等各因素基礎(chǔ)上，決策出使運輸總費用達(dá)到最低使的最佳運輸選擇路線。模型以運輸消耗總成本最低、總時間最短為目標(biāo)，假定貨物運輸成本為Z1，運輸時間為Z2，并建立以下數(shù)學(xué)模型：

4 利用模糊評價理論優(yōu)選運輸線路

模糊評價是對受多種因素影響的事物做出全面綜合評價的一種較為有效的決策方法，具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強(qiáng)的特點，能夠較好地解決模糊的、難以量化的非確定性問題。鑒于大件貨物公路運輸線路選擇受多因素影響，且大部分因素不易準(zhǔn)確量化，選擇利用模糊評價理論予以解決。

4.1 線路優(yōu)選評價指標(biāo)體系

根據(jù)大件貨物公路運輸線路選擇影響因素的分析，選擇貨主、承運人和其他相關(guān)部門重點關(guān)注的要素建立評價指標(biāo)體系，如圖1 所示。

4.2 線路優(yōu)選模糊評價方法

步驟一：確定各級評價指標(biāo)集合與權(quán)重。設(shè)有n 條可行線路Sj（j=1，2，…，n），根據(jù)評價指標(biāo)體系確定一級評價指標(biāo)集合F={F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3}={安全性，經(jīng)濟(jì)性，時效性}。二級評級指標(biāo)集合分別為Fi={fi1，fi2，…，fik}，i=1，2，3，k=1，2，…，ai，其中ai 表示Fi 中二級指標(biāo)的個數(shù)。

經(jīng)專家議定一級指標(biāo)對應(yīng)權(quán)重分別為ωi，滿足

ωi>0;Fi 對應(yīng)二級指標(biāo)權(quán)重為ωik，對滿足