一體化煤炭企業(yè)調(diào)運(yùn)需求預(yù)測(cè)方法

蔣 洋

（1.神華集團(tuán)有限責(zé)任公司博士后工作站，北京市東城區(qū)，100011；2.清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院工商管理博士后流動(dòng)站，北京市海淀區(qū)，100084）

一體化煤炭企業(yè)調(diào)運(yùn)需求預(yù)測(cè)方法

蔣 洋1，2

（1.神華集團(tuán)有限責(zé)任公司博士后工作站，北京市東城區(qū)，100011；2.清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院工商管理博士后流動(dòng)站，北京市海淀區(qū)，100084）

在明晰一體化調(diào)運(yùn)需求的內(nèi)涵基礎(chǔ)上，本文將交通預(yù)測(cè)四階段法的思想應(yīng)用到煤炭調(diào)運(yùn)需求預(yù)測(cè)中，從一體化煤炭調(diào)運(yùn)需求生成、供需分布、供需分配及調(diào)運(yùn)中的方式劃分4個(gè)階段來梳理一體化煤炭企業(yè)調(diào)運(yùn)需求的預(yù)測(cè)邏輯方法。

一體化煤炭企業(yè) 煤炭調(diào)運(yùn) 需求預(yù)測(cè)

生產(chǎn)運(yùn)營計(jì)劃管理著集團(tuán)核心生產(chǎn)任務(wù)，即為一體化煤炭調(diào)運(yùn)。正因?yàn)橛辛艘惑w化煤炭調(diào)運(yùn)需求，才不斷形成了不斷完善的生產(chǎn)運(yùn)營計(jì)劃管理方式。生產(chǎn)運(yùn)營計(jì)劃就是為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)運(yùn)銷協(xié)同、礦路港協(xié)同、供需協(xié)同，使集團(tuán)縱向一體化產(chǎn)業(yè)鏈平穩(wěn)有序發(fā)展，實(shí)現(xiàn)一體化煤炭調(diào)運(yùn)需求由產(chǎn)經(jīng)運(yùn)到銷全過程中的資源優(yōu)化配置。

1　一體化調(diào)運(yùn)需求的內(nèi)涵

一體化調(diào)運(yùn)需求是指在一定的時(shí)期內(nèi)，一定價(jià)格水平下，貨主向鐵路運(yùn)輸部門提出的實(shí)現(xiàn)煤炭空間位移的具有支付能力的需要。在一體化調(diào)運(yùn)需求中，包含以下要素：調(diào)運(yùn)流量，即運(yùn)輸需求量，通常用調(diào)運(yùn)量來表示；調(diào)運(yùn)流向，即煤炭發(fā)生空間位移時(shí)的空間走向；調(diào)運(yùn)流程，即運(yùn)輸距離，是指煤炭所發(fā)生的空間位移的起始地至到達(dá)地之間的距離；調(diào)運(yùn)流時(shí)，即運(yùn)送時(shí)間；調(diào)運(yùn)流速，即運(yùn)送速度。

一體化調(diào)運(yùn)需求產(chǎn)生的來源有以下3個(gè)方面：自然資源地區(qū)分布不均衡，生產(chǎn)力布局與資源產(chǎn)地的分離；生產(chǎn)力布局與消費(fèi)群體的空間分離；地區(qū)間商品品種、質(zhì)量、性能、價(jià)格的差異。

2　一體化調(diào)運(yùn)需求影響因素分析

（1）國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)模和發(fā)展水平。國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，衡量和反映其發(fā)展?fàn)顩r的定量指標(biāo)較多，經(jīng)分析和經(jīng)驗(yàn)積累表明，在一體化煤炭資源調(diào)運(yùn)量預(yù)測(cè)中可量化的主要指標(biāo)為國民生產(chǎn)總值、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、外貿(mào)進(jìn)出口額、固定資產(chǎn)投資額、人口等。國民生產(chǎn)總值是一個(gè)宏觀綜合性指標(biāo)，能全面總體地反映國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)宏觀發(fā)展?fàn)顩r，是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的總體“效果”指標(biāo)，一般應(yīng)用較多，尤其是當(dāng)要反映國民經(jīng)濟(jì)和其他要素的單因素相關(guān)時(shí)，選用此指標(biāo)則最為合適。

（2）產(chǎn)業(yè)布局。在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中決定一體化煤炭資源調(diào)運(yùn)量的另一個(gè)主要指標(biāo)是產(chǎn)業(yè)布局。產(chǎn)業(yè)布局是一個(gè)宏觀的圖形概念，具體的度量指標(biāo)是煤炭直接相關(guān)下游產(chǎn)業(yè)的布點(diǎn)及其主要產(chǎn)品的產(chǎn)量和區(qū)域內(nèi)主要產(chǎn)品產(chǎn)銷狀況。它將在某種程度上決定區(qū)域運(yùn)輸總量、運(yùn)輸結(jié)構(gòu)及總體運(yùn)輸流向。其中對(duì)運(yùn)量影響最大的將是工業(yè)的布點(diǎn)和主要產(chǎn)品的產(chǎn)量及產(chǎn)銷狀況。針對(duì)鐵路的特點(diǎn)，一般在預(yù)測(cè)中，需要調(diào)查的內(nèi)容包括沿線大型廠礦、電廠的分布及主要產(chǎn)品的產(chǎn)量，主要礦產(chǎn)資源的開發(fā)規(guī)模等。

（3）綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。影響一體化煤炭資源調(diào)運(yùn)量的另一大因素是綜合運(yùn)輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)，它將直接決定區(qū)域內(nèi)各種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸總量、結(jié)構(gòu)和局部運(yùn)輸流向。一般狀況下與煤炭密切相關(guān)的運(yùn)輸方式為鐵路、水運(yùn)、公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在預(yù)測(cè)應(yīng)用中，應(yīng)明確了解鐵路、公路、水路三種運(yùn)輸方式的分工和運(yùn)量及運(yùn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并應(yīng)結(jié)合各自的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)及自然地理區(qū)位優(yōu)勢(shì)對(duì)其發(fā)展前景作出判斷。

（4）自然資源的分布狀況及其區(qū)位特點(diǎn)。影響一體化煤炭資源調(diào)運(yùn)量的另一個(gè)重要因素是區(qū)域內(nèi)自然資源的分布及地理區(qū)位特點(diǎn)，在實(shí)際中具體表現(xiàn)為礦產(chǎn)資源的分布和儲(chǔ)量、可利用程度、可開采量等特征，其在一定程度上影響著區(qū)域運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的布局及各種運(yùn)輸方式的分工。

3　四階段法對(duì)一體化調(diào)運(yùn)需求預(yù)測(cè)的適用性分析

針對(duì)神華集團(tuán)縱向一體化產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)行典型特點(diǎn)，一體化調(diào)運(yùn)需求的內(nèi)容主要包括運(yùn)輸量、運(yùn)輸、分流方向、運(yùn)輸結(jié)構(gòu)、運(yùn)輸距離、運(yùn)輸時(shí)間及運(yùn)輸成本等方面，現(xiàn)實(shí)的一體化調(diào)運(yùn)需求表現(xiàn)為煤炭運(yùn)輸流。

煤炭運(yùn)輸流是貨流的一種，而同時(shí)貨流又是交通運(yùn)輸中OD流的一種，因此OD流理論同樣適用于一體化調(diào)運(yùn)需求的研究。對(duì)應(yīng)于N個(gè)起點(diǎn)和N個(gè)終點(diǎn)，可有N×N個(gè)OD流（包括自身到自身），它們構(gòu)成一個(gè)N×N的矩陣，稱為OD流矩陣。OD流在交通運(yùn)輸研究中十分重要，它從交通流的數(shù)量、流向和空間分布等方面全面地描述出交通運(yùn)輸?shù)男枨?。其中，OD生成、OD分布、OD分配以及方式劃分是需求預(yù)測(cè)中的重要內(nèi)容，OD生成表現(xiàn)為交通流量，OD分布表現(xiàn)為流向和空間分布，OD分配表現(xiàn)為貨流徑路和具體流線，方式的劃分則體現(xiàn)了運(yùn)載工具信息。本文將緊密結(jié)合一體化煤炭調(diào)運(yùn)工作的實(shí)際，選取神華集團(tuán)相關(guān)鐵路干線主要港口、煤炭資源產(chǎn)地和沿線客戶等作為研究的O、D點(diǎn)，總結(jié)指導(dǎo)日常生產(chǎn)運(yùn)營工作的一體化調(diào)運(yùn)需求預(yù)測(cè)機(jī)理和框架。

4　一體化調(diào)運(yùn)需求預(yù)測(cè)框架

生產(chǎn)運(yùn)營計(jì)劃是對(duì)一體化煤炭調(diào)運(yùn)過程模擬和預(yù)測(cè)的結(jié)果表現(xiàn)，因此，有必要依據(jù)計(jì)劃編制工作流程，引入交通運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛的四階段法的理念，剖析一體化調(diào)運(yùn)需求預(yù)測(cè)的邏輯機(jī)理，也即解釋了生產(chǎn)運(yùn)營計(jì)劃的核心本質(zhì)，為一體化煤炭協(xié)同調(diào)度優(yōu)化提供更好的依據(jù)。

根據(jù)交通規(guī)劃中的集聚分析的原理，當(dāng)研究的問題從整個(gè)區(qū)域?qū)ο蠹?xì)分為若干個(gè)充分小的區(qū)域?qū)ο髸r(shí)，每?jī)蓛蓞^(qū)域之間的運(yùn)輸量之和就構(gòu)成了全部區(qū)域的運(yùn)輸量。因此，某地區(qū)的運(yùn)輸量的預(yù)測(cè)就可分為對(duì)各時(shí)期若干個(gè)小區(qū)的運(yùn)輸量的預(yù)測(cè)。當(dāng)通過分析預(yù)測(cè)，找出若干個(gè)小區(qū)發(fā)生與吸引的量后，就可以分析出區(qū)與區(qū)之間的交換量，對(duì)于神華煤炭一體化調(diào)運(yùn)而言即為產(chǎn)銷量預(yù)測(cè)，進(jìn)一步還可以得出某線路、某個(gè)煤種的運(yùn)輸量。利用交通規(guī)劃四階段法的思想闡述一體化煤炭資源調(diào)運(yùn)的管理本質(zhì)，即區(qū)域煤炭產(chǎn)銷量預(yù)測(cè)、區(qū)域間煤炭供需分布、調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)分配及流線和運(yùn)輸方式劃分。這樣不但可以預(yù)測(cè)出一體化調(diào)運(yùn)需求總量，還可以把握流向、不同煤種流量及流線、運(yùn)輸方式構(gòu)成、運(yùn)輸形式構(gòu)成等。

4.1一體化調(diào)運(yùn)生成：區(qū)域煤炭產(chǎn)銷量預(yù)測(cè)

從集團(tuán)整體角度，煤炭供需總量預(yù)測(cè)是預(yù)測(cè)煤炭 “吸引”和 “發(fā)生”的轉(zhuǎn)移量，即根據(jù)煤炭供需影響因素的分析，構(gòu)建生成模型，得出未來供需生成總量，包括發(fā)生量和吸引量。進(jìn)一步，將市場(chǎng)細(xì)分，預(yù)測(cè)各地區(qū)煤炭 “吸引”和 “發(fā)生”量，即根據(jù)各區(qū)的分擔(dān)率，將未來集團(tuán)煤炭總量分配到各區(qū)，得到未來各區(qū)的物流生成量。

從煤炭市場(chǎng)供求關(guān)系看，影響煤炭需求總量變動(dòng)的因素非常多，但社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、國家能源政策、科學(xué)技術(shù)發(fā)展、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、煤炭探明儲(chǔ)量、煤炭生產(chǎn)成本等應(yīng)為主要因素，其中經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平為最主要因素。

對(duì)于煤炭產(chǎn)量的預(yù)測(cè)更是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，這是由煤礦系統(tǒng)本身的復(fù)雜性所決定的。眾所周知，煤礦的年、季、月和日產(chǎn)量是由多種因素決定的。如礦井的設(shè)計(jì)能力、煤層的賦存條件、礦山水文地質(zhì)情況、水、火和瓦斯及頂?shù)装迩闆r、機(jī)械設(shè)備的使用情況等。在這些因素中有的是已知的，而有的是隨機(jī)變化的，是未知的。

對(duì)煤炭需求預(yù)測(cè)從目前實(shí)證分析煤炭需求的文獻(xiàn)看，采用的預(yù)測(cè)方法可分為三類，即直接預(yù)測(cè)法、間接預(yù)測(cè)法、綜合預(yù)測(cè)法。

4.2一體化調(diào)運(yùn)分布：區(qū)域間煤炭供需分布

從一體化調(diào)運(yùn)的產(chǎn)銷量預(yù)測(cè)可以得知對(duì)象區(qū)域各個(gè)分區(qū)調(diào)出量和調(diào)入量。下面的問題是，就某個(gè)分區(qū)而言，他所產(chǎn)生的這些煤炭調(diào)出量究竟到哪個(gè)分區(qū)去了？它所吸引的這些調(diào)入量又究竟來自哪里？也就是要明確未來計(jì)劃周期內(nèi)個(gè)個(gè)分區(qū)之間煤炭的交換量。我們把分區(qū)之間的煤炭交換量叫做供需分布量。

煤炭供需分布是預(yù)測(cè)產(chǎn)銷區(qū)域之間的空間分布量，即根據(jù)現(xiàn)狀的空間分布和未來的發(fā)生吸引量，以及各區(qū)域間的空間廣義阻抗等印象因素，構(gòu)建分布模型，分析計(jì)算出各區(qū)域之間的煤炭交換量。

供需分布矩陣是一個(gè)二維表，行坐標(biāo)為調(diào)入分區(qū)號(hào)，列坐標(biāo)為調(diào)出分區(qū)號(hào)，元素為供需分布量。在一體化煤炭調(diào)運(yùn)實(shí)際應(yīng)用中，某些分區(qū)要么只是調(diào)出分區(qū)不是調(diào)入分區(qū)，要么就是調(diào)入分區(qū)不是調(diào)出分區(qū)。

供需分布的預(yù)測(cè)就是在前一節(jié)得出的各分區(qū)調(diào)出量、調(diào)入量的基礎(chǔ)上，就供需分布矩陣中各元素的值。從數(shù)學(xué)上來說，這是用2n個(gè)方程式求n×n個(gè)未知數(shù)的問題。數(shù)學(xué)常識(shí)告訴我們，當(dāng)n＞2時(shí)，這是沒有唯一解的。為此，必須借助其他的一些方法。通過對(duì)市場(chǎng)調(diào)查資料的分析和預(yù)測(cè)，可以得到現(xiàn)狀的供需分布結(jié)構(gòu)以及兩個(gè)分區(qū)之間的廣義阻抗矩陣?；诖?，至今已開發(fā)的方法主要有增長(zhǎng)率法、引力模型法、機(jī)會(huì)模型法。

4.3一體化調(diào)運(yùn)分配：煤炭調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)分配

所謂的供需分配就是指將分區(qū)之間的供需分布量，依據(jù)成本最小邊際效益最高等原則，分配到調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的各條線路上去的工作過程，得到煤炭調(diào)運(yùn)流線。供需分配針對(duì)的對(duì)象是煤炭，以萬噸為單位。

調(diào)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中任意一對(duì)分區(qū)之間可以由多條路徑，根據(jù)運(yùn)行距離、時(shí)間、成本等或這些因素的綜合，就會(huì)對(duì)不同的調(diào)運(yùn)路徑進(jìn)行評(píng)價(jià)和排序，一般情況下煤炭的調(diào)運(yùn)都會(huì)選擇綜合阻抗最小的路徑。但是，各條路徑不單具有阻抗這個(gè)特征，還具有能力上限約束，即為單位時(shí)期內(nèi)所能通過的最大等能力，這就導(dǎo)致了在實(shí)際情況下或許并不能都選擇最優(yōu)路徑進(jìn)行調(diào)運(yùn)，這就涉及到了全局資源的匹配和平衡，使得全局效果最優(yōu)。

為實(shí)現(xiàn)這種最優(yōu)化結(jié)果，在調(diào)運(yùn)分配中一般可以采用非均衡分配方法進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。

4.4一體化調(diào)運(yùn)方式劃分：煤炭運(yùn)輸方式選擇

煤炭調(diào)運(yùn)供需預(yù)測(cè)、分布以及分配研究對(duì)象都是貨物，而調(diào)運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)直接承載對(duì)象是各種運(yùn)載工具，而不是貨物。因?yàn)閷?duì)于不同調(diào)入分區(qū)或許他們所適應(yīng)的運(yùn)載工具的型號(hào)、尺寸、功能等不同，所以根據(jù)不同調(diào)入調(diào)出分區(qū)的實(shí)際特點(diǎn)明確運(yùn)載工具的選擇，把以萬噸為單位的調(diào)運(yùn)需求轉(zhuǎn)化為以運(yùn)載工具為單位的調(diào)運(yùn)量是非常必要，更便于日常生產(chǎn)作業(yè)考量。對(duì)神華具體來講，方式劃分選擇就是指對(duì)不同種鐵路車型的選擇。

5　總結(jié)

對(duì)于一體化煤炭企業(yè)來說，尤其是以神華集團(tuán)最為典型，煤炭調(diào)運(yùn)工作是日常工作的核心內(nèi)容，該工作涉及到大規(guī)模的煤源、長(zhǎng)距離的運(yùn)輸通道以及大范圍的銷售覆蓋網(wǎng)絡(luò)。由此可以看出，日常的一體化煤炭調(diào)運(yùn)工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從市場(chǎng)研判、生產(chǎn)計(jì)劃制定、運(yùn)輸組織到銷售終端各個(gè)環(huán)節(jié)貫穿了需求預(yù)測(cè)的思想。本文借鑒經(jīng)典的交通預(yù)測(cè)四階段模型方法的思路，分析一體化煤炭調(diào)運(yùn)需求預(yù)測(cè)中的邏輯機(jī)理和執(zhí)行框架，本文的研究工作也為進(jìn)一步深化一體化煤炭調(diào)運(yùn)復(fù)雜問題的建模與優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。

［1］ 馬俊.神華集團(tuán)煤炭產(chǎn)運(yùn)銷一體化運(yùn)營模式分析［J］.煤炭經(jīng)濟(jì)研究，2012（1）

［2］ 劉屹，譚章祿.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭運(yùn)銷集團(tuán)化管控中的應(yīng)用研究［J］.中國煤炭，2015（4）［3］ 譚章祿，蔡新偉，史后波等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭物流中的應(yīng)用［J］.中國煤炭，2012（6）

［4］ 梁尹杰.煤炭物流領(lǐng)域中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用 ［J］.煤炭技術(shù)，2013（12）

［5］ 來星星，盧建軍，謝淑翠等.基于物聯(lián)網(wǎng)的煤炭企業(yè)信息一體化建設(shè)［J］.信息技術(shù)，2014（11）

［6］ 譚章祿，劉浩.基于物聯(lián)網(wǎng)的煤炭企業(yè)物資供應(yīng)管理平臺(tái)研究與設(shè)計(jì)［J］.中國煤炭，2013（1）

［7］ 金志剛.神華一體化運(yùn)營管控模式選擇與協(xié)同管控系統(tǒng)建設(shè)研究［J］.中國煤炭，2015（3）

（責(zé)任編輯 張大鵬）

Research on the optimization modeling of internal supply chain of integrated coal enterprise

Jiang Yang1，2
（1.Shenhua Group Postdoctoral Workstation，Dongcheng，Beijing 100011，China；2.Postdoctoral Research Station of Business Administration，School of Economics and Management，Tsinghua University，Haidian，Beijing 100084，China）

On the basis of clearing the connotation of the integrated coal transportation demand，this paper applies four-step method of transportation planning to coal transportation demand forecast.The paper combs the integrated coal transportation demand forecast method from four fields，which are demand generation，supply&demand distribution，supply&demand assignment and supply&demand.

integrated operation，coal enterprise，coal transportation，demand forecast

TD-9

A

蔣洋（1986-），男，遼寧沈陽人，博士，2015年進(jìn)入神華集團(tuán)有限責(zé)任公司博士后工作站工作，主要研究方向?yàn)槠髽I(yè)管理、供應(yīng)鏈優(yōu)化。