區(qū)域物流需求影響下的交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃研究

陳 思，甘 蜜，譚政民

（1.西南交通大學(xué)峨眉校區(qū) 交通運(yùn)輸系，四川 峨眉山 614202；2.西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川 成都 610031）

1 引言

將區(qū)域物流系統(tǒng)中各個(gè)物流節(jié)點(diǎn)、交通樞紐、交通路線、配送線路以及物流信息網(wǎng)絡(luò)等實(shí)際連接關(guān)系，轉(zhuǎn)化為區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)中抽象的點(diǎn)與線，由這些點(diǎn)與線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)就是區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)。在區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)中，區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃受到區(qū)域交通需求的影響，而貨物運(yùn)輸需求又受到區(qū)域物流需求特性的限制與影響。因此對于區(qū)域中物流需求多樣性進(jìn)行分析和研究，將成為區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重要依據(jù)之一[1-2]。

1.1 區(qū)域物流需求多樣性

物流需求的多樣性是物流需求主要特征之一。不同的產(chǎn)業(yè)、不同的產(chǎn)品對于生產(chǎn)和銷售有著不同的影響，同樣，不同的需求方式、不同的物流服務(wù)供應(yīng)商的不同技術(shù)力量與物流設(shè)施配備，對于物流服務(wù)的供應(yīng)策略以及方式都將影響物流需求多樣性的擴(kuò)展。物流需求是社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的派生需求，因此其不但具有了許多經(jīng)濟(jì)特性，而且還隨著經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的變化而呈現(xiàn)出多樣化的特性[3-4]。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不同直接導(dǎo)致物流需求主體與客體的改變，也使得物流需求的方式和對象不斷地隨之改變。因此物流需求多樣性產(chǎn)生的引導(dǎo)因素就是主客體的改變，而主客體的變化正是適應(yīng)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，也就是說第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)大環(huán)境中的比例直接導(dǎo)致了物流需求多樣性的產(chǎn)生與發(fā)展。因此隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷變化，物流需求的特性也在不斷發(fā)生著改變[5]。

1.2 區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)

區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)從本質(zhì)上看是物流網(wǎng)絡(luò)中各主要點(diǎn)與線之間的相互關(guān)系，而對于物流網(wǎng)絡(luò)的研究不但包含了點(diǎn)線之間的鏈接關(guān)系，還包括了對各點(diǎn)與線自身屬性的研究，如物流節(jié)點(diǎn)作業(yè)能力、倉儲(chǔ)水平、線路的連通情況、運(yùn)輸費(fèi)率等。區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)中不僅具有抽象出來的點(diǎn)與線，還涵蓋了物流系統(tǒng)中各種物資靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)的物流服務(wù)活動(dòng)，其中靜態(tài)的物流服務(wù)活動(dòng)包含了倉儲(chǔ)、裝卸搬運(yùn)以及流通加工等；而動(dòng)態(tài)的物流服務(wù)活動(dòng)包含了運(yùn)輸、配送等。

從物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃地區(qū)范圍的角度出發(fā)，對于相對獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)地域中的物流系統(tǒng)進(jìn)行整合規(guī)劃，不但需要整合區(qū)域內(nèi)已有的各種物流資源，還需要根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和區(qū)域環(huán)境的發(fā)展，建設(shè)新的物流基礎(chǔ)設(shè)施以擴(kuò)大區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，增強(qiáng)區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力，同時(shí)完善區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)的功能[6-8]。由于區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)的核心取決于網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)點(diǎn)位置、點(diǎn)與點(diǎn)之間的相互關(guān)系以及線的屬性，因此區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重點(diǎn)在于對這些關(guān)鍵問題的處理。

2 物流需求多樣性下的區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

2.1 區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃層次

在物流需求多樣性的前提下，區(qū)域內(nèi)各種重要產(chǎn)業(yè)對物流網(wǎng)絡(luò)中供應(yīng)物流、銷售物流都產(chǎn)生著積極的影響。為了能夠體現(xiàn)出區(qū)域內(nèi)不同產(chǎn)業(yè)的物流需求特征，從而建立有針對性的區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)順應(yīng)不同產(chǎn)業(yè)需求的特性進(jìn)行區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，如圖1所示。

圖1 物流需求多樣性下區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃層次

（1）區(qū)域物流設(shè)施網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。首先針對區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，應(yīng)根據(jù)區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)、工業(yè)產(chǎn)業(yè)、商業(yè)以及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的需求與分布特征，建立服務(wù)不同產(chǎn)業(yè)的物流設(shè)施，并對相對集中的物流設(shè)施和物流節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并，形成區(qū)域級(jí)別的綜合物流節(jié)點(diǎn)。應(yīng)按照需要，從區(qū)域綜合物流節(jié)點(diǎn)、區(qū)域產(chǎn)業(yè)物流節(jié)點(diǎn)、城市物流中心、城市內(nèi)部配送中心到倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)等建立不同層次的物流設(shè)施。對于物流設(shè)施的規(guī)劃內(nèi)容應(yīng)包括建設(shè)物流節(jié)點(diǎn)的級(jí)別、規(guī)模、地理位置、數(shù)量、服務(wù)產(chǎn)業(yè)類型、物流服務(wù)水平以及功能定位等。

（2）區(qū)域物流信息網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。在建立了區(qū)域物流設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，僅僅只是在區(qū)域內(nèi)形成了相對獨(dú)立的各種提供物流服務(wù)的點(diǎn)，而要想將這些點(diǎn)合理有效地連接起來，首先要建立行之有效的物流網(wǎng)絡(luò)，就需要物流信息的連接貫通。

（3）區(qū)域運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。區(qū)域物流節(jié)點(diǎn)是根據(jù)區(qū)域內(nèi)不同產(chǎn)業(yè)的供需關(guān)系和地理位置關(guān)系建立的。而如何將各個(gè)物流節(jié)點(diǎn)與區(qū)域內(nèi)外不同的供需點(diǎn)連接起來，則需要對區(qū)域內(nèi)運(yùn)輸路徑、運(yùn)輸方式進(jìn)行規(guī)劃與配置。區(qū)域內(nèi)不同的供需點(diǎn)之間不一定具有直接連接的道路，因此根據(jù)區(qū)域的具體情況疏通區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)不同產(chǎn)業(yè)的供需關(guān)系對區(qū)域內(nèi)物流節(jié)點(diǎn)與供需點(diǎn)之間的可行路徑進(jìn)行搜索，從而最終形成區(qū)域運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對于區(qū)域內(nèi)運(yùn)輸路徑的規(guī)劃。

2.2 區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

在物流需求多樣性下，區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要遵守各個(gè)層次的規(guī)劃原則，還應(yīng)該注意在物流需求多樣性下，區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展因素對于區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提出的規(guī)劃原則。

（1）在物流設(shè)施規(guī)劃階段，應(yīng)保證供需平衡并充分考慮各物流節(jié)點(diǎn)備選地的具體政治、經(jīng)濟(jì)、地理位置以及文化情況，根據(jù)合理的優(yōu)化選址目標(biāo)建立適應(yīng)區(qū)域需求的設(shè)施選址模型。對于已經(jīng)存在的物流節(jié)點(diǎn)應(yīng)充分考慮，并且由于建立的是區(qū)域性的物流節(jié)點(diǎn)，因此每個(gè)物流節(jié)點(diǎn)應(yīng)具備一定規(guī)模的物流作業(yè)量，以減少物流設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)投資。

（2）在物流信息網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃階段，應(yīng)考慮不同節(jié)點(diǎn)間的信息流通，應(yīng)該統(tǒng)一規(guī)范物流信息格式的標(biāo)準(zhǔn)化、物流信息傳遞的格式等技術(shù)指標(biāo)，物流信息網(wǎng)絡(luò)除了要包含各個(gè)物流節(jié)點(diǎn)外，還應(yīng)涵蓋供需點(diǎn)的供需情況以及供應(yīng)運(yùn)輸服務(wù)的交通網(wǎng)絡(luò)的信息情況。

（3）在交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃階段，應(yīng)全面考慮不同運(yùn)輸方式的運(yùn)輸路徑，對于不同運(yùn)輸路徑的運(yùn)能和通達(dá)能力應(yīng)充分考慮，對于運(yùn)輸通道中不同的管理要求與限制條件應(yīng)給予充分的重視。對于可行路徑的搜索不僅要考慮已有的線路，在建和待建線路也應(yīng)納入?yún)⒖嫉姆秶鷥?nèi)，以保障物流網(wǎng)絡(luò)的通達(dá)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸費(fèi)用最少。

物流需求多樣性是區(qū)域內(nèi)物流活動(dòng)的不同主體、客體以及載體和對象的體現(xiàn)，對于區(qū)域內(nèi)物流的供需關(guān)系、物流節(jié)點(diǎn)的設(shè)置、物流網(wǎng)絡(luò)的配置應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃。

3 物流需求多樣性下運(yùn)輸供需分析

3.1 不同產(chǎn)業(yè)的物流需求分析

區(qū)域運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)作為物流網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，不但是實(shí)現(xiàn)區(qū)域物流需求的重要硬件設(shè)施，同時(shí)也是物流配送網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。通過對區(qū)域內(nèi)不同產(chǎn)業(yè)自身的運(yùn)輸需求特性以及不同運(yùn)輸方式特點(diǎn)的分析和研究，實(shí)現(xiàn)物流需求多樣性下的區(qū)域運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃。不同的產(chǎn)業(yè)、不同特性的產(chǎn)品對于運(yùn)輸?shù)囊笠哺饔胁煌鴮τ谶\(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸成本、運(yùn)輸設(shè)備以及運(yùn)輸安全性的差別需求不僅是物流需求多樣性的具體表現(xiàn)，同時(shí)還是運(yùn)輸方式選擇、運(yùn)輸路線搜索的前提。

目前存在五種基本的運(yùn)輸方式：鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、航空運(yùn)輸、水路運(yùn)輸以及管道運(yùn)輸，這五種運(yùn)輸方式各具優(yōu)劣，因此根據(jù)運(yùn)輸需求的具體情況選擇不同的運(yùn)輸方式，將是構(gòu)建合理運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。

（1）農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)輸需求。農(nóng)業(yè)產(chǎn)品一般都具有易腐性的特點(diǎn)，因此相較于其他產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品對于運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間限制較強(qiáng)。同時(shí)由于農(nóng)業(yè)產(chǎn)品是社會(huì)生產(chǎn)生活的基本保障，因此運(yùn)輸量較大，需求點(diǎn)的分布也較為廣泛。一般來說，可以將農(nóng)業(yè)產(chǎn)品劃分為生鮮產(chǎn)品以及一般農(nóng)業(yè)產(chǎn)品兩大類。其中生鮮產(chǎn)品一般為蔬菜、水果、肉類等人們?nèi)粘Ｉ钏仨毜男迈r農(nóng)產(chǎn)品，該類產(chǎn)品對于運(yùn)輸時(shí)間要求很強(qiáng)。而對于一般農(nóng)業(yè)產(chǎn)品如大米、玉米等糧食產(chǎn)品，對運(yùn)輸時(shí)間要求則相對較低。因此在建立農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)根據(jù)這兩種情況進(jìn)行分析。

（2）工業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)輸需求。從工業(yè)的分類來看，一般可以分為兩大類，一類是以紡織、食品加工為代表的輕工業(yè)，另一類是以化工、冶金、電力等工業(yè)高度加工化為代表的重工業(yè)。不論對于哪一類工業(yè)產(chǎn)品，一般工業(yè)產(chǎn)品（如煤炭、礦石、布匹等）都具有大批量、對于運(yùn)輸時(shí)間與運(yùn)輸安全要求較低的特點(diǎn)。對于這一類工業(yè)產(chǎn)品的運(yùn)輸應(yīng)遵照成本最低的原則進(jìn)行規(guī)劃。另外存在一種特殊的工業(yè)產(chǎn)品，即危險(xiǎn)工業(yè)產(chǎn)品，其運(yùn)輸對于安全性要求較高，否則將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的社會(huì)問題，因此在考慮該類產(chǎn)品的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，對于運(yùn)輸方式以及運(yùn)輸線路的安全性具有較高的要求。

（3）商業(yè)運(yùn)輸需求。商業(yè)是連接產(chǎn)品供應(yīng)商與各層次消費(fèi)者的橋梁，是聯(lián)通區(qū)域內(nèi)部與外部的通道，因此商業(yè)運(yùn)輸除需要保證將產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)蕉鄠€(gè)需求點(diǎn)外，還需要最大程度地降低運(yùn)輸期間的運(yùn)作成本。

（4）高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)運(yùn)輸需求。作為特殊的工業(yè)產(chǎn)業(yè)形式，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品具有高價(jià)值、高科技含量等特點(diǎn)，因此在高新科技產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)倪^程中，要減少產(chǎn)品的破損率，同時(shí)減少運(yùn)輸時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)高新科技產(chǎn)品安全高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。相對于高新科技產(chǎn)品高額的造價(jià)成本而言，其運(yùn)輸成本的變化對于該類產(chǎn)品的影響相對較小。

3.2 運(yùn)輸供給分析

在運(yùn)輸方式供給方面，在目前的五種基本運(yùn)輸方式中，由于管道運(yùn)輸僅能夠運(yùn)輸氣體、液體等物體，所以一般適用于特殊行業(yè)的特殊產(chǎn)品（如天然氣、石油、自來水等）的運(yùn)輸，對于一般的產(chǎn)品運(yùn)輸實(shí)用性不強(qiáng)。因此本文僅對其余四種運(yùn)輸方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。

（1）鐵路運(yùn)輸?shù)闹饕獌?yōu)點(diǎn)在于具有較強(qiáng)的運(yùn)輸能力，運(yùn)輸成本較低，運(yùn)輸過程中受天氣的影響程度較低，能夠承擔(dān)各種大宗貨物長距離運(yùn)輸。與此相對應(yīng)的是，鐵路運(yùn)輸也具有靈活性差、受鐵路線路限制的缺點(diǎn)，雖然鐵路站點(diǎn)遍布全國大部分城市，但仍有部分城市無法直接使用鐵路進(jìn)行運(yùn)輸。且受鐵路運(yùn)輸條件的限制，貨物在運(yùn)輸過程中滯留時(shí)間較長，運(yùn)輸時(shí)間相對較長。

（2）公路運(yùn)輸?shù)闹饕獌?yōu)點(diǎn)在于該運(yùn)輸方式形成的網(wǎng)絡(luò)輻射面廣，能夠達(dá)到每個(gè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)點(diǎn)，運(yùn)輸方式靈活多變，運(yùn)輸適應(yīng)力強(qiáng)。但公路運(yùn)輸單次的運(yùn)輸能力較差，運(yùn)輸成本較高，運(yùn)輸安全受道路、駕駛員、天氣情況的影響較大。因此公路運(yùn)輸較適合于中短途的貨物運(yùn)輸以及其他運(yùn)輸方式無法觸及的地區(qū)。

（3）航空運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)在于運(yùn)輸速度快、安全性能高，同時(shí)受地面地理環(huán)境的影響較低、運(yùn)輸破損率相對較低，具有良好的運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量。而航空運(yùn)輸?shù)牟蛔阍谟谶\(yùn)輸成本高、一次性運(yùn)輸量較小、貨物在體積與重量上受到較多限制，并且部分種類的產(chǎn)品無法通過航空進(jìn)行運(yùn)輸。同時(shí)航空運(yùn)輸與鐵路運(yùn)輸一樣僅在部分城市設(shè)有節(jié)點(diǎn)，而且在運(yùn)輸過程中受自然氣候的影響嚴(yán)重。因此航空運(yùn)輸一般出現(xiàn)在高價(jià)值且運(yùn)費(fèi)承擔(dān)能力較強(qiáng)的產(chǎn)品運(yùn)輸過程中。

（4）水路運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸能力是四種運(yùn)輸方式中最大的，且運(yùn)費(fèi)低廉。但水路運(yùn)輸受自然環(huán)境、氣候、季節(jié)以及港口地理位置的影響嚴(yán)重，且水路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)僅存在于沿海以及沿江、沿河的各個(gè)城市之間，運(yùn)輸時(shí)間長，安全性相對較低。所以水路運(yùn)輸一般適用于遠(yuǎn)距離、大批量且對時(shí)間無較強(qiáng)限制的運(yùn)輸。

4 物流需求多樣性下各產(chǎn)業(yè)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型

4.1 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)物流需求下運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃不僅包括運(yùn)輸路徑的優(yōu)化，同時(shí)還包括運(yùn)輸方式的選擇。因此農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型的建立也將隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)品對運(yùn)輸需求的不同而改變。

模型的建立是基于以下7個(gè)假設(shè)來實(shí)現(xiàn)的：（1）農(nóng)業(yè)產(chǎn)品具有較強(qiáng)的運(yùn)輸時(shí)間限制；（2）僅在物流節(jié)點(diǎn)處可以進(jìn)行運(yùn)輸方式的轉(zhuǎn)換；（3）運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的成本由線路上的運(yùn)輸成本以及物流節(jié)點(diǎn)上的轉(zhuǎn)換成本組成；（4）在一段線路上僅采用一種運(yùn)輸方式進(jìn)行運(yùn)輸；（5）線路上的運(yùn)輸成本僅與該線路上承擔(dān)的運(yùn)輸量相關(guān)；（6）兩點(diǎn)間的運(yùn)輸量不進(jìn)行分割；（7）產(chǎn)品的供應(yīng)都由供應(yīng)點(diǎn)經(jīng)由物流節(jié)點(diǎn)向需求點(diǎn)進(jìn)行供給[9-10]。

以G=(V,A) 表示一個(gè)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，其中V 表示網(wǎng)絡(luò)中的物流節(jié)點(diǎn)、供應(yīng)點(diǎn)和需求點(diǎn)的集合，A表示連接這些節(jié)點(diǎn)的路段的集合。其中表示供應(yīng)點(diǎn)i點(diǎn)到物流節(jié)點(diǎn)g第k種運(yùn)輸方式的成本；表示在物流節(jié)點(diǎn)g由運(yùn)輸方式k轉(zhuǎn)為運(yùn)輸方式k'時(shí)的轉(zhuǎn)運(yùn)成本；qig表示供應(yīng)點(diǎn)i 點(diǎn)到物流節(jié)點(diǎn)g 間的運(yùn)輸量；表示供應(yīng)點(diǎn)i 點(diǎn)到物流節(jié)點(diǎn)g 第k 種運(yùn)輸方式所需耗費(fèi)的時(shí)間；表示供應(yīng)點(diǎn)i 點(diǎn)到物流節(jié)點(diǎn)g 間選擇k 種運(yùn)輸方式；表示物流節(jié)點(diǎn)g 到需求點(diǎn)j 時(shí)采用第k'種運(yùn)輸方式的成本；qgj表示物流節(jié)點(diǎn)g 到需求點(diǎn)j 間的運(yùn)輸量；表示物流節(jié)點(diǎn)g 到需求點(diǎn)j采用第k'種運(yùn)輸方式所需耗費(fèi)的時(shí)間；表示物流節(jié)點(diǎn)g到需求點(diǎn)j間選擇k'種運(yùn)輸方式；Z表示完成運(yùn)輸成本。模型以運(yùn)輸成本最小作為目標(biāo)函數(shù)，見式（1）。

式（1）表示從供應(yīng)點(diǎn)i 向物流節(jié)點(diǎn)g 的運(yùn)輸成本加上物流節(jié)點(diǎn)g 向需求點(diǎn)j 的運(yùn)輸成本，以及在物流節(jié)點(diǎn)g 進(jìn)行運(yùn)輸轉(zhuǎn)換時(shí)的轉(zhuǎn)運(yùn)成本的總和。其中為0-1 變量，其具體定義見式（2）-式（4）：

根據(jù)生鮮農(nóng)產(chǎn)品的運(yùn)輸需求特點(diǎn)以及7個(gè)假設(shè)，模型的約束條件如下：

式（5）表示所有供應(yīng)產(chǎn)品都先集中到物流節(jié)點(diǎn)然后再進(jìn)行進(jìn)一步的分配；式（6）則表示供應(yīng)量與需求量相同；式（7）表示對于從任意供應(yīng)點(diǎn)出發(fā)經(jīng)由任意物流節(jié)點(diǎn)g 到達(dá)任意需求點(diǎn)的總運(yùn)輸時(shí)間不應(yīng)超過T。

依據(jù)不同運(yùn)輸方式的情況，從供應(yīng)點(diǎn)經(jīng)由物流節(jié)點(diǎn)向需求點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)輸?shù)木唧w路徑各有不同，而運(yùn)輸成本也將隨著運(yùn)輸線路的不同而改變。式（1）中的可以由式（8）得到，其中為在k 種運(yùn)輸方式下從供應(yīng)點(diǎn)i 到物流節(jié)點(diǎn)g 的最短路徑，可以通過Dijkstra法獲得；ck為k種運(yùn)輸方式的單位運(yùn)輸成本，同理可以獲得的值。

當(dāng)進(jìn)行運(yùn)輸?shù)霓r(nóng)業(yè)產(chǎn)品為生鮮產(chǎn)品時(shí)，時(shí)間限制T值相對較小。

由于本文假設(shè)運(yùn)輸換裝僅發(fā)生在物流節(jié)點(diǎn)處，所以對于運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)能力限制，僅考慮不同運(yùn)輸方式在節(jié)點(diǎn)的能力限制。令分別表示供應(yīng)點(diǎn)i上運(yùn)輸方式k的最大發(fā)送能力、物流節(jié)點(diǎn)g 上運(yùn)輸方式k 的最大接收能力、物流節(jié)點(diǎn)g上運(yùn)輸方式k'的最大發(fā)送能力以及需求點(diǎn)j上運(yùn)輸方式k'的最大接收能力。式（9）與式（10）表示任意一種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸量都不超過運(yùn)輸中發(fā)送和接收能力。

該模型是一個(gè)非線性0-1 整數(shù)規(guī)劃問題，可以通過Matlab、Lingo等軟件實(shí)現(xiàn)模型的求解。模型中涉及到多種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸成本、運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸損耗率等數(shù)據(jù)，則需要根據(jù)不同區(qū)域的具體運(yùn)輸方式的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)而定。

4.2 工業(yè)產(chǎn)業(yè)物流需求下運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型

工業(yè)產(chǎn)業(yè)一般產(chǎn)品的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型主要需要考慮運(yùn)輸成本的大小，因此一般工業(yè)產(chǎn)品的運(yùn)輸模型目標(biāo)函數(shù)參考式（1），約束條件則參考式（2）-式（6）。

工業(yè)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品中除了一般性質(zhì)的產(chǎn)品外，還包括了危險(xiǎn)產(chǎn)品。對于危險(xiǎn)產(chǎn)品的運(yùn)輸需要將運(yùn)輸與轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的安全性能作為關(guān)鍵考量因素。基于以下7個(gè)假設(shè)來實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)中危險(xiǎn)產(chǎn)品運(yùn)輸模型的建立：（1）危險(xiǎn)產(chǎn)品的運(yùn)輸安全性有較強(qiáng)的限制；（2）僅在物流節(jié)點(diǎn)處可以進(jìn)行運(yùn)輸方式的轉(zhuǎn)換；（3）運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的成本由線路上的運(yùn)輸成本以及物流節(jié)點(diǎn)上的轉(zhuǎn)換成本組成；（4）在一段線路上僅采用一種運(yùn)輸方式進(jìn)行運(yùn)輸；（5）線路上的運(yùn)輸成本僅與該線路上承擔(dān)的運(yùn)輸量相關(guān)；（6）兩點(diǎn)間的運(yùn)輸量不進(jìn)行分割；（7）產(chǎn)品的供應(yīng)都由供應(yīng)點(diǎn)經(jīng)由物流節(jié)點(diǎn)向需求點(diǎn)進(jìn)行供給。

為由供應(yīng)點(diǎn)i 到物流節(jié)點(diǎn)g 采用運(yùn)輸方式k 發(fā)生事故的概率；pkg'j為由物流節(jié)點(diǎn)g到需求點(diǎn)j采用運(yùn)輸方式k'發(fā)生事故的概率；pkgk'為在物流節(jié)點(diǎn)g 時(shí)由運(yùn)輸方式k 轉(zhuǎn)為運(yùn)輸方式k’發(fā)生事故的概率。目標(biāo)函數(shù)見式（11）。

r 見式（12），當(dāng)從供應(yīng)點(diǎn)i 經(jīng)由物流節(jié)點(diǎn)g 到達(dá)需求點(diǎn)j 的事故發(fā)生概率超過參考值P時(shí)r等于1，否則等于0。而M則表示一個(gè)充分大數(shù)，式（11）可以理解為當(dāng)事故發(fā)生概率達(dá)到值P時(shí)，將出現(xiàn)運(yùn)輸危險(xiǎn)程度過高從而無法承擔(dān)該項(xiàng)運(yùn)輸任務(wù)的情況。

其中不同運(yùn)輸方式在不同的路段發(fā)生事故的概率各不相同。其余約束條件參考式（2）-式（6）、式（10）-式（11）。

4.3 商業(yè)物流需求下運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型

在物流需求多樣性的前提條件下，商業(yè)產(chǎn)品也呈現(xiàn)出多種需求特征，由于本節(jié)對于商業(yè)產(chǎn)品的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型建設(shè)是以區(qū)域環(huán)境為背景，因此無法體現(xiàn)出商業(yè)產(chǎn)品門到門的特殊運(yùn)輸需求，模型僅實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)城市到城市之間的運(yùn)輸方式以及運(yùn)輸路線優(yōu)化。對于一般的商業(yè)產(chǎn)品沒有非常嚴(yán)格的時(shí)間、安全以及路徑限制，這類商業(yè)產(chǎn)品的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型的建立基于4.1節(jié)中的式（2）-式（7）6條假設(shè)條件，而商業(yè)運(yùn)輸模型的目標(biāo)函數(shù)參照式（1），約束條件則參照式（2）-式（6）、式（10）-式（11）。

對于商業(yè)產(chǎn)品中比較特別的需求產(chǎn)品，可以按照對于時(shí)間有特殊需求的運(yùn)輸模型，除了一般商業(yè)運(yùn)輸模型的約束條件外，還需要參考式（7）；對高價(jià)值產(chǎn)品的運(yùn)輸，其目標(biāo)函數(shù)則要參考式（13）；對于安全有特殊需求的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型的建立，目標(biāo)函數(shù)參考式（13），約束條件需要增加式（14）。

4.4 高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)物流需求下運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型

高新科技產(chǎn)品比一般工業(yè)產(chǎn)品具有更高的價(jià)值，對于運(yùn)輸?shù)陌踩砸笠草^高，但又與危險(xiǎn)工業(yè)品對于運(yùn)輸安全的高要求有所不同，高新科技產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)破損并不會(huì)如危險(xiǎn)工業(yè)產(chǎn)品一樣帶來災(zāi)難性的破壞，而是在一定程度上增加其運(yùn)輸成本，同時(shí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)運(yùn)輸模型的建立基于以上的假設(shè)。

高新科技產(chǎn)品運(yùn)輸模型的目標(biāo)函數(shù)見式（13）。

其中，S（見式（14））表示從供應(yīng)點(diǎn)到物流節(jié)點(diǎn)、物流節(jié)點(diǎn)到需求點(diǎn)以及物流節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)可能產(chǎn)生的最大破損值，B為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品破損常數(shù)。

約束條件參考式（2）-式（6）、式（10）-式（11）的同時(shí)，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品對于運(yùn)輸時(shí)間的限制雖不及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的生鮮產(chǎn)品，但也有一定的限制要求，因此約束條件需要參考式（7）。

5 算例研究

假設(shè)有如圖2 所示的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圖，其中有供應(yīng)點(diǎn)1，需求點(diǎn)7和8，節(jié)點(diǎn)4為物流節(jié)點(diǎn)，運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圖中包含了兩種運(yùn)輸方式。對于運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的研究，按照不同的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行分析，而后根據(jù)建立的不同產(chǎn)業(yè)的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行研究。

圖2 運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圖

供應(yīng)點(diǎn)1 與需求點(diǎn)7、8 之間的供應(yīng)和需求的產(chǎn)品以及數(shù)量見表1。

表1 供需點(diǎn)供需表

兩種不同的運(yùn)輸方式的具體情況見表2。

運(yùn)輸方式1 供應(yīng)點(diǎn)1 的供給能力為600，在物流節(jié)點(diǎn)4 的轉(zhuǎn)運(yùn)能力為500，需求點(diǎn)7 接受能力為300，需求點(diǎn)8 的接收能力為200。運(yùn)輸方式2在供應(yīng)點(diǎn)1的供給能力為300，物流節(jié)點(diǎn)4 的轉(zhuǎn)運(yùn)能力為200，需求點(diǎn)7 的接收能力為100，需求點(diǎn)8 的接收能力為100。且物流節(jié)點(diǎn)4 中進(jìn)行運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)換的成本為每單位1單位運(yùn)輸量·元，物流節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換運(yùn)輸方式的事故率為0.01。

表2 兩種運(yùn)輸方式能力表

運(yùn)輸兩種產(chǎn)品時(shí)，根據(jù)運(yùn)輸條件限制的多少，首先對限制條件較多的產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化分析。因此這里首先對于危險(xiǎn)工業(yè)產(chǎn)品的運(yùn)輸方式和運(yùn)輸路徑進(jìn)行分析，參照危險(xiǎn)工業(yè)產(chǎn)品建立的模型進(jìn)行優(yōu)化，在matlab2010a[11]的環(huán)境下進(jìn)行計(jì)算，且運(yùn)輸危險(xiǎn)限制P=0.06，則可以獲得可行運(yùn)輸成本及事故率，見表3。

表3 危險(xiǎn)產(chǎn)品可行路徑表

因此危險(xiǎn)工業(yè)產(chǎn)品的最優(yōu)運(yùn)輸方式與運(yùn)輸路徑如圖3 所示，其總成本為9 800，運(yùn)輸?shù)叫枨簏c(diǎn)7 的事故率為0.05；運(yùn)輸?shù)叫枨簏c(diǎn)8的事故率為0.06。

圖3 危險(xiǎn)工業(yè)產(chǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圖

農(nóng)業(yè)產(chǎn)品對于時(shí)間的限制為20，即T=20，則根據(jù)對于農(nóng)業(yè)產(chǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的描述，在matlab2010a的環(huán)境下進(jìn)行計(jì)算，獲得農(nóng)業(yè)產(chǎn)品可行路徑表，見表4。

表4 農(nóng)業(yè)產(chǎn)品可行路徑表

因此農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的最優(yōu)運(yùn)輸方式與運(yùn)輸路徑如圖4所示，其總成本為26 660，運(yùn)輸?shù)叫枨簏c(diǎn)7的時(shí)間為16；運(yùn)輸?shù)叫枨簏c(diǎn)8的時(shí)間為20。

圖4 農(nóng)業(yè)產(chǎn)品運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圖

6 小結(jié)

針對不同產(chǎn)業(yè)的物流需求特征對區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，并在該分析的基礎(chǔ)上，針對不同物流需求對交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃層次、原則以及目標(biāo)進(jìn)行了研究。物流系統(tǒng)規(guī)劃中重要組成之一的交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的研究，需要依據(jù)不同的區(qū)域產(chǎn)業(yè)環(huán)境、物流需求情況以及區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)有交通情況展開，因此影響因素眾多，本文僅針對區(qū)域物流需求對于交通網(wǎng)絡(luò)的影響而探討了區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的路徑選擇等內(nèi)容。在未來的研究中，還需要對現(xiàn)有交通道路情況等多種因素進(jìn)行綜合考慮，對于交通網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃也不僅僅停留于既有道路的利用和選擇上，在需求不斷擴(kuò)張的前提下，應(yīng)考慮對于既有線路的改造和新線的建設(shè)等，才能體現(xiàn)區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的現(xiàn)實(shí)意義。

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