鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)規(guī)劃方法

陳瑞芳

鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)規(guī)劃方法

陳瑞芳

我國鐵路集裝箱運(yùn)輸發(fā)展水平滯后，亟需完善集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)體系。文章分析了鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的規(guī)劃原則和規(guī)劃流程，建立了一個(gè)考慮多類型運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)模型，該模型為非線性混合整數(shù)規(guī)劃模型，可用CPLEX等軟件求解。

我國鐵路集裝箱運(yùn)輸經(jīng)過60年左右時(shí)間的發(fā)展已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步。但發(fā)展水平落后的局面始終沒有扭轉(zhuǎn)。與其他運(yùn)輸方式相比，我國鐵路集裝箱輸運(yùn)比例僅為5％左右，而水運(yùn)為18％左右，公路則高達(dá)77％。在發(fā)展速度上，過去五年，我國鐵路集裝箱貨運(yùn)量的年均增長率為11.6％，而公路集裝箱運(yùn)輸與海運(yùn)集裝箱運(yùn)輸?shù)谋壤謩e為23.0％與15.6％，運(yùn)量差距有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢。與國外相比，我國鐵路集裝箱運(yùn)輸量占鐵路貨運(yùn)總量的比例不到6％，遠(yuǎn)低于世界平均水平的20％～40％，美國的49％， 法國的40％，英國的30％。這些數(shù)字與鐵路在中國運(yùn)輸體系中的地位極不相稱。此外，我國鐵路集裝箱運(yùn)輸還存在地區(qū)發(fā)展不平衡的問題，華東和華南地區(qū)國際集裝箱占國際箱總量的75％以上，西部地區(qū)僅為4％左右。

集裝箱運(yùn)輸是現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展的必然趨勢。鐵路集裝箱運(yùn)輸具有全天候、運(yùn)量大、運(yùn)距長、運(yùn)價(jià)低、安全環(huán)保等優(yōu)勢，理應(yīng)在現(xiàn)代物流和國際集裝箱多式聯(lián)運(yùn)體系中發(fā)揮不可替代的作用。造成我國鐵路集裝箱運(yùn)輸現(xiàn)狀落后的原因不一，其中，鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)規(guī)劃不合理是一個(gè)重要因素。進(jìn)行鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的合理布局和規(guī)劃，對提高我國鐵路集裝箱運(yùn)輸發(fā)展水平、提高運(yùn)輸效率、促進(jìn)現(xiàn)代物流發(fā)展具有重大意義。

鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的規(guī)劃原則

鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)是辦理集裝箱業(yè)務(wù)的基層單位。構(gòu)建鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)體系必須遵循以下3大原則。

第一，統(tǒng)一規(guī)劃、綜合協(xié)調(diào)。鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的建設(shè)與運(yùn)營，涉及政策保障、社會(huì)支撐、資源配置等各方面因素。涉及鐵路、地方政府、社會(huì)公眾、其他運(yùn)輸行業(yè)等多個(gè)社會(huì)主體。因此，集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)規(guī)劃必須協(xié)調(diào)好各地區(qū)、行業(yè)和部門之間的利益，做到統(tǒng)一規(guī)劃、科學(xué)布局、資源整合、有時(shí)互補(bǔ)。

第二，科學(xué)選址，整體布局。鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)選址布局的目的在于確定節(jié)點(diǎn)數(shù)量與分布位置。集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的布局直接影響整個(gè)物流系統(tǒng)的有效運(yùn)作。若運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)規(guī)劃得當(dāng)，可以降低物流成本，提高物流效率與客戶服務(wù)水平。反之，則不利于物流系統(tǒng)功能的充分發(fā)揮。

第三，柔性功能、滾動(dòng)發(fā)展。鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的建設(shè)屬于戰(zhàn)略性決策問題，其建設(shè)周期長，投資大，一旦確定短期內(nèi)難以改變。因而在規(guī)劃階段必須進(jìn)行系統(tǒng)的柔性功能設(shè)計(jì)，充分考慮鐵路集裝箱運(yùn)輸需求的發(fā)展變化規(guī)律。

鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的規(guī)劃流程

鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)規(guī)劃是以系統(tǒng)總成本最低及物流效益最大為目標(biāo)，綜合考慮鐵路集裝箱運(yùn)輸需求與供應(yīng)狀況、用地條件、運(yùn)輸費(fèi)用等因素。對集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的位置、規(guī)模、服務(wù)范圍等進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)規(guī)劃流程描述如下。

步驟1：資料收集整理。主要包括集裝箱運(yùn)輸供求量、周邊綜合交通運(yùn)輸條件、集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)建設(shè)成本、客戶時(shí)效性要求、土地利用條件等相關(guān)資料。

步驟2：相關(guān)條件分析。主要包括集裝箱貨源是否充足與穩(wěn)定；集裝箱裝卸搬運(yùn)設(shè)施設(shè)備的物質(zhì)條件是否具備；專業(yè)人員是否具備；與其他運(yùn)輸方式相銜接的條件如何等條件。

步驟3：選址布局確定。在明確上述約束條件后，初步確定運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的選擇范圍。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確服務(wù)能力、服務(wù)水平等約束條件。采用定性或定量的方法確定運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的位置和需求分配?？梢圆捎玫姆椒ㄖ饕械聽柗品?、層次分析法、模糊綜合評判法、數(shù)學(xué)規(guī)劃法等。

步驟4：選址方案評價(jià)。選址方案確定后，對方案進(jìn)行評價(jià)。主要檢查集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)體系是否適應(yīng)物流發(fā)展戰(zhàn)略的需要，是否符合集裝箱處理量的需要，是否適應(yīng)區(qū)域發(fā)展的需要。通過方案評價(jià)，確定鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)規(guī)劃的科學(xué)性和可行性。

鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的規(guī)劃方法

在此，構(gòu)建一個(gè)數(shù)學(xué)規(guī)劃模型來確定鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的建設(shè)位置和配置關(guān)系。假設(shè)有多類鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)，用j表示；實(shí)際規(guī)劃中，節(jié)點(diǎn)類型為兩類：基地站和辦理站。需要建立的集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)數(shù)量為L=1，2…P ，以系統(tǒng)總成本最小為目標(biāo)，構(gòu)建模型如下：

式中，K 為需求點(diǎn)集合；J 為候選集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)集合；L為選定的運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)數(shù)量；Ckjl表示在l 點(diǎn)建設(shè)運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)j 滿足需求點(diǎn)k 處需求的單位費(fèi)用；dk為需求點(diǎn)k的年集裝箱運(yùn)輸需求量；fjl表示在l 點(diǎn)建設(shè)j 型運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的固定費(fèi)用；Sj表示j 型節(jié)點(diǎn)的能力；Yjl為決策變量，若在l點(diǎn)建設(shè)運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)j 為1，否則為0；xkj表示從節(jié)點(diǎn)j 到需求點(diǎn)k的運(yùn)輸總量。

式（1）表示節(jié)點(diǎn)建設(shè)費(fèi)用與運(yùn)輸費(fèi)用最小。式（2）表示任何運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)只能在一個(gè)地址建設(shè)；式（3）表示任意候選點(diǎn)最多只建1個(gè)運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)；式（4）為運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的能力限制；式（5）為需求滿足約束；式（6）為0-1整數(shù)性約束；式（7）為非負(fù)約束。

該模型為線性混合整數(shù)規(guī)劃模型，可用CPLEX，LINDOR等軟件精確快速求解。

結(jié)語

本文研究了鐵路集裝箱的運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)規(guī)劃問題。分析了鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的規(guī)劃原則和規(guī)劃流程?；诰€性混合整數(shù)規(guī)劃方法建立了一個(gè)鐵路集裝箱運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)的選址配置模型。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.09.046