甩掛運輸研究綜述

石相團，楊 揚，李莉詩 SHI Xiangtuan,YANG Yang,LI Lishi

（昆明理工大學(xué) 交通工程學(xué)院，云南 昆明 650500）

(School of Traffic Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650500,China)

0 引言

近幾年隨著電商的發(fā)展，怎么搞好物流問題成為當今的熱門話題，物流已經(jīng)成為了決定電商成功成敗的關(guān)鍵因素。面對經(jīng)濟快速發(fā)展所帶來的溫室效益、全球變暖、環(huán)境污染等問題，交通運輸業(yè)應(yīng)該向著更環(huán)保、更節(jié)能、更便捷的方向轉(zhuǎn)變，在降低運輸成本的同時，應(yīng)該追求低污染、高效率、信息化的目標。為了做好節(jié)能減排這一項工作，國家對交通運輸業(yè)提出了更高的要求，主要包括：大力發(fā)展甩掛運輸，推動道路運輸結(jié)構(gòu)的改革，加強交通體系的完善。

甩掛運輸作為一種先進的道路運輸組織方式，具有降低運輸成本、減少能源消耗、減輕道路壓力、提高道路和車輛的使用率等優(yōu)點。甩掛運輸在發(fā)達國家已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，普遍地應(yīng)用到貨物的運輸中，在車輛標準化、組織模式、物流信息化等方面不斷創(chuàng)新，促進了公路貨物運輸以及現(xiàn)代物流業(yè)的高速發(fā)展。近幾年，雖然甩掛運輸試點工作在國內(nèi)全面展開，但是相比發(fā)達國家，我國甩掛運輸?shù)陌l(fā)展較為滯后。目前，國內(nèi)的甩掛運輸拖掛比相對較低，與現(xiàn)代物流的發(fā)展要求不符。

為了達到提高道路運輸效率的同時達到節(jié)能減排的目的，發(fā)展甩掛運輸是大勢所趨。從甩掛運輸基本理論、開展甩掛運輸?shù)幕A(chǔ)條件、影響因素、組織模式以及車輛調(diào)度5個方面展開，對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行梳理并進行分析，并提出了未來可以研究的方向。

1 甩掛運輸基本理論

早在20世紀40年代，美國、加拿大等國家已經(jīng)開始推廣甩掛運輸。甩掛運輸組織方式出現(xiàn)相對較晚，所以甩掛運輸并沒有較為統(tǒng)一的英文專業(yè)名字，國內(nèi)學(xué)者一般稱甩掛運輸為“Drop and Pull Transport”，而國外學(xué)者稱它為“Truck and Trailer”，國內(nèi)外相關(guān)專家學(xué)者在甩掛運輸做了大量的研究，也取得了較多的成果。

甩掛運輸在不同文獻中的概念有一定的差異，但表達出來的內(nèi)涵基本是一致的。《物流術(shù)語》[1]中提到甩掛運輸是指牽引車按照預(yù)定的貨運計劃，將拖掛的掛車運到指定的目的地，牽引車和掛車分離分別進行作業(yè)任務(wù)，掛車進行裝卸貨作業(yè)，而牽引車繼續(xù)拖掛別的掛車執(zhí)行下一個任務(wù)的運輸組織方式。傳統(tǒng)的公路運輸組織方式中，掛車與牽引車是不能分離的，在裝卸貨物時，牽引車必須在原地等待，這種運輸組織方式缺乏靈活性，一定程度上造成了牽引車運力的浪費?，F(xiàn)在的甩掛運輸，牽引車和掛車是分離的，牽引車把掛車送到目的地后，不受掛車的裝卸任務(wù)牽制，甩下掛車后，繼續(xù)執(zhí)行下一個任務(wù)。

高洪濤和李紅啟[2]在《道路甩掛運輸組織理論與實踐》一書中，闡述了甩掛運輸?shù)幕靖拍詈突A(chǔ)內(nèi)容，并從行業(yè)市場的角度分析了甩掛運輸?shù)慕M織模式、發(fā)展方式以及評價體系。吳宇等人[3]從不同視角分析開展甩掛運輸給企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益，并提出相應(yīng)的建議。李紅啟等[4]基于傳統(tǒng)卡車運輸與甩掛運輸兩種模式的差異，并利用突變模型法與層次分析法相結(jié)合的方法，提出了甩掛運輸物流企業(yè)績效評價體系。劉丹[5]分析開展甩掛運輸模式給企業(yè)帶來社會與經(jīng)濟等多方面的效益，在此基礎(chǔ)上給物流企業(yè)開展甩掛運輸提出相應(yīng)的對策。范云兵[6]梳理了甩掛運輸試點的政策、基礎(chǔ)設(shè)施、車輛標準等方面的現(xiàn)狀，分析試點企業(yè)開展甩掛運輸存在的阻礙，以此提出相應(yīng)的對策。VP.Kallberg[7]對芬蘭4個地區(qū)發(fā)生的171起道路交通事故進行分析，發(fā)現(xiàn)甩掛運輸交通事故的成因主要包括車輛拖掛組合、行駛速度快、疲勞駕駛等因素。Hall R.W.和Sabnani V.C.[8]利用定性研究方法，針對各種的貨運需求環(huán)境下的甩掛運輸提出不同的運輸規(guī)則。

近年來，國內(nèi)學(xué)者對甩掛運輸?shù)幕纠碚撗芯恐饕窃谒爝\輸概念、開展甩掛運輸?shù)谋匾?、開展甩掛運輸?shù)拇胧┘按胧?、甩掛試點、經(jīng)濟效益等方面研究比較多。

2 開展甩掛運輸?shù)幕A(chǔ)條件研究

雖然我國提出道路甩掛運輸組織方式已經(jīng)10多年，但與甩掛運輸相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備、物流標準、信息化管理、車輛要求、政策支持等條件還需要不斷協(xié)調(diào)、完善。

2.1 甩掛車輛方面

目前，針對牽引車與半掛車等車輛的標準，國家已經(jīng)制定了相關(guān)的法律法規(guī)，其中在車輛的尺寸、質(zhì)量限值、載荷限值、氣制動標注、連接器標準、車輛互換標準有了明確規(guī)定。雖然國內(nèi)對甩掛車輛方面有一定的研究成果，但與發(fā)達國家相比還有較大的差距，也還很不成熟。

F.Vlk.[9]通過對傳統(tǒng)甩掛車輛的操作性能分析，總結(jié)出掛車擺動等危險情況。Pflug,H.-Chr[10]發(fā)現(xiàn)運輸負載量和偏轉(zhuǎn)量的變化會引起甩掛車輛不同的形態(tài)行為。學(xué)者吳融華[11]借鑒西方發(fā)達國家的先進經(jīng)驗，從掛車尺寸等方面對甩掛運輸?shù)能囕v技術(shù)性能進行了分析和論述。劉興源等[12]學(xué)者認為牽引車與掛車的匹配互換性是甩掛運輸?shù)年P(guān)鍵，對甩掛運輸車輛的標準化生產(chǎn)進行了計算分析。

2.2 甩掛運輸關(guān)鍵技術(shù)方面

Wolshon B.[13]通過分析定位系統(tǒng)對駕駛員行為產(chǎn)生的影響，獲得了在開展甩掛運輸過程中，物流信息化的提高對駕駛員的影響程度。Keenan P[14]提出了在開展甩掛運輸時，將GIS技術(shù)應(yīng)用到車輛路徑選擇時能提高運輸效率，并在實例中得到證實。張學(xué)禮[15]通過分析國內(nèi)外甩掛運輸及其標準體系的現(xiàn)狀，建立我國甩掛運輸標準體系。董軒[16]提出了基于RFID無線射頻技術(shù)的甩掛運輸半掛車身份電子標識技術(shù)要求。

2.3 甩掛運輸場站選址方面

K.C.Tan[17]發(fā)現(xiàn)掛車交換點的數(shù)量及選址對路線成本的影響并不大。M.T.Melo[18]等人構(gòu)建多期選址模型，并結(jié)合結(jié)局參數(shù)的方法來預(yù)測甩掛運輸場站隨時間變化的選址情況。余偉[20]在傳統(tǒng)重心法的基礎(chǔ)上，對甩掛場站單點選址的方法加以改進，從而得出合理的選址地點。

通過對國內(nèi)外甩掛運輸方面研究、學(xué)習(xí)可以看出，國內(nèi)外學(xué)者在甩掛車輛、關(guān)鍵技術(shù)、信息平臺的建設(shè)等多有研究。

3 甩掛運輸影響因素研究

甩掛運輸受到運輸成本、政策因素、技術(shù)條件等多種因素影響，所以應(yīng)該充分結(jié)合信息、車輛、戰(zhàn)場設(shè)施、運力、貨源的實際情況，合理規(guī)劃，采用科學(xué)的管理手段來控制甩掛運輸。

國外在研究甩掛運輸影響因素時，主要進行了定量的研究。其中，Al-DeekH.M.等[21]人通過分析甩掛運輸?shù)挠绊懸蛩?，?gòu)建貨運量模型，利用時間序列對甩掛運輸貨物量進行預(yù)測，找出了影響甩掛運輸貨運量的因素。Nierat[22]提出了運輸成本會影響甩掛運輸?shù)陌l(fā)展，并利用運輸成本最小化確定甩掛運輸?shù)倪\輸范圍。Zlatoper[23]提出運輸價格和運輸服務(wù)質(zhì)量是影響甩掛運輸因素。Ulrich Derigs等[24]人對有時間限制的甩掛運輸進行分析，提出了時間是影響甩掛運輸效率的關(guān)鍵因素。Harper[25]從貨主視角出發(fā)，提出了成本差異是運輸方式選擇的決定性因素。

在國內(nèi)，黃浩豐[26]將甩掛影響因素劃分為外部及內(nèi)部影響因素，提出甩掛運輸影響因素是有層次的，將交通基礎(chǔ)設(shè)施劃為第一層，將經(jīng)濟社會發(fā)展環(huán)境化為第二層，最終確定了高等級公路網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)濟發(fā)展水平、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)為具體的甩掛運輸發(fā)展的外部影響因素。趙魯華等[27]認為甩掛運輸政策環(huán)境和甩掛車輛安全技術(shù)水平是對系統(tǒng)安全水平影響較大的因素。范林強等[28]認為甩掛運輸?shù)陌l(fā)展受到經(jīng)濟、貨運場站、貨源、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備、運力等因素的直接影響。吳啟賢[29]運用PEST模型，從政治和法律、經(jīng)濟、社會文化、技術(shù)4方面對影響甩掛運輸發(fā)展的因素進行分析，以期更好地認識甩掛運輸發(fā)展所處的一般環(huán)境，促進其更好的發(fā)展。孫倩雯[30]認為滾裝甩掛運輸運作模式的選擇受到貨物種類、貨運量、牽引車到港時間和企業(yè)自有的牽引車數(shù)量、牽引費、交通或天氣狀況等因素的影響。

4 甩掛運輸組織模式研究

甩掛運輸組織形式分為動態(tài)與靜態(tài)，根據(jù)實際的作業(yè)環(huán)境條件，并結(jié)合車輛、運力、信息、貨源等條件，采用科學(xué)的手段規(guī)劃設(shè)計出合理的甩掛運輸組織模型，才能充分把甩掛運輸優(yōu)勢發(fā)揮到極致。在實際的甩掛運輸中，組織模式分別有：一線兩點、兩端甩掛；一線多點、沿途甩掛；多線一點、輪流甩掛；循環(huán)甩掛；網(wǎng)絡(luò)型甩掛，5種跨境甩掛運輸組織模式之間的聯(lián)系與區(qū)別如表1所示。

Hall等[31]針對甩掛運輸作業(yè)的不用需求提出相應(yīng)的意見與策略。在2003到2006年期間Caliskan C.和Hall R.W.[32]對時間窗進行深入研究，在基于時間窗的甩掛運輸組織模式上，對其構(gòu)建了多階段整數(shù)規(guī)劃模型，并利用分支界定法求解。學(xué)者張麗麗[33]根據(jù)沃爾瑪實際情況，結(jié)合甩掛運輸?shù)奶攸c，給沃爾瑪規(guī)劃了適合他的甩掛運輸組織形式。吳瓊[34]將甩掛運輸?shù)慕M織模式分為“一線兩點、兩端甩掛”，“一線多點，沿途甩掛”，“多線一點，輪流拖帶”以及“循環(huán)甩掛”等模式。

表1 5種甩掛運輸組織模式之間的聯(lián)系與區(qū)別

就目前對甩掛運輸組織模式的研究來看，大部分的學(xué)者是對現(xiàn)有的甩掛運輸組織模式進行歸類，對歸類的研究主要從運輸路線進行，并針對不同的組織模式分析它們的使用條件以及特點。此外，國外學(xué)者對甩掛運輸組織模式的研究較少，未形成完整的體系，會在研究甩掛運輸車輛調(diào)度時進行組織模式的分析，但并不全面。因此，梳理甩掛運輸組織模式，結(jié)合實際的試點工作解決運輸中車輛調(diào)度以及路徑問題，對甩掛運輸?shù)陌l(fā)展是十分重要的。

5 甩掛運輸車輛調(diào)度問題研究

在運輸過程中，貨運企業(yè)應(yīng)該對車輛、行車路徑、貨運任務(wù)等進行合理的組織調(diào)度，在一定的約束條件下，合理有效安排貨運任務(wù)。車輛調(diào)度問題研究可分為三類，分別是車輛調(diào)度問題（VSP）、車輛路徑問題（VRP）、多路旅行商問題（MTSP）。其中VSP和VRP最主要區(qū)別是對時間約束程度，在規(guī)劃運輸路線時如果不考慮時間約束就叫做VSP，考慮時間約束叫VRP，所以可以將VSP看成VRP的特例。車輛調(diào)度問題是指在一定的地域范圍內(nèi)，有一定的需求點，不同需求點有不同的運輸需求，運輸企業(yè)安排車輛有計劃的向需求點提供貨運服務(wù)，運輸企業(yè)的車輛通過往返物流節(jié)點和需求點進行貨物運輸任務(wù)，從而滿足需求點的貨物運輸需求。在運輸過程中，貨運企業(yè)應(yīng)該對車輛、行車路徑、貨運任務(wù)等進行合理的組織調(diào)度，在一定的約束條件下，合理有效安排貨運任務(wù)。

Dantzig，Ramser[35]首次提出VRP的概念，認為VRP是運輸路線規(guī)劃的核心，構(gòu)建整數(shù)規(guī)劃模型，并針對10～20個運輸網(wǎng)點的小規(guī)模問題進行了實證分析。GERDESSEN[36]采用啟發(fā)式算法解決甩掛運輸車輛調(diào)度模型問題，在荷蘭的乳制品企業(yè)的實證分析中，解決了企業(yè)的配送問題。Stephan Scheuerer[37]通過對比分析出，相對其他的算法，禁忌搜索算法對模型的求解結(jié)果更優(yōu)。李紅啟[38]采用整數(shù)規(guī)劃方法建立了帶時間約束的甩掛運輸車輛調(diào)度模型，提出了增加新策略的調(diào)整節(jié)約算法，可以解決較大規(guī)模的甩掛運輸車輛調(diào)度問題。楊光敏[39]基于甩掛運輸軸輻式網(wǎng)絡(luò)，建立甩掛運輸牽引車調(diào)度優(yōu)化模型，并設(shè)計基于啟發(fā)式規(guī)則的模擬退火算法對模型進行求解。

對甩掛運輸車輛調(diào)度問題進行了總結(jié)歸納，將車輛調(diào)度問題根據(jù)不同的性質(zhì)將它分為8個類型：任務(wù)特征，車輛、車場的關(guān)系，車輛載貨情況，信息的確定性，時間約束，優(yōu)化目標數(shù)量，場站數(shù)量，車輛類型，如表2所示。國內(nèi)外學(xué)者在對車輛調(diào)度優(yōu)化問題研究時，構(gòu)建相應(yīng)的模型再通過算法進行研究，大部分學(xué)者主要從改進算法方面進行研究。

6 研究評述

綜上，國外學(xué)者沒有把甩掛運輸做一個專門的研究，而是把甩掛運輸作為普通的貨運組織形式進行研究，把甩掛運輸?shù)陌霋燔嚨溶囕v作為集裝箱運用到多式聯(lián)運中。國外學(xué)者對甩掛運輸?shù)难芯恐饕性谒爝\輸車輛性能、車輛運行的安全性、貨物運輸組織形式、路徑選擇、車輛調(diào)度等問題。目前國內(nèi)外對甩掛運輸?shù)难芯肯鄬^多，針對不同的問題，相應(yīng)的研究也比較豐富。國內(nèi)學(xué)者對甩掛運輸?shù)难芯考性谒爝\輸?shù)母拍?、必要性、組織模式、車輛技術(shù)、場站選址、車輛調(diào)度等問題，而對于跨境甩掛運輸運營機理方面的研究較少，且沒有針對性。

在未來的研究中，學(xué)者可以從解決物流成本過高，效率低下等角度對甩掛運輸進行分析。將甩掛運輸置于跨區(qū)域的背景下，考慮國與國之間的各種復(fù)雜因素，研究跨境甩掛運輸?shù)谋匾浴l(fā)展模式、場站布局選址、影響因素等；研究跨境甩掛運輸參與者的利益分配、聯(lián)盟問題、風(fēng)險評價、博弈演化等；研究國家之間的貨物運輸組織模式、路徑優(yōu)化、車輛調(diào)度問題等。

表2 車輛調(diào)度問題