基于VRP和VSP在河南自貿(mào)區(qū)實(shí)行無(wú)車承運(yùn)人的可行性分析

崔浩堃 李亮杰 陳瓊 杜嘯森

摘?要：物流是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵一環(huán)，物流成本的降低可顯著增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)活力。本文以河南自貿(mào)區(qū)為背景，對(duì)施行無(wú)車承運(yùn)人后的物流成本進(jìn)行核算，論證無(wú)車承運(yùn)人在河南自貿(mào)區(qū)施行的可行性。

關(guān)鍵詞：無(wú)車承運(yùn)人;路徑優(yōu)化;河南自貿(mào)區(qū);成本核算

一、 自貿(mào)區(qū)概述

河南自貿(mào)區(qū)位處中原內(nèi)陸，是“一帶一路”倡議的重要節(jié)點(diǎn)，也是公路、鐵路、航空的重要交通樞紐。同時(shí)，長(zhǎng)久以來(lái)中原地區(qū)的糧食產(chǎn)量連續(xù)數(shù)年突破1000億斤，占全國(guó)糧食產(chǎn)量的1/10，是共和國(guó)重要的糧食核心產(chǎn)區(qū)。2011年，中央正式批復(fù)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)上升為國(guó)家戰(zhàn)略。這些都是在河南建立自由貿(mào)易區(qū)的前提條件與優(yōu)勢(shì)。與我國(guó)的另外四個(gè)自由貿(mào)易區(qū)別，皆有自身不同的立足點(diǎn)與發(fā)展方向。本篇立足于河南自貿(mào)區(qū)，以其為背景，對(duì)在河南自貿(mào)區(qū)實(shí)行無(wú)車承運(yùn)人項(xiàng)目進(jìn)行成本核算。

二、 物流行業(yè)背景

改革開放以來(lái)，我國(guó)運(yùn)輸業(yè)的跨越式發(fā)展已經(jīng)基本解決了“運(yùn)貨難”的問題，但是在運(yùn)輸效率和成本優(yōu)化上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然具有較大差距，道路貨運(yùn)行業(yè)普遍存在“多小散弱的”特征，浪費(fèi)了社會(huì)資源，產(chǎn)生了環(huán)境污染，也給從業(yè)者徒增了經(jīng)營(yíng)成本。對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈和整個(gè)社會(huì)產(chǎn)生了負(fù)面的影響。

無(wú)車承運(yùn)人是一個(gè)近些年出現(xiàn)的物流運(yùn)營(yíng)新模式，其前身來(lái)自美國(guó)track broker（貨車經(jīng)紀(jì)人），學(xué)界普遍將其視為無(wú)船承運(yùn)人在陸地上的一種變形。無(wú)船承運(yùn)人指的是不用有汽車的從事運(yùn)輸行業(yè)的從業(yè)者，其類似于物流中介，卻比其擁有更高的效率和更低的成本。在現(xiàn)代物流中，運(yùn)用無(wú)車承運(yùn)人可以有效優(yōu)化物流行業(yè)的運(yùn)營(yíng)。同時(shí)，當(dāng)無(wú)車承運(yùn)人結(jié)合了大數(shù)據(jù)分析和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，可以將整個(gè)物流行業(yè)翻開新的一頁(yè)，為整個(gè)行業(yè)帶來(lái)質(zhì)變，標(biāo)準(zhǔn)化物流、智能化物流、結(jié)合物流行業(yè)進(jìn)行的普惠金融等都在這個(gè)體系下成了可實(shí)現(xiàn)和預(yù)期的未來(lái)。

三、 成本核算與比較

在這一部分，我們將以河南省鄭州市自貿(mào)區(qū)內(nèi)五家企業(yè)以及其配套的運(yùn)輸車隊(duì)為分析主體，基于無(wú)車承運(yùn)人在車輛路徑優(yōu)化（Vehicle Routing Problem，VRP）和車輛排程（Vehicle Scheduling Problem，VSP）所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行成本分析和比較。

（一）基礎(chǔ)假設(shè)

通過調(diào)查得出以下結(jié)論：河南自貿(mào)區(qū)在運(yùn)輸市場(chǎng)已經(jīng)具有一定規(guī)模的運(yùn)力，裝載過程按照標(biāo)準(zhǔn)化要求合理化裝配，準(zhǔn)時(shí)性基本能夠保障，在現(xiàn)實(shí)運(yùn)輸過程中每單貨物運(yùn)輸?shù)木嚯x矩陣為已知。這些結(jié)論滿足了建立運(yùn)力資源組織模型的基本前提?；诶硐肭闆r下，此處不考慮時(shí)間窗，假設(shè)僅有一個(gè)配送中心，客戶需求明確，貨車可整車運(yùn)輸亦可半車運(yùn)輸。下文的成本核算與比較皆基于以上基本情況。

（二）基本狀況描述

將無(wú)車承運(yùn)人所帶來(lái)的資源優(yōu)化和成本節(jié)約問題定義為：當(dāng)前的市場(chǎng)上有n家企業(yè)需要將自身的X種貨物運(yùn)輸?shù)侥康牡豥，運(yùn)輸距離分別為L(zhǎng)d，n家企業(yè)全部只與無(wú)車承運(yùn)人協(xié)商，無(wú)車承運(yùn)人與企業(yè)協(xié)商的x商品的價(jià)格為Pxd。無(wú)車承運(yùn)人同時(shí)與運(yùn)輸公司協(xié)商，并安排運(yùn)輸公司t以最優(yōu)的方式將貨物x運(yùn)輸?shù)侥康牡豥，運(yùn)輸公司向無(wú)車承運(yùn)人要求的價(jià)格為Pt與無(wú)車承運(yùn)人向企業(yè)要求的價(jià)格Pxd的差額即為無(wú)車承運(yùn)人的收入R。

無(wú)車承運(yùn)人的本質(zhì)是運(yùn)輸承運(yùn)人和運(yùn)力需求方分別與其簽訂合同，無(wú)車承運(yùn)人在此過程中執(zhí)行合理組織運(yùn)力調(diào)配，將資源最大化利用的功能。因此無(wú)車承運(yùn)人資源的合理利用的三個(gè)主要分析主體為：運(yùn)輸承運(yùn)人、運(yùn)力委托人、無(wú)車承運(yùn)人。無(wú)車承運(yùn)人在取得運(yùn)輸承運(yùn)人委托的情況下與運(yùn)力委托人進(jìn)行談判，運(yùn)輸方所談判的價(jià)格和運(yùn)輸需求方所談判的價(jià)格之間的價(jià)格差即為無(wú)車承運(yùn)人的利潤(rùn)，且期望利潤(rùn)最大化。在這里，我們對(duì)采用無(wú)車承運(yùn)人前后的效益進(jìn)行比較。

（三）運(yùn)力資源優(yōu)化的基本原理

傳統(tǒng)整車運(yùn)輸局限于運(yùn)力供應(yīng)方自身固有的客戶，可將其理解為在整個(gè)運(yùn)輸體系內(nèi)隨機(jī)選擇路線進(jìn)行運(yùn)輸，在此過程中，運(yùn)力供應(yīng)方需空車前往貨物所在地，空載的貨車并未產(chǎn)生實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，提高了運(yùn)力供應(yīng)方的運(yùn)輸成本，這一成本傳導(dǎo)給貨主，將提高貨主的物流成本，降低其進(jìn)行貿(mào)易的積極性，從宏觀層面則會(huì)對(duì)整體經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生不利影響;從環(huán)境角度說(shuō)，空載對(duì)環(huán)境造成沒有必要的污染，消耗了沒有必要的能源。通過無(wú)車承運(yùn)人項(xiàng)目，由調(diào)配中心對(duì)整個(gè)物流系統(tǒng)內(nèi)的所有運(yùn)力進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，為貨車選擇空載距離最小的貨物所在地，可降低社會(huì)整體的物流成本，在相當(dāng)大的程度上緩解空載所造成的資源浪費(fèi)和污染。

計(jì)算無(wú)車承運(yùn)人的運(yùn)力資源優(yōu)化模型如下：

（四） 實(shí)例分析

以河南省自貿(mào)區(qū)無(wú)車承運(yùn)人項(xiàng)目為例，在運(yùn)輸市場(chǎng)上，無(wú)車承運(yùn)人承運(yùn)了5家企業(yè)的5類貨物，并將其分別運(yùn)往5個(gè)不同的目的地，該無(wú)車承運(yùn)人同時(shí)亦與7家運(yùn)輸公司簽訂了合同，擁有對(duì)7家運(yùn)輸公司所有運(yùn)力的調(diào)配能力，每個(gè)運(yùn)輸公司則擁有不同類型的運(yùn)力工具可供使用。

同時(shí)，在調(diào)查中，通過對(duì)不同時(shí)期不同噸位車型的運(yùn)輸費(fèi)用進(jìn)行總結(jié)，我們得出運(yùn)輸費(fèi)用函數(shù)F（x），單位tkm，其中X為運(yùn)貨量，單位為t。

算法設(shè)計(jì)：此處采取禁忌搜索算法計(jì)算最優(yōu)路徑。其基本原理為，搜索機(jī)制首先從一個(gè)初始值開始，沿特定的方向在附近區(qū)域內(nèi)進(jìn)行搜索，伴隨著目標(biāo)函數(shù)的變化，在所有遇到的結(jié)果中找到最優(yōu)解作為當(dāng)前解并替代初始值。為例避免最優(yōu)解的范圍局限于局部，本搜索方法使用Tabu對(duì)整個(gè)優(yōu)化過程進(jìn)行記錄，以保證最優(yōu)解為全局的最優(yōu)解。

算法運(yùn)行：使用MATLAB，將初始預(yù)期利潤(rùn)值設(shè)計(jì)為5%，使用表1、表2所列的數(shù)據(jù)進(jìn)行逐步運(yùn)輸運(yùn)算。

運(yùn)算結(jié)果：車隊(duì)的平均有效運(yùn)力使用率為94.73%，平均利潤(rùn)為5.61%，結(jié)果高于5%的預(yù)期利潤(rùn)，可以保證貨車的利潤(rùn)有所提高，且提高的利潤(rùn)可以覆蓋無(wú)車承運(yùn)人的運(yùn)營(yíng)成本，并使其在一定范圍內(nèi)收取差價(jià)，得到合理范圍內(nèi)的利潤(rùn)。

四、 結(jié)論

（一）基于成本的核算，可以說(shuō)明無(wú)車承運(yùn)人通過統(tǒng)籌規(guī)劃最佳路線，降低貨車的空載路程并有效地降低運(yùn)輸成本的方案是可行的有效的。運(yùn)輸成本的降低輻射于上下游，可以助力河南自貿(mào)區(qū)貿(mào)易成本的降低，提高自貿(mào)區(qū)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）有效運(yùn)力水平的提高與空載路程的減少可以降低非必要燃料的消耗，降低二氧化碳、二氧化氮等污染物的排放。減少對(duì)汽車燃料的消耗，降低運(yùn)輸業(yè)所造成的空氣污染和資源浪費(fèi)。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛賀香.中國(guó)（河南）自貿(mào)區(qū)的功能定位與戰(zhàn)略措施——基于國(guó)內(nèi)自貿(mào)區(qū)的比較研究[J].北方經(jīng)貿(mào)，2016（06）：4-5+17.

[2]董娜.無(wú)車承運(yùn)人的優(yōu)勢(shì)分析和發(fā)展建議[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2011（24）：87-90.

[3]張昕.競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略主導(dǎo)的物流企業(yè)成本控制研究[J].納稅，2019，13（05）：202+205.

[4]常連玉，陳海燕.無(wú)車承運(yùn)人運(yùn)力資源組織優(yōu)化研究[J].公路交通科技，2016，33（10）：152-158.

作者簡(jiǎn)介：崔浩堃，李亮杰，陳瓊，杜嘯森，河南大學(xué)，河南開封。