道路運(yùn)輸裝備高效性評價(jià)指標(biāo)分析與研究

宗成強(qiáng) 李月 張浩

交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所 北京 100088

1 前言

我國物流成本總體偏高，物流總費(fèi)用占GDP比重比發(fā)達(dá)國家高出近一倍。為了改變這一現(xiàn)狀，我國提出了深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，并將推進(jìn)物流降本增效作為一項(xiàng)重要推進(jìn)措施。

目前，關(guān)于物流成本的核心問題以及降本增效主要方向有著許多不同的認(rèn)識，我國主要集中于通行費(fèi)用減免、運(yùn)輸組織優(yōu)化等方面，對于道路運(yùn)輸裝備的評價(jià)指標(biāo)涉及較少。歐美國家關(guān)于道路運(yùn)輸裝備評價(jià)的相關(guān)指標(biāo)主要集中在車輛的燃料（油）經(jīng)濟(jì)性、車輛動力性以及輕量化等方面。與發(fā)達(dá)國家相比，我國貨運(yùn)市場混亂，缺少主導(dǎo)的物流企業(yè)，且由于超限超載的路面執(zhí)法管理不嚴(yán)，導(dǎo)致大量不合規(guī)的車輛上路行駛，對道路運(yùn)輸裝備高效性的研究則更少。

目前，國內(nèi)相關(guān)合規(guī)車型在設(shè)計(jì)上未充分考慮到貨物裝卸效率、適用場合、運(yùn)輸效率、裝貨容積等因素，導(dǎo)致用戶在車型選擇時(shí)提出了車型定制化需求，且由于我國貨運(yùn)市場是屬于充分競爭市場，貨運(yùn)企業(yè)在車型購置上掌握了更大的主動權(quán)，車輛生產(chǎn)企業(yè)一味地滿足貨運(yùn)企業(yè)需求，生產(chǎn)出品種繁多的車型，不利于車輛生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)研發(fā)，更不利于道路運(yùn)輸車型的標(biāo)準(zhǔn)化。

為了解決目前現(xiàn)有車型混亂的問題，加速推動貨運(yùn)車型的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，需要對道路運(yùn)輸裝備（主要針對道路運(yùn)輸車輛）中與整體運(yùn)輸高效性能相關(guān)的參數(shù)開展技術(shù)研究，分析關(guān)鍵指標(biāo)并進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證，將評價(jià)參數(shù)與結(jié)果反饋到車輛生產(chǎn)企業(yè)有助于減少貨運(yùn)車型數(shù)量，同時(shí)可為物流企業(yè)提供高效的運(yùn)輸裝備。

高效、節(jié)能的道路運(yùn)輸車型主要體現(xiàn)在車輛的可靠性、動力性、經(jīng)濟(jì)性，貨廂容積（半掛牽引車除外），裝卸操作的便捷性（半掛牽引車除外），載質(zhì)量利用系數(shù)（掛車除外）等方面，具體如下：

a.車輛的可靠性。車輛可靠性越高，車輛的出勤率也就越高，可保證車輛在限定時(shí)間內(nèi)能行駛更多的里程，運(yùn)送更多的貨物。

b.車輛的動力性。車輛動力性是保證車輛能夠高速行駛的必要條件，只有車輛的動力性能強(qiáng)勁，才能保證車輛能夠高速爬坡行駛，并能快速超越同向行駛的其他車輛，保證車輛運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效性。

c.車輛的經(jīng)濟(jì)性。車輛經(jīng)濟(jì)性，也就是汽車燃油經(jīng)濟(jì)性，是指車輛在滿載貨物運(yùn)輸時(shí)，能夠保證其燃料的消耗量處于一個(gè)較為良好的水平，降低污染物排放的同時(shí)，也節(jié)約了燃料的消耗量，有助于貨運(yùn)企業(yè)節(jié)約運(yùn)營成本。

d.貨箱容積。貨箱容積是用來衡量貨物裝載空間的一個(gè)指標(biāo)，按照我國現(xiàn)階段公安部對貨運(yùn)車輛管理的相關(guān)要求，車輛長度在6 m以內(nèi)車輛注冊登記為藍(lán)色車牌，大于6 m的車輛，車輛注冊登記為黃色車牌。按照現(xiàn)有法規(guī)規(guī)定，車輛最大寬度為2.55 m。對于車輛長度在6 m以內(nèi)的車輛一般在市內(nèi)道路上行駛，從事日常生活物品的派送。而大型廂式貨車、貨車列車則主要從事城市間的貨物運(yùn)輸。隨著我國經(jīng)濟(jì)模式的轉(zhuǎn)變，物流企業(yè)承運(yùn)的貨物類型已由工業(yè)原料向工業(yè)半成品轉(zhuǎn)變，其對貨廂容積要求更高。

e.裝卸操作的便捷性。對于車輛長度為12 m的普通貨車或者半掛車，其貨箱長度在9～13.5 m之間，即便是車廂開側(cè)門，貨物的裝卸也通常不便于機(jī)械化的裝卸，是耗時(shí)較多的一個(gè)環(huán)節(jié)。在大型貨運(yùn)站場，需要有專門的空間或平臺用于貨物裝卸，而側(cè)簾式廂式車（含普通貨車、半掛車，目前標(biāo)準(zhǔn)正在申請國標(biāo)計(jì)劃）可較好地解決貨物快速裝卸問題。側(cè)簾式廂式車的側(cè)面可以完全打開，把車廂側(cè)面的支撐立柱及阻擋橫桿取下后，便可在兩側(cè)直接用叉車進(jìn)行裝卸作業(yè)。該車型兼顧了貨物封閉運(yùn)輸和貨廂輕量化，在貨廂側(cè)面配有固貨裝置，使用方便，有利于貨物的托盤化運(yùn)輸，在歐洲國家應(yīng)用廣泛。此外，我國還存在少量翼開啟廂式車，雖然其裝卸方便，但自重較重，使用較為受限。

f.載質(zhì)量利用系數(shù)。該指標(biāo)是用來描述車輛整備質(zhì)量與所承載貨物之間的對比關(guān)系，載質(zhì)量利用系數(shù)越大，表明車輛的運(yùn)載能力越好，單次運(yùn)輸貨物的質(zhì)量也比其他車型多。

按照車型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將高效、節(jié)能的道路運(yùn)輸車型分為普通貨車、牽引車輛和掛車三類，通過專家評價(jià)的方式初步確定了三種車型高效運(yùn)輸影響因素（見表1）。相關(guān)類型車輛需滿足現(xiàn)有法規(guī)要求，同時(shí)又需滿足上述相關(guān)要求。近幾年我國在大力推廣的中置軸貨車列車具有很大優(yōu)勢，其牽引車輛配置高，列車裝貨容積較普通半掛車高約30%，且運(yùn)輸作業(yè)模式靈活，可根據(jù)作業(yè)站場業(yè)務(wù)量的需要，靈活的選擇是否牽引中置軸掛車，從而提高車輛的使用率，有利于降低貨運(yùn)企業(yè)運(yùn)營成本。

表1 三種車型高效運(yùn)輸?shù)挠绊懸蛩?/p>

2 系統(tǒng)評價(jià)方法的確定

目前針對運(yùn)輸車輛本身的研究多集中在車輛動力性經(jīng)濟(jì)性參數(shù)分析、牽引車與掛車接駁裝置設(shè)計(jì)、車輛與道路適應(yīng)性、車輛行駛平順性和操縱穩(wěn)定性等方面。針對車輛自身性能與高效性的綜合評價(jià)，需要選用合適的方法才能取得良好的評價(jià)效果。在對評價(jià)方法進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素[1]：

a.評價(jià)的目的，選用評價(jià)方法之前，首先必須確定評價(jià)的目的和動機(jī)，根據(jù)評價(jià)目的對評價(jià)方法進(jìn)行篩選；

b.需要的評價(jià)結(jié)果表現(xiàn)形式；

c.進(jìn)行評價(jià)時(shí)可獲得的信息和數(shù)據(jù)；

d.可投入評價(jià)的技術(shù)人員及其素質(zhì)、評價(jià)費(fèi)用、完成期限、評價(jià)專家和管理人員的知識結(jié)構(gòu)和水平等。

在選擇評價(jià)方法時(shí)，除考慮上述因素外，還要對評價(jià)方法可提供的評價(jià)結(jié)果及其適應(yīng)范圍做進(jìn)一步分析。

綜合考慮以上因素，結(jié)合研究的目標(biāo)，考慮到數(shù)據(jù)獲得的難易程度、數(shù)據(jù)質(zhì)量及可靠性、所建立模型的實(shí)用性、模型計(jì)算結(jié)果的可靠性，排除了主觀性較強(qiáng)、過于依賴專家經(jīng)驗(yàn)的德爾菲法和模糊綜合評判法，也排除了方法過于復(fù)雜、過分依賴大量客觀數(shù)據(jù)且適應(yīng)性較差的數(shù)據(jù)包絡(luò)法和主成分分析法，同時(shí)排除了對本研究內(nèi)容適用性不強(qiáng)的灰色關(guān)聯(lián)度法。綜合考慮各種評價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)后，選擇了使用方便、具有較好的實(shí)用性的層次分析法。

3 評價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方法及步驟

層次分析法（The Analytic Hierarchy Process，AHP）通過分析復(fù)雜問題根據(jù)其內(nèi)在聯(lián)系，分解成不同的影響因素，并根據(jù)這些因素的重要程度將其分成不同的層次，從而形成金字塔式的多層結(jié)構(gòu)。然后，由熟悉業(yè)務(wù)的專家逐層對每層次內(nèi)部的因素，兩兩間的相對重要程度進(jìn)行評分[2]，評分的方式較多，常見的有0～2三標(biāo)度法、1～9標(biāo)度法、指數(shù)標(biāo)度法、分?jǐn)?shù)標(biāo)度法等，在影響因素不多，且精度要求不高的情況下，多使用1～9標(biāo)度法進(jìn)行打分。打分的結(jié)果需要通過一致性檢驗(yàn)，確保打分時(shí)，不出現(xiàn)打分前后不一致的情形[3]。

層次分析法的實(shí)施過程主要包括以下步驟：構(gòu)造層次分析模型—→編制權(quán)重專家評議表及專家打分—→構(gòu)造判斷矩陣—→計(jì)算單權(quán)重值和最大特征根—→一致性檢驗(yàn)—→總權(quán)重的計(jì)算等幾大步驟。

層次分析模型構(gòu)造是針對目標(biāo)問題將所有影響因素進(jìn)行層次劃分，如目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層，并明確幾個(gè)因素間的從屬關(guān)系。

專家評議表及專家打分是對不同指標(biāo)間進(jìn)行列表評價(jià)，對表中的內(nèi)容進(jìn)行兩兩比較并評價(jià)打分。判斷矩陣是針對本層次所有因素之間的相對重要度的比較，對偏激偏見和差異的專家評價(jià)，可以將其剔除。單權(quán)重值和最大特征根的計(jì)算則是根據(jù)判斷矩陣數(shù)據(jù)的特征向量，經(jīng)過歸一化處理后，得到各指標(biāo)相對重要度，即單權(quán)重值，并按照相應(yīng)的計(jì)算公式給出的方法和步驟，即可計(jì)算出每個(gè)考核指標(biāo)的單權(quán)重和最大特征根。

一致性檢驗(yàn)是為了保證判斷矩陣具有基本的一致性。層次分析法中并不要求判斷矩陣完全一致，允許存在一定偏差，但是要求判斷具有大體的一致性，不能出現(xiàn)明顯的邏輯錯(cuò)誤，比如B1比B2絕對重要，B2比B3絕對重要，B3比B1絕對重要的邏輯錯(cuò)誤。因此需對構(gòu)造矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。判斷矩陣的一致性指標(biāo)與平均隨機(jī)一致性指標(biāo)的比值滿足小于0.1時(shí)，則認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性。如超過許可范圍，需要重新調(diào)整判斷矩陣，直至具有滿意的一致性。

總權(quán)重計(jì)算首先計(jì)算一級指標(biāo)的權(quán)重值及每個(gè)一級指標(biāo)下屬的二級指標(biāo)相對權(quán)重值，并分析各指標(biāo)層次下判斷矩陣的一致性水平。

項(xiàng)目組先后邀請行業(yè)專家對評價(jià)指標(biāo)權(quán)重評議表進(jìn)行了填寫，將專家評價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合平均，分別得到準(zhǔn)則層、指標(biāo)層中各指標(biāo)的綜合判斷矩陣。然后對各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算、確定最大特征根計(jì)算并進(jìn)行了一致性檢驗(yàn)，相關(guān)指標(biāo)通過一致性檢驗(yàn)后，再進(jìn)行計(jì)算得到各指標(biāo)總權(quán)重值。對于未通過一致性檢驗(yàn)的評價(jià)，視為無效值。

以普通貨車為例，普通貨車準(zhǔn)則層、目標(biāo)層的權(quán)重計(jì)算如表2所示。

表2 普通貨車匯總后的評價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重

4 評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的確定

4.1 定性、定量評價(jià)指標(biāo)量化方法

評價(jià)時(shí)部分指標(biāo)為定性評價(jià)的，例如，車輛裝備了哪些具體設(shè)施。因此，按照評價(jià)指標(biāo)類型將其歸為定量指標(biāo)和定性指標(biāo)[4]。定量指標(biāo)可通過經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算得到指標(biāo)值。定性指標(biāo)量化通常是首先給定性指標(biāo)以明確定義，再根據(jù)指標(biāo)定義和實(shí)際情況給指標(biāo)評分，對不同等級規(guī)定評分值，并作為該指標(biāo)的標(biāo)值。

a. 定性評價(jià)指標(biāo)量化方法。

定性指標(biāo)定量化的問題，國內(nèi)外已確定了多種定量化方法，如德菲爾（Delphi）法、模糊信息優(yōu)化技術(shù)、灰色信息及處理方法、AHP法等，但由于問題的復(fù)雜性，至今仍沒有一個(gè)完善解決定性指標(biāo)定量化的方法，沒有一個(gè)公認(rèn)的量化模式[4,5]。本著從實(shí)用的角度出發(fā)，本課題涉及的定性評價(jià)指標(biāo)較少（主要是“有”，“無”），因此相關(guān)指標(biāo)的量化主要依據(jù)一線作業(yè)工人及專家經(jīng)驗(yàn)，確定相應(yīng)得分，例如帶鋁合金尾板的普通貨車取100分，帶普通尾板的普通貨車取70分，不帶尾板的普通貨車取0分，其他定性評價(jià)指標(biāo)也依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行量化處理。

b. 定量評價(jià)指標(biāo)無量綱化。

根據(jù)各評價(jià)指標(biāo)與評價(jià)目標(biāo)的實(shí)際情況，確定評價(jià)指標(biāo)的屬性值。不同指標(biāo)的含義不同，因而其量綱各異。在各指標(biāo)定量化后，需要對指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化（無量綱化）處理，統(tǒng)一歸在[0，100]范圍。標(biāo)準(zhǔn)化方法可分為直線型、折線型和曲線型三種[4]，實(shí)質(zhì)是通過建立相應(yīng)的公式，將原屬性值代入后進(jìn)行計(jì)算[6]。本研究采用分段直線型，主要是根據(jù)運(yùn)輸企業(yè)實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)資料、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)查閱結(jié)果及專家意見，針對相關(guān)評價(jià)指標(biāo)，依據(jù)數(shù)據(jù)在統(tǒng)計(jì)資料中出現(xiàn)的頻率次數(shù)總結(jié)出上述評價(jià)指標(biāo)常見取值范圍，并確定標(biāo)準(zhǔn)值取值區(qū)間。

4.2 高效評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算步驟

根據(jù)前期實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)資料、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的查閱結(jié)果，針對目前主流車型，本研究以三類不同車型為主要研究對象，總結(jié)出目前相關(guān)車型高效評價(jià)系統(tǒng)中指標(biāo)層各評價(jià)指標(biāo)的常見取值范圍，即各指標(biāo)的論域，表3給出了相關(guān)評價(jià)指標(biāo)的取值范圍。

表3 普通貨車評價(jià)指標(biāo)取值范圍

具體評分原則如下（以普通貨車為例）：

a. 噸/百公里油耗（L/t·100km）：

小于1為100分；在大于等于1到小于等于2，線性取值；大于等于2時(shí)，取值為0。

b. 比功率：

小于6.9時(shí)，取0；大于等于6.9小于8.5，按0～60分進(jìn)行線性差值取值；大于等于8.5小于13，按照60～100分進(jìn)行選??；超過13，均為100分。

c. 載質(zhì)量利用系數(shù)：

小于1，取0；大于等于1小于1.6，按0～60分進(jìn)行線性差值取值；大于等于1.6 小于2.2，按60～100分進(jìn)行線性差值取值；大于等于2.2，均為100分。

d. 固貨裝置：

貨箱承載面系固點(diǎn)，按照是否滿足JT/T 1178要求，進(jìn)行判定，滿足則取50分，不滿足則為0分。

貨箱側(cè)墻系固點(diǎn)，如果有側(cè)墻系固點(diǎn)，則取50分，否則取0分。

e. 尾板：

帶鋁合金尾板的取100分，帶普通尾板的取70分，不帶尾板取0分。

f. 貨箱與托盤的相容性：

如果貨箱寬度大于等于2 420 mm，則按照貨箱長度進(jìn)行選取，貨箱長度除以1 000，余數(shù)小于等于200，取80；余數(shù)大于200，小于等于500，取100；余數(shù)大于500，取60。

如果貨箱寬度小于2 420 mm，則按照貨箱長度進(jìn)行選取，貨箱長度除以800，余數(shù)小于等于200，取80；余數(shù)大于200，小于等于400，取100；余數(shù)大于500，取60。

g.貨箱內(nèi)高：

貨箱內(nèi)高小于等于2 200mm，取0分；大于等于2 200 mm小于2 500 mm，按照從0～60分進(jìn)行差值計(jì)算；大于等于2 500 mm，小于2 800 mm，按照從60～100分進(jìn)行線性差值計(jì)算；大于等于2 800 mm，取值為100 mm。

h.相關(guān)安全設(shè)施配置：

配有自動緊急制動系統(tǒng)，為40分；帶自動巡航系統(tǒng)，得30分，車道偏離預(yù)警系統(tǒng)，得30分。

5 高效性評價(jià)模型

無量綱化的標(biāo)準(zhǔn)值與評價(jià)指標(biāo)權(quán)重均確定以后，便可以將每個(gè)評價(jià)指標(biāo)的整體權(quán)重值與無量綱化的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值作為模型輸入，將整體效能綜合評價(jià)數(shù)值作為輸出，建立操作簡便、計(jì)算量小、實(shí)用性強(qiáng)的高效性評價(jià)模型，根據(jù)輸出數(shù)值判定車輛高效性能。即如公式（1）所示。

以某型號的普通汽車為例，其配置如表4所示，按照4.2中的指標(biāo)選取要求，取其標(biāo)準(zhǔn)值，將其與指標(biāo)權(quán)重值進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算其累積之和，得到其高效性評分值為68.33。

表4 某型號普通貨車的高效性評價(jià)結(jié)果

6 結(jié)語

本文通過分析篩選出影響不同車型高效運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)因素，基于層次分析法建立了普通貨車、掛車、牽引貨車三種不同車型的高效性評價(jià)模型，以某型號的普通貨車為例，通過以上方法分析得到了其高效性評分值，對評價(jià)車型的高效與否具有重要意義。未來，可考慮通過增加專家數(shù)量，修正相關(guān)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值，以便使該模型更為完善、貼近實(shí)際。