中歐班列集貨樞紐選址研究

薛成杰

摘 要：為優(yōu)化中歐班列運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)，解決口岸擁堵和區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重的問(wèn)題，本文通過(guò)選擇部分城市作為中歐班列的集貨樞紐，集結(jié)該地區(qū)以及周邊地區(qū)城市的貨物資源，然后從集貨樞紐依據(jù)進(jìn)出口岸的作業(yè)能力定時(shí)定量地將貨物進(jìn)行發(fā)送。集貨樞紐將貨物集中可緩解貨源非良性競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，同時(shí)也可緩解口岸的擁堵問(wèn)題，使口岸的作業(yè)效率得到提高，所提出的設(shè)計(jì)思路可為相關(guān)行業(yè)研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：中歐班列;集貨樞紐;選址問(wèn)題

0 引言

隨著我國(guó)“一帶一路”戰(zhàn)略建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，中歐班列已成為中國(guó)與絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶沿線(xiàn)國(guó)家互惠互通互聯(lián)的有效載體，它促進(jìn)了國(guó)內(nèi)商品向口岸的聚集出境，增加了口岸貨運(yùn)量和對(duì)外貿(mào)易額，同時(shí)也加速了貿(mào)易的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，輻射帶動(dòng)了沿線(xiàn)國(guó)家地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。作為服務(wù)于“一帶一路”建設(shè)的重要品牌，中歐班列還處在發(fā)展的初期階段，存在供需對(duì)接不充分、無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)時(shí)有發(fā)生、通關(guān)便利化有待提升、綜合運(yùn)輸成本偏高，以及沿線(xiàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施和配套服務(wù)支撐能力不足等問(wèn)題，迫切的需要加以改進(jìn)和規(guī)范[1]。

中歐班列站在新的起點(diǎn)，既有難得的歷史機(jī)遇，也面臨著多方面的挑戰(zhàn)，隨著班列開(kāi)行數(shù)量的不斷增長(zhǎng)，中歐班列在運(yùn)輸組織方面存在的問(wèn)題不斷顯現(xiàn)出來(lái)，主要包括：?jiǎn)我坏能?chē)流組織方式增加貨源組織成本、班列組織統(tǒng)籌力度不足造成內(nèi)部無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)、口岸能力制約班列進(jìn)一步發(fā)展等。而面對(duì)中歐班列現(xiàn)階段客觀存在的開(kāi)行城市點(diǎn)分布無(wú)規(guī)律且不固定、班列開(kāi)行頻次不穩(wěn)定且普遍較少、城市間爭(zhēng)搶貨源現(xiàn)象嚴(yán)重的特征，為滿(mǎn)足中歐班列車(chē)流組織效率要高、遵循客車(chē)化的組織管理模式的組織需求，本文通過(guò)選擇部分城市作為中歐班列的集貨樞紐，集結(jié)該地區(qū)以及周邊地區(qū)城市的貨物資源，然后從集貨樞紐依據(jù)進(jìn)出口岸的作業(yè)能力定時(shí)定量地將貨物進(jìn)行發(fā)送，緩解了貨源非良性競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，同時(shí)也可緩解口岸的擁堵問(wèn)題，使口岸的作業(yè)效率得到提高，所提出的設(shè)計(jì)思路可為相關(guān)行業(yè)研究人員提供參考。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)于中歐班列的研究主要有：Wang J在闡述中歐班列戰(zhàn)略意義的基礎(chǔ)上，提出一種能夠產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)和降低成本的組織模型[2]。Zhuo Fu和Mike Wright制定了多目標(biāo)組合優(yōu)化問(wèn)題，并提供詳細(xì)的啟發(fā)式算法用于其解決方案，為列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃的制定提供了合理的決策方法[3]。Wang Y建立了以運(yùn)輸公司利潤(rùn)最大化為目標(biāo)的約束規(guī)劃模型并利用實(shí)際案例證明了模型的有效性[4]。Wang Y和Liu J建立了以運(yùn)輸效益最大化為目標(biāo)、以成對(duì)開(kāi)行為約束的線(xiàn)性整數(shù)規(guī)劃模型，提出了科學(xué)合理的行包快運(yùn)列車(chē)開(kāi)行方案，給出了具體開(kāi)行區(qū)段、開(kāi)行數(shù)目和編組內(nèi)容[5]。

綜上，由于中歐班列發(fā)展周期較短，國(guó)外對(duì)于中歐班列的研究基本在空白狀態(tài)。但對(duì)快速貨物列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃的研究較為充分，并在鐵路多式聯(lián)運(yùn)方面具有較為豐富的研究，能夠提供十分有價(jià)值的參考意義。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

相比于國(guó)外一些國(guó)家來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)對(duì)中歐班列的研究較為全面。在發(fā)展對(duì)策中，李佳峰提出中歐班列的誕生健全了進(jìn)出口物流通道網(wǎng)絡(luò)、推進(jìn)了跨境電商的迅速發(fā)展，得出了在“一帶一路”戰(zhàn)略下中歐班列的發(fā)展對(duì)策[6]。李耀華提出了當(dāng)前中歐班列發(fā)展的主要問(wèn)題是貨源搶奪、總體成本過(guò)高、地方利益驅(qū)使重復(fù)建設(shè)，最后給出了針對(duì)當(dāng)前問(wèn)題中歐班列的發(fā)展對(duì)策[7]。在貨源組織方面，秦歡歡在總結(jié)中歐班列當(dāng)前主要貨源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了基于貨物價(jià)值的目標(biāo)貨源分析，研究了時(shí)效優(yōu)先型貨物和價(jià)格優(yōu)先型貨物的價(jià)值特性曲線(xiàn)，確定了中歐班列的潛在性貨源[8]。邵曉嫻在分析廈門(mén)至羅茲物流通道物流成本和時(shí)效性的基礎(chǔ)上，采用數(shù)學(xué)模型計(jì)算出適合班列運(yùn)輸貨物的貨值范圍，分析出適合班列運(yùn)輸?shù)闹饕浽春拓浄N[9]?？梢钥闯?，國(guó)內(nèi)對(duì)中歐班列的研究集中在貨源組織和運(yùn)輸組織方面，對(duì)于口岸擁堵和區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重的問(wèn)題的研究相對(duì)較少。

2 主要研究方法

現(xiàn)有的研究方法有從多個(gè)中歐班列始發(fā)點(diǎn)中選擇若干個(gè)點(diǎn)作為候選集貨樞紐，未被選為集貨樞紐的中歐班列始發(fā)點(diǎn)視為供貨點(diǎn)。集貨樞紐匯集供貨點(diǎn)貨物，最終將貨物送至目的地，在運(yùn)輸期間可能經(jīng)過(guò)或不經(jīng)過(guò)其他集貨樞紐。供貨點(diǎn)可采用公路或鐵路多種運(yùn)輸方式將貨物運(yùn)至集貨樞紐，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)運(yùn)成本。為更好地呈現(xiàn)數(shù)學(xué)模型，給出以下假設(shè)：

假設(shè)1：所有節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)是全聯(lián)通網(wǎng)絡(luò);

假設(shè)2：供貨點(diǎn)的貨物通過(guò)公路運(yùn)輸或鐵路運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)輸至集貨樞紐，集貨樞紐集結(jié)的貨物通過(guò)鐵路運(yùn)輸至終點(diǎn);

假設(shè)3：貨物從供貨點(diǎn)到終點(diǎn)的過(guò)程中，若經(jīng)過(guò)兩個(gè)集貨樞紐，則只在第一個(gè)集貨樞紐處產(chǎn)生轉(zhuǎn)運(yùn)成本和轉(zhuǎn)運(yùn)碳排放成本;

假設(shè)4：一個(gè)供貨點(diǎn)的貨物只供給一個(gè)集貨樞紐，一個(gè)集貨樞紐可以向多個(gè)供貨點(diǎn)發(fā)起集貨;

假設(shè)5：供貨點(diǎn)到集貨樞紐之間一次只能采取一種運(yùn)輸方式，集貨樞紐之間只有鐵路運(yùn)輸;

假設(shè)6：集貨樞紐有容量約束;

假設(shè)7：供貨點(diǎn)的貨物從起點(diǎn)到最終目的地的過(guò)程中，至多經(jīng)過(guò)兩個(gè)集貨樞紐，即達(dá)到該供貨點(diǎn)對(duì)應(yīng)的集貨樞紐之后，最多還只能經(jīng)過(guò)一個(gè)集貨樞紐;

假設(shè)8：非集貨樞紐節(jié)點(diǎn)之間不發(fā)生貨物運(yùn)輸活動(dòng)。

通過(guò)以上假設(shè)建立數(shù)學(xué)模型，并采用遺傳算法求解。以重慶、鄭州、武漢、成都、合肥、義烏、東莞、長(zhǎng)沙、廈門(mén)、西安、昆明、蘇州、沈陽(yáng)、營(yíng)口等14個(gè)中歐班列開(kāi)通城市的相關(guān)數(shù)據(jù)，考慮中歐班列在國(guó)內(nèi)的選址及運(yùn)輸優(yōu)化，并在計(jì)算時(shí)設(shè)定阿拉山口、二連浩特和滿(mǎn)洲里為終點(diǎn)。采用Matlab實(shí)現(xiàn)上述遺傳算法，設(shè)置最大迭代次數(shù)500次，得出選擇重慶、成都、西安、鄭州和營(yíng)口作為集貨樞紐。其中成都輻射昆明，西安輻射武漢、長(zhǎng)沙，鄭州輻射合肥、蘇州、東莞、義烏和廈門(mén)，營(yíng)口輻射沈陽(yáng)，且供貨點(diǎn)到集貨樞紐之間的運(yùn)輸方式除了營(yíng)口到沈陽(yáng)、合肥到鄭州為公路運(yùn)輸之外均為鐵路運(yùn)輸，同時(shí)供貨點(diǎn)義烏和廈門(mén)從阿拉山口出境時(shí)，貨物集結(jié)到集貨樞紐鄭州后，在運(yùn)至阿拉山口的過(guò)程中還經(jīng)過(guò)了集貨樞紐西安。而昆明的貨物集結(jié)到集貨樞紐成都之后并未再經(jīng)過(guò)其他的集貨樞紐再到阿拉山口，實(shí)際中蓉歐班列、渝新歐班列都會(huì)先經(jīng)過(guò)西安、蘭州等城市再到阿拉山口，這說(shuō)明減少成都到西安這一重復(fù)路段有利于降低運(yùn)營(yíng)成本[10]。

3 改進(jìn)方法及建議

盡管上述方法考慮了中歐班列物流體系存在的問(wèn)題，構(gòu)建了軸輻式樞紐選址模型框架，但是該模型框架只是以中歐班列開(kāi)通城市為節(jié)點(diǎn)，并未考慮實(shí)際的線(xiàn)路走向。以“渝新歐”班列和“蓉歐”班列為例，自2017年9月29日蘭渝鐵路開(kāi)通以來(lái)，這兩條線(xiàn)路將不再繞行隴海、西康、襄渝鐵路，而通過(guò)蘭渝鐵路直達(dá)蘭州，全程可縮短近700公里，運(yùn)行時(shí)間節(jié)省約11個(gè)小時(shí)，運(yùn)費(fèi)降低約1/3。蓉歐班列的具體線(xiàn)路如圖1所示：

可見(jiàn)蘭州在中歐班列方面的規(guī)劃，不僅是成為“中轉(zhuǎn)站”，蘭州也在構(gòu)建中歐班列的貨運(yùn)物流體系。就蘭州自身而言，蘭州北編組站作為全國(guó)五大編組場(chǎng)之一和亞洲一流的現(xiàn)代化特大型鐵路樞紐，其日解編車(chē)輛可達(dá)12 080輛，日辦理車(chē)輛可達(dá)15 756輛，具備一定的作業(yè)基礎(chǔ)條件。所以在選擇集結(jié)樞紐的時(shí)，應(yīng)結(jié)合我國(guó)鐵路主要通道能力、主要場(chǎng)站能力、集裝箱辦理點(diǎn)分布、集裝箱及設(shè)備情況對(duì)中歐班列運(yùn)輸組織的支撐，從而得出中歐班列國(guó)內(nèi)通道能力情況及技術(shù)支撐條件，將類(lèi)似蘭州這些中歐班列線(xiàn)路必經(jīng)站點(diǎn)并有一定基礎(chǔ)條件的城市也設(shè)為集結(jié)樞紐的備選城市，再進(jìn)行建模計(jì)算，這樣將提供更多的集貨樞紐備選城市和達(dá)到更優(yōu)的可能性。

而就口岸擁堵問(wèn)題，在建設(shè)好相應(yīng)的集貨樞紐以后，可根據(jù)口岸的技術(shù)作業(yè)條件，將集貨樞紐的發(fā)貨量和口岸的辦理量有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在集貨樞紐定時(shí)定量的發(fā)送貨物，這樣在緩解口岸擁堵的同時(shí)還能使口岸的作業(yè)效率得到提升。

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