基于組合算法的易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化

董 佳，齊 博，馬昌喜，郭思亮

(1.蘭州交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，蘭州 730070；2.中國鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司蘭州貨運(yùn)中心隴南西營業(yè)部羊木營業(yè)室，四川 廣元 628015)

近年來，多式聯(lián)運(yùn)作為一種高效的長途運(yùn)輸方式，對(duì)普通貨物運(yùn)輸有一定影響，對(duì)冷鏈貨物運(yùn)輸可降本增效[1].隨“一帶一路”發(fā)展，遠(yuǎn)距離易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)快速發(fā)展[2].航空、水運(yùn)、公路和鐵路等結(jié)合起來的多式聯(lián)運(yùn)，不僅效率高且成本低.國內(nèi)對(duì)多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展的重視度不斷提升，進(jìn)行了多個(gè)專項(xiàng)部署，為不同運(yùn)輸方式間銜接轉(zhuǎn)換提效率；且國內(nèi)高速公路、高速鐵路和高鐵網(wǎng)運(yùn)輸服務(wù)面廣、選擇多，為多式聯(lián)運(yùn)奠定了基礎(chǔ)[3].

國外Deng等[4]為優(yōu)化運(yùn)輸路線并選擇合理運(yùn)輸方式，建立以總成本最低和碳排放最少的混合時(shí)間窗最優(yōu)路徑多式聯(lián)運(yùn)模型；Lu等[5]考慮運(yùn)輸成本的規(guī)模效應(yīng)，建立了在交付時(shí)間和路徑容量約束下以成本最小為目標(biāo)的組合優(yōu)化模型，建立了一種將遺傳算法嵌入到蟻群優(yōu)化中的雙信息素混合算法，并用該算法探討影響路徑選擇的因素；Chang[6]分析多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化問題的難點(diǎn)，建立多式聯(lián)運(yùn)時(shí)間窗商品流模型來解決該問題；Deng等[7]建立成本最低的多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)流模型，提出網(wǎng)絡(luò)模型的KSP算法來求解最優(yōu)路徑，再從最短路徑中選擇滿足時(shí)間約束的運(yùn)輸成本最小路徑；Gr?bener等[8]考慮了時(shí)間窗，用改進(jìn)Martins算法，實(shí)現(xiàn)城市交通多目標(biāo)最優(yōu)路徑模型求解.

國內(nèi)研究分四部分：一是路徑優(yōu)化；王陸平等[9]考慮速度和擁堵因素，基于Dijkstra算法創(chuàng)建多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化模型仿真系統(tǒng)；趙霞[10]設(shè)計(jì)易腐食品冷鏈物流多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化系統(tǒng)，用蟻群算法處理數(shù)據(jù)并規(guī)劃最優(yōu)路徑；周騫等[11]考慮運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)和懲罰成本及時(shí)間限制等，實(shí)現(xiàn)成本低和耗時(shí)短的多式聯(lián)運(yùn)物流配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，并設(shè)計(jì)改進(jìn)遺傳算法；尹傳忠等[12]考慮交貨時(shí)間窗、班期限制和在途、中轉(zhuǎn)時(shí)間的隨機(jī)性，將一般多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化模型擴(kuò)展為以總期望成本與時(shí)間為優(yōu)化目標(biāo)的隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型，設(shè)蒙特卡洛模擬和改進(jìn)的自適應(yīng)NSGA-II相結(jié)合的算法進(jìn)行求解；陳汨梨等[13]用隨機(jī)規(guī)劃理論估計(jì)不確定值，以總成本最低設(shè)置貨物準(zhǔn)時(shí)送達(dá)概率為模型的機(jī)會(huì)約束，再用K短路算法求解多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化模型.二是運(yùn)輸方式選擇和路徑規(guī)劃結(jié)合；張潤杰[14]建立多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化模型，并設(shè)計(jì)改進(jìn)遺傳算法；蔣洋等[15]考慮運(yùn)輸成本和中轉(zhuǎn)時(shí)間用交叉熵法求解；裴驍?shù)萚16]考慮運(yùn)到時(shí)限和路徑容量約束，以成本最低設(shè)計(jì)雙信息素蟻群-遺傳混合算法來解決該組合優(yōu)化模型.三是多目標(biāo)多式聯(lián)運(yùn)；王正彬等[17]考慮收入、轉(zhuǎn)運(yùn)成本、存儲(chǔ)成本、損失費(fèi)用和時(shí)間價(jià)值等，用多目標(biāo)轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)法求解多目標(biāo)規(guī)劃模型；何艷梅等[18]以成本最低和時(shí)間最小為目標(biāo)，設(shè)計(jì)Dijkstra和GA算法的結(jié)合優(yōu)化，求得模型最優(yōu)解；萬杰等[19]建立運(yùn)輸費(fèi)用低和服務(wù)質(zhì)量好的多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計(jì)多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行求解；湯銀英等[20]考慮運(yùn)輸時(shí)間窗、節(jié)點(diǎn)不同運(yùn)輸方式的能力及客戶需求，建立時(shí)間最短和成本最低的多目標(biāo)0-1整數(shù)規(guī)劃模型，用NSGA-II算法求解Pareto非劣解集.四是特殊貨物多式聯(lián)運(yùn).黃麗霞等[21]同時(shí)考慮貨物送達(dá)時(shí)間及路段容量限制，構(gòu)建總成本最低和風(fēng)險(xiǎn)最小的雙目標(biāo)0-1線性規(guī)劃模型，設(shè)計(jì)多目標(biāo)優(yōu)化算法求解非劣路徑最優(yōu)解；劉松等[22]考慮鐵路和水運(yùn)發(fā)班時(shí)間和集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)限制，設(shè)計(jì)成本低的遺傳算法進(jìn)行路徑優(yōu)化模型求解，之后文獻(xiàn)[23]考慮制冷、貨損和冷藏費(fèi)用，建立碳排放限制下的優(yōu)化模型，用改進(jìn)遺傳算法進(jìn)行求解；李玉民等[24]考慮中間節(jié)點(diǎn)混合時(shí)間窗及目的地收貨軟時(shí)間窗約束，構(gòu)建總成本最低的多式聯(lián)運(yùn)路徑選擇與運(yùn)輸方式組合模型，用混合田口遺傳算法求解.

多數(shù)學(xué)者集中研究運(yùn)輸數(shù)學(xué)規(guī)劃模型和路徑算法.遺傳和禁忌搜索組合算法最流行，文獻(xiàn)[25]對(duì)混合算法可行性進(jìn)行了理論分析；現(xiàn)有文獻(xiàn)中有兩種混合方式：文獻(xiàn)[26-31]為改善遺傳算法局部搜索能力，將交叉和變異算子改進(jìn)成具有記憶功能的禁忌交叉和禁忌變異算子.文獻(xiàn)[32-33]對(duì)問題進(jìn)行全局搜索，用遺傳算法得到較好的禁忌初始解，再進(jìn)行局部搜索得到最優(yōu)解.該文在研究易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃和方式選擇時(shí)，考慮不同運(yùn)輸方式運(yùn)距、運(yùn)費(fèi)和中轉(zhuǎn)耗時(shí)的不同、貨物運(yùn)到時(shí)限和貨物時(shí)間窗等，建立低成本易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化選擇模型，并用第二種方法設(shè)計(jì)遺傳-禁忌搜索的組合算法，來求最佳運(yùn)輸方式組合下的低成本最優(yōu)路徑.模型研究思路：徐林坤[34]建立最小成本單目標(biāo)路徑優(yōu)化模型；李世昌[35]構(gòu)建帶時(shí)間窗的多商品流廣義費(fèi)用最優(yōu)的非線性數(shù)學(xué)優(yōu)化模型；該文建立以成本最低和時(shí)間最小化的雙目標(biāo)模型，設(shè)計(jì)遺傳-禁忌搜索組合算法來求解.文獻(xiàn)[36]中多目標(biāo)函數(shù)求解會(huì)存在相互約束；若想求整體最優(yōu)，需得把多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)或?qū)⒍嗄繕?biāo)應(yīng)用于求解多目標(biāo)的算法中；該文運(yùn)用遺傳-禁忌搜索組合算法，先基于遺傳算法求出一個(gè)基于成本最低的初始解，再用禁忌搜索基于時(shí)間最小進(jìn)行優(yōu)化搜索，再求出較好的Pareto非劣解.文獻(xiàn)[37]采用的易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)是對(duì)單一易腐貨物進(jìn)行運(yùn)輸；該文用的是對(duì)多種食品、不同目的地的統(tǒng)一規(guī)劃運(yùn)輸.

1 問題描述與建模

1.1 問題描述

運(yùn)輸易腐貨物前規(guī)范好運(yùn)輸流程并合理分配貨物堆放順序、運(yùn)輸中實(shí)時(shí)監(jiān)測調(diào)溫調(diào)濕、運(yùn)輸后收貨人盡快提貨.該文運(yùn)輸易腐貨物時(shí)考慮保質(zhì)期，建立低成本易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化模型，設(shè)計(jì)遺傳-禁忌搜索的組合算法，借鑒文獻(xiàn)[38]加入時(shí)間窗來求最佳運(yùn)輸方式的低成本最優(yōu)路徑.

1.2 模型假設(shè)：

1)貨物箱體運(yùn)輸前已預(yù)冷，箱內(nèi)溫度確定后，運(yùn)輸途中保持不變；

2)暫不考慮交通擁堵和火車輪船班期情況，車輛行駛速度固定；

3)同一批貨物在運(yùn)輸過程中以集裝箱一次性運(yùn)輸；

4)貨物轉(zhuǎn)運(yùn)只發(fā)生在城市節(jié)點(diǎn)上，且最多轉(zhuǎn)運(yùn)一次；城市間貨物轉(zhuǎn)載運(yùn)輸方式只能是一種；

5)各節(jié)點(diǎn)均可進(jìn)行貨物轉(zhuǎn)運(yùn)，且同節(jié)點(diǎn)上同種運(yùn)輸方式間轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用為0.

1.3 模型建立

1.3.1 決策變量

(1)

式中：N為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，i,j∈N；M為公路、水運(yùn)和鐵路運(yùn)輸，m,n∈M={1.2.3}；Z為易腐貨物品類，1,2,3,…,h.

(2)

(3)

1.3.2 目標(biāo)函數(shù)

1)低成本

(ch+ceth)+cP.

(4)

圖1 易腐貨物品質(zhì)規(guī)律圖

圖2 節(jié)點(diǎn)服務(wù)時(shí)間窗

(5)

(6)

2)短耗時(shí)

(7)

1.3.3 約束條件

1)兩城市間最多選擇一種運(yùn)輸方式：

(8)

2)最多轉(zhuǎn)運(yùn)一次：

(9)

3)節(jié)點(diǎn)運(yùn)輸連續(xù)性：

(10)

4)節(jié)點(diǎn)流量平衡約束：

(11)

5)在途時(shí)間和中轉(zhuǎn)時(shí)間之和小于保質(zhì)期：

(12)

2 遺傳-禁忌搜索組合算法

鑒于文獻(xiàn)[39]，建立易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化選擇模型后，考慮遺傳算法全局搜索能力強(qiáng)和禁忌搜索記憶優(yōu)勢和結(jié)果的好壞大都依賴于初始解和領(lǐng)域結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)遺傳-禁忌搜索組合算法，具體過程是先用遺傳產(chǎn)生一個(gè)較好的初始解，再用禁忌進(jìn)行局部搜索找出全局最優(yōu)解.

2.1 遺傳算法操作

Step1：染色體編碼

用可變長路徑編碼方式進(jìn)行兩段式編碼；第一段0-1編碼，代表聯(lián)運(yùn)時(shí)貨物是否經(jīng)過該節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成一條運(yùn)輸路徑，起訖點(diǎn)需提前輸入；第二段實(shí)數(shù)編碼，代表兩城市間的運(yùn)輸方式，隨機(jī)產(chǎn)生鐵路、公路或水運(yùn).染色體編碼如圖3所示.當(dāng)遺傳算法交叉和變異操作都執(zhí)行完后，最優(yōu)解是第二段插入到第一段中構(gòu)成一條混合式運(yùn)輸線路.

圖3 染色體編碼

Step2：適應(yīng)度函數(shù)為運(yùn)輸總成本的倒數(shù)

(13)

Step3：染色體解碼

運(yùn)輸路徑和運(yùn)輸方式全部0-1編碼會(huì)導(dǎo)致染色體編碼長度過長，而兩段式染色體編碼易于解碼[40].1)第一段：起訖點(diǎn)由運(yùn)輸需求獲??；中間是0-1編碼，解碼位置為1的，可連成一條路徑.2)第二段：隨機(jī)生成運(yùn)輸方式1，2，3.3)第二段插到第一段構(gòu)成完整路線.

Step4：初始種群

據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖求得連通矩陣；用Dijkstra算法求得最優(yōu)路徑為第一段編碼，再隨機(jī)生成運(yùn)輸方式，構(gòu)成初始染色體；循環(huán)產(chǎn)生染色體，達(dá)到種群數(shù)量為止.

Step5：約束條件

用Dijkstra算法求得最短路沒考慮時(shí)間窗限制，需計(jì)算節(jié)點(diǎn)間運(yùn)輸時(shí)間，早或晚均產(chǎn)生懲罰成本.不滿足時(shí)間窗要求的，先求各個(gè)體總運(yùn)輸時(shí)間，再判斷是否超過要求，若超時(shí)則以一定概率刪除；從余下群體中隨機(jī)復(fù)制刪除個(gè)體數(shù)來替代.

Step6：用輪盤賭選擇機(jī)制進(jìn)行選擇操作

Step7：交叉操作

染色體第一段用兩點(diǎn)交叉法，第二段不進(jìn)行交叉操作.

Step8：變異操作

起訖點(diǎn)的值不變，中間段用兩點(diǎn)變異如下所示.

Step9：非法個(gè)體進(jìn)行修復(fù)

在進(jìn)行交叉和變異操作時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生無效路徑，即無通路；則用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法找該節(jié)點(diǎn)與相鄰的上一節(jié)點(diǎn)有效路徑代替，重新生成通路，直到找到有效路徑.

若出現(xiàn)環(huán)路，即某城市訪問了兩次，此時(shí)需去除中間所有節(jié)點(diǎn)，再刪除一個(gè)相同節(jié)點(diǎn).當(dāng)?shù)谝欢喂?jié)點(diǎn)發(fā)生變化了，則隨機(jī)產(chǎn)生城市間的運(yùn)輸方式作為第二段編碼，其余不變，如圖4所示.

圖4 環(huán)路處理

Step10：形成連通路徑并破圈

1)尋找各節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)集；

2)將城市路徑節(jié)點(diǎn)分為U集和V集(U含起點(diǎn)，V含其余節(jié)點(diǎn))；

3)從U的末關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)中選擇適應(yīng)度值最大的節(jié)點(diǎn)納入U(xiǎn)，并從V中剔除；

4)若適應(yīng)度值最大的節(jié)點(diǎn)不是終點(diǎn)，則重復(fù)第③步，達(dá)到終點(diǎn)為止.

2.2 禁忌搜索算法操作

禁忌搜索的記憶和局部搜索優(yōu)勢結(jié)合禁忌準(zhǔn)則和藐視準(zhǔn)則后，保證多樣化，既避免重復(fù)搜索，又可赦免被禁忌的優(yōu)良狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化[41].

2.2.1 鄰域操作

用2-opt交換法定義鄰域，先刪除兩段運(yùn)輸路徑，再通過Dijkstra法生成兩條新路徑替換它們，并在其中選一部分作為產(chǎn)生候選解的搜索對(duì)象[37].

2.2.2 禁忌準(zhǔn)則

目的是避免迂回搜索.一是設(shè)置禁忌對(duì)象，即狀態(tài)本身.二是禁忌長度，即禁忌對(duì)象不允許被選取的最大次數(shù)[38]，一般被插入的邊小于被刪除的邊的禁忌長度.

2.2.3 藐視準(zhǔn)則

將最先前的一些禁忌狀態(tài)重新啟用，計(jì)算其適配值，若優(yōu)于“Best so far”狀態(tài)，則把該解作為當(dāng)前狀態(tài)最優(yōu)解，并更新最優(yōu)解的狀態(tài)[42].

2.2.4 精英保留和終止策略

更新全局最優(yōu)解用精英保留法；終止策略用步數(shù)終止原則.

2.3 算法流程

鑒于文獻(xiàn)[43]，遺傳-禁忌搜索組合算法中，遺傳算法用可變長路徑編碼，隨機(jī)選取運(yùn)輸方式產(chǎn)生初始種群，計(jì)算適應(yīng)度函數(shù)，再用輪盤賭競爭選擇策略進(jìn)行選擇，若形成通路且無環(huán)，則輸出歷代最優(yōu)解，再從中選出一個(gè)適應(yīng)度值最好的個(gè)體作為禁忌搜索算法初始解；進(jìn)行禁忌搜索算法時(shí)，定義初始解的領(lǐng)域映射，產(chǎn)生一定個(gè)數(shù)的候選集，排序并保留前一半的最好候選解，滿足藐視準(zhǔn)則和約束條件，并達(dá)到一定迭代次數(shù)，輸出最優(yōu)解，如圖5所示.

圖5 算法流程圖

3 易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)算例分析

多種類易腐貨物路徑規(guī)劃和運(yùn)輸方式的選擇，產(chǎn)銷地已知，需規(guī)劃最優(yōu)路徑.模擬現(xiàn)實(shí)場景建立運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，驗(yàn)證模型有效性，得多個(gè)Pareto非劣解集進(jìn)行對(duì)比分析.選取非劣解集中較優(yōu)解，對(duì)比多式聯(lián)運(yùn)與單一運(yùn)輸方式產(chǎn)生的費(fèi)用，驗(yàn)證該模型及算法的可行性，分析各影響參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響程度，驗(yàn)證多式聯(lián)運(yùn)在易腐貨物運(yùn)輸中的優(yōu)勢，提出有益建議.

3.1 算例背景

據(jù)國內(nèi)現(xiàn)實(shí)情況構(gòu)建多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，考慮起訖點(diǎn)供需關(guān)系選合適的易腐貨物進(jìn)行運(yùn)輸，對(duì)多商品流OD、運(yùn)輸線路及參數(shù)進(jìn)行選取，構(gòu)建算例環(huán)境.

3.1.1 OD分布

考慮各生產(chǎn)基地優(yōu)勢產(chǎn)品和實(shí)際銷售量，選蘋果、圣女果、豆角和凍羊肉等易腐貨物；四種運(yùn)輸?shù)囊赘浳颫D分布情況如圖6所示.

圖6 OD分布

3.1.2 運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

把國內(nèi)樞紐城市及易腐貨物供需地作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn).結(jié)構(gòu)中共有23個(gè)節(jié)點(diǎn)，51條運(yùn)輸路線，各路徑上至少有兩種及以上運(yùn)輸方式.節(jié)點(diǎn)布局及節(jié)點(diǎn)間聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸圖如圖7所示.

圖7 網(wǎng)絡(luò)圖

3.2 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

3.2.1 相關(guān)指標(biāo)

相關(guān)指標(biāo)取值如表1所列.

表1 相關(guān)指標(biāo)取值

3.2.2 運(yùn)輸距離

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間運(yùn)距在百度查詢，如表2所列：

表2 運(yùn)輸距離

3.2.3 指標(biāo)取值

近些年費(fèi)率取值如表3所列；旅行速度如表4所列，中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)作業(yè)以裝卸為主，上海港集裝箱裝卸的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)如表5所列；中轉(zhuǎn)時(shí)間包括裝卸和等待作業(yè)所消耗的時(shí)間；鐵轉(zhuǎn)水包含不同運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)換時(shí)間和集裝箱由鐵路站場運(yùn)送至港口的時(shí)間[44]；轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間咨詢工作人員獲得，如表6所列.

表3 費(fèi)率取值

表4 旅行速度

表5 中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)費(fèi)用

表6 轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間

3.3 案例計(jì)算結(jié)果

在Matlab中用遺傳-禁忌搜索組合算法進(jìn)行編程求解.遺傳階段：種群規(guī)模NP=200；交叉概率Pc=0.8；低頻變異可防止丟失重要基因，高頻變異可使算法陷入隨機(jī)搜索[40]，該文Pm=0.05；禁忌搜索階段：全部領(lǐng)域解個(gè)數(shù)選10個(gè)；最大迭代次數(shù)為500次.

3.3.1 Pareto非劣解集

對(duì)雙目標(biāo)模型進(jìn)行組合算法求解，得到各個(gè)易腐貨物的Pareto非劣解集，如表7所列.

表7 Pareto非劣解集

由上述非劣解集看出，各易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)路徑符合實(shí)際情況，驗(yàn)證了在實(shí)際生活中的可行性.非劣解集中，當(dāng)費(fèi)用最少時(shí)，時(shí)間不一定最小，要據(jù)實(shí)際情況選較合適的運(yùn)輸方案.

3.3.2 總費(fèi)用及構(gòu)成

各易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)總費(fèi)用及各組成部分取值如表8所列，易腐貨物各費(fèi)用占比如圖8所示.

圖8 易腐貨物各費(fèi)用占比

表8 各易腐貨物總費(fèi)用

3.4 對(duì)比單一運(yùn)輸和多式聯(lián)運(yùn)

多式聯(lián)運(yùn)大都優(yōu)于單一運(yùn)輸，分別研究了多式聯(lián)運(yùn)、公路和鐵路運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用，其總費(fèi)用和總時(shí)間計(jì)算結(jié)果如表9所列，對(duì)比圖如圖9所示.

表9 單一運(yùn)輸方式總費(fèi)用和總時(shí)間表

如圖9(a)所示，多式聯(lián)運(yùn)產(chǎn)生總費(fèi)用略高于鐵路運(yùn)輸，且略低于公路運(yùn)輸，因此多式聯(lián)運(yùn)在易腐貨物運(yùn)輸中有成本優(yōu)勢；如圖9(b)所示，多式聯(lián)運(yùn)過程中的總時(shí)間略高于公路運(yùn)輸時(shí)間，略低于鐵路運(yùn)輸總時(shí)間，驗(yàn)證了多式聯(lián)運(yùn)的高效.近些年推廣易腐貨物集裝箱運(yùn)輸可節(jié)約成本、提高效率.

圖9 不同運(yùn)輸方式總費(fèi)用和總時(shí)間對(duì)比圖

3.5 靈敏度分析

公路、鐵路和水運(yùn)運(yùn)輸中，水運(yùn)范圍較窄、競爭小；且鐵路公路網(wǎng)遍布全國，有很大優(yōu)勢.公路在短距離運(yùn)輸中很便利，但在中長距離運(yùn)輸時(shí)，鐵路占成本優(yōu)勢，若要提升效率和降低成本可提高鐵路貨運(yùn)量，基于案例研究提升鐵路旅行速度與降低鐵路運(yùn)價(jià)對(duì)聯(lián)運(yùn)總費(fèi)用的影響程度，并提出有益建議.

3.5.1 成本構(gòu)成

易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)各耗用成本占總成本的比例如圖8所示.運(yùn)輸成本占比最多；鐵路運(yùn)量大、運(yùn)價(jià)低，在多式聯(lián)運(yùn)中應(yīng)得到充分利用，若運(yùn)輸途中無鐵路，則用公路聯(lián)合運(yùn)輸，極大降低總成本.中轉(zhuǎn)成本占比最小，要盡量采用直達(dá)運(yùn)輸，減少中轉(zhuǎn)次數(shù).每次運(yùn)輸不一定都要產(chǎn)生蓄冷和時(shí)間懲罰成本，若有也是極低；長距離運(yùn)輸中圣女果和豆角在夏季不易保存，易產(chǎn)生質(zhì)損和時(shí)間懲罰成本，提升運(yùn)輸工具速率和減少運(yùn)距均可降低成本；蘋果和凍羊肉不易變質(zhì)，若時(shí)間要求不苛刻，可選擇成本低的鐵水聯(lián)運(yùn)，運(yùn)輸途中基本不產(chǎn)生質(zhì)損和時(shí)間懲罰費(fèi)用.

3.5.2 運(yùn)到期限

不同易腐貨物運(yùn)到期限不同，通常與總成本成負(fù)相關(guān)，要想降低多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸成本，可推遲貨物運(yùn)到期限.運(yùn)輸某易腐貨物的時(shí)間要求苛刻，建議選擇公路或鐵路運(yùn)輸，速度快且貨物品質(zhì)有保障；若某易腐貨物對(duì)時(shí)間要求不高，則選鐵水聯(lián)運(yùn)來降低成本.多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸圣女果和豆角時(shí)，質(zhì)損費(fèi)用小于鐵路運(yùn)輸費(fèi)用；當(dāng)運(yùn)到期限較低時(shí)，可選速度快的公路運(yùn)輸；當(dāng)運(yùn)到期限較高時(shí)，可選擇成本低的鐵路運(yùn)輸；運(yùn)輸蘋果和凍羊肉時(shí)，當(dāng)運(yùn)到期限較低時(shí)，多采用公路或鐵路運(yùn)輸，但成本提高了；當(dāng)運(yùn)到期限較高時(shí)，可選擇鐵水聯(lián)運(yùn)，總成本降低了.所以易腐貨物長距離運(yùn)輸中，鐵路速度快，能縮短運(yùn)輸時(shí)間并降低費(fèi)用，最終降低多式聯(lián)運(yùn)總費(fèi)用.

3.5.3 運(yùn)輸里程

不同運(yùn)輸里程收費(fèi)價(jià)格不一.公路在一定距離內(nèi)，運(yùn)價(jià)與運(yùn)距成負(fù)相關(guān)，超過該值運(yùn)價(jià)與運(yùn)距成正相關(guān).鐵路運(yùn)輸較穩(wěn)定，運(yùn)價(jià)隨運(yùn)距增加而減少.易腐貨物運(yùn)輸里程越長，鐵路運(yùn)價(jià)比公路低.長距離運(yùn)輸時(shí)，隨運(yùn)距增加，公路和鐵路成本差距漸大.該文易腐貨物均是長距離運(yùn)輸，用多式聯(lián)運(yùn)進(jìn)行配送來權(quán)衡成本和時(shí)間.運(yùn)輸圣女果和豆角時(shí)用鐵路運(yùn)輸會(huì)使成本較低，若時(shí)間要求不嚴(yán)格，也可公轉(zhuǎn)鐵；短距離時(shí)公路和鐵路運(yùn)輸成本差不多，但耗時(shí)短.運(yùn)輸蘋果和凍羊肉時(shí)宜用鐵路運(yùn)輸節(jié)約成本.易腐貨物資源豐富且經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，大都屬于長距離運(yùn)輸；發(fā)揮運(yùn)量大、安全可靠和運(yùn)價(jià)低的特點(diǎn)，常以鐵路運(yùn)輸為主要方式，有助于完善國內(nèi)多式聯(lián)運(yùn)貨物運(yùn)輸體系，提高運(yùn)輸效率并保證貨物品質(zhì).短距離運(yùn)輸中，公路適應(yīng)性好且靈活性強(qiáng)，誤差不超過半小時(shí).

4 結(jié)論

在實(shí)際配送易腐貨物時(shí)，該文設(shè)置早到或晚到兩種產(chǎn)生懲罰費(fèi)用的情況，考慮不同運(yùn)輸方式運(yùn)距、費(fèi)用、中轉(zhuǎn)耗時(shí)和運(yùn)到期限、時(shí)間窗約束等，建立遺傳-禁忌搜索組合優(yōu)化算法求最優(yōu)路徑并選擇合適運(yùn)輸方式，最后求得較好的Pareto非劣解.通過實(shí)例對(duì)比多式聯(lián)運(yùn)和單一運(yùn)輸方式的各費(fèi)用和時(shí)間來看，體現(xiàn)了多式聯(lián)運(yùn)的優(yōu)勢，驗(yàn)證了該文在理論上與應(yīng)用上的巨大價(jià)值.在多式聯(lián)運(yùn)中各因素都應(yīng)考慮在內(nèi)，降本增效.在研究易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃和運(yùn)輸方式選擇時(shí)存在不足，望今后學(xué)者針對(duì)以下方面對(duì)其進(jìn)行深入研究：

1)對(duì)我國易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)存在問題分析不夠全面；

2)研究的實(shí)際轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間、轉(zhuǎn)運(yùn)成本應(yīng)據(jù)具體情況而定；

3)易腐貨物多式聯(lián)運(yùn)影響因素考慮不全面，運(yùn)輸中意外將對(duì)運(yùn)輸費(fèi)用有一定影響，需考慮；

4)一個(gè)OD對(duì)不可分批運(yùn)輸，未來可考慮貨物的分批與合運(yùn)；

5)僅研究集裝箱物流中的運(yùn)輸環(huán)節(jié)，未來可考慮從倉庫布局、庫存策略等的整體規(guī)劃.