鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃

文/代明莉

在日益激烈的市場競爭，世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加速以及科技進(jìn)步的迅猛發(fā)展的背景下，很多公司都開始將物流看作是增強(qiáng)自身核心競爭力的一個(gè)主要途徑，并在公司的生產(chǎn)和運(yùn)營過程中引進(jìn)了現(xiàn)代的物流理念和技術(shù)。對鐵路運(yùn)輸路線進(jìn)行智能規(guī)劃，可以幫助公司減少物流費(fèi)用、改善運(yùn)營效率、提升客戶滿意度。因?yàn)殍F路路線問題需要將運(yùn)籌學(xué)的理論和生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行密切的聯(lián)系，所以在過去的十幾年里，它取得了很多的成果，因此它被稱作是“近十幾年來，運(yùn)籌學(xué)應(yīng)用得最成功的領(lǐng)域之一”。在物流中，運(yùn)輸是一個(gè)非常重要的過程，因此，物流成本的高低與整個(gè)物流環(huán)節(jié)運(yùn)行的質(zhì)量有很大的關(guān)聯(lián)。交通運(yùn)輸活動與其說是生產(chǎn)物資，不如說是搬運(yùn)物資，更多的是提供運(yùn)輸勞務(wù)。

一、鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃的重要意義

在提升現(xiàn)代物流效益、推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會的科學(xué)發(fā)展方面，提高我國的貨物運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益，有著非常重要的推進(jìn)作用和現(xiàn)實(shí)意義。貨運(yùn)費(fèi)用與貨運(yùn)效率是貨運(yùn)經(jīng)濟(jì)的兩個(gè)重要因素。運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)價(jià)值的提升，歸根結(jié)底就是節(jié)約費(fèi)用，提升效率。節(jié)約費(fèi)用，是指用最小的人工，做最大的運(yùn)輸工作；所謂高效，就是要更快、更大范圍地運(yùn)送貨物。所以，一般說來，對技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，對運(yùn)營管理進(jìn)行優(yōu)化，對費(fèi)用進(jìn)行節(jié)約，對速度進(jìn)行升級，對數(shù)量和規(guī)模進(jìn)行擴(kuò)充，對品質(zhì)進(jìn)行提高，對資金的使用進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，就能達(dá)到了更好的效果。在交通運(yùn)輸行業(yè)中，運(yùn)輸費(fèi)用是一個(gè)重要的問題[1]。但是，在運(yùn)輸過程中，不僅要滿足客戶的貨物運(yùn)輸需要，還要滿足顧客的時(shí)間要求，更要在此過程中，將企業(yè)的成本降到最低。因此，在進(jìn)行鐵路運(yùn)輸?shù)倪^程中，怎樣才能有效地減少運(yùn)輸成本，從而提升企業(yè)的工作效率，提升運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益，這就變成了企業(yè)需要考慮的問題。在我國，交通運(yùn)輸業(yè)的整體發(fā)展中，鐵路運(yùn)輸所扮演的角色日益重要。它可以減少物流費(fèi)用，并對整體供應(yīng)鏈有很大的正面作用。由于最終產(chǎn)品和中間產(chǎn)品各負(fù)擔(dān)10%的從價(jià)運(yùn)費(fèi)，因此（與無交通運(yùn)輸成本的國家比較），若是在從價(jià)運(yùn)費(fèi)提高到20%的情況下，生產(chǎn)國的產(chǎn)品增加值將降低60%，若是在從價(jià)運(yùn)費(fèi)提高到30%的情況下，生產(chǎn)的產(chǎn)品增加值將降低90%。因此，對交通運(yùn)輸路線進(jìn)行最優(yōu)智能規(guī)劃是一種很好降低公司成本的途徑。

二、鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃存在的問題

在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，我國的物流業(yè)迅速發(fā)展，但由于我國的交通運(yùn)輸線路規(guī)劃還不夠科學(xué)，很難對各種運(yùn)輸方式進(jìn)行合理的選擇，尤其是鐵路物流運(yùn)輸線路的規(guī)劃更是缺乏科學(xué)依據(jù)。在鐵路運(yùn)輸線路中，最重要的一點(diǎn)是要考慮到其運(yùn)輸成本，這樣才能對線路進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，從而減少運(yùn)輸成本。我國在鐵路方面，并沒有形成一套成熟的科學(xué)規(guī)劃方法。因此，在鐵路運(yùn)輸線路中，要通過經(jīng)濟(jì)手段來影響人們的行為。在選擇鐵路路線時(shí)，要充分考慮到貨物的種類、重量和數(shù)量等因素。如果貨物過重或過輕，就會導(dǎo)致各種資源被浪費(fèi)，不利于社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。此外，要選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)力，不可舍棄水路。鐵路、水路大型船舶的托運(yùn)方法，也是非常重要的。要在我國發(fā)展物流業(yè)，就必須有非凡的智慧。原因有二：一是當(dāng)前的物流發(fā)展水平落后，二是物流管理水平落后[3]。隨著“十五”規(guī)劃的實(shí)施，在“入世”的推動下，我國的物流業(yè)體制改革很快與國際接軌，物流及其關(guān)聯(lián)行業(yè)成為中國迅速發(fā)展的新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。但是，當(dāng)前交通運(yùn)輸線路規(guī)劃不合理的狀況比較突出，運(yùn)輸線路規(guī)劃不合理的主要原因是管理方面造成的。在交通工具方面，可以使用第三方運(yùn)輸公司，選擇自由運(yùn)輸。有時(shí)，由于路程較長，不能產(chǎn)生路程經(jīng)濟(jì)效益，而采用具有一定規(guī)模效益或路程效益的水路運(yùn)輸方式。另外，傳統(tǒng)的鐵路路線問題大多是利用確定性信息進(jìn)行求解，然而現(xiàn)實(shí)生活中存在著大量的帶有概率性質(zhì)的隨機(jī)性信息，現(xiàn)有的求解方法并不適用于求解隨機(jī)鐵路路線問題，因而需要深入分析其特點(diǎn)，構(gòu)建高效的求解方法。但是，迄今為止，關(guān)于隨機(jī)信息下的鐵路路線問題的理論和方法還很缺乏，很多不足之處亟待解決。

三、鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃路徑

運(yùn)輸合理化是一個(gè)系統(tǒng)的分析過程，經(jīng)常會運(yùn)用到定性和定量的手段，對運(yùn)輸中的每一個(gè)環(huán)節(jié)和整體展開剖析和研究。關(guān)于鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃路徑，具體有以下幾個(gè)途徑：

（一）完善規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施。第一，在鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃的實(shí)施中，需要完善鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃所需的基礎(chǔ)設(shè)施，其中包括鐵路物流運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施、城市公共交通系統(tǒng)和現(xiàn)代物流園區(qū)等。第二，鐵路物流運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的完善是鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃的前提，包括鐵路貨場、港口、機(jī)場和倉儲等。因此，需要在鐵路貨場和機(jī)場等基礎(chǔ)設(shè)施的選址過程中，充分考慮地理環(huán)境因素、交通便利因素等，從而為鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃提供基礎(chǔ)條件。第三，城市公共交通系統(tǒng)和現(xiàn)代物流園區(qū)的建設(shè)是鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃的基礎(chǔ)，城市公共交通系統(tǒng)是指公共汽車、地鐵和輕軌等公共交通工具，現(xiàn)代物流園區(qū)是指由第三方企業(yè)或企業(yè)聯(lián)盟建設(shè)的產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，包括貨物集散中心、貨物分揀中心和配送中心等。第四，完善現(xiàn)代物流園區(qū)的建設(shè)是鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃的根本?，F(xiàn)代物流園區(qū)是指以生產(chǎn)專業(yè)化為目標(biāo)，以專業(yè)化管理為手段，以規(guī)?；?jīng)營為基礎(chǔ)，以信息化管理為依托，對生產(chǎn)、流通和消費(fèi)過程進(jìn)行全面系統(tǒng)整合優(yōu)化的開放性服務(wù)系統(tǒng)。第五，鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃所需的信息系統(tǒng)主要包括鐵路貨運(yùn)調(diào)度系統(tǒng)、電子商務(wù)系統(tǒng)和智能信息平臺等。其中，鐵路貨運(yùn)調(diào)度系統(tǒng)主要包括貨運(yùn)調(diào)度指揮中心、調(diào)度中心、車站值班室以及調(diào)度指令站等；電子商務(wù)系統(tǒng)主要包括電子商務(wù)交易平臺、企業(yè)信息化管理平臺等；智能信息平臺主要包括鐵路貨運(yùn)管理系統(tǒng)、現(xiàn)代物流園區(qū)管理系統(tǒng)和綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)等。（二）構(gòu)建智能化地線路規(guī)劃系統(tǒng)。鐵路物流運(yùn)輸線路規(guī)劃系統(tǒng)的主要功能是將鐵路物流運(yùn)輸線路規(guī)劃的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，并將其以圖表形式顯示出來，以便于相關(guān)人員對鐵路物流運(yùn)輸線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并在此基礎(chǔ)上對鐵路物流運(yùn)輸線路進(jìn)行合理決策。線路規(guī)劃系統(tǒng)主要由信息采集、信息分析、信息處理和決策分析等組成。在線路規(guī)劃系統(tǒng)中，首先需要將采集到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算和分析，再通過數(shù)據(jù)處理工具將分析結(jié)果顯示出來，最后將這些數(shù)據(jù)及結(jié)果以圖表形式顯示出來。具體來說：在信息采集模塊中，需要將采集到的物流基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)信息進(jìn)行處理和分析，并建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫，以便于系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析[5]。在信息采集模塊中，需要建立一套完整的線路規(guī)劃系統(tǒng)，以便實(shí)時(shí)監(jiān)測物流運(yùn)輸線路的變化情況。在信息分析模塊中，需要建立一套完整的物流運(yùn)輸線路智能化決策模型，以便對鐵路物流運(yùn)輸線路進(jìn)行智能分析和決策。在信息處理模塊中，需要將采集到的各種數(shù)據(jù)及結(jié)果進(jìn)行處理，并將結(jié)果顯示出來。在模型中需要包括鐵路物流運(yùn)輸線路智能化規(guī)劃系統(tǒng)的部分功能模塊。在系統(tǒng)中要包括數(shù)據(jù)存儲和管理、模型運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和決策分析等模塊。由于鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃系統(tǒng)是一個(gè)動態(tài)變化的過程，因此其需要具有一定自我更新功能，以便適應(yīng)實(shí)際情況的變化。根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和算法優(yōu)化，是鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃系統(tǒng)必不可少的組成部分。（三）優(yōu)化智能規(guī)劃技術(shù)方法。鐵路物流運(yùn)輸線路規(guī)劃是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括線路選線、路線選點(diǎn)、車輛選型和線路優(yōu)化等環(huán)節(jié)。其中，線路選線是規(guī)劃中的難點(diǎn)。第一，路線選擇：影響因素眾多，包含了自然條件、社會經(jīng)濟(jì)條件、地理?xiàng)l件等。鐵路物流運(yùn)輸線路規(guī)劃設(shè)計(jì)需要綜合考慮多方面因素，包括影響鐵路物流運(yùn)輸?shù)闹饕蛩兀ㄈ玷F路貨運(yùn)量、物流需求、貨物屬性等）、約束條件（如距離約束、時(shí)間約束等）和相關(guān)因素間的協(xié)同關(guān)系等。例如，在確定某一鐵路物流運(yùn)輸線路時(shí)，需要考慮該鐵路物流運(yùn)輸線路沿線的土地資源利用情況（如耕地占用、土地流轉(zhuǎn)等）、沿線交通情況（如鐵路貨運(yùn)站與車站間的道路條件，公路貨運(yùn)站與公路之間的道路條件）以及沿線用電需求等。第二，路線優(yōu)化：不同于傳統(tǒng)的運(yùn)輸線路設(shè)計(jì)，鐵路物流運(yùn)輸線路規(guī)劃的任務(wù)是在滿足一定約束條件下，以最小化成本為目標(biāo)，選擇運(yùn)輸線路上的最優(yōu)解。因此，需要通過構(gòu)建智能規(guī)劃算法模型來求解最優(yōu)解。在傳統(tǒng)的蟻群算法中，其搜索策略是基于啟發(fā)式函數(shù)建立蟻群算法的搜索過程，其在尋優(yōu)過程中需要滿足以下三個(gè)條件：一是信息素能夠迅速擴(kuò)散至整個(gè)解空間；二是信息素能夠隨時(shí)間演化；三是信息素能夠被其他螞蟻用來引導(dǎo)自己尋找下一個(gè)最優(yōu)解。因此，蟻群算法需要采用一個(gè)啟發(fā)函數(shù)來表示信息素的擴(kuò)散過程，同時(shí)引入一個(gè)加速函數(shù)來指導(dǎo)整個(gè)尋優(yōu)過程。該啟發(fā)函數(shù)將蟻群算法搜索過程中產(chǎn)生的隨機(jī)值作為約束條件之一，從而保證了螞蟻能夠沿著正確的方向搜索到最優(yōu)解。

結(jié)束語：

綜上所述，鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃是一個(gè)涉及多專業(yè)、多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)工程，需要將現(xiàn)代信息技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)與鐵路物流運(yùn)輸線路規(guī)劃工作深度融合，不斷提升鐵路物流運(yùn)輸線路規(guī)劃的科學(xué)性、前瞻性和實(shí)用性，提升鐵路物流運(yùn)輸線路智能規(guī)劃的智能化水平，促進(jìn)鐵路物流運(yùn)輸線路智能化發(fā)展。