（管理科学与工程专业论文）运输服务采购中的多轮组合拍卖研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 il 页 摘要 近年来，运输采购软件的发展使得托运人可以在拍卖当中开放所有的路线，同时也 使得承运人能够基于不同路线间的协同效应来进行投标。正是由于运输网络中各路线 内在的协同效应，组合拍卖开始被应用在运输服务采购活动当中，以组织更为有效的运 输活动。 组合拍卖是多物品分配中有较高分配效率的拍卖之一，它允许每个投标人同时提交 多个不同的拍卖物品。组合拍卖能够确保采购活动针对不同承运人的不同网络优势而 展开，进而承运人可以提交多个包含一条或多条路线标的投标集合来提高运营效率。 本文在运输服务采购和组合拍卖理论已有研究的基础上，通过比较分析现有组合拍 卖机制提出了能够将组合投标机制应用在运输服采购活动中的多轮组合拍卖框架。论 文各章节的主要内容为：第一章主要介绍了研究背景，研究意义和研究路线；第二章 介绍了运输服务采购的概念和组合拍卖理论，并对这两种理论的已有研究进行了综述， 分析了其中还存在的问题；第三章在综合比较各种已有组合拍卖机制的基础上，提出 了适用于运输服务采购活动的拍卖机制和拍卖流程；第四章分别阐述了承运人和托运 人的优化策略模型。其中为承运人方建立了考虑已有收益的最优投标模型，而托运方 的竞胜标分配模型仍沿用经典的w d p 模型，最后拓展了价格更新模型，使之能够适应 本文准备讨论的多个标的一起投标的情况。第五章进行了算例分析，并比较了不同拍 卖机制的结果，进而给出了应用组合拍卖的_ 些建议；第六章为研究总结和对未来研 究方向的展望。 关键字：运输服务采购，组合拍卖，拍卖机制。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1i 页 a b s tr a c t t h e p r o c u r e m e n t o f t r a n s p o r t a t i o n s e r v i c e si s i m p o r t a n t f o r s h i p p e r s b e c a u s eo f c o s t e f f e c t i v ea n dh i g hs e r v i c el e v e l s a n di nt h el a s tf e wy e a r ss o f t w a r eh a sb e e nd e v e l o p e d s ot h a ts h i p p e r sc a l lm a k ea l ll a n e sa v a i l a b l ef o rc a r r i e r st os i m u l t a n e o u s l yb i du p o n c o m b i n a t i o n so fi n d i v i d u a l1 a r i e s i ti sn a t u r a lt h a tc a r r i e r sh a v ed i f f e r e n tv a l u a t i o n sf o r d i f f e r e n tc o m b i n a t i o n so fl a n e sb e c a u s el a n e sc a l lb ec o m p l e m e n t a r yo rs u b s t i t u t a b l ea n d c a r r i e r sw i l lt a k ea d v a n t a g eo ft h e s ec h a r a c t e r i s t i c st or e d u c et h e i re m p t ym o v e m e n t sa n d ，i n a d d i t i o n ，t oo r g a n i z et h e i ro p e r a t i o n si nam o r ee f f i c i e n tw a y t h e r e f o r e ，c o m b i n a t o r i a l a u c t i o n sh a sb e e np r o p o s e df o rp r o c u r e m e n to ft r a n s p o r t a t i o ns e r v i c e s c o m b i n a t o r i a la u c t i o n sa r ea u c t i o nf o r m a t st h a ta l l o wb i d d e r st op l a c eas i n g l eb i do nas e t o fd i s t i n c ti t e m s i tw o u l da l s ob ep o s s i b l ef o rac a r r i e rt os u b m i tm u l t i p l ep a c k a g e s c o n s i s t i n go fo n e o rm o r ed i s t i n c tl a n e s c o m b i n a t o r i a la u c t i o n sc a nr e s u l ti nm o r ee f f i c i e n t a l l o c a t i o n si nm u l t i - u n i ta u c t i o na n dc a np r o m i s em e c h a n i s m st oa l l o c a t el a n e ss i n c ec a r r i e r s h a v es y n e r g i s t i cp r e f e r e n c e sf o rc e r t a i nl a n e s t h et h e s i sp r o v i d e sac o m p r e h e n s i v er e v i e wo ft h eu s eo fc o m b i n a t o r i a lb i d d i n gw i t h i na t r a n s p o r t a t i o nc o m b i n a t o r i a la u c t i o nf r a m e w o r k t h et h e s i s f i r s td e s c r i b e st h ea v a i l a b l e g e n e r a lf o r m so ft h et r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n t ，a n dd i s c u s s e st h ec o m b i n a t o r i a la u c t i o n s m e c h a n i s m si nt r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n tb e f o r eo u rs u g g e s t i o n a ni t e r a t i v ec o m b i n a t o r i a l a u c t i o n sf r a m e w o r kw h i c hi n t e g r a t e si t e r a t i v ea u c t i o n sa n df i r s tp r i c ea u c t i o ni sp r o p o s e df o r t r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n t a f t e rac o m p a r i s o na m o n ge x i s t i n gc o m b i n a t o r i a la u c t i o n s m e c h a n i s m si nt h i st h e s i s t h e nt h et h e s i si n t r o d u c e st h eb a s i co p t i m i z a t i o nm o d e lw h i c hw e m o d e l e df o rc a r r i e r sc o n s i d e r i n gc a r r i e r s e x i s t i n gr e v e n u ef r o mt h e i re x i s t i n gb u s i n e s s e si n t h e i rb i d d i n g s a n dt h ec l a s s i c a lw d pm o d e li su s e df o rs h i p p e r sa l l o c a t i o no fw i n n i n g b i d d i n g t h ep r i c eu p d a t em o d e la l s oi se x p a n d e df o rs i t u a t i o no fa l l o w i n gm u l t i - b i d d i n g s w h i c hi sd i s c u s s e di nt h i st h e s i s f i n a l l y ，aw o r k e de x a m p l ei sg i v e nt oi l l u s t r a t ea n de v a l u a t e o u rm e t h o db yc o m p a r i n gt h er e s u l t sw i t ho t h e ra u c t i o nm e c h a n i s m s k e yw o r d s ：t r a n s p o r t a t i o ns e r v i c e sp r o c u r e m e n t ，c o m b i n a t o r i a la u c t i o n s ，a u c t i o nm e c h a n i s m 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“扩) 学位论文作者签名：埭阈 指导老师签名：暂 日期：2 - e l e 啦f z日期：2 矿乃铲，2 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 1 通过比较分析现有组合拍卖机制的优劣，为运输服务采购提出了以价格密封机制 和多轮拍卖机制为基础的多轮组合拍卖流程。 2 在考虑承运人已有运输网络和已有收益的基础上，为承运人建立了最优投标模 型。 3 改进了现有价格更新模型，使改进的价格更新模型能对同一承运人的多个投标设 置不同的价格歧视。 4 进行了多轮多投标的组合拍卖算例分析，并通过比较不同机制的算例结果，验证 了本文提出的机制的有效性。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学僦嫦豁辄糊 日期：山觚孝2 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 页 |i il i li _ a c k n o wie d g e m e n t 1w a n tt oe x p r e s sm y d e e p e s tg r a t i t u d et om ya d v i s o r sd r j i ml ia n dd r b a i c h i mx i a o i a me x t r e m e l yf o r t u n a t ea n d h a p p yt os t u d yw i t ht h e m t h e yp r o v i d em ew i t ht h em o t i v a t i o n ， g u i d a n c e ，a n ds u p p o r tin e e d e dt of i n i s hm ys t u d i e s t h e i rc o n s t a n ti n t e r e s ti nm yr e s e a r c h r e a s s u r e dm et h a tiw a sw o r k i n go nc h a l l e n g i n ga n d i n t e r e s t i n gp r o b l e m s 1w o u l dl i k et ot h a n km y p a r e n t sf o re v e r y t h i n gt h e yh a v ed o n ef o rm et h r o u g h o u tm y l i f e m ye d u c a t i o nw a ss oi m p o r t a n tf o rm yp a r e n t st h a tt h e ys o m e t i m e sh e l db a c kt h e i rt r u e f e e l i n g sa n dt h ee v e n t si nt h e i rl i v e st h i n k i n gt h a tt h e yw o u l dd i s t r a c tm ys t u d i e s ia m s i n c e r e l yg r a t e f u lt om yp a r e n t sf o ra 1 1o ft h e i rs a c r i f i c e sa n dt h e i ru n c o n d i t i o n a ll o v ea n d s u p p o r t 1w o u l dl i k et oe s p e c i a l l yt h a n km y g i r lf r i e n d , f o ra l lh e rs e l f l e s sl o v ea n ds u p p o r t i t w o u l dh a v eb e e ns om u c hm o r ed i f f i c u l tt oc o m p l e t et h i st h e s i sw i t h o u th e r p r e s e n c e b e i n g t h ep e r s o nc l o s e s tt om e ，s h eh a dt os u f f e rt h r o u g ht h eu p sa n dd o w n so fm y s t u d i e s ，b u ts h e n e v e r s t o p p e db r i n g i n gm y l i f ej o ya n dh a p p i n e s s ，w h i c hin e e d e dt h em o s t 1w o u l dl i k et ot h a n km yr o o m m a t ea n d c l a s s m a t e s ，w i t hw h o mih a ds e v e r a ls t i m u l a t i n g a n de n j o y a b l ec o n v e r s a t i o n sa b o u tr e s e a r c h , t e c h n o l o g y , a n dl i f e 1w o u l dl i k et ot h a n km y t o n g m e nf r i e n d sf o ra l lt h et i m e sw es p e n tt o g e t h e r f i n a l l y ，1w o u l dl i k et ot h a n km yc l o s ef r i e n dih a v ek n o w ns i n c eh i g hs c h o o l ，f o r k e e p i n gi nt o u c hw i t hm ee v e nw h e n w ew e r ei nd i f f e r e n ta r e a s 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 页 c h a p t e r1 in t r o d u c tio n 1 1r e s e a r c hb a c k g r o u n d i nm o d e m g l o b a lc o m p e t i t i o n ，t h en e e dt oc o n t r o lc o s t sa n dp r o v i d eh i g hs e r v i c el e v e l s m a k e st h ep r o c u r e m e n to ft r a n s p o r t a t i o ns e r v i c e sb e c o m eak e ys e g m e n tf o rt r a n s p o r t a t i o n f i r m s o nt r a n s p o r t a t i o ns e r v i c em a r k e t ，s h i p p e r sw i l ls e e ks e r v i c e sf r o mo u t s i d ec o m p a n i e s w h e nt h e yh a v es o m eg o o d st ob et r a n s p o r t e d a n dt h e yt y p i c a l l yp u to u tar e q u e s tf o r q u o t e sf r o mas e to fc a r r i e r s t h e yt h e na s s i g nc o n t r a c t sb a s e do nn e g o t i a t e ds e r v i c ec h a r g e s c a p l i c e ( 19 9 6 ) t h i st r a d i t i o n a lp r o c u r e m e n tp r o c e s si ss i m i l a rt oas i m p l es e a l e d - b i da u c t i o n i nw h i c he a c hb i d d e rs u b m i t sas e a l e db i df o ras i n g l oi t e m i nt h ep a s t ，s h i p p e r sp r o c u r e t r a n s p o r t a t i o ns e r v i c e sw i t ht h ef o l l o w i n gs t e p s ： 1 o b t a i nq u o t e sf o re a c hl a n ei n d i v i d u a l l y 2 r e p e a tt h es i m p l ea u c t i o np r o c e s sf o re a c hl a n e 3 n e g o t i a t ef o rb u n d l e so fl a n e sw i t ho n e c a r t i e ra tat i m e h o w e v e r ，i nr e c e n ty e a r sc e r t a i ns o f t w a r eh a sb e e nd e v e l o p e dt oa l l o ws h i p p e r st om a k e a l ll a n e sa v a i l a b l ef o rb i d d i n gs i m u l t a n e o u s l ya n dt oa l l o wc a r r i e r st os i m u l t a n e o u s l yb i d u p o nc o m b i n a t i o n so fi n d i v i d u a ll a n e s t h i sm e t h o do fa w a r d i n gc o n t r a c t s ，c o n v e n t i o n a l l y c a l l e dac o m b i n a t o r i a la u c t i o n ，h a sb e e nr e p o r t e dt or e s u l ti ns i g n i f i c a n tc o s ts a v i n gf o r s h i p p e r s i ti sn a t u r a lf o rc a r r i e r st oh a v ed l f f e r e n tv a l u a t i o n so fd i f f e r e n tc o m b i n a t i o n so fl a n e s b e c a u s el a n e sc a l lb ec o m p l e m e n t a r yo rs u b s t i t u t a b l ea n db e c a u s ec a r r i e r sc a nt a k e a d v a n t a g eo ft h e s ec h a r a c t e r i s t i c st or e d u c et h e i re m p t ym o v e m e n t sa n dt oo r g a n i z et h e i r o p e r a t i o n si nam o r ee f f i c i e n tw a y c o m b i n a t o r i a la u c t i o n sa r ea u c t i o nf o r m a t st h a ta l l o wb i d d e r st op l a c eas i n g l eb i do n a s e to fd i s t i n c ti t e m s i na c t i v i t i e so ft r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n t ，c a r r i e r sw i l ls u b m i tas i n g l e b i do ns e v e r a ld i f f e r e n tl a n e sa n di fab i dw a sc h o s e nb ys h i p p e r ，t h ec a r r i e rw o u l dr e c e i v e t h ec o m p l e t es e t ( p a c k a g e ) e l s ec a r r i e r sw o u l dr e c e i v en o t h i n g t h i sw o u l dm i n i m i z et h e r i s k si no b t a i n i n go n l yas u b s e to fl a n e st h a ta r en o tw o r t hm u c h i tw o u l da l s ob ep o s s i b l e 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 f o rac a r r i e rt os u b m i tm u l t i p l ep a c k a g e se a c hc o n s i s t i n go fo n eo rm o r ed i s t i n c tl a n e s c o m b i n a t o r i a la u c t i o n sc a nr e s u l ti nm o r ee f f i c i e n ta l l o c a t i o n si nm u l t i u n i ta u c t i o ns e t t i n g s a n dc a nb ep r o m i s i n gm e c h a n i s m st oa l l o c a t el a n e ss i n c ec a r r i e r sm a yh a v es u b s t a n t i a l s y n e r g i s t i cp r e f e r e n c e sf o rc e r t a i nl a n e sa n dt h u sw i l lb i dm o r ea g g r e s s i v e l yf o rt h es e t w i t h o u tf e a ro fg e t t i n ga ni n c o m p l e t es e t c o m b i n a t o r i a la u c t i o ni nt r a n s p o r t a t i o ni st h em e c h a n i s mo fc o m b i n i n gm u l t i p l el a n e s ， a so n eo rm o r ep a c k a g e sf o rb i d d i n gp u r p o s e c o m p a r i n gt ot h el a n e - b y - l a n ea p p r o a c h ， o p t i m u mt r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n tc o s tc a nb ea c h i e v e di nc o m b i n a t o r i a la u c t i o ns i n c et h e c a r r i e r sc a np r o v i d eb e t t e re s t i m a t e dc o s tb a s e do nt h ep r o b a b i l i t yo ff o l l o w o nl o a d s p r o v i d e di nt h eb i d d i n gp a c k a g e sw h i c hu s u a l l yi sl o w e rt h a nt h el a n e - b y - l a n eb i dp r i c e b e c a u s eo fi n h e r e n ts i g n i f i c a n c eo fs y n e r g i e sb e t w e e ns h i p p i n gl a n e sf o rt r a n s p o r t a t i o n c a r r i e ro p e r a t i o n s ，t h eu s eo fc o m b i n a t o r i a la u c t i o n sh a sb e e np r o p o s e df o rp r o c u r e m e n to f t r a n s p o r t a t i o ns e r v i c e s s e a r sl o g i s t i c ss e r v i c e s ( s l s ) i st h ef i r s tp r o c u r e ro ft r u c k i n gs e r v i c e st ou s e c o m b i n a t o r i a la u c t i o n st or e d u c ei t sc o s t s ( l e d y a r de ta 1 2 0 0 2 ) i n19 9 3 ，i ts a v e d13p e r c e n t o v e rp a s tp r o c u r e m e n tp r a c t i c e s a n dt h e ns e v e r a lc o m p a n i e s ，i n c l u d i n gh o m ed e p o t ， w a l - m a r ts t o r e s ，c o m p a qc o m p u t e rc o ，s t a p l e si n c ，t h el i m i t e di n c ，a n do t h e r s ，b e g a nt o p a ya t t e n t i o nt oc o m b i n a t o r i a la u c t i o n si no r d e rt or e d u c et r a n s p o r t a t i o nc o s ta n da c h i e v e e f f i c i e n c y h o w e v e r ，a f t e rr e a d i n gal o to fr e l a t e dl i t e r a t u r e ，w ef i n dt h a tc u r r e n ts t u d i e so f c o m b i n a t o r i a la u c t i o n sa r em a i n l yf o c u so no p t i m i z a t i o na n da l g o r i t h m ，t h ea p p l i c a t i o no f c o m b i n a t o r i a la u c t i o n si nt r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n ti sr a r e l yc o n s i d e r e d s ow es t a r tf r o ms t u d y i n gt h ee x i s t i n ga u c t i o nm e c h a n i s m st od oas y s t e m i cr e s e a r c ho n t h ea p p l i c a t i o no fc o m b i n a t o r i a la u c t i o n si nt r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n tb yi n t e g r a t i n g q u a l i t a t i v ea n a l y s i sa n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i sw i t ht h eh o p i n go fp r o v i d i n gs o m er e f e r e n c e a n d s u p p o r tf o rt r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n ta c t i v i t i e s 1 2sig nific a n c eo fr e s e a r c h p r e s e n t l y ，t h er e s e a r c ho fc o m b i n a t o r i a la u c t i o n si nt r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n ti sj u s t 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 页 t a k i n go f f m o s to fc u r r e n ts t u d i e sa r ef o c u so na u c t i o n e e r sw i n n e rd e t e r m i n a t i o np r o b l e m ( w d p ) a n db i d d e r so p t i m a lb i d d i n gs t r a t e g y ，l a c k i n go fs y s t e m i cr e s e a r c ho nt h ea u c t i o n m e c h a n i s ms p e c i f i ct o t r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n ta n dh o wt oa p p l yt h em e c h a n i s mi n c o m b i n a t o r i a la u c t i o n s t h e r e f o r e ，ac o m b i n a t o r i a la u c t i o n sm e c h a n i s mi sp r e s e n t e di nt h i s p a p e ro nt h eb a s i so fp r e v i o u ss t u d i e s i na d d i t i o n ，w ep r o p o s eap r o c e s st oa p p l yt h e m e c h a n i s mt h r o u g ha n a l y z i n gc a r r i e r so p t i m i z a t i o nm o d e la n ds h i p p e r sm o d e l f i n a l l y ，a w o r k e de x a m p l ei sg i v e nt oi l l u s t r a t ea n de v a l u a t eo u rm e t h o da n dt h e np r o p o s ea d v i c ei n o r d e rt op r o v i d es u p p o r tf o rp r o c u r e m e n ta c t i v i t i e s t h er e a l i s t i cm e a n i n go ft h i sr e s e a r c hi st oh e l pb o t hs i d e si np r o c u r e m e n ta c t i v i t i e s r e a l i z et h ei m p o r t a n c eo fa p p l y i n gc o m b i n a t o r i a la u c t i o n si nt r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n t a n dp r o m o t et h e mt o e m p l o yt h em e c h a n i s mp r e s e n t e di nt h i s t h e s i st o i m p r o v e p r o c u r e m e n te f f i c i e n c ya n dr e d u c ec o s tg e n e r a t e di np r o c u r e m e n tf o rb o t hs i d e s ，w h i c hw i l l b ew i n w i n 1 3r e s e a r c ht h r e a d t h ec o n t e n to fr e s e a r c hi n t h i st h e s i si n v o l v e ss e v e r a ls u b j e c t s ：s u c ha sl o g i s t i c s ， o p e r a t i o nr e s e a r c h ，a u c t i o nt h e o r ya n ds oo n f i r s t l y ，o u rr e s e a r c ho b j e c ti st r a n s p o r t a t i o n p r o c u r e m e n ta n dc o m b i n a t o r i a la u c t i o n sm e c h a n i s m ，a n dt h e nt h eg o a lo fr e s e a r c hi st o p r o v i d e d i r e c t i v em e t h o do nt h ea p p l i c a t i o no fc o m b i n a t o r i a la u c t i o n s w i t ht h ea b o v eg u i d a n c e ，t h i st h e s i si so r g a n i z e da sf o l l o w s ： c h a p t e r 2i n t r o d u c e st h eb a s i cc o n c e p to ft r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n ta n dc o m b i n a t o r i a l a u c t i o n s ，w ee l a b o r a t e c u r r e n ts t u d i e s i nt r a n s p o r t a t i o np r o c u r e m e n ta n dc o m b i n a t o r i a l a u c t i o n s ，a n dd i v i d er e l a t e dl i t e r a t u r e si n t os e v e r a ls e c t i o n sw i t hc e r t a i np r i n c i p l e st od i s c u s s r e s p e c t i v e l y a tt h ee n do ft h i sc h a p t e r ，t h ep r o b l e mo fp r e s e n tr e s e a r c hi sp r e s e n t e da n dt h e c o n t e n to ft h i sp a p e rw i l lb eg i v e n c h a p t e r3c o v e r st h ea u c t i o nm e c h a n i s md e s i g np r o b l e m s w et a l k e dt h ed e s i r a b l e p r o p e r t i e s o fa u c t i o nm e c h a n i s m sa n dg i v ea no v e r v i e wo fc o m b i n a t o r i a la u c t i o n m e c h a n i s m s f u r t h e r m o r et h ee x i s t i n ga u c t i o nm e c h a n i s m sa n dt h e i rs h o r t c o m i n g sa r el i s t e d h e r e a n dw ee x t e n dt h ed i s c u s s i o nt oi t e r a t i v ec o m b i n a t o r i a la u c t i o n si no r d e rt op r o p o s e 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 页 t h ec o m b i n a t o r i a la u c t i o n sp r o c e s sa tt h ee n do ft h i sc h a p t e r c h a p t e r4p r o p o s e st h ec a r r i e r so p t i m a lb i d d i n gm o d e la n di n t e g r a t e st h es h i p p e r s b i d d i n ga l l o c a t i o nm o d e la n dp r i c eu p d a t em o d e lt o i l l u s t r a t et h ea p p l i c a t i o no fo u r c o m b i n a t o r i a la u c t i o n sp r o c e s s i nt h i ss e c t i o nw em o d e l e dc a r r i e r so p t i m a lb i d d i n gm o d e lf o rc a r r i e r sc o n s i d e r i n g c a r r i e r s e x i s t i n gr e v e n u ef r o mt h e i re x i s t i n gb u s i n e s