（交通运输规划与管理专业论文）基于组合拍卖的物流运输服务问题研究.pdf

争 _ j + - r e s e a r c hf o rt r a n s p o r t a t i o n i | i l l 1l 1it i r lr ullli 18 9 5 8 4 1 s e r v i c eb a s e do nc o m b i n a t o r i a la u c t i o n at h e s i ss u b m i t t e dt o d a l i a nm a r i t i m eu n i v e r s i t y i n p a r t i a lf u l f i l l m e n to f t h er e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g b y g a o y i n g ( t r a n s p o r t a t i o np l a n n i n ga n dm a n a g e m e n t ) t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o r y a n gh u a l o n g j u n e2 0 1 1 一 、 j 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导。f ，独立进行研冤工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文 = = 墓王丝趱耋豳勉垫鏖缅盈歪固吼除论文中已 经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发 表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： ；为益： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论 文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式 出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在 年解密后适用本授权书。 不保密可( 请在以上方框内打“ ) 论文作者签名：南礞 导师签名： 日期：韵1 年7 一 j 人 0 人 k 中文摘要 摘要 物流业的蓬勃发展使企业越来越重视物流成本的节约，运输成本在总的物流 成本中所占比例很大，这就对企业物流运输的组织管理提出了较高要求。为了集 中精力发展核心竞争力，企业往往选择将物流运输服务外包给专业的物流运输服 务供应商。传统的对承运人的选择往往采用投标竞标方式，对承运人的选择依据 为单一的价格而且采购过程中采购方主观性较强。如何采用科学合理的方法对承 运人进行选择来完善物流运输服务的组织管理，降低物流成本成了一个值得研究 的问题。针对这个问题，本文利用多属性组合拍卖的优势，对物流运输服务的组 织管理进行了研究，通过建立多属性组合拍卖模型，对物流运输需求进行了合理 分配，从而降低了物流成本，也对社会资源进行了合理配置。 本文首先对拍卖理论进行了介绍。通过对组合拍卖的应用及特点分析得出运 用组合拍卖理论可以较好解决物流运输服务的采购拍卖问题。分析过程中也得出 了当前企业物流运输服务分配过程中存在的一些不足，如价格只是托运人在选择 承运人时考虑的因素之一，除此之外还有送货及时性、运输网络分布范围等因素。 这些因素也应当被考虑进组合拍卖模型中才能更加客观的确定承运人完成线路分 配。然后，本文对物流运输服务进行了概述。论文分析了当前物流运输服务中的 不合理现象，并对应用多属性组合拍卖理论进行物流运输服务组织优化的必要性 进行了分析。根据企业在服务采购中往往会考虑的因素，建立了多属性的评价指 标体系，使托运人在选择承运人时更加全面。最后论文建立了物流运输服务多属 性组合拍卖模型，并研究了相应算法。 论文最后给出了案例，通过求解证明了该模型的可行性以及算法的有效性。 应用多属性组合拍卖理论研究物流运输服务组织优化问题不仅可以为企业降低物 流运输成本，还可以帮助承运人结合自身优势选择运输线路组合来合理分配资源， 因此可以形成双赢的局面。 关键词：物流运输服务；评价指标体系；多属性；组合拍卖 一 英文摘要 a b s t r a c t t h el o g i s t i c si n d u s t r yi sd e v e l o p i n gv i g o r o u s l yw h i c hm a k e se n t e r p r i s e sp a ym o r e a t t e n t i o nt ot h es a v i n go fl o g i s t i c sc o s t t r a n s p o r t a t i o nc o s ti sal a r g ep r o p o r t i o ni nt h e l o g i s t i c sc o s tw h i c hp o s e sh i g h e rd e m a n df o rt h em a n a g e m e n tl e v e lo fl o g i s t i c s e n t e r p r i s e s i no r d e rt o d e v e l o pc o r e c o m p e t i t i v e n e s s ，e n t e r p r i s e s o f t e nc h o o s e o u t s o u r c i n gl o g i s t i c s t o p r o f e s s i o n a ll o g i s t i c st r a n s p o r t a t i o n s e r v i c e s p r o v i d e r t r a d i t i o n a lm e t h o dt os e l e c tc a r r i e r si sb i d i n g p r i c ei st h em a i ne l e m e n ta n dt h e s e r v i c ep r o c e s si s s u b j e c t i v e h o wt ou s et h es c i e n t i f i ca n dr e a s o n a b l em e t h o dt o c h o o s eac a r r i e rt oi m p r o v et h el o g i s t i c sm a n a g e m e n ts e r v i c e sa n dr e d u c el o g i s t i c sc o s t b e c o m e saq u e s t i o nw o r t h yo fs t u d y t h i sp a p e rt a k e sa d v a n t a g eo fm u l t i - a t t r i b u t i o n c o m b i n a t o r i a la u c t i o nt or e s e a r c ht h em a n a g e m e n to fl o g i s t i c st r a n s p o r t a t i o ns e r v i c e b ye s t a b l i s h i n gm u l t i a t t r i b u t i o nc o m b i n a t o r i a la u c t i o nm o d e l ，r e a s o n a b l ed i s t r i b u t i o n o ft r a n s p o r t a t i o nd e m a n dh a sb e e np e r f o r m e dt or e d u c el o g i s t i c sc o s ta n dr e , a l l o c a t e s o c i a lr e s o u r c e s f i r s t , a u c t i o nt h e o r yh a sb e e ni n t r o d u c e d b ya n a l y z i n gt h ea p p l i c a t i o na n d f e a t u r e so fc o m b i n a t o r i a la u c t i o nt h e o r yc o n c l u d e st h a tt h i st h e o r yc a ns o l v et h ea b o v e p r o b l e mp r e t t yw e l l w ea l s of i n dt h e r ea r es o m ed i s a d v a n t a g e sd u r i n gt h ep r o c e s so f l o g i s t i c st r a n s p o r t a t i o ns e r v i c ed i s t r i b u t i o n , s u c ht h a tp r i c ei st h es i n g l ee l e m e n tt ob e c o n s i d e r e dd u r i n gs e l e c t i n gp r o c e s s b u tt i m e l i n e s so fd e l i v e r i n ga n dt h es c o p eo f t r a n s p o r t a t i o nn e ts h o u l da l s ob ec o n s i d e r e di n t os e l e c t i n gp r o c e s so fc a r r i e r st om a k e i tm o r eo b j e c t i v e t h e n , a no v e r v i e wo fl o g i s t i e st r a n s p o r t a t i o ns e r v i c e sh a sb e e ng i v e n i ta l s oa n a l y z e du n r e a s o n a b l ep h e n o m e n o ni nt r a n s p o r t a t i o ns e r v i c e sa n dt h en e c e s s i t y t oo p t i m i z es e r v i c eb ym u l t i a t t r i b u t i o nc o m b i n a t o r i a la u c t i o n i nt h i sp a p e r , i ta l s o e s t a b l i s h e dm u l t i a t t r i b u t i o ne v a l u a t i o ns y s t e m a tl a s t , i te s t a b l i s h e dl o g i s t i c s t r a n s p o r t a t i o ns e r v i c ea u c t i o nm o d e l ，a n dr e s e a r c h e dr e l e v a n ta l g o r i t h m s f i n a l l y , ac a s eh a sb e e ng i v e nt op r o v et h ef e a s i b i l i t ya n de f f e c t i v e n e s so ft h e a l g o r i t h m u s i n gt h i sm o d e l n o to n l yc a nr e d u c et h ec o s t ，b u ta l s oc a n h e l pt h ec , a r r i e t $ t oc h o o s ec o m b i n a t i o no fd i f f e r e n tr o u t e sc o n s i d e r i n gt h e i ro w na d v a n t a g e s a tl a s t ，a w i n - w i ns i t u a t i o nc a nb ea c h i e v e d k e yw o r d s ：l o g i s t i c st r a n s p o r t a t i o ns e r v i c e s ；e v a l u a t i o ns y s t e m ；m u l t i - 一 ， 英文摘要 a t t r i b u f i o n ：c o m b m a t o r i a la u c t i o n 目录 目录 第1 章绪论一1 - 1 1 研究背景l - 1 2 研究意义一2 1 3 研究内容和方法3 一 第2 章多属性组合拍卖及获胜者确定问题- 6 2 1 拍卖理论概述j 6 2 1 1 拍卖基本理论j 6 2 1 2 拍卖的类型：- 7 - 2 2 组合拍卖的应用一1 1 - 2 3 获胜者确定问题一1 2 - 2 3 1 获胜者确定问题描述1 2 - 2 3 2 获胜者确定问题算法综述- 1 3 一 第3 章物流运输服务评价指标体系一1 6 - 3 1 物流运输服务概述一1 6 3 2 基于多属性组合拍卖的物流运输组织优化必要性分析：1 9 - 3 3 物流运输服务评价指标体系的建立2 1 - 3 3 1 物流运输服务评价指标体系的构成- 2 1 3 3 2 多属性指标值的确定2 4 第4 章物流运输多属性组合拍卖模型2 8 4 1 问题描述- 2 8 4 1 1 拍卖方式的选择- 2 8 4 1 2 多属性组合拍卖模型假设- 2 9 4 2 物流运输服务多属性组合拍卖模型3 0 第5 章算例- 3 4 5 1 托运人线路拍卖信息- 3 4 5 2 承运人投标信息及获胜者确定问题求解- 3 5 第6 章结论与展望- 4 卜 目录 参考文献- 4 2 - 致 射- 4 5 - 研究生履历- 4 6 基于组合拍卖的物流运输服务问题研究 第1 章绪论 1 1 研究背景 近些年来，随着我国经济的发展及人民生活水平的提高，我国物流业作为经 济发展的热点也日趋现代化。如何通过优化物流运作水平来降低成本，提高效益 已经成为众多企业的首要问题。物流活动可以为企业正常运转提供必要条件。企 业生产活动的衔接性和连续性都离不开物流的支撑。物流合理化对于改善经济运 行环境，有效降低企业经营成本、流通成本有重要作用。这种物流服务水平提高 不仅有利于树立企业形象，而且对于提高市场竞争力，结识长期稳定的合作伙伴 也有着非常重要的意义。 中国物流术语国家标准中对运输的定义是：“用设备和工具，将物品从一 地点向另一地点运送的物流活动 。物流运输是物流系统中用以实现空间效用的 重要途径，是物流功能中的主导功能。作为衔接了生产与消费的一个重要的环节， 运输是物流的核心。企业通过运输实现对原材料、半成品及其成品在空间上的转 移。随着人们对物流服务水平要求的提高，企业面临着种种压力：降低成本、提 高品牌认知度、保证产品质量、缩短交货期等等。在这种情况下，传统运输企业 的不足逐渐外露，尤其在运输组织上缺乏资源整合，不但影响了整条供应链的效 率，而且浪费了大量的人力物力。据统计，运输成本在物流成本中所占的比例接 近5 0 。可见运输成本的降低将为企业带来很大的利润。然而，由于我国物流运 输组织的的不完善，物流运输不合理现象仍很严重，阻碍了整体物流水平的提高。 现代物流在我国的发展仍处于起步阶段，尚未形成成熟统一的规划布局与高效的 综合运输网络。不合理运输的出现，不仅造成对运力的浪费，还会造成运输费用 的不必要的增加，是运输费用及服务失衡。物流运输中的不合理现象主要有：对 流运输、迂回运输、重复运输、空车无货载行驶等。这些问题大都是因为物流运 输组织不合理造成的。因调运不当，货源计划不周，或者对运输路径的不合理选 择，都导致对资源的不合理配置，从而增加了成本。传统的对物流运输服务的供 应商进行选择时多采用投标竞标方式，企业针对客户需求在提交的方案中选择一 个合适的方案，但这种传统的方式存在一些缺陷：竞标的企业大都比较集中，投 标范围窄；信息流通范围小，导致参与竞标的企业数量少；企业通过某种方法选 第1 章绪论 出的运输服务供应商往往是单一的，使得有的供应商为了能竞标成功，还要去承 运自己没有优势的线路。这些因素都影响了最优方案的形成。 我国第三方物流企业在运输管理方面，由于大都从原有的运输或仓储企业转 变而来，仍存在很多问题。运输资源整合差。整合运输资源是第三方物流企业的 一个重要环节。由于信息的不通畅，传统的管理方式无法及时获取不断变化的运 输资源信息。货物运输效率低，由于调度过程完全依赖人为经验，对委托方、承 运方以及承运车辆尚未建立信息管理和评价体系，导致调度结果不合理，车辆空 载率高。运输成本高。运输方式、运输路线的选择及运输方式的选择都会对运输 成本产生很大影响。 拍卖是通过一系列规则来合理分配社会资源的有效市场机制，近年来成为众 多学者研究的热点。而组合拍卖适用于所要拍卖的物品或服务具有互补关系的情 况。组合拍卖已经被应用到分配机场空位，分配巴士市场线路等问题，而将组合 拍卖应用到物流运输组织领域的研究还很少。在这样一个大背景下，论文将从物 流运输的角度，为企业( 托运人) 选择物流运输服务供应商( 承运人) 建立评价 指标体系，进而建立物流运输服务的多属性组合拍卖模型并设计算法，使托运人 通过组合拍卖将所有线路的运输服务合理分配给获胜的供应商，使资源得以合理 分配，以低成本获得物流运输服务。 1 2 研究意义 基于多属性组合拍卖的物流运输组织优化是利用组合拍卖的优势，针对物流 运输组织管理中的一系列不合理现象进行的。本文站在托运人的角度，为物流运 输组织过程建立物流运输服务采购拍卖模型，具有重要的理论意义和实践意义。 在多属性的拍卖问题中，过去的研究考虑的因素仍比较单一，如只针对物品 价格和质量给出了效用函数。而托运人在进行物流运输服务供应商的选择时，为 更合理的利用有限资源，合理分配运输线路，除了运费因素以外，还需要考虑承 运人信誉，到货及时性等多方面因素。也就是相对与物品的拍卖，对于服务采购 这种逆向拍卖考虑的因素要更多一些。 国内外学者对多属性拍卖问题，大都是针对单个有形物品，对多物品或服务 的组合拍卖问题研究较少，大多停留在理论的研究上。在物流运输服务的采购问 基于组合拍卖的物流运输服务问题研究 题上，如何根据运输服务的多因素性，建立组合拍卖模型并设计算法还是值得进 一步研究的。另外，也有一些在物流运输服务中考虑了包括价格在内的多重因素， 如信誉度、公司财务状况等。但这些除价格外的多重属性并未真正融入到拍卖模 型中，大都是作为了对众多竟拍人进行初步筛选的指标。在一定的指标体系下， 通过筛选的供应商才有权进入下一轮中价格的竞争，而且筛选过程主观性很大。 传统的第三方物流运输商选择方法是投标竞标，第三方物流根据托运人的要 求设计方案，托运人根据自己的偏好进行选择，但这种方式往往是托运人将运输 业务委托给单一的物流运输服务供应商。由于单一承运人资源有限，而为了竞标 成功不得不承运一些不愿承运的线路，这很容易产生运输不合理现象。这样的运 输组织不仅使运输成本居高不下，还会影响运输的及时性，进而影响整条供应链 的效益。运输成本在物流成本中所占的比例大，而现实中往往存在空载、里程利 用率低等运输不合理现象，不仅增加了成本，也降低了供应链的效率。 在组合拍卖中，竞标者可以根据自己的偏好，对所拍卖的物品或服务进行组 合。将其应用到物流运输服务的采购中，最终获胜的承运人就能在几个货主之间 平衡需求，这样可以减少不合理运输现象的产生。同时考虑多属性，可以使拍卖 结果更加科学，大大降低运输成本。论文将从托运人的角度，根据运输服务采购 的特点，运用多属性组合拍卖理论，将组合拍卖的理论应用到物流运输组织中。 建立多属性组合拍卖模型，将多属性融入到模型中，从而使资源的分配更加合理， 降低总的运输成本，为托运人选择承运人提供决策支持。可见，这种方式可以在 托运人和承运人之间达到双赢的效果。 1 3 研究内容和方法 本文的研究思路： 第一章：绪论。通过对研究背景的分析得出当前物流运输组织管理中存在不 足，而降低运输成本对于企业提高竞争力意义重大。利用组合拍卖的优势恰好可 以解决运输中资源分配不合理及浪费现象，进而提出了本文的研究意义及目的。 第二章：多属性组合拍卖及获胜者确定问题。本章首先对拍卖理论进行了概 述，作为一种有效的分配机制，拍卖被广泛应用于经济生活很多领域。随后对拍 卖类型进行了综述，重点介绍了组合拍卖的优势及其应用。由于在组合拍卖中首 第1 章绪论 先要解决的问题就是分配问题即获胜者确定问题，本文对该问题进行了描述，并 总结了解决该问题涉及到的一些算法。 第三章：物流运输服务概述。通过对物流运输服务现状的描述，分析了利用 多属性组合拍卖理论优化物流运输组织管理的必要性。根据物流企业在选择物流 服务供应商时重点会考虑的因素，建立了多属性的物流运输服务评价指标体系。 为方便模型计算，应为各指标确定指标值，指标体系中既有成本型属性又有效益 型属性，对于不易量化的属性指标值的确定采用模糊综合评判法。首先利用层次 分析法为属性赋予权重，根据各物流运输服务供应商提供的相关属性信息确定评 语集隶属度。然后应用模糊综合评判法通过模糊合成做出决策，即确定承运人各 属性的指标值。 第四章：物流运输多属性组合拍卖模型。首先通过讨论确定了该问题要选用 的拍卖方式。然后对物流运输服务组织优化问题进行了描述根据实际情况进行了 相关假设，最后建立了包含运价、服务水平及业务实力的多属性组合拍卖模型。 第五章：应用研究。本章给出了一个算例，对物流运输组织优化的过程进行 了梳理和说明，对前几章提出的模型及算法进行了实际运用，并对拍卖结果进行 了研究分析。 第六章：总结和展望。作为论文研究的最后一部分，本章对研究的内容及成 果进行了整理和总结，同时也针对论文研究的不足之处提出了对未来研究的展望。 本文的研究内容是拍卖理论在物流运输组织中的应用，主要是涉及到了组合 拍卖以及多属性拍卖，拍卖问题的理论框架如图1 1 所示。 k 基于组合拍卖的物流运输服务问题研究 图1 1 论文研究理论框架图 5 第2 章多属性组合拍卖及获胜者确定问题 第2 章多属性组合拍卖及获胜者确定问题 2 1 拍卖理论概述 2 1 1 拍卖基本理论 拍卖距今已有两千多年的历史，早在古罗马时期拍卖活动便已盛行。它作为 一种社会资源分配和转让机制，在人们的生活中有着不可或缺的地位，尤其在现 代社会中，拍卖的应用越来越广泛。从最初的奴隶、战利品的买卖，到后来古董、 古玩字画等有形和无形资产的交易，拍卖不断的被人们应用到更多的领域。拍卖 是市场价格均衡机制的本质机理，它通过一系列的规则来决定拍卖获胜者以及买 者竞价支付价格的问题。w i l l i a mv i c k r e y 在二十世纪六十年代对拍卖理论进行了 开创性研究，提出了私人价值模型。就是说竞拍者为物品所愿意的最大支付不取 决于其他的竞拍者的私人价值，而只取决于自己对拍卖物品的估计的价值。这个 模型后来发展为独立私人价值拍卖模型，就是基准模型。模型包括以下几个基本 的假设： ( 1 ) 私人价值，即拍卖品拥有独立的私人价值； ( 2 ) 所有投标者是对称的，即投标者对拍卖物品的估价服从同一概率分布； ( 3 ) 拍卖行为不存在交易费用； ( 4 ) 最终所支付的价格仅取决于投标过程； ( 5 ) 非合作行为，即所有投标人之间不存在共谋行为； ( 6 ) 风险中性，即所有拍卖者和投标者都是风险中性的，都尽力使期望收益 最大化。 在之后的研究中，研究者尝试释放某些假设，一种情形是拍卖物品的价值对 所有的投标者都是相同的，但都没有对于拍卖物品真实价值的信息，只能获得有 关估价信息，这就是共同价值拍卖模型。由于只有出价最高才能获胜，在这种模 型中，竞拍者往往因为判断失误为赢得物品支付高于其真实价值的额度而受到诅 咒，即“赢者诅咒 。而在实际，更多的是独立私有价值拍卖模型和共同价值拍卖 模型的混合。关联价值拍卖模型就将两者很好的融合在了一起，但关联价值模型 的分析比较复杂，其应用不如上述两种极端情况广泛。 基于组合拍卖的物流运输服务问题研究 w i l l i a mv i c k r e y 发表的 ：反投机、拍卖与竞争性密封投标首次提出在拍卖 中应用博弈论，并提出了一种新的拍卖方式“第二价格密封拍卖 。他将已有的拍 卖方式进行了研究，将其分为四种基本的拍卖机制：英国拍卖( a s c e n d i n g - b i d a u c t i o n ，或称增价拍卖) 、荷兰拍卖( d e s c e n d i n g - b i da u c t i o n ，或称减价拍卖) 、第 一价格密封拍卖( f i r s t p r i c es e a l e d - b i da u c t i o n ) 和第二价格密封拍卖( s e c o n d - p r i c e s c a l e d - b i da u c t i o n ，或称v i c k r e y 拍卖) 。他还提出了重要的“收益等价定理( r e v e n u e e q u i v a l e n c et h e o r e m ，p e t ) ，定理指出在拍卖的基准模型中，四种拍卖机制最终 所产生的期望价格相同。结合战略等价关系，这实际上意味着四种标准给卖主带 来的平均收入相等【l 】。英式拍卖和荷式拍卖都是公开的竞价方式。英式拍卖中竞 标人不断向上出价，当规定时间内没人提出更高价格时，拍卖结束，拍卖物品属 于出价最高的竞标人，即升价拍卖。荷式拍卖是指拍卖人起初给出一个极高的价 格，竞标人不断向下出价，直到有人愿意接受为止，即降价拍卖。可见，在降价 拍卖中，只有一个真正投标人，他是最终的获胜者，所支付的价格就是当前价格。 所谓第一价格密封拍卖，是指所有竞标人各自独立提交自己的价格，彼此间都不 知道其他竞标人的价格。最终投标价格最高的竞标人获得拍卖物品。而第二价格 密封拍卖则是各竞标人独立密封出价后，由出价最高的竞标者获得拍卖物品，但 他的支付价格则是提交的所有价格中的次高价。 一般来讲，拍卖人拥有对所拍卖物品的完全真实的信息，如果将信息诚实披 露，也就意昧着投标人将会得知更多的信息。这样可以降低“赢者诅咒 带来的 价格损失，因为信息的披露减少了不确定性，使估价更加真实。但信息披露的多 少也是拍卖人需要权衡的，由于可能存在合谋行为，并不是信息披露的越多越好。 在单物品拍卖中，拍卖人般都会设置保留价格，获胜的竞标者的出价必须 高于所设置的保留价格。如果所有的竞价都低于保留价格，拍卖人则不出卖该物 品。之所以这样做是因为在上述情况下，拍卖人可以利用自身对物品的垄断权拒 绝出卖物品提高拍卖人的收益。同样，在对物流运输服务采购的多属性组合拍卖 中，为了使采购成本不超出预算，也应当针对各个因素设置保留价格。 2 1 2 拍卖的类型 传统的拍卖是往往是以出售物品为目的的，即正向拍卖( f o r w a r da u c t i o n ) 。 第2 章多属性组合拍卖及获胜者确定问题 在正向拍卖中存在多个竞标者，拍卖者从中选择出价最高的作为获胜者。目前比 较流行的方式是英式拍卖。正向拍卖主要用于收藏品、抵押资产、破产资产等的 转让。这个过程直接形象的反映了物品的市场需求以及对于消费者的价值。而对 于以采购原材料或服务为目的的拍卖称之为反向拍卖或逆向拍卖( r e v e r s e a u c t i o n ) 。在逆向拍卖中拍卖者往往是选择报价最低的竞标者为获胜者。常见的是 制造企业或政府的招标过程。随着市场竞争的加剧，在诸如大型制造企业的采购 招标中，往往采购过程中考虑的因素较多并且供应商数量众多，这就加大了拍卖 者决定最终获胜者的难度。 传统的拍卖研究多集中在单物品拍卖，而在生活中，我们更多的接触到的是 多物品拍卖。多物品拍卖可以分为两种情况：拍卖品为同种多物品，竞买者对拍 卖品所需数量不同；拍卖品之间存在某些联系，竞买者对各拍卖品间的组合需求 不同。目前拍卖的研究也多集中于同种多物品的拍卖。m a s k i n 和r i l e y 在文献中 证明了对于同质多物品拍卖问题，在各竞买人具有单位需求的前提下，单物品拍 卖中所给出的很多结论和原理在多物品拍卖中同样适用，例如收益等价原理【2 1 。 他们还将m y e i s o n 对最优拍卖机制的原理分析扩展到了同质多物品拍卖中去，即 在一定条件下，设置了适当保留估价的标准拍卖机制对拍卖者的期望收益是相同 的，都是最优机制【3 1 。在多物品拍卖中，根据拍卖品拍卖的顺序，拍卖机制有两 种：同步拍卖机制和序贯拍卖机制。在多物品同步拍卖时，常用的方式有两种： 歧视性价格拍卖( d i s c r i m i n a t o r ya u c t i o n 。d a ) 和单一价格拍卖，或称统一价格拍 卖( u n i f o r m - p r i c ea u c t i o n , u p a ) 。歧视性价格拍卖是指竞买人在自己提交的价格上 赢得他想要的组合，并支付这个组合的价格总和，这种拍卖方式是单物品拍卖中 第一价格拍卖的推广。而统一价格拍卖是竞买人在提交了竞价和物品组合之后， 出价高的竞标人获胜，他们对每个物品支付相同的价格，而最终的竟价是没有中 标的竞买人中的最高报价，这种拍卖方式是单物品拍卖中第二价格拍卖的推广。 p a l f r e y 最早研究了多物品拍卖机制问题，将拍卖分成两种方式：多物品增价分开 拍卖和所有物品捆绑增价拍卖。当只有两个投标人时，拍卖人的期望收益在捆绑 方式下比在分开拍卖时高。但当投标人数量较多时，拍卖人更倾向于分开拍卖， 因为卖方捆绑销售的激励会随着竞买人数的增加而下降【4 】。另外，在对拍卖机制 及模型的设计中，大多是只针对价格这一单一因素进行研究，投标者仅就价格 基于组合拍卖的物流运输服务问题研究 项进行投标，拍卖者只根据投标人提交的价格决定获胜者，这种情况称之为单属 性拍卖，而投标人就拍卖物品的包括价格在内的多个属性同时进行投标的情况则 称之为多属性拍卖。多属性拍卖是采购拍卖方式之一，是对传统的单属性拍卖的 拓展。在越来越多的拍卖中，尤其是采购拍卖( 逆向拍卖) 中，拍卖者会同样注 重除价格外的物品或服务的其它属性，如质量、服务水平、售后服务等。因此， 多属性拍卖的应用会越来越广泛，它多用于买方在采购活动中处于垄断或支配地 位的情况。t h i e l 在1 9 8 8 年率先对多属性拍卖进行了研究，指出在卖方偏好已知 的情况下，多属性拍卖最终可以转化为单属性采购问题【5 1 。但前提是卖方不考虑 任何盈余，这在现实拍卖中是难以实现的。c h e 在1 9 9 3 年首次对多属性拍卖进行 了分析，他研究了单物品逆向拍卖并设计了包括价格和质量在内的二维拍卖模型， 采用密封式拍卖方式以提高政府采购能力，通过打分函数实现对两个属性的权衡 【6 】。但他的模型仍存在一些不足，没有考虑竞标人成本间的相关性；多属性仅指 价格和质量两个因素，具有局限性。b r a n c o 针对其多属性模型进行了改进，假定 竞标人成本之间不是相互独立的，并证明了两阶段升价拍卖是最优拍卖机制【7 1 。 b i c h l e r 在多属性拍卖中应用多属性效用理论，并利用单属性拍卖的方法分析研究 多属性拍卖问题，结果表示相对于传统的单属性拍卖，多属性拍卖中所得到的效 用值要大的多【s 】。 按照拍卖的过程来分，有单轮拍卖和多轮拍卖。多轮拍卖就是在第一轮拍卖 结束之后拍卖人为了获取更高的利益进行的，竟拍人会根据上一轮拍卖的结果信 息适当调整，也就是说，多轮拍卖增加了竞争的激烈程度。在物流运输服务的逆 向拍卖过程中，采用单轮的拍卖过程有利于竞拍人一次性提交真实的估价，这样 就避免进行多次的博弈。如果采用多轮拍卖过程，在每一轮结束后竞拍人能够获 得更多的信息并及时调整提交的估价。这样的过程提高了竞争的激烈程度，但容 易出现承运人为了赢取标的，不惜以很低的价格投标于没有意愿的路线的情况。 如果这样的承运人在拍卖中获胜，会以低成本、低服务水平服务质量的运作来弥 补利润上的缺失，则不利于长期的双赢合作。因此，本文的模型拟采用单轮的拍 卖过程。 通常按照所拍卖的物品之间是否具有联系，拍卖可以分为两种：组合拍卖和 非组合拍卖。由于组合拍卖可以使竞标者根据自身情况灵活竟拍从而提高拍卖效 第2 章多属性组合拍卖及获胜者确定问题 率，因此作为一种重要的拍卖方式被越来越多的人们所研究。组合拍卖的方式是 将多个不同的物品或者服务同时拍卖，它是多物品拍卖的一种，拍卖人有多种物 品需要拍卖，这些物品之间往往具有互补性或替代性，投标者必须结合自身情况 综合考虑对各个拍卖物品的投标，确定投标的拍卖物品组合并给出相应的报价。 因此组合拍卖更有利于投标者充分表达自身偏好，有利于拍卖效率的提高。在多 物品拍卖中，物品组合的效用往往要比单个物品效用总和大。假设拍卖人有n 件 不可分的物品需要拍卖，这些多物品的集合记为n 。有m 个竞拍人参与拍卖，他 们对于其中一种拍卖组合的估值为m ) ，i 1 ，2 ，m ，其中s 为其中一种拍卖 组合，s 肘。如果对于竟拍人的估值。存在当s ，丁膨且sn r = a ，有 u p ) + 吩仃) v ，( sut ) ，则称这两种组合之间是替代的；如果对于竞拍人的估值， 存在当s ，ts m rs r 、t = 0 时，u ) + u p ) v i ( su t ) ，则称这两种物品组合 之间是互补的。多物品之间的替代性是指竞买人对物品组合的估值函数在m 的子 集上满足次可加性，物品之间是近似替代的，只需要选择其中一样即可；互补性 则是指物品之间的相互依赖性，竞拍人对物品组合的估值函数在m 的子集上是满 足超可加性的，也就意味着竞拍人选择两种组合比选择其中一种组合更有价值。 组合拍卖的研究包括以下几个方面：竞拍人竞标，即竞拍人通过组合投标表 达意愿；拍卖物品分配，即根据设定的目标函数最优化目标决定获胜组合投标： 最终支付，即确定获胜组合的竞拍人为物品组合的支付额为多少；投标策略，即 竞拍人在拍卖人发布信息之后，根据组合和支付规则选择投标策略。范小勇、梁 操、古春生针对组合双向拍卖问题研究了单一和多个回合的组合双向拍卖机制， 并证明了多回合的机制更有利于社会福利的提高【9 】。王勇，张龙勇，胡友勇提出 了基于运输路线的树形结构物流服务采购拍卖的方法【1 0 1 。l e d y a r d 首次将组合拍 卖理论应用到了卡车运输领域，西尔斯物流公司认识到应用传统协商的方式进行 卡车运输服务采购不但耗费时间，而且成本较高，因为传统的方式是逐一的寻找 每条线路的承运人【n 】。在认识到组合拍卖的优势之后，将上述过程改进为多轮组 合拍卖，从而使运输成本大大降低。应用组合拍卖思想对物流运输服务进行组织 优化也就是通过利用范围经济和规模经济优势对物流作业进行批量整合，然后制 定相应的拍卖，经过汇总拍卖组合后进行招标进而确定竟胜者，通过制定物流作 基于组合拍卖的物流运输服务问题研究 业拍卖组合来寻找更加合适的的第三方物流企业。 2 2 组合拍卖的应用 组合拍卖所要解决的就是要找到对所拍卖物品或服务的最佳分配，有利于合 理分配资源。在组合拍卖中，投标者对偏好的几种拍卖物品的集合出价，而不必 针对单个物品逐一出价。组合拍卖方式最早在1 9 8 2 年就被建议用于美国航空部门 和市政府拍卖飞机场的停机位，随后在伦敦巴士市场、f c c 频谱拍卖以及货物运 输领域等都有所应用。下面是组合拍卖在几种不同领域的应用。 1 9 8 4 年通过伦敦运输法案伦敦地区解除了对市内巴士市场的管制。伦敦巴士 市场覆盖面积达1 6 0 0 多平方公里，共有8 0 0 多条线路。运输法案中指定伦敦运输 公司来发展和运作伦敦地区的公共运输服务。伦敦地区运输公司为了提高竞争， 鼓励私有，决定将区域内的巴士运输服务出售。为此向巴士公司发布了投标邀请， 投标邀请中包括了运输线路安排、时间行程安排及服务车辆类型等相关细节。收 到邀请并决定投标的巴士公司可以根据自身情况选择某条线路或者某几条线路的 组合进行投标，包括愿意提供服务的价格。在投标完成之后，运输公司从成本因 素考虑，根据竞标人提供的价格决定最终获胜者。 1 9 9 4 年，美国联邦通讯委员会( f c c ) 首次在无线电频谱许可证的分配配置 中运用了拍卖机制。这在当时引起了很大的反响。拍卖采用的是同时增价拍卖方 式。这种拍卖方式的特点就是同时多轮竞价和公开加价。通过多轮密封递价，竞 标者可以对多组相关的许可证同时竟价，各轮拍卖的结果会在下轮拍卖开始前公 布。当没有竞买人再对许可证提交更高的报价时，整个拍卖过程结束。这种拍卖 方式有助于提高拍卖价格。2 0 0 0 年，英国政府同样为无线通讯公司组织了3 g 频 率的拍卖，频权的拍卖采用组合拍卖的形式，这使得无线通讯公司在拥有多个许 可证的情况下覆盖较大的区域，不仅可以使公司分散获取技术的固定成本，同时 也方便它们日后提供漫游服务功能。随着信息技术的不断发展以及电子商务的广 泛应用，组合拍卖在频谱配置中的应用已经越来越普遍。更重要的是拍卖的过程 中竞标者能够通过多轮竞价过程中反映出的信息实现互补性许可证的有效聚集。 成立于1 9 7 8 年的美国家得宝( h o m ed e p o t ) 公司是全球最大的家居建材零 售商。作为美国第二大零售商，家得宝遍布美国、加拿大、中国等地区，连锁店 第2 章多属性组合拍卖及获胜者确定问题 数量达两千多家。家得宝一直以来追求向客户提供高质量的产品和出色的服务。 它提供诸如免费设计装修、卡车等工具租赁的服务还有送货上门等一系列优质物 流服务满足客户需要。然而物流对于家得宝来说并不是一件简单的工作，因为它 要同7 0 0 0 多个供应商以及更多的承运人、分销商合作，还要用快速的物流服务满 足顾客的网上需求。由此它要运作供应商、仓库和零售点间4 0 0 0 多s k u 的运输， 9 0 都是通过卡车运输的。起初，家得宝的运输采购拍卖过程是很简单的，它向 竞标的承运人提供运输网络中的起始点以及总的运输需求预计。承运人分别对每 条起始点间线路竟标，过程也是相互独立的。这种拍卖过程的缺点是从运输成本 上来说，承运人承运多条线路往往比竞标一条线路有效率的多。为此家得宝公司 也做了一些努力，但并未从实质上改变传统的拍卖方式。 为了提高拍卖和运输服务的效率，家得宝公司与i 2 t e c h n o l o g y 合作，联合开 发了卡车运输服务网上拍卖系统。这个新的系统允许竞标的承运人竞标多个线路 的组合，而且拍卖中家得宝公司的具体运输需求信息也是详细和即时的。这就使 承运人能够更好的结合自身情况分析以竞标不同线路组合。这个网上拍卖系统主 要有三个组成部分：托运人拍卖支持系统( s b s ) ；承运人拍卖响应工具( c b r ) ； 拍卖选择优化系统。s b s 模块可以帮助家得宝公司分析并决定将哪些线路拍卖； c b r 模块使竞标承运人可以在家得宝网站上下载相关信息，它还提供了一个可视 化地理系统界面，使承运人可以更直观的分析运输网络以决定拍卖组合。拍卖机 制选择的是是封闭单轮拍卖。拍卖开始前家得宝公司首先根据财务稳定性、运输 覆盖面、年收入、信誉等因素从竞标承运人中选择出一部分参与竞标，系统设计 了相关程序来搜寻最优解，主要依据还是合理的价格。 尽管拍卖过程仍存在一些局限性，但这在运输服务组合拍卖领域已经是很大 的进步。家得宝公