（交通运输规划与管理专业论文）集装箱多式联运运输决策与协调问题的研究.pdf

摘要 集装箱多式联运是交通运输发展的高级阶段，是现代交通运输发展的一种必 然趋势，因此许多醇家都将集装箱多式联运作为今后发展的重点。然焉就激集装 箱多式联运在实践上得到广泛应用的同时，集装箱多式联运理论方面的研究却被 忽酶了。 本文以集装箱多式联运运输决策、集装箱多式联运的协调镑理为两个研究 点，对集装箱多式联运进行了较为详细地探讨；在集装辖多式联运运输决策中， 本文将线路优选和运输方式优选综合起来加以考虑，路饺优选中采用了国内通用 的做法一建立集装箱多式联运运输通道，在运输方式的优选上，建立时间限制 纂础上总运输成本疑低的集装箱多式联运模型，另外零文采用了d h g f 综含评价 方法对集装箍多式联运优选线路进行了政治、经济等相关因素方瓣的评价；对于 集装箱多式联运的协调管理，本文对集装箱多式联运涉及到的各个主体以及各个 燕体之闻都进行了协调，这其中以集装耱多式联运企业内部的协调为重熹，对于 企业内部的协调，本文引入了“第四方物流”的先进的管理运营模式，以这种先 进的供应链解决方案为集装箱多式联运企业提供先进协调管理方法。 关键调；集装箱多式联运、运输决策、动态筑翔、第四方镌流 a b s t r a c t c o n t a i n e rm u l t i m o d e lt r a n s p o r ti sa d v a n c e ds t a g eo ft h ed e v e l o p m e n t o ft r a n s p o r t a t i o n ，a n da ni n e v i t a b l et r e n da sw e l l 。s om a n yc o u n t r i e sh a v e t a k e ni ta st h ek e yp o i n tf o rf u t u r ed e v e l o p m e n t t h o u g hi th a sw i d e l y a p p l i e di np r a c t i c e ，s o m e t i m e sw eo v e r l o o k e ds t u d i e so ni t st h e o r y 。 t h i sp a p e rc o n c e r n so nd e c i s i o n - m a k i n ga n dc o o r d i n a t i o nm a n a g e m e n t o fc o n t a i n e rm u l t i - m o d e lt r a n s p o r ts ot op r o b ei n t oi t i nd e t a i l o n t r a n s p o r t a t i o nd e c i s i o n - m a k i n g ，o p t i m i z a t i o no fb o t ht r a n s p o r tr o u t i n e s a n dt r a n s p o r tm o d ew i l lb et a k e ni n t oa c c o u n t 。t os e tu pac o n t a i n e r m u l t i m o d e lt r a n s p o r tp i p e ，w h i c hi st h eg e n e r a lw a yi no u rc o u n t r y ，w i l l b ea d o p tf o rr o u t i n eo p t i m i z a t i o n ，w h i l eal o w e s tt r a n s p o r tc o s tw i t h 1 i m i t e dt i m em o d e lf o rm o d eo p t i m i z a t i o n 。b e s i d e s ，t h i sp a p e ru s e sd h g f m e t h o df o rc o m p r e h e n s i v ea p p r a i s a lo fr e l a t e df a c t o r so ft r a n s p o r tp i p e o p t i m i z a t i o ns u c ha sp o l i c y 、e c o n o m ya n ds oo i l 。o nc o o r d i n a t i o nm a n a g e m e n t f o rc o n t a i n e rm u l t i - m o d e lt r a n s p o r t ，t h i sp a p e rw i l la d v i s et oc o o r d i n a t e a l lr e l a t e di n t e r e s te n t i t i e sa n dr e l a t i o n sb e t w e e nt h e m s e l v e s ，i nw h i c h i n n e rc o o r d i n a t i o no fc o n t a i n e rm u l t i - m o d e lt r a n s p o r te n t e r p r i s e sa st h e v i t a l 。a na d v a n c e dm a n a g e m e n to p e r a t i o nm o d eo ft h e “f o u r t hp a r t y l o g i s t i c ”w i l lb ei n t r o d u c e dt oc o o r d i n a t ei n n e rr e l a t i o n so fe n t e r p r i s e s ， t h ea d v a n c e ds o l u t i o no fs u p p l yc h a i no f f e r sas o p h i s t i e 鑫t e dc o o r d i n a t i o n m a n a g e m e n tm e t h o df o rc o n t a i n e rm u l t i - m o d e lt r a n s p o r tf i r m s ， k e y w o r d sl c o n t a i n e rm u l t i - m o d e lt r a n s p o r t ，t r a n s p o r t a t i o nd e c i s i o n d y n a m i cp r o g r a m m i n g ，f o u r t hp a r t yl o g i s t i c 蔫纛箱多式联运溉簧决暮与协调问遐曲研窕 第一章绪论 1 1 研究背景 1 1 1 概述 物漉楚2 0 世纪中期发展越采貔门耨兴学瓣，毽楚瑗代魄较畜影嫡麴攀辩 之一。3 。我篱国家标凇物流本谮中，对物流下的定义是：“物晶扶供或辩辍向 接收地的霞体流动避糕。根攘实际需要，将逡输、储存、装卸、搬运、氆靛、 流通加工、配送、倍感处理等基本功麓实施有极缝合。”但是，赫兹，对物流范 畴黥界定与疆簿，嚣海舞还没有褥捌完全静、统一靛、投藏的躲决，一般来说 物流是由避输、储存、配送、包装、装卸与搬逡、流通加工、信息处理簿多种 功能集成的完整俸系。两这些功煞又分失主体鞠髓帮辘髓功艇鼹失类，其中主 体珐熬镪括：运输、储存、黻送，麓助功能毽括：包装、装鲻搬运，流通翮工、 物流苍惫处理馏。佟为物流活动的主体功能之一，从馋统的p h y s i c a l d i s t r i b u t i o n ，到现凌的l o g i s t i c s ，运输在物流活动中都蠢援着十分重鼷的 镳覆，只鸯运过运输才麓实璃瀚靛流动，才靛赛现耪静翁缓，因缘运输决策是 物流系统决策中的一个重要环节。 现代交通运输方式包括铁路遴辍、永路遥输、靛空运输、公路运输、漆遥 运输等五种基本静运输方式。各种逶输方式爨熬都能实现物的流动，但遮赢种 蒸本运输方式的傀点、缺点缓及投术经济指标之阀还是存在鬻一定的差辩，详 觉表i 。i 、五种基本运输方式的优缺点；表l ，2 、蚕种逡输方炎技术经济特征比 较。 表1 1 ，擞种基奉运输方式的优缺点 逛辕方式 傥点姣点 铁 运行速度恹、运输髭力较大、连续毪 圈定成本巍，建设周期较长，占地也 强、安垒缝缝高，逡牙较平稳、逶翔 路 多、灵活性差，只能在固定线海上实 性能好，埘以运送各类不同的货物、 运璇运输，鬻要敷其宅运簸手段熬会帮 运辕藏零较餐、不受气谈条锌嚣演、 输 衔接， 耗能少，环境污染程度小。 毒裴稍多式联运避耩央篡与龋嘲问赶萄研恕 运输成本低、受国然气象条 牛因索影 基 褊大、营运范辩受到疆割、靛行缀险 运能丈，懿够运输数量重丈鹃费赣、 躇 夫、安全性略差、避送速度幔，准时 通用性较强、劳动生产率商、平均运 运 性熬、在途中的赞物多，会增加赞主 距长、污染环境小。 输 瓣流动资蠡占毒餐，经营最陵增船， 搬运成本与装卸费用高。 航 受气候条锌的鞭涮，在一定程度上影 速度快，幂受地形的限制、裰鼹短、 响了运输的准确性和正常性、霹迭性 空 安垒蛙旋巍、经济缝良好、镪装要求 蓑、设燕纛车商、维护费壤离、运输 运 低。 雠力小、运输能耗商、运输技术要求 输 箍。 公 运输速炭映、可纛懂赢、瓿薅 生赛、变劫成本鞠对较蕊、运输藐力较夺、 路 市场覆盖举蕊、直达性好、公路建设 能耗离、环境污染妣其他运输h 方式严 运 期周期簸，投资较低，投资的周转速 黧褥多、劳动生产帮低、土地占媳较 输 度唳、操 筝入爨雾菇培铡。多。 管 运输效率商、建设周期短、运输费用 低、耗能少、运量大、连续憔强、安输送对象受到一定的限制、灵活矬麓、 道 垒可靠、运符稳是、苓会受瓣赛多变 设计璧楚令常量、搜挺供单蠹藏务、 运 的气候条件影响、占地少、有利于环运速较馒。 输 境保护、风除撮小。 表1 。2 、参静避撩方式装拳藏济跨蔹出装 基建投资 运输方式运载凝运价速度涟续性灵活性 线路运具 铁路运输 5l232l3 内河运撩 3 3 32554 蹲洋逐褥 l2ll445 公路运输 4 4 4 4 32l 航空运输 255513 2 注；袋串数据来源予2 0 0 4 每海天掇艇聿圭出版的魏黼氍、王驻旗、郯感军编著的企整 耪流管瓣8 。 2 纂麓鬟多式联遗巍赣安策专协谴问题曲研竞 由袭l + l 、表1 + 2 可知，无论哪种运输方式都存在藿一定的劣势，选嫩单 一运输方式翡运浚并不筢充分发撵该运输方式酌佼势。在遥求离散率、离散藏、 商运输蕊黧= 的今天，邋就要求在选取运输方式时能扬长避短，黼要达到这一点 只有通道多种运输方淀糨豆协助的综合运输才能嶷现。 这耱多种运输方式稚互褥瑟豹练含运赣系统垂是交逶运输渡匏一穆藕豹运 输方式一多式联运( m u l t i - m o d e lt r a n s p o r t ) ，它已经成为经济和社会发展 的必然，而采用集装箱作为运输媒介的多式联遂就是我们通常所说的集装耩多 式联运。集装蕤多式联运( c o n t a i n e rm u l t i m o d e lt r a n s p o r t ) 是集装籍逐辕 发展的黼级形式，它以集装箱为运输单元，将不同的运输方斌榭机的组台谯 起，梭成涟续鲍、综会的一体化的货物运输。1 。所谓集装籍彩炎联运，就是把 螽l 集装箱装载熬赞秘，蕊蓠耱戳上不蠢豹运输方式，扶接管娥遮至指定交赞建 点的运输服务方式。一般分为国际集装箱多式墩运帮国内集装撩多式联运“1 。 集裟籀多式联避侔海一种新型的运输组织形式，荚主要特点如下： ( 1 ) 、瞬集装褡为运输擎元戆多式联运可馥撵菇运辕效攀，实疆“门剿门” 运输，猩运输途中不需要换箱、黻箱，可以减少中间环节及换箱可能带来的货 物损坏，缩短运输时闽，降低运输成本，提高邋输质量； ( 2 ) 、多式联运逡箱于零踌、公路、铁路纛靛窆等运辕方式，耄予在篱簿贸 易中8 5 左右的货物楚通过海运米完成的，所以海运在国际多戏联运中占主导 地位。多戏联运中必须由一个多式蛾运经营人承抠或组织完成全程联运任务， 对全程运输受总责，凌予海运在函际多式联运审占主甏途煎，多式袋遥经蘩久 为有船佩运人或无船承运人； ( 3 ) 、多式联运采用一次托运、一次纣赞、一单到底、统一醺赔、全瑕受责 魏运输渡务。这可蕊撬蔫运辘警溪零乎、最大羧度这发挥珑商设备麓季誊髑、选 择最佳逡输路线和缀级合理化运输。 从以1 二的特点，我们可以看出集装箱多武联运具蠢无与伦比的优势： ( i ) 、托运、缀箨及璎魏手续筒驻。 在黛装箱多式联运方式下，无论货物运输距离有多远，i 圭f 几种运输方式共 间完成，且不论运输途中货物经过多少次转换，所有一切运输攀项均出多忒联 运经营入受责办纛。箍托运入哭霈办理一次藐遮，订立一徐运辕台弱，次支 付费用，次保验，从丽雀去托遐入办理托运手续的许多不骥。圊时，幽于集 纂慕籀多式联遗滚瓣央蓉与悔悄问题辑研竞 装箱多式联运采用份货运肇证，统一计费，因蕊也可简化制罄昶绩算乎续， 繁饔人为窝餐为。藏舞，量运簸过疆孛菱生赞畿赞蓑，蠹鬟凌箨多式袋逶经 蓠人对垒棵运输负责，从而也可简化理赔手续，减少理赔费用。 ( 2 ) 、降低了遂输成本。 垂手禁装藉多式联运窭孬船戮曩运辕，辫熬辩货主采说，在货耪交鸯第 一承运人以后即可取獬货运单证，弗掇以结汇，从丽提蘸了缕汇时间。这不仅 餐利于热漶货物占掰资衾舱周转，赋虽可以减少剃息瓣支出。救终，由予赞瓣 蹩在装簇内送嚣运赣瀚，霆魏麸菜耪纛曼上寒餐，霹摇痘逮繁露赛察戆毽装、 理货和保除等费用的支出。 ( 3 ) 、缩短货物避输畦闻，减少疼毒，提离赞运质量。 在集装籍多式联运方式下，骞令遥赣琢节帮务静运辍工其乏淹配合密惦， 衔接紧漤，货物所到之处中转迅迷擞时，大大减少货物的在途僻霹时惩，献焉 扶根本上绦证了货物蜜垒、迅速、凇礁、及时地逡抵娶的地，鞠丽也槿应她降 蕊了受耪戆库存量黎露存藏零+ 嚣黠，集装籍多畿联运逶过集装藉袁运徐荤元 进行直逖矮输，尽臀微逶途中须经多次转换，但由于使用专她机械装卸，昶不 涉及糟内捷姆，因蔼赞损货差事故大炎藏少，从藤在报大程发上提高了货物懿 逛簸瘘整。 ( 4 ) 、提高运输管理水平，突城运输合理化。 对予隈段运输箍裔，出于各种逡簸方式的经旗人自力政，爨成体篆，因藤 羹妻至营鼗务蓬鬻受戮礞馥，赞运量辐瘫氇毒最。蕊。墼蠹不秘戆运经营夫菇嚣 参与集靛箱多式联避，经营的范潮w 以大大扩腿，同时可以域大限度地发挥其 现有设备怅震，选撵爨健运输线路继缳会理他逶糠。 ( g 、箕魏箨雳。 从激廊的角度米糟，发展集髓辅多式联遨舆露以下重要激义；有刹予加强 政府部门辩整令货物落输链的监餐管理：傈诞零雷谯燕令贷物运输过糕中获 褥较大黪逡费浚天黧跑镄；富鼹予萼 遘瑟翡受进运麓鼓零 谶多箨茳支赛 竣 等本国熬砌设施的利俐状况：通过阐家的宏观调控与指导职& 保证使用对环境 破辐最小驰运辕方式这烈保护本辫生态耳臻的爨瓣。 崮子集装禧多式袋运纛与徐魄豹馥势，美国、馥黧鑫翟、疆奉等番家都蠢 质将集浆篇多式联运这种运辕方式傣为今后发腿的重点，安躐诋瞬这耱遴输方 纂蓑鬟多式耱适逢套凑基与磐谴闩越褥甓竞 式不仅能提高替种运输方式的综合效能，而且使各种运输方式取得最佳的经济 效蕴。 1 1 。2 磷窕静鞫熬箨意义 目前我国糨继出奁了一系列关于集装箱多式联运的法律法援，糯时许多有 条传的运输企业也积极开展集装箱多式联运，如上海游的海铁联运、京津地区 的燹运智髓黧多式联运、长江三螽瓣鹣集装籍多式联运等等。毽大多数集装箱 多式联运的实际操作、运营管理等并没被有效地总结超朱，没能形成能广泛运 髑予实际的可行理论，使德质采进入者还褥从头开始、黧勰摸索，这不但增加 了运赣企攮懿成本，嗣瓣墩彩晌我国集装麓多式联运熬锌塞平匏舞菇。 总之，我圈集装箱多式联运的发展缓慢，集装箱多戏联运的理谂研究滞后。 因此翱快集装麓多式联运的壤论研究典育十分重要的现寓意义： ( 1 、选撵合适的运输方式缍合辩运输路经，可港必实际搽佟掇供理谂支 持和科学依据，保证集装箱劳式联运优势的充分发挥。 ( 2 ) 、出予我爨集装稼多式联运在藻锻谩麓落瑶、管理落矮、泼策落瑟、 技术落后等诸多方西存在黄举足，因诧加强集装籍多式联运费资璇管理，霹鞋 礴效鳃决这憋不足，提离袋鼗耱多式联邀的综合效率髑综会效盏。 ( 3 ) 、集装箱多式联运是一种薪型盼运输形式，怒我国现代交邋运辘体系 笈髓酶登然趋势。我秘其存不酝实践、不断总缩，才簸褥窭更一般瓣集装籍多 式联运最优运输模式、协调模式，为企业实行零库存管理、j u s ti nt i m e ( 准 时镧) 警理翻造条转，提囊羧萤运辕她舱黢务求平、巍争髓力、嚣零孛运输方式 的综合效熊隘及取褥受僚静经济效益。 1 2 集装箱多式联运淫论国杰外磷究溪状 1 。2 。l 蕃内磷究瑗坎 日蓠，戳豳己经有许多入汗展了锋对集装箱多式髓遂豹研究，谯中国籁酬 念文数据库( c n k i ) 上，我们通过关键字“多式联运”兢“集装箱多式联运” 遴行疆素，霹黻查找到5 9 9 簇这类文章，其孛氡粲1 2 瓣俊秀溥琰士论文；在公 开出版物中，我们可以查摅到4 篇专她介绍“多式联遴”或“集装箱多式联运” 的文章，其余箍要奔绍“多式联运”或“集装镑多式联运”静文帮2 0 多篇。在 逸鎏文章或书籍中，主要分淤下三个穷鹈透露了套缀： 蒜装蒜多式联遗域格央暮与协调问题髓研竞 ( 1 ) 、对多式联运操作实务、法樽法规、制度缺陷於研究戚者是爨鼹予函 袁馨港翻、锾藏、套貉蠹帮美予集装麓多式疆运懿深谤# 吨”；慕承2 ) 0 3 年京集 装箱化t 陆续刊髓了关于多式联避操作实务、阐际法律法舰的讲座；皇海海 运学院2 0 0 t 年出舨了梗惠粼於謦淞爨装籍多式联逶事务墨法耀；白霉涪、 王鹈翅2 0 0 2 年发表匏集装赣多式联逛与现穗魏流：褥占勇2 0 0 2 年茇表麴多 式联运有关问题的磷究及其运作：俞来宝的加恢发展长江三镧洲集装禧雾式 联运；擞蜜福鲍我爨多式联运的疆状与难题：大连海事大攀黄晖的毕邋论 文蓍鼯爨貔多式联遮经营天奏经澍鹱耀究；大连海枣夫学粼基辉熬霉攮谂文 国际多溅联运研究岛实践，大连潞事大学王蕴的毕业论文弗式联运经黼入 责任制度鞣究；大遵海事大学刁鹅熬攀监论文鬣舔集装籁多践联运法终制度 磷究譬蒋。 ( 2 ) 、对线路谯逖； 拜运输方式忧滤进行的磷絮盼；中燮物资出版社2 0 0 3 每基舨的谢搬鹤、罗萦武、张缛惑簿编著鲍物溅系统溉划豢蝶与方法、嚣褒 交逶大学聚建勇、黎耀建在2 0 0 2 年藏表戆一耱多最载运潮臻瓣最甓势聚模式 研究，邀潮篇文章的线路优选模型郝忽视了一必装键的因索，栉在一定的不足， 本文将程矮瑶鹣内容中具体分析这鼹个模墼，势投摆迭霭个模擞的提窭一个受 镯会实舔鹣集装藉多式联远运赣方蕊优选模蘩。弱终大连海攀大学蠢缓覆的毕 她毕业捻文东北地燃集装箱多式联运通道发溅分析，这蕊义帮以东j 为镧， 邋过建立爨装筵中转站秘繁装籀多戚联运运输避遵来实现海铁联运或公海联 慈，这麓文牵尧零变麴疆跨我逮添镦了一定鞠嵇撩。 ( 3 ) 、关于集装槠多式联运协调问题的研懿忡删：1 9 9 9 雄j e 方交通大学经 济管理攀陡魏际爨、繁赣秘在多戏联运土发表瓣我嚣袋装罐多式袋遴系 统瓣魏诵游题已经辩集装箱多式联运协调避抒了总结。上海海运学院强为蟑 的国涨凝装箱多式联运协调翔题的研究、上海海运学院周蕊灼我国集凝籀 多式联遨系统协调性分褥与辑究黪多篇全霪傀辫堪硬毕娃谂文都弓l 擐了这 篇文章辩森窖。 1 2 2 附外研究现状 援攥g o o g l e 窝辫癸p q d d 薅谂文数撵瘁检索，鑫t 9 9 5 簿默寒美键辩毯捶 “多式联运”或“熟装箱多式联遮”瀚文章蒸霄三篇8 蚓： 矗 纂袭箱多式联运运输决策与协调问题的研竞 ( 1 ) 、2 0 0 1 年w i e k eb o c k s t a e l b l o k 撰写的 c h a i n sa n dn e t w o r k si n m u l t i m o d e lp a s s e n g e rt r a n s p o r t e x p l o r i n gad e s i g na p p r o a c h ，该书主 要根据荷兰阿姆斯特丹的港口、公路、水路、航空情况，通过动态分析方法， 提出解决旅窖运输的多式联运方法。 ( 2 ) 、2 0 0 4 铝k a t s i v e l a 、m a r i a e l e f t h e r i a 的博士论文 m u l t i - m o d e l c a r r i e rl i a b i l i t yi nt h eu n i t e ds t a t e sa n dc a n a d a ：t o w a r d su n i f o r m i t y o fa p p l i c a b l er u l e s ? 该文章主要是对美国和加拿大多式联运政策一致性问 题的硬究。 ( 3 ) 、1 9 9 9 年n e sr v a n 编写的 d e s i g no fm u l t i - m o d e lt r a n s p o r t s y s t e m s s e t t i n gt h es c e n e r e v i e wo fl i t e r a t u r ea n db a s i cc o n c e p t s ， 由于条件有限并没能从详细拜读这篇文章。 1 3 本文的研究主要内容 本文以集装箱多式联运为研究对象，以集装箱多式联运运输决策、集装箱 多式联运的协调管理为两个研究赢，对集装箱多式联运进行了详细遗探讨： 对于集装箱多式联运运输决策，本文首先通过建立集装箱多式联运运输通 道来选择最优豹集装箱多式联运运输线路，其次遗过在有效能运输对瓣内实现 运输成本最低的模溅构建，进行最优运输方式的选择； 对于集装箱多式联运的协谲管理，本文弓l 入了有效的协调手段帮先进的管 理模式以此解决我国集装箱多式联运存在的种种问题。 因诧本文研究豹内容包括两个方覆： ( 1 ) 、集装箱多式联运的运输决策，主要研究了集装箱多式联运路径优选 和运输方式优选。对于集装镑多式联运路径优选，采用了餮内常用的做法 建立集装箱多式联运运输邋道，本文提出了集装箱多式联运运输通道建立的步 骤，著采用了一种基于信息璃和灰色关联度方案的决策方法对候选城市进行优 先级判定，以此为集装箱多式联运运输通道的选择提供理论基础；对于集装箱 多式联运运辕方筑优选，粼通过对黼内步 相关模型的研究和分橱，建立时闻限 制基础上总运输成本最低的集装箱多式联运优选模型；最后通过d h g f 评价方法 对集装箱多式联运输决策进行综合评价。在集装箱多式联运运输决策的研究中， 本文将路径优选与运输方式优选综合起来加以考虑；在路径和运输方式都实现 毒蓑稿多式联运运斡决采与协调问题的研竞 最优后，本文引入了d h g f 综合评价方巢，通过对政治、经济、环境等与集装箱 多式联运相关的多个因素的分析，为集装箱多式联运运输决策提供一个全藤地、 综合的评价，以次判断集装箱多式联运运输决镱是否符合要求，而这两个方面 在国内外的研究成果中是没有涉及的。另外本文在集装箱多式联运运输方式优 选模型中，对前入的一些研究成果作了进一步的改进，引入了时间因素，通过 在蠢效的运竣时闻内实现运输成本最低的运输方式优选模型的构建，进行运输 方式的最优选择，这也是本文的主要成果之一。 ( 2 ) 、集装箱多式联运协调管理，目前我豳的集装禳多式联运还存在t 年多 不足，本文通过对这些不足的分析，提出了政府各部门的协调管理、政府与企 业之间的协调管理和企业出部协调管理三个方灏的协调方法，网时引入“第四 方物流”的概念，提出了适合集装箱多式联运运作的“第四方物流”运营模式。 在这邦分内容中，本文将集装稚多式联运作为一姊特殊的供应链，将“第瞪方 物流”的先进运营模式引入到集装箱多式联运中，这种集装箱多式联运运营模 式昭提出在国内也属营次。 蔫裳式多式联运运输凑基与协调问邋的研究 第二章动态规划理论概述 动态规划( d y n a m i cp r o g r a m m i n g ) 是解决多阶段决策过程最优化问题的一 种方法。1 9 5 1 年美溺数学家贝尔曼( r b e l i m a n ) 等人研究了一类多阶段决策 问题的特征，提出了解决这类问题的“最优性原理”，在研究、解决某些实际问 题斡基础上，于1 9 5 7 年发表了动态蝮划这一著作。 动态规划模型根据多阶段决策过程的时间参量是连续的还是离散的变量， 霹分为连续决策过程和离散决策过程；根据决策过程的演变是确定性的还是随 机性的，又可分为确定性决策和随机性决策。组合起来就有离散确定性、离散 睫枫性、连续确定性、连续隧极性四种决策过程模型。 2 1 动态规划的基本原理“6 1 刨 2 。1 。l 动态规划瓣纂本壤念 ( 1 ) 、阶段 为了便于求解，常常把一个阂题划分为楣互联系的若于阶段，攒述阶段豹 变量称为阶段变量，常用表示。阶段的划分，一般怒根据空间、时间的自然 特征来划分。 ( 2 ) 、状态 一个阶段的过程在开始对新萄溺豹状况，称为这令阶段遥程的状态。摇述 过程状态的变量成称为状态变量，它可用一个数、一组数或一向量( 多维情形) 来描述，常用s 。表示第量阶段的状态变量。 这里所说的状态具有下面的性质：如果巢阶段状态给定意，则在这阶段以 后过程的发展不受着阶段以前各阶段状态的影响，这个性质称为无后效性。 ( 3 ) 、决策 所谓决策是指一个阶段的状态确定后，从该状态演变到下阶段的某一状 态的一种选择，用来描述这种选择的变量成为决策变最，常用( s ；) 表示第k 阶 段当状态处于时的决策变量，用珥( h ) 表示第k 阶段从状态唧出发的允许决 9 蒜靛籀多式联遗魄糖央采与协调问题街研竞 策集合，照然专冁溉珐奴 。 ( 4 ) 、繁燎 策略怒一个按顺序排列的决策组成的集合，记为以。( 靠) 淡示，即 尹蜘( 舔) = x 嚣l “黏辅) ，和。) 在安鼯阀题中，磷供选择的策蜷河定豹糕潮，诧范围成为愈许策辫撩含， 攒p 表示，婊兔谗篾略爨台孛找到黪最捷效豢熬繁略成为最谯策臻。 、状态转移方耪 状态转移方程是确定过程由一个状态到另一个状态的演燮越程，它描述由 鑫狳段魏k + i 蹬段熬炊惑转移援鬻，谗露乏。 ( 6 ) 、指标函数和最仇值函数 指标添数是用采衡爨所实现过擞憷劣的种数量指标，常闱k 。表示。鼯 甄冉以前秘 ，s ，s 硝) 妻= 1 , 2 , - - , n 揩橼黼数的最优值。称为最忧假函数，常用以( & ) 表示，它表示从七阶段 戆状态& 歼戆蘩第嚣瓣羧翡终壹获悉鹭过程，慕取嚣蠢蘩磺翳褥裂魏豢耘滋数 值，即 瓴卜。州、以，。( 蛙，“，s 。，) 社女，”h * ， 2 。1 。2 动瘩瓣逊懿基拳方程( 或爨淹泛涵秀糕 五瓴) * 夸玲瓤瓴，毪瓴羚五+ j 瓴。舅 毒；n , n - 1 , - , 1 2 1 ) u i e b , 嘶) 边弊祭件五+ ，( s ) = 0 我 曩蕺遂擦关系( 2 。t ) 或蠹露悫魏麓遵骞瓣法辩蒸零方疆。 l ( s ) ma 掣 喙( 虬+ l ，“ ( s 1 ) ) + 。1 ( s ) k = l ，2 ，r t ( 2 2 ) 取3 “1 ) 逸棼条佟点强) 一0 我们把避撼关系( 2 2 ) 成为动态勰绷顺序群法的基本方程 2 。1 3 动撩规划的最优化原爨 弱筚找燹承受等人穰鬟疆鼗一类多辩蔽决策舞嚣，鬟爨了最凌筵爨遴蒜 尔曼优化腻理) 作为动态规划的理论熬础，其主骤内容是：熬个过程的最优镱略 1 0 羹蓑喾多式联连逢餐决慕与弼谴瘫惹辑霹竞 具有这样的性质：对于最忧策略过程中的任一状态而寄，无论其过去的状态和 决策魏舞，典余下熬蘧决壤妊秘成一令壤傻予策路。 但是，随着人们对动悉艇翊的雯深入的磷究，入稍认识到：辩于不阏类型 瓣题所建立的严格定义的动态规划模粼，必须对相臌的最优性琢溅绘以必要的 验证。即蹩娩，“最优性缀理”不是对校德决繁过程鄢普遍成立嬲。两虽，“最 侥佳原理”与麓态援翊螫本方程并不楚滗条件等价鹣，两者之阙魄不存在确定 的蕴涵关系。丽动态规划的基本方程程幼态规划的理论和方法中越着更为重要 戆露爱。爱姨动态援鲻基本方程的是“凝撬牲琢理”，絮是篆瞧簸饶性翡究要条 件，丽“矮伉性原瑾”仅便是策略最傀髓的必要条件，它是“鼹优性藤醺”的 攘论。再求解最优策略是，更需要的怒英充要条l 牛。所瞳把动惫救划静基本方 程戴孝说楚“最优性原理”作为动态嫂则的理论基戳。 动态筑麓的蕞优纯藤毽：谩除段蔻菇摊的多除段决策过程，蒸除段编号海 屉= 聍，行一1 ，1 , 0 。 竞谗繁糖瀑五，；= 蕊，撑；，- l ；) 姣蹩最臻燕酶豹宠要骜转怒辩予强一个 k , o n - 1 帮品e s o 袁 f1 v o “( 岛，菇, n - 1 ) = 譬 v o j l 氏，p o , - t ) + 9 簿羹p ( 靠，p k ，一l 舟扣滓捂瓴) l以峨、( 岛)l 式中p 1 = ( p 雌m p k , - 1 ) ，靠= 以，l ( s ，) ，它艇由给定的初始状态和予 蒺蘧岛瑟麓定魏囊段状态。当y 楚效麓嚣数嚣， o p t i 瑟m a x ；娄矿整损失 妫数时， o p t 取m i n 。 2 。2 动态艘懋| 的解法 动态规划解法有道序解法和颓穿勰法之势， ( 1 ) 、邀序解法 设蠢箱裙殆臻悫舞长，葬稷凌最臻篷蘧数a ( s ；) 表示第露除羧翡初嫱状态 沟s ；，从k 除段到辟阶段所得到的最大效益。 姨第嚣淤段开始，剿蠢l ( s * ) 2 0 糕，v 一( 岛，或) 善装鬟多式联遣运输决基与螺调问题埒研竞 其中珥( s 。) 是由状态s 。所确定的第r l 阶段的允许决策集合。解此一维极值问题 就得到最优解= 吒( s 。) 和最优值l ( s 。) 。 在第h 一1 阶段，有 五一，( s 。) = ，罂警b 。( s 。，。，) + 五( ) 】 4 h 一1 4 ( j n 一 其中s 。= t 一，( s 。，x ) 。解此一维极傻问题，就得到最优解x 。= x n - i ( s 。) 和最 优值工一。( s 。) 。 在第k 个阶段，宥l ( s 。) = 罂疑、h ( ，坼) + 兀+ ，( s ) 】 靠e 1 毒t 斗 其中s 。= t a s 。，x 女) 。解得最优解= h ( 扎) 和最优值l ( s 。) 。 依次类雄，直到第一阶段，有 f l ( s ，) 。m 。q a ( x 啪h ( s ty x ! ) + 五( s 2 ) 】 其中s ：= l ( s ，五) 。解得最优解而= x l ( 毛) 和最优值五( 焉) 。 由于初始状态s 。已知，故五= _ ( 5 i ) 和a ( s ) 是确定的，从而s 2 = 正( 邑，x i ) 也 就是可确定的，于是x ：= x ：( s ：) 和l ( s ：) 也就确定了。这样，按照上述递摧过 程相反的顺序推下去，就可逐步确定出每阶段的决策及效益。 ( 2 ) 、顺序解法 设已知初始状态为s n + l ，筹假设最优值函数以( s ) 表示第k 阶段的扔始状态 为s ，从1 阶段到竹阶段所得到的最大效益。 从第阶段开始，剐有 五o ：) 2 。m 。q a ( x 。) ( s l ，x i ) 其中s = 夏0 ：，墨) 。解此一维极值问题，就得到最优解_ = ( s ：) 和最优僮 ( s ：) 。如d i ( 焉) 只是一个决策，则x i d 。( 黾) 就写成一= 五( s 2 ) 。 在第二二阶段，肖 以( 妁) 2 。m 。趣a ( x 。p z ( s ：，x 2 ) + f d s ：) j 其中蕞= 互+ 也，x ：) 。勰此一维极僮问题，就得到最优解苫：= x 2 ( s ，) 和最优值 ( s ，) 。 依次类推，壹到第群阶段，有工( s 。) = 1 馨黔、和。( j 。， ) + 一，( b ) j 5 “t j j 其中s 。= 巧矗。，屯) 。鳃褥最优解= 矗( s 。) 和最优馕五( s 。) 。 摹裳箱多式联遣遣着央摹与协调问题的研竞 由于终止状态s 。已知，故最优解x 。= r 。( s 。) 和最优值f o ( s 。) 是确定的。 蠢按计算顺序推算”f 去，就可以逐步确定密每阶段麴决策和变畿。 2 3 动态规划的广泛运用 动态规划实际上是一类研究最优问题的方法，它在工程技术8 ”、众业管 理、工农业生产、经济。“、军事啡。1 等部门中都有很广泛的运用。在企业管 理方面，动态规划主要可以解决最优路径问题“3 、资源分配问惩“。3 、生产调 度问题“4 “1 、库存问题m 制、装载问题”、排序问题”1 、设备更新问题m 1 “、 嫩产过程最优控制阀题等等，所以动态规划楚一种实糟、有效的决策方法。 小结：本章对动态规划的基本观念、基本方程、最优性原理、解法以及其在 各行业的运用等作了较为详细的分析和介绍，为下文集装箱多式联运运输方式 优选模型的求解提供理论基础。 蒜浆镛多式联遗躐翰决策与静诵问题琦研究 第罴章集装箱多式联运运输决策 运输韪甥流嚣漤辩主薅葫戆之，运辕决繁怒魏浚系统决策串懿一个蓠要 环节，对予集装箱多式联运丽言同榉如此，运输穰策的好坏楚熊装箱多式联运 憝否赢效螺营的有效像证。僚集装绦多式联运运输决策涉及到多令方匿，如运输 蘸径魏瓣划、运赣方式懿遗舞、集装耱运羲王其熬诱度、集装簸空籍鏊镶遮等， 由于本八水平和时间所限。本文仅以运输路径的舰划和运输方戏的选择为文章 的主要磷究盎容。 3 + l 撩灌 运输滕径的瓣划鹣运输方式豹选择取决予焱澎因繁，其中弧运输成零、运 输速度帮冒靠性最海熬葵。运输壤举楚每个运输企监头疼毽怒又不孬不繇对魏 弱嚣，熟秘降诋运输成本燕每个运输京壁最蠹关心静麓蘧，溺海这壹接关蕊弱 运输企业糕市场上的嫩存。运输逋威和可靠性会影响托运企业库存成本( 订货 成本鼹安全感本) 疆及氇餐懿在透露枣本乎，秘紧邃择运输遽嶷较馒或可鼗性 蓑鹩运输企渡，耗运愈照会弱藏增加库存残本，逸反而增热了耩运企韭酌物流 成本。豳_ l 隧：翔俺降低瓣辕成本、糕蹴运输速度耱可靠整是运输企业释托运念她 荚耀关心缒阚题。 于馨为翳蓑熬璐代突逮运赣方蕊，在实嚣遨行孛，泽羝豢装籍多式鼗邃酌 运输成举、提高运输遄度和可靠性戮是至关煎癸。如何有效地将船舶、火率、 汽事、飞嘏鸯效的繇袋起寒，拯镲罨求运竣工其夜薅鬻审弱公龄瓣、铁路线、 承运航道、航空运行秘疑傥路径，怒缩短运输时阕藏运输距离、洚低运输成本、 掇碡服势被量必须要瓣决的两个瓣趱。 铮对娃上嚣令阏趱，我 j 在黛装禳多式联运运赣路径籁遴簸方式遥舞潜鉴 矮考惑邋辕驻务瓣三个特缝： ( 1 ) 、运输成本 蕊爨装疆多式联运孛凌髓主攀鸯惑懿运输裁零惫纂货耱捷途运辏赞粼耱中 转换装赞绢。中转换装费弼虢燕程诞输方式转换时所涉及到的鼹体费用，如从 1 4 蔫襄箱多式联适遣橹决采与协调问题的研究 铁路运输方式转换成公路运输方式或水路运输方式时，集装箱从火车上中转到 集装箱运输火车或集装箱运输般上所涉及到的费罔。 ( 2 ) 、运输速度 这主要反映在时间长短上，运输企业必须在规定的时间范围晦将货物送到 托运人手中。运输时间包括货物在途运输时间和中转换装时间，货物中转换装 时间依据中转站黔中转效率两定。 ( 3 ) 、运输可靠性 所谓运辕的可纛性则是针对运输时间瑶言的，承遐人必须保证货物能准时 到达托运人手中，宅是运输企业信誉的保证。 在集装箱多式联运的实际操作过程中，我船发现运输路径帮运输方式都是 一个未知数，因此在运输决策时都必须予以考虑。但集装箱多式联运运输路径 优选涉及剿国家、封甄区的政治、经济、文化等众多影响因素，因此在建模过程 中，两者应该分开考虑，首先进行运输路径的优选，然后才是运输方式的优选。 3 2 集装键多式联运路径规划 关于集装箱多式联运的路径规划本文采用了现在比较常用的一种做法 建立集装箍多式联运运输通道。 所谓集装箱多式联运运输通道悬指在一定的区域内，连接主要集装箱产生 地，有茭围流舞豹宽阔地带，在一定的区域内，存可供选择的集装箱多式联运 方式。建立集装箱多式联运运输通道必须具备以下两个方面：、大流量，即 通道蠹必须能提供大量豹货流：二、离效率，睁通道内必须蠢发达豹硬l 牛和完 善的软件条件，可以降低迸输时间、减少运输费用、提高运输效率。 改革开放2 0 多年以来，我国蟪区之闯豹经济发震极不平鬻，这就使地区之 间出现两种现象：一、地区之间的硬件和软件条件发展有较大的差异；二、地 区间的货物和运输路径出现集中化趋势。然瓶这也为集装籍多式联运运输通道 提供了形成的条件和建设的基础。 3 。2 。1 集装箱多式联运遥道建立熬操作步骤 集装箱多式联运运输通道的建立也就是集装箱多式联运运输通道位置的选 择，即选择合适的中转城帮。本文采嗣了一种定性分析与定量分轿相结合的方 法，其具体操作步骤如下： 蕞囊稍，式联遣蠛将凑篡与静调阉题曲研竞 步骤l 、碡定集装禧多式联运垒感点积髫戆点； 多骤2 、采震定犍势餐蕊方法，对生畿点秽鼗靛纛之瓣瓣镰隶逶孪亍爵逡性 分析，确翘哪些城市可能成为中转城市； 步骤3 、采用定餐努辑携方法，投握娱遥城枣翡戮家政繁譬惫、逸区缎济 笈袋承平、遣送法蒋法蕊、魏嚣静爱瀛硬辞稻款件条稃、城帝羽集装箱串转站 或物流躺灏黔建设愤撼、管理部门豹协作能力、鬻贸环境等栩必因素进行决壤， 帮确定候逸城枣懿伉先缀。 嚣裁髅选缄枣瓣稼先级熬穗囊失帮采霉翦是壤襁嚣耩螽熬e 一翅蓬聚娄矜辑 法，详见大连海事大学高嫒黼的毕业论文东北嫩区集装箱多溅联运通道靛展 努辑、上海海运学靛鬟蠡瓣举照谂文我国集装戆多式联运系统蛰谲校羚 橱与研究涤1 等文露。该方法蓠先嵇巍耜分褥嶷装箱多式联运臻统节焘城帝躺 类喇，然黼程这些不i 麓擞剐匏城市巾谯行集装糕雾式联运系统节点城市驰选淑。 毽这裁缝中转城市豹逡择靖黥理一个海题：熟聚在弱一类襄戆辘枣中灵选撵少 数a 令藏带，箨模糊鞋菰丞鼗p 均德聚类势辑法髓誉麓襄供食逶裁方案，鞠海 即使城市的类别相同，但城市的国家政策导向、地区缀济发展水平、地隧法律 法援、趣溪鼹交通硬襻鞠较律条徉、皱枣翡集装瓣中转站或甥淡匿嚣鲍建谈髓 泷、营理帮翔懿秘诲憨力、裔燹环蟋等穗关黧索还楚存在着宠的差算，这必 然还要泉敬其他数学方法重新进行热择。因此本文采用了一种赫于信患熵革瓣灰 惫关联嶷方寨懿决策方法，对缦选城泰进行钱克缀分橱，确定镁选壤奄静撑垮， 簌两秀爨装籍多式联运路径爨遥撬供理谂薹磷。 步骤4 、对生成点城市和目的点城市之间躐离的远近、熊凝箱的遥力镩相 关霞索进褥分提，扶爵虢宠集装箨多式联运中转蠛蠢鲶鼗嚣秘逡灏路径。 3 。2 2 髅漾城泰德免缀确定 3 。2 。2 。l 候选城市优巍缎确定豹欺擀方法慕乎信患熵鞠撒憩关联度考察瓣 决策方法”1 竣霄掰令候选城零，译狯豢辕两令，每个方案翁译徐搿糯蓬强寓鳖袭乐， 记作置一( x 。x 。，x w ) ，i = 1 , 2 ，m ，从而得判原始的评价斑阵x = ( ) m ，。 ) 、弹徐捂囊毅爨鲍凑宠 本方法采用信息熵的方法确定评价指标的被煎。其基本步骤如下： 善羲箱，式联遗嫩辫央粜与婚硼问题砖研竞 对每一评价指标对应的向量进行勰范化处理褥刘 嘞= ，嘞 袋第，个评徐搭据兹稷对熵镶 弘扣g 扣荔椭蚧l 吲和川幺， 囱烧理论，慕褥第，令译贫捺标的较重兔 w i = s | i s f j = 1 , 2 ，n ( 2 ) 、方案评价指标矩阵的建立 茇歉待评价方案的评价指标往臻其有不弼的爨纲和数璧缀，丑有的指标是 援大捂拣；有些攒撂楚辍套糖标。掰拢曩对缀娥攒标馕进行艇蓬键处理，溺除 薰纲酌影响。通过援藏他得到矩簿y ；( y 。) 。，规范化过程w 叛采焉下瑟两个 计算公式： 对予极大捂蠡，鞭撩舔蘧越六髓好魏豢耩袋鼹下式燕葱稼： 一唧n k 。 玛。m a x x 。 - m ! n x u 瓣予裰夺攒蠢，鼯撵椿羲越枣怒好豹撵蠡累短下式矮蔻馁： ( 3 ) 、方寨灰色美载瀣蕊确立 根攒灰色关联决策的理论，以评价方案指标向量与穗对最优方案指标向量 构关联发作为评价方案忧劣的准则。 潋上述溪范稼戆簿y = y 。) 。，醺y o ，( 歹= 毛2 , - - - , 扔蠢繁j 个摇蠡在各译资 方案中的最优值，即虬，为规范化矩阵y = ( ) m 第，列元索的最大值。于是 嚣= ( y 。y 。， 。) 簿为携遗懿簸褒怒方案，终巍译綮豹参照蠡准。对裁莲键 藤的指躲即可求关联悉数，设第，个评价方案第u ，个评价指书茜与最理想参照方案 1 7 h 焉蒜 纂麓镒多式联运谶瓣决基与协调问题辑田 竞 繁，个捂椽熬关联系数避兔气，则 = 等等等藉“= ，幺墟，川铲百j 焉画画菇i 厂。1 2 埘引2 ， 其中掌为分辨系数，善毫【o ，l 】，一般敬孝为o 5 。 ( 4 ) 、决策模型 为了爱获瘊鸯猎抟懿综会关联趱痰，嚣壤握鑫浮傍黎檬懿藿要程凄砖番关 联系数谶行加权求和，求得备方案与最理想方巢的灰色关联渡h 为 = 穆喙， 根据t 从大到小的黻窿朝霹砖特候选城市进行捷先级搀謦。 3 。2 。2 t2 髅选城枣徒纛缀穗定盼实铡分析 1 ) 、炎铡 假设在上海至成都两个城市之间建立一个熊装箱多式联邋通道，在两城市 之阕可傲选择城枣为您索、套腮、丸注、郑娜。选择这四令城帘弱国家政策导 离、地溅经济发展永平、遣送静交潺硬件、城镪的集装箱中转站或物流西酝的 建设情援、管理部门麴旃 乍能力、鞘贸嚣境等弹为考虑指标。蒗串，垂予捺籽 鸯限，熄隧的交通褒佟、城蠢的集装籍中转蛞躐物漉嚣区静建浚情况这鼹令隧 索本文液裔燕浚考惑，