（系统理论专业论文）铁路集装箱多式联运中运货排程问题的优化模型与启发式算法.pdf

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r e a c h i n g s i g n i f i c a n c ef o rc o n t a i n e rt r a n s p o r ti nc h i n a t l l i sp a p e ra n a l y z e st h es y s t e mo ft h em u l t i m o d a lt r a n s p o r to ft h ec o n t a i n e r s ， p a r t i c u l a r l y , t h ec u r r e n td e v e l o p m e n ts i t u a t i o n , a d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h e r a i l w a yc o n t a i n e rt r a n s p o r ta th o m ea n da b r o a d o nt h i sb a s i s ，t h i sp a p e rd i ds o m e r e s e a r c h 1 1 1 ed i f f e r e n c e st ot h ep r e v i o u ss t u d i e s ，f r o man e w p e r s p e c t i v e ，a st h ep u r p o s e o fr e a l i z i n gt h ep r o f i tm a x i m i z a t i o no ft h em u l t i m o d a lt r a n s p o r to p e r a t o r s ，t ou s et h e o p t i m i z a t i o nt h e o r y , t od e p e n do nt h ed i f f e r e n tc i r c u m s t a n c e s ，h a sc o n s t r u c t e do f t w o o p t i m i z a t i o nm o d a la b o u tt h er a i l w a ym u l t i m o d a lc a r g oc o n t a i n e r st r a n s p o r t , t h a ti s s i n g l e - d e s t i n a t i o nm o d e la n dm u l t i - d e s t i n a t i o nm o d e l b e c a u s eo ft h em u l t i p e r i o da n d m u l t i m o d a lf r i g h ts c h e d u l i n gp r o b l e mi sak i n do fi n t e g e rp r o g r a m m i n gm o d e l ，a n di s am u l t i - d i m e n s i o n a lk n a p s a c kp r o b l e m , a n dd i f f i c u l tt og i v ea ne x a c ts o l u t i o n , s of o r e a c hm o d e l ，w ed e s i g n e dt h e i ro w ng r e e d yh e u r i s t i ca l g o r i t h m s ，a n dm a d et h ed e s i g no f a l g o r i t h m su s ei n t oi n s t a n c e s 1 1 1 eo u t c o m eo ft h ei n s t a n c e ss a i d ，t h ec o n s t r u c t e dm o d e l s p l a y e dar o l ei no p t i m i z i n gi n t h ec o m p l e xp r o c e s so fs h i p p i n gs c h e d u l ep r o b l e m ， a c h i e v e dt h ed e s i r e de f f e c t ，n l er e s e a r c ho ft h ep a p e rh a sp r o v i d e ds o m et h e o r e t i c a l s u p p o r tf o rt h eo p t i m i z a t i o no ft h er a i l w a yc o n t a i n e rt r a n s p o r to r g a n i z a t i o n k e y w o r d s ：c o n t a i n e rs e r v i c e ；m u l t i m o d a lt r a n s p o r t ；s c h e d u l i n gp r o b l e m ； o p t i m i z a t i o nm o d e l ；h e u r i s t i ca l g o r i t h m c i a s s n 0 ：i 6 9 1 目录 中文摘要i i i a b s l r a c t i v 1 绪论1 1 1研究背景与意义1 1 2国内外研究现状。2 1 3 研究内容。4 2铁路集装箱多式联运概述。6 2 1 国际集装箱多式联运6 2 1 1 国际集装箱运输特征6 2 1 2 国际集装箱多式联运的运输组织形式7 2 1 3 国际集装箱运输的优势8 2 2 铁路集装箱多式联运的现状以及存在的问题一9 2 2 1 国外铁路集装箱运输的发展及其现状9 2 2 2 我国铁路集装箱运输的发展及其现状1 1 2 3铁路集装箱运输优势1 4 2 4铁路集装箱的营销策略1 5 2 5铁路集装箱中心站集装箱箱流运作与分析1 8 2 5 1 中心站结构、作业设备及业务功能1 9 2 5 2 铁路集装箱流19 2 5 3 铁路集装箱运输流程分析2 2 2 6 叫、结2 4 3集装箱运货排程问题的优化模型2 5 3 1问题分析2 5 3 2 问题模型的建立2 5 3 2 1 单目的地模型2 5 3 2 2 多目的地模型2 7 3 3 小结2 9 4模型的算法3 0 4 1算法概述3 0 4 1 1 算法的基本概念。3 0 4 1 2o 1 背包问题算法31 4 2 本论文模型的算法3 4 4 2 1 单目的地模型算法3 5 4 2 2 多目的地模型算法。3 5 4 3小结3 6 5算例分析3 8 5 1单目的地模型算例3 8 5 2多目的地模型算例4 0 5 3 小结4 4 6结论与展望4 6 6 1 结论4 6 6 2进一步的工作展望4 6 参考文献4 8 作者简历5 0 独创性声明51 学位论文数据集5 2 1 1 研究背景与意义 1 绪论 货物集装箱运输被誉为货物运输的一场革命，是货物运输的发展方向。在世 界进入经济全球化的时代，国际多式联运的货物仅仅是单一的集装箱运输己不能 满足进出口集装箱运输的需要，如果说国际集装箱运输是国际货物运输的发展方 向，那国际集装箱多式联运则是国际集装箱运输的高级组织形式，是货物运输的 又一场革命。 集装箱多式联运是集装箱运输发展的高级形式，它以集装箱为运输单元，将 不同的运输方式有机地结合在一起，构成连续的、综合性的一体化货物运输。集 装箱多式联运正日益成为国际物流活动的主导运输组织形式，其功能和效益将在 更深的程度上得到发挥和体现。在我国，国土幅员辽阔，铁路是我国交通运输的 主要手段，是国民经济的大动脉。但是，作为全球货运主要运输工具的集装箱， 尚不足以在我国内地进行普及和规模化运作，尤其是铁路集装箱多式联运，与发 达国家比，仍处于发展的初始阶段。目前，我国铁路集装箱运量仅占海运集装箱 运量的3 ，然而目前随着经济的发展，我国的集装箱业务量迅猛增加，这一现象 与集装箱运输业整体蓬勃发展的形式极不适应。铁路既有陆桥运输的条件，又是 港口货物运输的主要集疏运方式，在我国运输市场逐步完善的阶段，应以集装箱 运输为纽带，强化多式联运，集装箱多式联运市场将是铁路货运强有力的新增长 点。 到目前为止，我国铁路集装箱运输仍然是整个集装箱多式联运链条中的一个 薄弱环节。这其中的原因有很多，一方面，我国的主要出口加工业一般也都集中 在沿海地区，内陆对出口贸易的参与度较低，加之沿海地区相对比较富裕，集装 箱货源也大部分就近消费，依靠铁路向内陆长距离运输的比重不大。另一方面， 铁路行业内部的包括体制、管理以及技术基建层面的问题也是一个非常重要的因 素。毕竟铁路集装箱运输是要建立在铁路这一运输方式的基础上的，它的运作和 开展都不可避免地要受到铁路运营体制，管理模式以及基建和技术水平的制约。 近年来，国内外的专家学者对铁路集装箱的运输也做过相关方面的探讨与研 究，不过做的还不是太多。对于铁路运输，在我国有其特有的现状。我国铁路部 门还处于改革的前期，目前政企不分，没有市场意识，还不能突破传统的经营管 理体制至今未能形成可以直接面对客户、全程负责的集装箱运输局面，“铁老大 思想等还在现在职工心中有很深的影响。人员素质整体不高，缺乏专业的管理人 员和技术人员。在体制改革方面，一些专业人士也做过一些研究，提出一些体制 改革和集装箱管理方面的建议。 因此，为了我国经济的可持续发展，除了进行铁路体制改革，国家大力支持 投资和建设铁路集装箱运输中心站等基础设施以外，还要大力提高铁路集装箱多 式联运的技术水平和管理水平，为以后的铁路集装箱运输提供一定的理论支持， 因此，相关领域的理论创新和技术创新具有十分重要的现实意义。 1 2 国内外研究现状 我国铁路集装箱运输起源于2 0 世纪5 0 年代，是世界上较早发展铁路集装箱 运输的国家之一n 1 。目前，不论从箱、车、货场条件讲，还是从箱型、运量方面看， 都具有一定的规模，有了较雄厚的基础。从集装箱运输形式出现以来到现在，国 内外对它的研究工作就始终没有停止。随着集装箱运输的不断发展，有关集装箱 运输效率问题的研究逐渐被人们重视。集装箱多式联运问题是目前引起普遍关注 的一个研究课题，但针对多式联运网络的性质及其相关算法的研究，尤其是寻求 最佳运输路线方法的研究，各类相关文献仍涉及很少。国内外的一些文献呐3 研究 了多式联运下的最短可行路径、多式联运网络的最优分配、运输方式组合优化等 问题，并给出了求解算法。以上研究取得了一定成果，但建立的模型未能综合考 虑运输时间和运输费用，不具有普遍适用性。姜军、陆健阳3 等在研究中提出了用运 输费用和运输时间的线性加权之和表示多式联运网络系统性能指标( p i ) ，针对不同 的货物分别赋予不同的权重系数，以p i 最优为目标建立优化模型，提出了相应的 求解算法。在多式联运的模型研究方面，由于需要考虑的因素很多，如运输路径、 运输费用、运输方式的分担选择等，现在还没有通用的理论模型。目前所做的理 论研究中，通常是从总时间最少、总费用最小或总服务水平最高等中的一个方面 进行建模分析。r e d d y 口1 从总费用最小方面考虑，建立了一个线性模型。该模型认 为总运输费用由城市间的运输费用和城市内的中转费用两方面构成。d u i n 和h a m 1 在进行多式联运终点站的选址研究中，也建立了一个线性规划模型，在基于费用 的网路最优化条件下分析考查终点站的选址问题。孙华灿等n 6 3 建立了一个含路径 合理性约束的联合运输路径优化模型从货运生产实践角度出发，提出了联合运 输合理路径概念。通过构建直观的联合运输网络图，以总运输成本最少为优化目 标，将多方式联合运输合理路径的选择和优化问题转化为含有超期惩罚因子的广 义最短路模型。 在算法研究方面，l a m 四1 等通过应用群集技术( c l u s t e r i n gt e c h n i q u e ) ，提出聚类 2 算法，用来提高多式联运网络中求解k 次最短路问题传统算法的计算性能。 z i l i a s k o p o u l o s 和w a r d e l l n 町研究了多式联运网络中运输时间最短条件下的路径求解 问题，提出了时间因素决定下的多式联运网络最佳路径算法。s p i e s s 和f l o r i a n n 妇 描述了在一组固定的运输线路条件下解决交通分配问题的一个模型，在考虑等待 时间的基础上，提出了使用静态最短路算法来求解时间最小化条件下的最佳运输 路线问题。n g u y e n n 2 1 采用与s p i e s s ，f l o r i a n 相类似的方法，通过将时间依赖性加入 到多式联运网络中，考虑运输网络中的旅客动态分配问题。b o u s s e d j r a 和m o u d r t i n 3 1 采用双向的研究策略来考虑多式联运网络，提出了源点和终点间运输时间最小化 条件下的最短路算法。孙华灿n 卜阃等对运输网络中的径路选择进行了合理的优化， 提出了一种遗传算法计算；井祥鹤等n 砌分析了多式联运运输方式选择多目标优化 问题的数学模型及虚拟运输网络图，并且将基于信息熵的多属性决策方法引入适 度函数设计中，提出一种求解多式联运运输方式选择多目标优化问题的混合遗传 算法，给出了染色体编码、遗传算子设计、染色体有效性判断和修正的方法。 由于国际集装箱运输的重心是海上运输，研究集装箱运输组织模式的研究主 要集中在海运。王松文n 力从诸多方面论述了中转径路管理在船公司经营活动中的 重要性。武振业，宋天生，赵柯n 嬲在文献中基于对海运集装箱运输问题特性的分 析，建立了需求不确定的海运集装箱路径随机规划模型，并应用机会约束规划方 法求解模型，通过数值仿真证明了模型的可行性。顾国林，闫海峰，谭云江n 钔等 人在文献中采用系统观点和类比方法，运用运输组织、离散数学、最优化理论等 相关理论对中心站间集装箱运输径路选择问题的参数和模型进行了深入的研究。 在分析和借鉴己有的车流径路选择优化模型的基础上，构建了重箱流径路选择的 多目标0 - 1 规划模型，并经过对相关算法的研究和分析，选择d b f s 和g p 作为模 型的求解方法。 我国铁路运输组织理论的研究，长期以来都以车流组织理论为核心内容，在 计划、车流径路、集结参数以及空车调整等多个方面都取得了相当丰硕的成果， 但针对于铁路集装箱运输路径的研究相对较少。近几年，随着我国铁路集装箱运 输的不断发展和独立的集装箱运输系统的建设，不但对铁路集装箱运输系统建设， 而且对集装箱运输理论的研究也在逐渐增多。铁路集装箱运输径路选择问题越来 越受到人们的重视。相关的文献资料也在逐渐增加。它们从系统建设、结点站布 局与发展、空箱调整、班列开行计划、枢纽组织等几个不同的方面进行了一系列 的研究。 李祖杰，杨柯，王思明等洲在文献中针对铁路集装箱运输辅助决策系统的构 成图、车流径路方案及其算法进行了研究，它以铁路集装箱运输网络为依据，主 要考虑铁道部对特定径路的管理，但对各铁路局管内制定的特定径路，只要按规 范化形式输入数据并对路网描述中的相应信息稍作补充就可使用。贺国先等口妇在 文献中结合公铁联运过程中承运、中转和交付的3 个环节，借鉴d i j k s t r a 标号算法 思路，提出一种多阶段定向搜索的标号算法解决集装箱公铁联运费用最短路问题。 该算法考虑路网中铁路线路和公路线路的区别引入了集装箱办理站选择集的概 念，并考虑集装箱办理站的中转费用。 s h c n ，k h o o n g 瞳2 1 与c r a i n i c 啪1 等分别在对空箱调配信息系统的结构、组成要素、 功能、评价目标等方面进行了研究，同时后者还对空箱调整提出了网络流模型， 确定了合理的空箱调整方案。云俊阻耵在自己的研究成果中则利用随机过程的理论 建立动态随机模型，以解决空箱调配路径的优化问题，并采用图论的相关算法来 解决模型的求解。 尽管如此，对于我国铁路集装箱运输组织的研究仍然存在一些不足，对运输 系统建设的研究相对较多，对运输组织理论的研究略显不足，而且相关理论研究 并未形成一个完整的系统。针对铁路集装箱运输的整个运营过程尤其是到发站、 中转站以及始发站之间的衔接问题的研究相对较少，关于铁路集装箱运输组织模 型的研究仍有空白。 1 3 研究内容 本文拟通过论述国内外铁路集装箱运输的发展概况，分析目前我国铁路集装 箱运输所存在的主要问题及原因，深入探讨铁路集装箱多式联运管理中存在的实 际问题，借鉴国外铁路集装箱运输发展的先进经验，以铁路集装箱中心站为依托， 从其作为多式联运经营人的角度出发，为取得运输利润最大化，根据货物运输的 一些限制因素，选择最优的运输模式，进行排程运输；通过对不同情况的描述， 建立起数学优化模型。最后根据实例，按照条件约束，根据模型的特点提出贪婪 启发式算法，得出问题的相对最优解，并通过e x c e l 精确算法，验证模型与算法的 有效性。论文主要包括以下几部分内容： ( 1 ) 集装箱运输的概述。在目前我国经济大发展，集装箱业务量急剧增加， 我国集装箱的发展前景广阔，然而铁路集装箱的运输发展不足，根据国际背景， 认清我国铁路集装箱运输中存在的主要问题，说明本文的意义所在，提出论文的 研究内容。 ( 2 ) 分析铁路集装箱运输的特点与流程，论述国内外铁路集装箱运输的发展 现状，根据当前多式联运下集装箱运输经营人所面临的问题和竞争，提出研究内 容的问题与解决方法。提出我国铁路集装箱运输的发展措施。 ( 3 ) 集装箱运货排程问题的模型及算法分析。总结多式联运下的最短可行路 4 径、多式联运网络的最优分配、运输方式组合优化等问题，根据实际情况与研究 问题的角度，提出多时段、多模式下简单的货运排程问题的o 1 整数规划模型与有 效启发式算法。随后对模型进行复杂化，进而扩展为多目的地的整数规划模型， 进而与现实问题更加相符，并提出模型的启发式算法。 ( 4 ) 通过实例分析，根据自定义的贪婪启发式算法以及e x c e l 规划求解算法 分别来计算模型，得到最优解来验证模型的可行性与算法的有效性。 ( 5 ) 论文的结论与展望，说明研究内容的局限之处以及进一步的工作。 5 2 铁路集装箱多式联运概述 2 1 国际集装箱多式联运 2 1 1国际集装箱运输特征 国际集装箱多式联运发展的阶段还不是太长。国际集装箱多式联运是在上世 纪6 0 年代国际集装箱运输的基础上发展起来的一种新型的运输方式，它一般以集 装箱为媒介，把铁路、水路、公路和航空等传统的单一运输方式有机地结合起来， 组成一个连贯的运输系统，通过实现“f 7 n 1 1 服务来更好地为货主提供经济、 合理、迅速、安全和简捷的运输服务钉。 对于国际集装箱多式联运的定义有很多种，其中比较认可的是1 9 8 0 年联合 国国际货物多式联运公约汹1 ( 以下简称多式联运公约) 对国际多式联运的定 义为：按照多式联运合同，以至少两种不同的运输方式，由多式联运经营人将货 物由一国境内承运货物的地点，运送至另一国境内交付货物的地点。为履行单一 方式运输合同而进行的该合同所规定的货物接交业务，不应视为国际多式联运。 根据该定义并结合国际惯例。国际集装箱多式联运包括如下几个方面的特征： ( 1 ) 必须有一个多式联运合同，明确多式联运经营人与托运人之间的合同关 系。这是多式联运的主要特征，是区别多式联运与传统单一运输方式的重要依据。 多式联运经营人负责货物全程运输责任并收取全程单一运费是多式联运合同的两 个主要标志； ( 2 ) 必须是两种或两种以上不同运输方式的连贯运输； ( 3 ) 必须是国际问的货物运输； ( 4 ) 多式联运经营人从发货人或其代理人那里接管货物时起即签发多式联运 单证，并对接管的货物开始负有责任； ( 5 ) 必须实行多式联运经营人全程单一负责制，多式联运经营人承担自接管 货物起至交付货物止的全程运输责任，对货物在运输途中因灭失损坏或延迟交付 所造成的损失负赔偿责任； ( 6 ) 必须实行全程单一的运费费率，并由多式联运经营人以包干形式一次性 向货主收取。 6 2 1 2 国际集装箱多式联运的运输组织形式 国际集装箱多式联运的组织形式是多种多样的。这种运输方式是采用两种或 两种以上不同方式运输，并利用集装箱进行联运的运输组织形式。这里所指的不 少于两种运输方式可以是：海陆、陆空、海空、陆海空等不同方式组合。这与一 般的海海，陆陆，空空等形式的联运有着本质的区别。后者虽也是联运，但仍是 同一种运输工具之间的运输方式。由于国际多式联运严格规定必须采用两种或两 种以上的运输方式进行联运，因此这种运输组织形式可综合利用各种运输方式的 优点，充分体现社会化大生产大交通的特点。国际多式联运具有其它运输组织形 式无可比拟的优越性，因而到目前为止，己在世界各主要发达国家和地区得到广 泛的推广和应用。目前，有代表性的国际多式联运主要有远东欧洲，远东北美等 海陆联运，其组织形式包括： ( 1 ) 海陆联运 由于海上集装箱运输比较发达，因此海陆联运是国际多式联运的主要组织形 式，也是远东欧洲多式联运的主要组织形式。这种组织形式以航运公司为主体， 签发联运提单，与航线两端的内陆运输部门开展联运业务，与大陆桥运输展开竞 争。此种运输方式有很强的竞争性。 ( 2 ) 陆桥运输 在国际多式联运中，陆桥运输( l a n db r i d g es e r v i c e ) 起着非常重要的作用。所 谓陆桥运输是指采用集装箱专用列车或集卡，把横贯大陆的铁路或公路作为中间 “桥梁 ，使大陆两端的集装箱海运航线与专用列车或卡车连接起来的一种连贯运 输方式。严格地讲，陆桥运输也是一种海陆联运形式，但因为这种方式在国际多 式联运中的地位很独特，故在此将其单独作为一种运输组织形式来论述。 ( 3 ) 海空联运 海空联运又称之为空桥运输( a i rb r i d g es e r v i c e ) 。在运输组织方式上，空桥运 输与陆桥运输有所不同：陆桥运输在整个货运过程中使用的是同一个集装箱，不 用换装，而空桥运输的货物通常要在航空港换入航空集装箱。但是，两种方式的 目标都是以低费率提供快捷、可靠的运输服务，即目标一致。采用这种运输方式， 运输时间比全程海运少，运输费用比全程空运便宜。不过，这种联运组织形式是 以海运为主，只是最终交货运输区段由空运承担。 总的来讲，运输距离越远，采用海空联运的优越性就会越大，同完全采用海 运相比较，其运输时间更短，同直接采用空运相比较，其费率更低些。因此多式 联运，既保证了效率又保证了成本利润。 7 2 1 3 国际集装箱运输的优势 随着集装箱运输的发展，多式联运交接的货物越来越多，各发展中国家采用 多式联运的货物也以较快的速度增长。可以说，国际多式联运的产生和发展是国 际货物运输组织的革命性交化。因此集装箱货物多式联运己成为国际货物运输的 发展方向。多式联运之所以能迅速发展，是由于它与传统运输方式相比具有许多 优点，这些优点主要体现在以下几个方面： ( 1 ) 统一化和简单化 国际多式联运的统一化和简单化主要表现在：无论运输全程有多远，无论有 几种方式共同完成货物运输，也无论全程分为几个运输区段，经过多少次转换， 所有一切运输事项均有多式联运经营人办理。货主只需办理一次托运，订立一份 运输合同，一次保险，多式联运经营人会如期完好地按合同完成运输任务。运输 途中发生货物短缺或损坏，由多式联运经营人对全程负责。 ( 2 ) 减少中间环节，降低货损、货差事故，提高运输质量 多式联运是以集装箱运输为基本单元，是能够实现“门到门运输的一种运 输方式。尽管运输途中可以多次换装转点，但由于集装箱所固有的特性，不须倒 箱、装箱、逐件理货，只要保证集装箱外表状况良好，铅封完整，即可免检放行， 从而减少了中间环节。虽然运输全程中需要多次装卸作业过程，但由于集装箱运 输中的标准化，各专用机械的作业，减少了货损事故。再者，由于全程运输由专 业人员组织，各环节与各种运输工具之间的衔接紧凑，配合较好，货物中转及时， 停留时间短，从而使货物的运输速度加快，有效的提高了运输质量，保证了货物 安全，迅速、准确、及时地运抵目的地。 ( 3 ) 降低运输成本，节约运杂费用 多式联运全程运输中各区段的运输和各区段的衔接，是由多式联运经营人与 各实际承运人订立分运合同和与各代理人订立委托合同来完成的。多式联运经营 人通过运输路线和运输方式的合理选择，通过优化方案，可以降低全程运输成本， 提高利润。对于货主来讲：一是可以从降低的运输成本中得到好处；二是在多式 联运下，一般在货交第一承运人时即可取得运输单证，并可以进行结汇。时间比 分段运输提前，有利于资金的周转；- - 是由于采用集装箱运输，从某种意义上说节 省了包装费和保险费用。 ( 4 ) 提高运输组织水平，扩大业务范围 通过多式联运可以提高运输组织水平，扩大运输经营人业务范围，实现合理 运输传统的运输组织。如果各种运输方式的经营人都自成体系，独立运输，其经 营、业务的范围将会受到很大限制，只能经营自己运输工具能够涉及到的运输业 务，货运量也受到限制。一旦发展成为多式联运经营人或作为多式联运的参加者 ( 实际承运人) ，其经营的业务范围可大大扩大，从理论上讲可以扩大到全球。除 多式联运经营人外，其它与运输相关的行业及机构如仓储、港口代理、保险、金 融等都可通过参加多式联运得到好处，扩大业务。国际多式联运是由专业人员组 织全程运输的，这些人员对多式联运的过程有过系统的学习，对世界运输网，各 类承运人、代理人，相关行业和机构及有关业务都有较深的了解和较为紧密的关 系，因此他们可以选择较好的运输路线，使用合理的运输方式，选择合适的承运 人，实现最佳的运输衔接与配合，从而提高了运输组织水平，充分发挥现有设施 和设备的作用，实现合理运输。 2 2 铁路集装箱多式联运的现状以及存在的问题 2 2 1国外铁路集装箱运输的发展及其现状 集装箱铁路运输起源于2 0 世纪初的英国，目前已经成为国外铁路货物运输的 主要形式嘲。据网上相关资料可知，美国、日本早在8 0 年代初就取消了零担运输， 适箱货物全部集装箱化；日本铁路集装箱运量占总运量的比例高达4 8 5 ；美国 铁路的集装箱运输仅次于煤炭，位于第二位；印度国家铁路集装箱公司占有其国 内集装箱市场份额的9 3 ，占国际集装箱运输市场份额的5 0 ；同样在法国、德 国等欧洲国家，集装箱运量都占有较大比重，一般可占到总货运量的2 0 - 3 0 ， 并以每年6 9 的速度增长。国外铁路集装箱运输的发展体现出以下几个特点： ( 1 ) 多式联运系统发达，铁路与其它交通方式均衡发展 日本及欧美的高速公路系统非常发达，但铁路在集装箱运输中所占的比例仍 然较大，这正是各种交通方式合理分工、均衡发展的必然结果。美国的大陆桥运 输取得了良好的运输效果，这是多式联运系统的最好体现；德国以5 0 0 k m 作为公 路运输与铁路运输的合理分界，这样促使各种交通方式充分发挥其自身优势。多 式联运不仅体现在运输形式上，而且体现在作业过程的相互衔接、运输设备的标 准化、信息联系的互通性等多个方面。现行的以集装箱为中心的国际多式联运网， 改善了不同运输方式之间的连接，提高了综合运输效益，简化了运输手续，降低 运输成本，是一种经济、便捷的运输方式。目前国外集装箱运输已形成了海运班 轮化、铁路直达化、以公路为主要集疏管道的“f - j ni - j ”运输方式。 ( 2 ) 开行集装箱运输直达班列 在欧美日发达国家，在集装箱中心站开行整列集装箱直达列车、建立集装箱 运输通道，这是发达国家集装箱运输组织的共同特点。据资料显示，1 9 8 4 年起， 9 日本铁路集装箱运输全部开行直达班列；1 9 9 2 年美国干线全部开行集装箱专列， 只有1 0 1 5 的支线保留集装箱与其它车辆混编列车。 另外集装箱运输班列可以在中途需要停靠站进行集装箱装卸作业。由于装卸 设备先进，装卸作业就在到发线进行，一般只需2 0 - - 3 0 分钟，这样就大大缩短了 集装箱班列的停留时间，并能按列车运行图正点运行。 ( 3 ) 重视集装箱中心站的建设 在发达国家，对集装箱中心站，一是要加强基础设施建设，不断扩大和完善 中心站的规模，充分预留发展用地，货场道路、集装箱堆场硬面化，配备高效率 的装卸机械，延长到发线有效长，满足组合列车开行需要。二是要建立信息中心， 采用计算机技术进行集装箱信息管理，逐步实现集装箱运输业务的动态管理。 ( 4 ) 集装箱中心站建设与城市物流中心相结合 这样一方面企业通过在中心站设置物流基地进行商品配送，可以减少中间环 节、加快流通速度、降低流通成本；另一方面物流产业的发展促进了集装箱班列 的开行。 ( 5 ) 集装箱中心站建设与港口集疏运相结合 国外大型集装箱码头均建有铁路集装箱中心站，这样铁路装卸线直接设置在 码头堆场后方，港口与中心站建立密切的信息联系，实现铁路与港口的对接，减 少了运输的中间环节，节省了运输成本，充分发挥铁路运输的优势，增强港口的 吞吐能力。 ( 6 ) 集装箱箱体向大型化、标准化、专用车向铰接和双层化发展 集装箱箱体向大型化发展，现在国际上使用的大部分是2 0 i t 和4 0 i t 的集装箱， 但集装箱在长度上有迸一步发展的趋势，目前国际上使用4 5 f t 集装箱也已相当普 遍。标准箱的容量在不断扩大。 铁路集装箱车辆从敞车、平车过渡到了骨架结构的集装箱专用平车。进入8 0 年代，美国铁路出现了两种全新结构的车辆：一种是铰接在一起，中间共享一个转 向架，这种铰接车组通常由5 辆车组成，共使用6 个转向架，这样车辆自重就减 轻了很多，并且这种车适应性很广，可装载2 0 t t ，4 0 i l ，4 5 i t 的集装箱，也很适合 装载集装箱拖车。另一种车辆是双层集装箱专用平车，这种车辆的出现可称之为 集装箱装运的一次革命，首先它降低了车辆承载面的高度，以便装载两层集装箱； 其次可根据铰接车组的经验，把5 辆双层集装箱车铰接在一起，大大降低了车辆 的自重系数，并采用了高速转向架和先进的制动系统，从而减少了牵引燃料的消 耗，降低了运输成本，大大提高了铁路运输能力。目前双层集装箱列车已经广泛 开行于美国、加拿大和澳大利亚等铁路。 1 0 2 2 2 我国铁路集装箱运输的发展及其现状 我国铁路从1 9 5 5 年开办了集装箱运输，至今已有5 0 年的历史。目前，全国 共有四十七个主要城市的五十五个业务网点办理集装箱全程运输服务，共有铁路 集装箱办理站6 0 9 个，遍布全国铁路网中的各主要城市和港口。根据规划，在运 输量较为发达的地区，建立1 8 个铁路集装箱中心站，计划到2 0 1 0 年全部完成。 为了应对日益激烈的市场竞争，铁道部提出了跨越式发展计划，实现传统中国铁 路向现代企业转型。2 0 0 3 年1 2 月铁道部成立了中铁集装箱、行邮、特货三大专 业运输公司，使铁路货物的运输改革进入了崭新的阶段。 近年来，由于装卸起重机械的快速更新，能承运2 0 英尺以上大型箱的办理站 迅速增多。全路现有各类集装箱6 9 万只( 自然箱) ，折合保有量2 1 3 万t e u ，铁 路2 0 英尺箱和4 0 英尺箱占集装箱保有量总数的比率分别为2 0 ，有近万辆的铁 路集装箱专用平车，形成了开展物流业务的资产优势。除i t ，1 0 t 集装箱和2 0 英 尺、4 0 英尺通用箱外，近年来开发的2 0 英尺弧型罐式、台架箱和5 0 英尺双层汽 车箱等专用集装箱，可以承运油品、化工、散装水泥、汽车、木材等特种货物， 而且需求量大，发展迅速。2 0 0 4 年2 月，双层集装箱运输己经通过试运行，并随 之推广，将有效减少铁路集装箱运输成本。 在大力发展铁路集装箱运输过程中，许多大型的集装箱运输公司应运而生。 中铁集装箱运输有限责任公司是经铁道部批准、国家工商管理总局注册、铁道部 直属的全国性铁路集装箱运输企业，具有铁路承运人资格。公司下设哈尔滨、沈 阳、北京、呼和浩特、郑州、济南、上海、南昌、广州、柳州、成都、兰州、乌 鲁木齐、昆明、武汉、西安、太原、青藏等1 8 个分公司和2 2 个营业部，另有中 铁国际货运代理有限公司、中铁特种集装箱运输有限公司等2 4 个全资子公司，控 股中铁铁龙集装箱物流股份有限公司和北京东、杨浦、成都东、重庆东、大朗、 昆明东6 个集装箱站，在全国3 0 个省、自治区、直辖市的7 5 5 个铁路车站办理集 装箱业务。2 0 0 5 年，铁路集装箱发送量为2 7 7 2 万t e u ，发送吨5 5 6 4 9 万吨，集 装箱平均收入1 9 6 4 6 元；集装箱运输平均运距为1 4 7 3 6 公里：比1 9 9 0 年增加4 4 5 7 万吨，年均增长速度达1 2 ，远远高于同期铁路货运3 8 7 的增长速度，也高于 同期g d p 增幅1 1 ，保持了较快的发展速度嘲。 “十五期间共完成集装箱发送箱1 4 1 1 5 万t e u ，发送吨2 6 6 4 4 2 万吨，比 “九五 期间分别增长了6 0 1 和7 8 4 。“十五 期间年平均增长率分别为1 2 5 和1 4 6 。“十五一期间集装箱运输班列共开行了3 0 7 4 0 列2 5 7 5 万t e u ，占此期 间集装箱总运量的1 8 2 ，年平均增长达2 5 7 。 铁路集装箱运输对于发展铁路货运物流的优势主要表现在以下几方面啪】 3 ： ( 1 ) 强大的铁路运输网络由于铁路运输能力强，运输成本低，非常适合开展 区域物流和国际物流，并具有极大的竞争优势。 ( 2 ) 物流设备设施较齐全大量的仓库和货场，以及其他比较齐全的物流设备、 设施。 ( 3 ) 较完备的信息系统铁路系统已使用或正在开发完善的铁路管理信息系统 ( t m