集装箱空箱调运研究综述

1、集装箱空箱调运研究综述发布日期：2007-11-9 12:47:27摘要：由于物流的不平衡性等多方面的原因，造成了大批空集装箱的运输。对丁集装箱空箱调运问 题，从国内和国外研究现状这两个方面进行了评述，得出了一些结论，同吋，对空箱的有效 利用提出了一些建议。一问题的提出由于集装箱运输的种种优越性，越來越多的货种跨入集装箱运输的行列；而杂货更是绝 大部分被装入集装箱内运输，但是集装箱运输也有其弊端，空箱调运就是其中显著的问题的 z-。由于以下原因:1）集装箱箱务管理的失误，运作不规范。2）贸易的不平衡及其具 体表现的随机性。集装箱货物贸易的最大不平衡发生在以亚洲为一端的两大主干远洋贸易航 线上，

2、即亚洲/北美航线和亚洲/欧洲航线。在这两条主干航线上，由于进出口箱量的不平 衡,产生空箱调运的问题。3）进出口货物种类和性质的不同，导致航线上进出口箱型的不 平衡。4）国家和地区间经济发展的不平衡。造成集装箱货源流向上货量、货种的不平衡， 从而导致一些地区空箱大量闲置，而另一些地区空箱无法满足运量需求，只能通过空箱调运 满足航运需求。因此，集装箱空箱调运成为一个不可避免但又要尽量克服的问题。有资料表明，美国加利福尼亚三犬港口洛杉矶、长滩和奥克兰，以标准箱数计算, 1996年洛杉矶港的空箱量占20%21%,而长滩港的空箱量占吞吐量的14%15%；奥 克兰港1996年空箱的比例高达26%。而北欧主

3、要港口的数字表明总吞吐量屮至少有15% 是空箱：汉堡、鹿特丹港、港安特卫普、马赛/福斯这几个欧洲大港的总吞吐量中平均有 15%的比例是空箱。在亚洲，日本1995年进出港口的集装箱中有16%是空箱,而中国由 于货物进出口不平衡情况更严重，空箱比例更高。在班轮公司的各项营运成本中，集装箱管理成本已经成为仅次于港口运营费的第二大成 本，占到整个营运成本的1/5左右。而在整个集装箱的管理成本中空箱调运费又占到1/4, 集装箱管理成本构成比例图如下所示：据估计，当前全球空箱调运量约占集装箱总运输量的20%,有些船公司的空箱运输超 过这一比例。全球空箱调运费用已超过250亿美元。按f1前的趋势到2010年

4、将超过500 亿美元。此外，低效率空箱调运管理所导致的空箱堆存数量增加还将耗费额外的数以亿计的 费用。因此，如何能最大限度的提高集装箱管理水平，降低集装箱空箱调运费用，已成为当 务z急。二集装箱空箱调运研究现状（一）国内集装箱空箱调运研究现状徐剑华在集装箱空箱运输的现状、原因与对策一文屮认为虽然空箱调运不可避免, 但如來业界采取适当的措施，空箱率可以减少1/5,即下降到12%14%,空箱调运费可 减少为40亿美元。对以采取的措施包括：选择合理的港口路径、各公司z间的联盟与合作、 向托运人提供优惠运价，在缺少空箱的地区购买或租入箱了、通过全球实时信息系统实现h 我协调、建立“灰箱”与备用库、当“

5、二箱东”等等。文章偏重研究空箱运输在实际集装箱运输 当中采取的措施，基木上是定性的方法和经验之谈。刘怛江在集装箱空箱调运分析一文屮分析了集装箱空箱产生的原因，集装箱空箱调 运的特点，认为集装箱空箱调运所要解决的核心问题如下：(1)从何处调运空箱一决定空箱 从供应地到需求地的流动路线(或途径)；(2)何时调运空箱一决定调运空箱的时间；(3)调运 多少空箱一确定需求地与供应地z间空箱的流动量。指flinnij我国的大型航运公司都采用的 是人为经验管理方法，同时介绍了国外解决集装箱空箱调运的新思路。给人以启示，但并未 给出口己的关于核心问题的具体解决方法。王平，武振业在集装箱空箱分派系统的耍素分析及

6、冃标评判一文中分析认为在集装 箱空箱分派系统中起决定作用的关键要素是供给港和需求港、空箱的供给和需求、空箱的库 存保有量、空箱租赁和空箱分派系统计划期。经目标评判得出集装箱空箱分派系统要达到的 目标是成木最小化和托运人满意度最人化。为集装箱空箱分派系统的进一步研究打-k 了坚实 的理论基础。周红梅，方芳在集装箱空箱调运优化研究一文在论文的选题原因，集装箱运输发展 与空箱调运关系、集装箱调运管理、集装箱空箱调运优化模型、集装箱空箱调运优化系统的 设计与实现、实例分析、结论和建议等方面都作了阐述，在集装箱空箱调运优化模型建模思 路方面，就两种情况对模型的建立进行了讨论：(1)当港口空箱能够满足用箱

7、需求时，即 各港口现存空箱总量大于或等于各港口的用箱需求总和时，以空箱调运费用最小或空箱调运 里程最少为冃标建立空箱调运优化模型。(2)当空箱现存量不足以满足用箱需求时，当然 也可以空箱调运费用最小为h标建立优化模型，但是，也可能因此造成这种局而：在空箱调 运费用低的同时，所抛弃的集装箱货的收入也很高。为了在低空箱调运费用与可能失去的高 运输收入之间取得平衡，模型引入了集装箱货的贡献值的概念。对此模型设计了一个二层优 化的方案：第一层确定弃货方案，第二层确定最优空箱调运方案。在系统设计方血，该论文 结合实例开发了集装箱空箱调运的计算机优化系统。系统考虑了航运公司实际运作的复杂 性，允许决策者们

8、根据实际需要对现有的优化方案进行调整，并将最后的优化方案反馈到集 装箱的信息系统。但是，由于诸多原因该论文建立的优化模型尚处在静态模型阶段，只考虑 了当前空箱调运的优化问题，没有在当前希望的低费用与耒来难以避免高代价町能性z间进 行平衡。论文建议在以后的研究中，采用多因素相关分析法预测港口的刀需箱量，由于不同 时期起主导作用的影响因素不同，不妨根据当时的特点开发适用于本时期的库存模型。在此 基础上，开发更合理的动态优化模型。总z,该论文己经在集装箱空箱调运的量化分析和计 算机优化方而边出了坚实的一步，在此基础上，开发出更加合理的动态优化模型应该为时不 远。周红梅，方芳在航运集装箱空箱调运优化模

9、型的研究一文屮对空箱调运问题进行定 量研究的思路与集装箱空箱调运优化研究屮的思路如出一辙。是把集装箱空箱调运优 化研究-文中的建模思路提炼出来，专门对模型的建立思路、过程、结论进行更加详细的分 析，而且把模型的使用范围更加明确的定位为对航运集装箱空箱调运进行优化。季文元在基于保障町靠性的集装箱空箱保有量的优化决策一文中考虑到在日常的集 装箱空箱管理过程屮，决策的关注点往往不是费用最小化，而是如何保障空箱的供给，为此 基于系统可靠性指标，构造了集装箱空箱保存量优化决策的基木模型，并通过和应的数字仿 真验证了模型的合理性。从而为如何确定空箱的保有暈又提岀了一条新的途径和新的思路。施欣在基于库存论的

10、集装箱空箱保存虽优化决策一文首先对集装箱空箱的存贮特征 进行了分析，在此基础上，构造了集装箱空箱保存量优化决策的基木模型，并通过相应的数 字仿真验证了模型的合理性。最示.结合集装箱空箱管理的实际情况，对基木模型进行了若 干改进。该文与基于保障可靠性的集装箱空箱保有量的优化决策最大的不同是拟从库存 论的角度研究这一问题，冃的是寻求新的合理确定集装箱空箱保存量的途径。贺国先，刘凯，李电生在铁路集装箱空箱安全高效调拨的计算机算法一文中提出了 一种解决铁路路网上集装箱空箱调运问题的计算机算法，该算法将此类问题视为一种特定的 运输问题去求解，其冃标是使得调拨集装箱的运输费用（箱*公里）最小，费用系数是两

11、个相 关站点的最短运输距离，并给出集装箱调拨的算例，实例证明了该算法是富有效率且可行性 好，能够满足铁路集装箱运输的高效、快速、便捷运输要求。张得志，谢如鹤，黄孝章在铁路集装箱空箱调度模型及求解算法一文主要讨论各车站对 集装箱发送时间有具体限制条件下，如何合理调度空箱的运输问题，并给出有效的求解算法。 为此建立了基于顾客偏好的模糊运输规划模型和带时间窗的运输规划模型。采用遗传算法去 求这些特殊运输问题的最优解，并设计了相应的矩阵编码方法、适应度计算、交叉算子和变 界算子。给出一仿真实例，仿真结果表明上述两个模型的最优调度方案一致，证明运输正点 率是提高运输服务质量的一个关键因素。该文所提出的满

12、足实际需求的模糊空箱调度模型和 带时间窗的空箱调度模型是对靠的，而门应用遗传算法较好解决了这一类带有复杂约束条件 的运输问题，该模型也町应用于物流配送等相关问题的优化。（二）国外集装箱空箱调运问题研究现状目前国外解决集装箱空箱调运问题的新思路是采用网络流的方法来代替线性规划模型 求解，其原因在于：（1）实际问题屮抽象出来的网络流模型是一类具有特殊结构的问题，利用 其特性常常可以寻求一些较单纯型法更为有效的方法去求解；（2）这些特殊算法常常可以利 用较小的计算机资源来求解规模比较人的lp模型，其所需要的时间也是正常可以接受的运 算时间；（3）由于网络流模型的直观性，常常町以通过有向弧的关系代替数

13、学模型来表达和 描述一个实际问题，使得用户更易于接受。网络流模型能够易于得到整数解，将更有利于解 决整数线性规划所难于解决的问题。有关利用网络流模型来解决集装箱空箱调运问题的文献 很多，现综述如w.w. white 和 a.m.bomberault 在a network algorithm for empty freight car allocation 一文中对铁路运输系统的集装箱调运进行了研究。他们通过构造一个空间一时间模型来描述 现实中的集装箱空箱调运问题，并给出了诱导式网络流算法及相应的计算例子，对时间段内 的空箱调运方案进行优化。其时间间隔是不确定的，研究的结论是非常可取的。但主要用

14、于 铁路系统的运输需求与供应所确定的空箱调运。该方法计算规模比较小，适用于比较简单的 模型，且无法考虑缺货情况。w.s. shen 和 c.m.khoong 在a dss for empty container distribution planning一 文中对海运集装箱空箱调运问题进行了研究，其思路与w.w. white和a.m. bomberault 的研究相似，该模型主要用于网络优化。决策变量主要为是否租箱或还箱。方法对决策时间 间隔的假定是固定的，并且假定在一时间间隔内，各港口都而临一次决策。这种假定与实际 有所违背，且无法考虑缺货情况。kaj homberg,martin jobo

15、rn & an t. lundgren 在improved empty freight cardistribution一文屮对铁路集装箱空箱也进行了研究。该研究注重对运输能力限制在同一决 策期內到达，对离开时间的区别进行了研究。该模型实质是一个多货种的网络流模型，模型 的总体与前而相似。而冃前集装箱空箱保有量规模及调运的优化模型主耍有两大类：一类是以jordan. w and m. turnguist 在a stochastic dynamic network model for rational for rational car distribution一文，powell.w. b,

16、 y.shelfi and s.thiriez 在the dynamic vehicle allocation problem with uncertain demands一文和 raymond k. cheung, chuenyin chena 在two stage stochastic network model and solution methods for the dynamic empty container allocation problem一文屮提出的基于传统的规划理论的优化模型，该 类模型需要实时的数据动态更新及整个系统的相互协调，因而在实际应用屮遇到了很人的困 难；另一类

17、则是从存储的角度来研究运输系统屮某一点的集装箱空箱保有量合理规模的确 定。由于后一类模型主耍基于历史统计数据，几容易单独考虑，因此，相对规划模型而言, 可操作性比较强。三结论与建议综合上述集装箱空箱调运的研究成果，我们对以发现，冃前集装箱空箱的调运管理还存 在不少问题，对空箱调运问题的研究主耍以定性研究和经验估计为主，而针对空箱调运问题 的系统化的、严谨的定量分析冃前虽然已经出现，但多数建立的优化模型尚处在静态模型阶 段，而与实际更加符合的动态优化模型尚未建立。针对集装箱空箱调运管理存在的问题，为充分发挥空箱效用，特提岀一些建议：(1)建立 高效的集装箱箱务管理系统，实现集装箱空箱信息管理现代

18、化。以信息优势掌握主动，及时 把握集装箱动态，及时进行空箱协调。(2)准确预测货流。倘若货流预测的准确度较高， 则空箱调运的及时性、合理性就有了一定保证，在此基础上及时安排和调运空箱，以满足不 同的货主对不同的箱型和箱量的筋求。(3)加快集装箱周转。为使集装箱的效用达到极大 化，就必须尽量加快其周转速度，而箱子的周转速度涉及到的方而主耍有：发放空箱、装箱、 拖箱、托运、拆述箱和修箱等。作为航运公司的箱管人员，应在上述几个坏节加强管理。(4) 加快內陆地区述箱点的建设。应当注意，对述箱点位置的选择及规模的确定应经过科学合理 的可行性论证。(5)加强修箱管理。箱况的好坏关系到航运公司的服务形彖，而

19、修箱费用 又与航运公司的盈利息息相关，必须通过管理解决二者z间的矛盾。(6)航运公司z间 组建联营体，实现集装箱共享。全文目录摘要论文图目录论文表口录绪论1. 1论文的背景1. 1. 1集装箱空箱产生的原因1. 1. 2集装箱空箱调运现状1. 2集装箱空箱调运优化研究综述1. 2. 1集装箱空箱调运战略研究1. 2. 2集装箱空箱调运模型研究1. 2. 3存在的问题1. 2. 4论文的目的和研究意义13论文主要创新点1. 4论文内容与结构第二章集装箱空箱调运策略研究2. 1我国集装箱运输发展概况2. 1. 1集装箱的定义及分类2. 1. 2我国集装箱运输发展概况2. 1. 3我国集装箱运输的不

20、平衡性及空箱的产生2. 2空箱操作程序及调运费用2. 2. 1空箱操作程序2. 2. 2空箱调运费用2. 3集装箱空箱调运的swot分析2. 3. 1集装箱空箱调运的swot分析框图2. 3. 2集装箱空箱调运的内外因素2. 3. 3组合分析及调运策略2. 3. 4 swot分析小结第三章集装箱空箱陆域调运优化研究3. 1集装箱陆域运输概述3. 2模型假定及现有陆运集装箱空箱调运模型介绍3. 2. 1模型假定3. 2. 2参数及决策变量描述3. 2. 3现有公路集装箱空箱调运模型3. 3空箱需求完全满足的集装箱空箱调运整数规划优化模型3. 3. 1模型的建立3. 3. 2模型分析3. 4空箱需

21、求不完全满足的集装箱空箱调运整数规划优化模型3. 4. 1模型的建立3. 4. 2模型分析3. 5算例3. 51已知条件3. 5. 2模型运行结果及其分析 第四章集装箱空箱海域调运优化研究4. 1集装箱海域运输概述4. 2模型假定及现有海运集装箱空箱调运模型介绍4. 2. 1模型假定4. 2. 2参数及决策变量描述4. 2. 3现冇的海运集装箱空箱调运模型4. 3空箱需求完全满足的海运集装箱空箱调运整数规划优化模型4. 3. 1模型的建立4. 3. 2模型分析4. 4空箱需求不完全满足的海运集装箱空箱调运整数规划优化模型4. 4. 1模型的建立4. 4. 2模型分析4. 5算例4. 5. 1已

22、知条件4. 5. 2模型运行结果及其分析第五章陆运和海运集装箱空箱调运的共性及差别研究5. 1陆运和海运空箱调运的共性5. 1. 1空箱需求完全满足时的决策5. 1. 2空箱需求不完全满足时的决策5. 1. 3两类模型成木比较5. 2陆运和海运空箱调运优化模型差别第六章集装箱空箱多式联运优化研究6. 1我国多式联运概述6. 2模型假定与参数描述6. 2. 1模型假定6. 2. 2参数及决策变量描述6. 2. 3多式联运集装箱空箱调运系统网络结构图6. 3空箱需求完全满足的集装箱空箱多式联运优化模型6. 3. 1模型的建立6. 3. 2模型分析6. 4算例6. 4. 1已知条件6. 4. 2模型

23、运行结果及其分析笫七章结论铁路集装箱运输发展策略研究王利华【摘要】：集装箱运输是发展铁路货运物流最有效的途径。我国铁路集装箱运输为铁路货运 物流的发展积累了许多优势，但是铁路集装箱运输也存在着许多不足，这些不足z处大大抑制 了铁路货运物流以及铁路集装箱运输门身的发展，使其运量增长缓慢,il所占份额逐渐减少。 加强这方面的研究，对解决当前集装箱运输屮存在的问题,探索出条适合我国铁路集装箱发 展的新路,具有很好的应用前景利现实意义。本文在了解我国铁路集装箱设备及经营状况，分 析国内外恢路集装箱运输现状的基础上,捉出了我国恢路发展集装箱运输的对策。研究内容 如下：1.了解我国恢路集装箱设备及经营状况

24、，考察铁路集装箱运输现状，分析我国铁路集装 箱运输在发展第三方物流中的优势和目丽存在的主要问题；2.针对存在的主要问题从加强运 输组织和设备装备、改革管理体制、完善信息系统等儿个方面提出解决捲施。由于其扭施很 多，在此主要研究四个方面的问题：（1）根据铁路集装箱运价中存在的主要问题和铁路集装 箱运输的特性，提出对不同附加值的货物采用不同的运输费率、实行折扣、合理确定运行基 价等捲施，并建立了诙路集装箱最优运价模型和对模型进行了求解。（2）针对路集装箱办理 站的优化问题，首先提出了办理站介理布局的原则，然后考察影响集装箱办理站合理布局的 主要因素，最后采用将层次分析法和模糊综合评价方法结合使用的

25、方法确定了集装箱办理站 集中化方案。（3）从空车走行费用（含中转费用）以及空车过早（或过晚）到达需求诂而产牛的 额外管理费（或推迟运输的延误费）之和最小的原则出发，并考虑线路的通过能力，建立了铁路 空车调整综合优化模型,最后用lingo语言对模型进行了求解。（4）针対铁路集装箱多式联 运的发展问题，捉出了铁路集装箱运输参与多式联运的必要性，然后根据铁路集装箱运输在多 式联运中存在的不足之处，研究了恢路参与多式联运的策略，最后建立了基于edi的多式联运 信息系统。【关键词l铁路集装箱运输物流优势不足对策【学位授予单位l西南交通大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2005【分类号】：f532.

26、3【目录】:第1章绪论9111. 1选题背景与选题意义91（）1. 2研究内容10-11第2章铁路集装箱运输概述11-162. 1铁路集装箱设备及经营状况简介11-122. 2国内外铁路集装箱运输现状分析12-162. 2. 1国外现状分析12-132. 2. 2国内现状分析13-16第3章铁路集装箱运输发展对策概述16-203. 1加强集装箱运输组织和技术装备163. 2进行集装箱办理站合理布局163. 3改革集装箱运输管理体制16-173. 4完善铁路集装箱运输的信息系统173. 5建立铁路集装箱货运中心及服务系统17-183. 6走与其他运输方式联合与竞争z路183. 7进行人力资源管理

27、18-20第4章铁路集装箱运价研究20-264. 1铁路集装箱运输的特殊性2()4. 2铁路集装箱运价分类20-214. 3确定铁路集装箱运价时应考虑的问题21-264. 3. 1采用不同的运输费率214. 3. 2合理确定运行基价21-224. 3. 3最低与最肓运价的确定224. 3. 4最优运价的确定22-254. 3. 5实行折扣25-26第5章铁路集装箱办理站优化策略26-355. 1铁路集装箱办理站合理布局的必耍性265. 2铁路集装箱办理站集中化的原则26-275. 3铁路集装箱办理站集中化的实27-355. 3. 1影响我国集装箱办理站集中化的主耍因素27-305. 3. 2我

28、国集装箱办理站集中化方案30-335.3.3 举例 33-35第6章铁路集装箱空箱的安全高效调拨35-436. 1建模相关问题说明35-366. 2空箱调拨优化模型36-386. 2. 1问题的描述366. 2. 2定义变量36-386. 3求解算法38406. 3. 1模型的集部分38-396. 3. 2模型的数据部分39-406. 3. 3模型的冃标函数和约束条件部分4()6. 4 算例 40-426. 4. 1算例资料40-416. 4. 2 lingo 运行结果 41-426. 5 结论 42-43第7章铁路集装箱多式联运发展策略43-557. 1铁路集装箱运输参与多式联运的必要性43

29、7. 2多式联运的形式及运输组织方法43-447. 2. 1协作式多式联运43-447. 2. 2衔接式多式联运447. 3铁路集装箱运输参与多式联运的不足44-467. 3. 1条块分割的运输体系457. 3. 2技术设备落后457. 3. 3缺乏有效的代理制度和货代机构45-467. 3. 4铁路集装箱运价不合理467. 3. 5经济发展不平衡467. 4铁路集装箱运输参与多式联运的策略46-507. 4. 1建立符合市场机制的铁路集装箱运输管理体制和经营机制477. 4. 2不断提高铁路的技术设备水平47-487. 4. 3发展铁路运输代理业487. 4. 4制定具有竞争力的运价体制4&

30、amp;497. 4. 5把多式联运从沿海向内陆纵深推进497. 4. 6对集装箱的运输时间予以保证497. 4. 7积极参与组建集装箱多式联运中心49-507. 5重点研究的问题基于edi的多式联运信息系统50-557. 5. 1edi技术简介507. 5. 2基于edi的集装箱多式联运信息系统总体结构50-517. 5. 3多式联运edi中心信息系统51-537. 5. 4多式联运edi用户端系统537. 5. 5规范化单证和报文运作系统53-547. 5. 6 edi系统建设过程中应考虑的i大i素54-55结论55-57 致谢57-58参考文献58-61攻读硕士学位期间发表的论文铁路集装

31、箱运输相关问题研究孟凡春【摘要】：我国铁路集装箱运输具右许多优势，但是铁路集装箱运输也存在若许多不足，加强 这方面的研究，对解决为前集装箱运输屮存在的问题，探索出一条适合我国铁路集装箱发展的 新路,具有很好的应用前呆和现实意义。本文在了解我国铁路集装箱设备及经营状况,分析国 内外铁路集装箱运输现状的基础上，提出了我国铁路发展集装箱运输的对策。主要研究内容 如f： 1.在综述我国铁路集装箱设备及运输现状的基础上，分析我国铁路集装箱运输口前存 在的主要问题；2.对于铁路集装箱空箱的合理调拨问题,根据空箱走行费川以及空箱未按要 求到达需求站而产生的额外管理费z和最小的原则拼考虑线路的通过能力，建立了

32、铁路空箱 调整综合优化模型。3.对于铁路集装箱办理站的优化问题，根据铁路集装箱办理站合理布局 的原则，考察了影响集装箱办理站合理布局的主要因索，然后确定了一种集装箱办理站集屮化 的方法，并合理确定了该方法屮的相关因索的权重。4.根据铁路集装箱运价屮存在的主要问 题和铁路集装箱运输的特性，捉岀了针对性的措施。【关键词】：铁路集装箱运输运价集装箱办理站集中化空箱【学位授予单位】：西南交通大学【学位级别】：硕士【学位授予年份l 2010【分类号l u294.3【目录】:摘耍6-7abstract?-10第1章绪论10-161.1 选题 ty景 10-141.1.1国内外铁路集装箱运输现状分析10-1

33、31.1.2我国铁路集装箱运输系统建设的主要任务13141.2研究内容14-16第2章铁路集装箱空箱调运问题及其优化方法16-222.1集装箱空箱产生的原因162.2集装箱空箱调运的特点16-172.3集装箱空箱调运所要解决的核心问题172.4集装箱空箱与空年调运的联系与区别17-182.5集装箱空箱调运优化方法18-222.5.1建模相关问题说明18-192.5.2空箱调拨优化模型19-22第3章铁路集装箱办理站集中化及其评价方法22-353.1集装箱办理站的性质、功能和作用22-233.2铁路集装箱办理站集中化的原则233.3影响我国集装箱办理站集中化的主要因素23-253.3.1集装箱办

34、理站作业量及作业品类243.3.2集装箱办理站设备条件243.3.3集装箱办理站在区段內的设置地点243.3.4集装箱办理站所在地的公路运输条件24-253.3.5集装箱办理站所在地政治经济特征253.4铁路集装箱办理站集中化的评价方法25-303.4.1建立评价指标体系263.4.2建立集装箱办理站评价等级26-273.4.3隶属度的确定273.4.4权重的确定27-293.4.5综合评价29-3()3.5 举例 30-35第4章铁路集装箱运价研究35-424.1我国集装箱运价中存在的主要问题35-364.2铁路集装箱运价形成机制36 4.3铁路集装箱运价的影响因素36 4.4铁路集装箱运价

35、分类36-37 4.5铁路集装箱运输的特殊性37 4.6确定铁路集装箱运价时应考虑的问题37-42 4.6.1采用多样化的运价模式37-38 4.6.2合理确定运行基价38 4.6.3合确定最优运价38-42 结论42-43 致谢43-44 参考文献44-47 攻读硕士学位期间发表的论文集装箱空箱调运优化的模型与方法研究胡晓龙【摘要】：随着全球经济的一体化，集装箱运输在经济贸易中所体现出来的重要性越来越显 著，伴随着集装箱运输的飞速发展，集装箱空箱调运问题也口益突出。关于空箱调运的问题已 引起了众多学者的重视,并进行了相应的研究，但就（1前的研究水平来看前仍处在定性研 究阶段，针对空箱调运问题

36、的系统化的、严谨的定虽分析忖前在国内外文献上鲜冇发表。航 运公司也人都还沿用经验调度的方式,在没冇相应的调箱优化系统支持的情况下，仅仅凭经验 要做到科学、介理的调箱非常困难。随着集装箱运输实践的深入和时间的推移，提出更加符 合实际集装箱运输网络的空箱调运的理论、模型和方法将是十分必要的，且对于整个its的 发展有着深远的理论和实践意义。本论文从航运公司的角度出发,借鉴火车的空车调度，将泄 量分析与定性分析相结合，力图建立科学、合理的空箱调运优化模型,实现空箱调运地点、数 量和时间上的最优化。全文的主要研究内容如下：（1）从集装箱的流转过程入手，对空箱调运 系统进行了界従,将空箱调运问题分为陆上

37、的空箱调运及海上的空箱调运，并分别从系统的构 成、空箱的需求及供应的角度对它们进行分析，建立了以运输费用最小为（1标的混合整数规 划模型，同时，结合实例对空箱调运的费用进行r详细的分析；分析了实际调运中经常遇到 的不确定条件下空箱调运问题。针对陆上空箱调运系统内存在随机性盂求的情况建立了机会 约束空箱调运模型，探讨了冃标函数中含冇随机参数的空箱调运模型的求解方法，提出了两阶 段随机模拟的遗传算法对调运模型进行求解,通过仿真分析，并与确定性条件下的空箱调运结 果进行了对比，表明了模型求解的可行性，符合客观调度实际，为探讨随机陆上空箱调运问题 提供了新的思路；（3）将时间窗的特点引入集装箱空箱调运

38、问题屮，研究了带时间窗的集装箱 空箱调运问题，即当集装箱发送时间冇具体限制条件下，如何介理调度空箱的问题。所建立的 带冇软、驶时间窗的空箱调运的混合整数规划模型符介客观实际，并首次采用免疫算法进行 求解,仿真试验表明，该乳法能较好解决这一带冇复杂约束条件的空箱调运问题，为集装箱空 箱调运模型的求解探寻了新的方法；（4）研究了比陆运空箱调运系统更加复朵的海运空箱调 运系统，在现有研究成來基础上,对应用petri网研究海运空箱调运问题进行了的探讨,对长期 以來闲扰航运公司的空箱调运问题进行了定量分析。建立了基于pce网的海运集装箱空箱 调运模型，捉出了遗传算法和petri网相结合的海运空箱调运求解

39、方法。该方法克服了单一 p ctri网模型优化处理的局限性和复杂性，充分发挥/ petri网和遗传算法各自的优势和互补作 用，使petri网模型和遗传算法快速求解的优势得到发挥。通过对某航运公司中某航区内基木 港间的空箱调运过程的仿真分析表明，应用遗传算法和petri网对海运空箱调运系统进行仿真 求解是可行的，可以快速、合理地确定空箱调运蝕优的数量、地点以及时间，具冇一定的实用 参考价值，值得深入研究；（5）充分考虑了客户的不同需求，将集装箱空箱调运问题归结为如何 在满足客八需求的基础上通过确定合理的运输方式和运输路径以使总费用最小化。根据调运 实际，分析总结了影响客八满意度的因素,并将其归结

40、为6个指标（即及时、快速、准吋、方便、 经济、适合）。建立了基于客八满意度的空箱调运模型，同吋，将灰色评价理论和广义费用的概 念相结合，提出依据满意度指标将原费用矩阵转化为广义费用矩阵來确定基于客八满意度的 空箱调运方案的方法，该方法能够满足不同客八的特殊要求，自适应地为客八提供最优调运方 式，从而,从营销的角度分析了航运企业在愈加激烈的竟争中需要转化经营理念，以增强其竞 争力；（6）结合人工智能、agent模式和集装箱动态跟踪系统的发展，提出了把多agent模式应 用于空箱调运决策系统中，可以在满足在重箱运输盂求下,进行多h标的空箱调运优化。提出 了基于mas的空箱调运分层递阶控制系统，该系

41、统具冇分层的信息处理和决策机构，可以改 善系统各组成部分的协作能力和主动性,提高整个空箱调运系统的决策能力，对集装箱多式联 运的发展具有重要的意义。【关键词】：集装箱运输空箱调运陆上空箱调运海运空箱调运不确定性随机模拟遗传 算法 时间窗petri网客户满意度 灰色评价多agent【学位授予单位儿东南大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2005【分类号】：u169【目录l 摘耍4-6 abstract6-ll 绪论1117 一、空箱调运问题的提出1112 二、空箱调运的国内外研究现状12-14 三、论文的主要研究工作及结构14-17 第一章集装箱运输的发展与空箱调运17-33 l1引言17

42、1.2集装箱运输发展现状与趋势17-26 1.2.1国际集装箱运输发展现状与趋势18-24 1.2.2国内集装箱运输发展与趋势24-261.3集装箱空箱调运的现有措施、原因与特点26-321.3.1空箱调运产生的原因26-281.3.2空箱调运的现有措施28-291.3.3空箱调运的特点291.3.4空箱调运的核心问题29-301.3.5空箱调运的目标301.3.6空箱调运的规则30-311.3.7集装箱空箱调运与火车空车调度的杲同31-321.4 小结 32-33第二章集装箱空箱调运系统分析33-412.1引言332.2集装箱流转过程分析33-342.3集装箱空箱调运系统的结构界定34-35

43、2.4陆上空箱调运系统分析35-372.4.1陆上空箱调运系统构成35-362.4.2陆上空箱调运需求与供应分析36-372.5海运空箱调运系统分析37-382.5.1航线挂港顺序简介37-382.5.2海运空箱调运需求与供应分析382.6陆上空箱调运与海运空箱调运的显同38-392.7空箱调运费用分析39-402.8 小结 40-41第三章集装箱空箱调运的模型分析41-473.1引言413.2陆上空箱调运模型分析41-443.2.1模型假定41-423.2.2数学模型42-433.2.3模型说明43-443.3集装箱海运空箱调运模型分析44-463.3.1模型假定443.3.2数学模型44-

44、453.3.3模型说明45-463.4 小结 46-47第四章不确定条件下陆上空箱调运的两阶段随机模拟遗传算法47-604.1 引言 47-484.2机会约束规划简介484.3基于机会约束的陆上空箱调运模型分析48-50 4.3.1模型假设49 4.3.2数学模型495() 4.4基于两阶段随机模拟遗传算法的陆上空箱调运优化分析50-55 4.4.1遗传算法简介50-51 4.4.2基于两阶段随机模拟遗传算法的陆上空箱调运优化分析51-55 4.5算例分析55-59 4.6 小结 59-60 第五章带时间窗的空箱调运问题60-72 5引言6() 5.2有时间窗的集装箱空箱调运模型60-62 5

45、.2.1软时间窗集装箱空箱调运模型61-62 5.2.2硕时间窗集装箱空箱调运模型62 5.3带时间窗的空箱调运问题的免疫算法62-67 5.3.1免疫算法简介62-63 5.3.2免疫算法的步骤63-65 5.3.3时间窗空箱调运的免疫算法分析65-67 5.4算例分析67-69 5.5时间窗对空箱调运的影响69-71 5.6 小结 71-72 第六章基于petri网的集装箱空箱调运优化72-86 6引言72 6.2 petri网基本理论72-75 6.2.1 petri网的基本定义73-75 6.2.2 petri网的动态方程75 6.3基于pelri网的海运集装箱空箱调运分析75-79

46、6.3.1海运集装箱空箱调运的pce网模型75-77 6.3.2模型分析77-79 6.4基于遗传算法petri网相结合的海运集装箱空箱调运79-83 6.5算例分析83-85 6.6 小结 85-86 第七章基于客户满意度的空箱调运优化分析86-100 7引言86-87 7.2客户满意度的灰色评价系统87-90 7.2.1广义费用的概念87 7.2.2客户满意度指标分析87-88 7.2.3指标权重的确定88-89 7.2.4 算例 89-90 7.3指标的灰色评价模型90-94 7.4基于客户满意度的空箱调运模型94-95 7.5算例分析95-99 7.6 小结 99-100 第八章基于多

47、agent模式的空箱调运决策系统100-107 &1引言100 8.2集装箱动态跟踪系统100-101 8.3 agent与多agent系统的概念101-102 8.4基于多agent的决策系统设计102-104 8.5基于mas的集装箱空箱调运决策系统设计104-106 8.5.1空箱调运分层递阶结构104 8.5.2 通信策略 104-105 8.5.3基于mas的空箱调运分层递阶控制系统105-106 8.6 小结 106-107 总结与展望107-109 一、工作总结107-108 二、研究展望108-109 致谢 109-110 参考文献110-117 作者在学期间发表的论文

48、117 作者在学期间参加的科研项n集装箱空箱调运研究综述发布日期:2007-11-9 12:47:27摘要：由于物流的不平衡性等多方面的原因，造成了人批空集装箱的运输。对于集装箱空箱调运问 题，从国内和国外研究现状这两个方面进行了评述，得出了一些结论，同时，对空箱的有效 利用捉出了 一些建议。一问题的提出rh于集装箱运输的种种优越性，越來越多的货种跨入集装箱运输的行列；而杂货更是绝 大部分被装入集装箱内运输，但是集装箱运输也有具弊端，空箱调运就是具屮显著的问题的 之一。由于以卜原因：1）集装箱箱务管理的失误，运作不规范。2）贸易的不平衡及其具 体表现的随机性。集装箱货物贸易的最人不平衡发牛在以

49、亚洲为一端的两大主干远洋贸易航 线上，即亚洲/北美航线和亚洲/欧洲航线。在这两条主干航线上，由于进出口箱量的不平 衡，产牛空箱调运的问题。3）进出口货物种类和性质的不同，导致航线上进出口箱型的不 平衡。4）国家和地区间经济发展的不平衡。造成集装箱货源流向上货量、货种的不平衡， 从而导致一些地区空箱大量闲置，而期一些地区空箱无法满足运量需求，只能通过空箱调运 满足航运需求。因此，集装箱空箱调运成为一个不可避免但又要尽虽克服的问题。冇资料表明，美国加利福尼亚三大港口洛杉矶、长滩和奥克兰，以标准箱数计算, 1996年洛杉矶港的空箱虽占20%21%,而长滩港的空箱量占吞吐量的14%15%；奥 克兰港1

50、996年空箱的比例髙达26%。而北欧主要港口的数字表明总吞吐量中至少有15% 是空箱：汉堡、鹿特丹港、港安特卫普、马赛/福斯这儿个欧洲大港的总吞吐量中平均有 15%的比例是空箱。在亚洲，h4： 1995年进出港口的集装箱中有16%是空箱，而中国山 于货物进出口不平衡情况更严重，空箱比例更高。在班轮公司的各项营运成木中，集装箱管理成本已经成为仅次于港口运营费的第二大成 本，占到整个营运成本的1/5左右。而在整个集装箱的管理成木中空箱调运费又占到1/4, 集装箱管理成木构成比例图如下所示：据估计，当前全球空箱调运量约占集装箱总运输量的20%,有些船公司的空箱运输超 过这一比例。全球空箱调运费用己超

51、过250亿美元。按目前的趋势到2010年将超过500 亿美元。此外，低效率空箱调运管理所导致的空箱堆存数量增加还将耗费额外的数以亿计的 费用。因此 如何能最大限度的提高集装箱管理水平，降低集装箱空箱调运费用，已成为当 务z急。二集装箱空箱调运研究现状（一）国内集装箱空箱调运研究现状徐剑华在集装箱空箱运输的现状、原因与对策一文屮认为虽然空箱调运不可避免, 但如果业界采取适当的措施，空箱率可以减少1/5,即下降到12%-14%,空箱调运费可 减少为40亿美元。可以采取的措施包括：选择合理的港口路径、各公司之间的联盟与合作、 向托运人提供优惠运价，在缺少空箱的地区购买或租入箱了、通过全球实时信息系统

52、实现自 我协调、建立“灰箱”与备用库、当“二箱东”等等。文章偏重研究空箱运输在实际集装箱运输 当中采取的措施，基木上是定性的方法和经验之谈。刘恒江在集装箱空箱调运分析一文屮分析了集装箱空箱产生的原因，集装箱空箱调 运的特点，认为集装箱空箱调运所要解决的核心问题如下：（1）从何处调运空箱一决定空箱 从供应地到需求地的流动路线（或途径）；（2）何时调运空箱一决定调运空箱的时间；（3）调运 多少空箱一确定需求地与供应地之间空箱的流动量。指出目前我国的人型航运公司都采用的 是人为经验管理方法，同时介绍了国外解决集装箱空箱调运的新思路。给人以启示，但并未 给岀自己的关于核心问题的具体解决方法。王平，武振

53、业在集装箱空箱分派系统的要素分析及目标评判一文屮分析认为在集装 箱空箱分派系统屮起决定作用的关键要素是供给港和需求港、空箱的供给和需求、空箱的库 存保有量、空箱租赁和空箱分派系统计划期。经目标评判得出集装箱空箱分派系统要达到的 目标是成木最小化和托运人满意度最大化。为集装箱空箱分派系统的进一步研究打下了坚实 的理论基础。周红梅，方芳在集装箱空箱调运优化研究一文在论文的选题原因，集装箱运输发展 与空箱调运关系、集装箱调运管理、集装箱空箱调运优化模型、集装箱空箱调运优化系统的 设计与实现、实例分析、结论和建议等方面都作了阐述，在集装箱空箱调运优化模型建模思 路方面，就两种情况对模型的建立进行了讨论

54、：（1）当港口空箱能够满足用箱需求时，即 各港口现存空箱总虽大于或等于各港口的用箱需求总和时，以空箱调运费用最小或空箱调运 里程敲少为目标建立空箱调运优化模型。（2）当空箱现存量不足以满足用箱盂求时，当然 也可以空箱调运费用最小为目标建立优化模型，但是，也可能因此造成这种局而：在空箱调 运费用低的同时，所抛弃的集装箱货的收入也很简。为了在低空箱调运费用与可能失去的高 运输收入之间収得平衡，模型引入了集装箱货的贡献值的概念。对此模型设计了一个二层优 化的方案：第一层确定弃货方案，第二层确定最优空箱调运方案。在系统设计方而，该论文 结合实例开发了集装箱空箱调运的计算机优化系统。系统考虑了航运公司实

55、际运作的复朵 性，允许决策者们根据实际盂要对现冇的优化方案进行调整，并将最后的优化方案反馈到集 装箱的信息系统。但是，由于諸多原因该论文建立的优化模型尚处在静态模型阶段，只考虑 了当前空箱调运的优化问题，没冇在当前希望的低费用与未来难以避免高代价可能性z间进 行平衡。论文建议在以后的研究中，采用多因素相关分析法预测港口的刀需箱虽，由于不同 时期起主导作用的影响因素不同，不妨根据当时的特点开发适用于木时期的库存模型。在此 基础上，开发更合理的动态优化模型。总之，该论文已经在集装箱空箱调运的量化分析和计 算机优化方而迈岀了坚实的一步，在此基础上，开发出更加合理的动态优化模型应该为吋不 迈。周红梅，

56、方芳在航运集装箱空箱调运优化模型的研究一文中对空箱调运问题进行定 量研究的思路与集装箱空箱调运优化研究中的思路如出一辙。是把集装箱空箱调运优 化研究文中的建模思路提炼出来，专门对模型的建立思路、过程、结论进行更加详细的分 析，而口把模型的使用范围更加明确的定位为对航运集装箱空箱调运进行优化。季文元在基于保障可靠性的集装箱空箱保有量的优化决策一文屮考虑到在日常的集 装箱空箱管理过程屮，决策的关注点往往不是费用最小化，而是如何保障空箱的供给，为此 基于系统可靠性指标，构造了集装箱空箱保存量优化决策的基木模型，并通过相应的数字仿 真验证了模型的合理性。从而为如何确定空箱的保有量又提出了一条新的途径和

57、新的思路。就欣在基于库存论的集装箱空箱保存量优化决策一文首先对集装箱空箱的存贮特征 进行了分析，在此基础上，构造了集装箱空箱保存量优化决策的基本模型，并通过相应的数 字仿真验证了模型的合理性。最后.结合集装箱空箱管理的实际悄况，对基本模型进行了若 干改进。该文与基于保障对靠性的集装箱空箱保有量的优化决策最大的不同是拟从弃存 论的角度研究这一问题，冃的是寻求新的合理确定集装箱空箱保存量的途径。贺国先，刘凯，李电生在铁路集装箱空箱安全高效调拨的计算机算法一文中提出了 一种解决铁路路网上集装箱空箱调运问题的计算机算法，该算法将此类问题视为一种特定的 运输问题去求解，其目标是使得调拨集装箱的运输费用（箱*公里）最小，费用系数是两个相 关站点的最短运输距离，并给出集装箱调拨的算例，实例证明了该算法是富有效率且可行性