陳 靜

（北京交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100044）

公路貨運(yùn)平臺訂單分配模型及應(yīng)用

陳 靜

（北京交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100044）

通過文獻(xiàn)綜述，在分析公路貨運(yùn)平臺及訂單分配問題現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，為提高運(yùn)輸資源利用率，建立了訂單分配模型；最后，通過算例對模型進(jìn)行了應(yīng)用，指出集中決策比分散決策更能優(yōu)化運(yùn)輸資源。

公路貨運(yùn)平臺；訂單分配；運(yùn)輸資源優(yōu)化

1 引言

2012年我國公路貨運(yùn)平臺開始進(jìn)入發(fā)展期；2014年在資本市場的青睞下，公路貨運(yùn)行業(yè)涌現(xiàn)出眾多平臺，公路貨運(yùn)平臺企業(yè)之間的競爭越來越激烈。然而，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，公路貨運(yùn)行業(yè)的盈利仍在2%-5%之間，更多的是負(fù)利，整個(gè)行業(yè)依然處于微利時(shí)代。當(dāng)前，專線公司依然是公路貨運(yùn)行業(yè)的主力軍，公路貨運(yùn)平臺對專線企業(yè)的整合已成現(xiàn)實(shí)；隨著制造業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模的增加，貨源呈現(xiàn)集結(jié)趨勢。公路貨運(yùn)平臺只有提供高質(zhì)量的服務(wù)才能吸引更多的貨源，從而在激烈的競爭中脫穎而出，而決定其服務(wù)水平高低的核心問題是訂單分配問題。

公路貨運(yùn)平臺通常集合了多個(gè)專線公司的運(yùn)輸資源，在其收到貨主的運(yùn)輸訂單后，對其進(jìn)行匯總歸類，并將運(yùn)輸訂單分配給各個(gè)專線公司，由專線公司完成運(yùn)輸訂單的承運(yùn)工作，這一過程稱為訂單分配過程。顯然，訂單分配問題直接決定了服務(wù)貨主的承運(yùn)主體及承運(yùn)主體相應(yīng)的運(yùn)輸成本。一個(gè)好的訂單分配方案可以以最低的運(yùn)輸成本滿足各個(gè)貨主的需求，同時(shí)為承運(yùn)人帶來收益；反之，則不然。

當(dāng)前，多數(shù)公路貨運(yùn)平臺只是提供貨運(yùn)供需雙方連接的通道及其交易的場所，并沒有對運(yùn)輸訂單進(jìn)行統(tǒng)一分配。這會(huì)導(dǎo)致一些專線公司的運(yùn)輸路線重合，導(dǎo)致運(yùn)輸資源的極大浪費(fèi)，從而使得運(yùn)輸成本居高不下。因此，本文建立了公路貨運(yùn)平臺的訂單分配模型，旨在為公路貨運(yùn)平臺優(yōu)化運(yùn)輸資源配置提供參考。

2 文獻(xiàn)回顧

國內(nèi)物流學(xué)者對物流服務(wù)供應(yīng)鏈領(lǐng)域的訂單分配問題（又稱任務(wù)分配問題）進(jìn)行了大量的研究。他們往往通過構(gòu)建多目標(biāo)規(guī)劃模型將物流服務(wù)訂單分配給各個(gè)物流服務(wù)分包商，然后通過不同方法將多目標(biāo)規(guī)劃模型轉(zhuǎn)化成單目標(biāo)規(guī)劃模型進(jìn)行求解，從而得到分配方案。如李珊珊（2014）以總交易費(fèi)用最小、總采購成本最小、短缺服務(wù)數(shù)量最小及延遲服務(wù)數(shù)量最小為目標(biāo)構(gòu)建了由一個(gè)物流服務(wù)集成商和多個(gè)物流服務(wù)提供商構(gòu)成的兩級物流服務(wù)供應(yīng)鏈中的多目標(biāo)訂單分配模型，通過加權(quán)方法將多目標(biāo)模型轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)規(guī)劃模型，求得最終分配方案。但是，由于物流服務(wù)集成商和公路貨運(yùn)平臺的性質(zhì)不同，現(xiàn)有的訂單分配模型不能直接應(yīng)用到貨運(yùn)領(lǐng)域的訂單分配問題中。

國外學(xué)者多通過組合拍賣理論來研究貨運(yùn)領(lǐng)域的運(yùn)輸訂單分配問題，同時(shí)構(gòu)建訂單分配模型解決獲勝者確定問題，且模型多以車輛路徑規(guī)劃問題為基礎(chǔ)。Dai和Chen（2014）構(gòu)建了一個(gè)由多個(gè)承運(yùn)人組成的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中帶有取送貨需求的運(yùn)輸訂單分配模型，該模型實(shí)際上是車輛路徑規(guī)劃問題；同時(shí)，他們通過拉格朗日乘子將該模型分解成各個(gè)承運(yùn)人的投標(biāo)決策模型，作為組合拍賣中的決策依據(jù)。最后算例表明，集中決策產(chǎn)生的分配方案遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于分散決策產(chǎn)生的分配方案。

但是，Dai和Chen（2014）的模型考慮的是相同物品的運(yùn)輸，而在實(shí)踐中，不同貨主需要運(yùn)輸?shù)膶ο笸遣煌模椅锲愤\(yùn)輸?shù)哪康牡赝ǔＪ俏ㄒ淮_定的；同時(shí)，專線運(yùn)輸最大的特點(diǎn)是直達(dá)運(yùn)輸，即其往往從起點(diǎn)城市運(yùn)輸?shù)浇K點(diǎn)城市，然后再從新的起點(diǎn)城市運(yùn)輸指定城市。故本文在已有研究的基礎(chǔ)上，考慮專線運(yùn)輸?shù)闹边_(dá)性質(zhì)，構(gòu)建了適合公路貨運(yùn)平臺的訂單分配模型。

3 訂單分配模型

3.1 問題描述及假設(shè)

某個(gè)公路貨運(yùn)平臺收到了來自不同貨運(yùn)服務(wù)需求方的N個(gè)運(yùn)輸訂單，現(xiàn)有K個(gè)承運(yùn)人滿足承運(yùn)條件，考慮公路貨運(yùn)平臺如何以整體利益最大化為標(biāo)準(zhǔn)，將運(yùn)輸訂單分配給合適的承運(yùn)人，即每個(gè)運(yùn)輸訂單應(yīng)該由哪個(gè)承運(yùn)人承運(yùn)，每個(gè)承運(yùn)人以什么樣的路線進(jìn)行運(yùn)輸，才能使得公路貨運(yùn)平臺的整體利益最大。本文假設(shè)：（1）所有承運(yùn)人擁有同質(zhì)的車輛；每輛車必須從停車場出發(fā)，再回到停車場；（2）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要么是運(yùn)輸訂單的起終點(diǎn)，要么是承運(yùn)人的停車場；（3）同一個(gè)承運(yùn)人最多只能經(jīng)過同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一次；（4）每個(gè)運(yùn)輸訂單有且只能由一個(gè)承運(yùn)人承運(yùn)；（5）運(yùn)輸訂單的承運(yùn)人必須先經(jīng)過起點(diǎn)城市再經(jīng)過終點(diǎn)城市。

3.2 符號及變量說明

N：運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的總數(shù)量；

i,j：運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，i,j=1,2,...,N；

K：專線公司的總個(gè)數(shù)；

k：專線公司k，k=1,2,...,K；

Wk：專線公司k擁有的車輛總輛數(shù)，k=1,2,...,K；

Ck：專線公司k的車輛總?cè)萘浚琸=1,2,...,K；

ok：專線公司k的停車場，k=1,2,...,K；

L：運(yùn)輸訂單的總數(shù)量；

l：運(yùn)輸訂單l，l=1,2,...,L；

dl：運(yùn)輸訂單l的運(yùn)輸量，l=1,2,...,L；

pl：運(yùn)輸訂單l的貨主支付價(jià)格，l=1,2,...,L；

Pi：起點(diǎn)為i的運(yùn)輸訂單集合，i=1,2,...,N；

Di：終點(diǎn)為i的運(yùn)輸訂單集合，i=1,2,...,N。

決策變量：

ylk：若 ylk=1，專線公司k承運(yùn)訂單l；否則不承運(yùn)，k=1,2,...,K，l=1,2,...,L；

3.3 決策模型

公路貨運(yùn)平臺的決策模型如下：

目標(biāo)函數(shù)（1）表示公路貨運(yùn)平臺整體利潤最大化；約束條件式（2）表示同一個(gè)承運(yùn)人到達(dá)和離開同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的車輛數(shù)相同；式（3）表示承運(yùn)的運(yùn)輸總量不超過車輛的總?cè)萘?；式?）表示車輛到達(dá)或離開某個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)的承運(yùn)量為相應(yīng)運(yùn)輸訂單的運(yùn)量；式（5）表示空車出發(fā)再空車返回停車場；式（6）表示停車場發(fā)出的車輛數(shù)不大于車輛總數(shù)；式（7）表示每個(gè)運(yùn)輸訂單有且只能由一個(gè)承運(yùn)人承運(yùn)；式（8）除停車場以外，同一個(gè)承運(yùn)人最多只能經(jīng)過同一個(gè)節(jié)點(diǎn)一次；式（9）表示如果承運(yùn)人承運(yùn)運(yùn)輸訂單，則先經(jīng)過運(yùn)輸訂單的起點(diǎn)，再經(jīng)過運(yùn)輸訂單的終點(diǎn)；否則，可能經(jīng)過也可能不經(jīng)過相應(yīng)的路線；式（10）-（12）為決策變量的取值范圍。

4 算例分析

公路貨運(yùn)平臺A收到了貨運(yùn)服務(wù)需求方的4個(gè)運(yùn)輸訂單，運(yùn)量均為1，起終點(diǎn)及貨主支付價(jià)格見表1；現(xiàn)有5個(gè)承運(yùn)人滿足承運(yùn)條件，這些承運(yùn)人均有一輛容量為10的車輛，且其停車場依次為節(jié)點(diǎn)9、10、11、12、13；各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息見表2，該平臺的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示。公路貨運(yùn)平臺要以整體利益最大化為標(biāo)準(zhǔn)分配運(yùn)輸訂單。由于運(yùn)輸成本和運(yùn)輸距離直接相關(guān)，因此本文假設(shè)承運(yùn)人的運(yùn)輸成本為其相應(yīng)的運(yùn)輸距離之和。

表1 運(yùn)輸訂單基本信息表

表2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息

圖1 公路貨運(yùn)平臺A的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圖

各個(gè)貨運(yùn)需求方獨(dú)立決策時(shí)產(chǎn)生的方案和公路貨運(yùn)平臺集中分配時(shí)產(chǎn)生的方案見表3。顯然，集中分配時(shí)產(chǎn)生的分配方案更能節(jié)省運(yùn)輸成本，更能提高運(yùn)輸資源的利用率。

表3 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息

5 結(jié)論及展望

公路貨運(yùn)資源整合的根本目的是為貨運(yùn)服務(wù)需求方提供高質(zhì)量的服務(wù)，而決定公路貨運(yùn)平臺服務(wù)水平高低的核心問題是運(yùn)輸訂單分配問題。因此，本文構(gòu)建了公路貨運(yùn)平臺的運(yùn)輸訂單分配模型，得出了如下結(jié)論：集中決策下產(chǎn)生的分配方案，其效益要優(yōu)于分散決策下產(chǎn)生的分配方案；同時(shí)，公路貨運(yùn)平臺要充分發(fā)揮其整合作用，而不是僅僅起連接供需雙方的作用，才能在激烈的競爭中長久地生存下去。

當(dāng)然，本文的研究還存在不足之處。如本文只涉及運(yùn)輸訂單的分配，并未考慮由此帶來的收益分配問題；同時(shí)，本文在分配運(yùn)輸訂單時(shí)只考慮了成本因素而未考慮時(shí)間等其他因素。未來可以考慮研究多因素影響的運(yùn)輸訂單分配問題，從而更好地滿足公路貨運(yùn)平臺的發(fā)展需要。

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Application of Order Allocation Model in Highway Freight Transportation Platform

Chen Jing(School of Economics&Management,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China)

In this paper,through literature review and on the basis of an analysis of the order allocation problem currently in the highway freight platform,we established an order allocation model to improve the utility rate of the transportation resources and at the end,through applying the model in a numerical case,pointed out that compared to distributive decision-making,the centralized decision-making could better optimize the transportation resources.

highway freight platform;order allocation;transportation resource optimization

U492.3

A

1005-152X(2017)06-0127-03

10.3969/j.issn.1005-152X.2017.06.029

2017-04-10

陳靜（1992-），女，河北人，北京交通大學(xué)碩士研究生，研究方向：物流網(wǎng)絡(luò)工程。