蔣玲茜+張培林+陳沿伊

【摘 要】 為使集裝箱海陸多式聯(lián)運(yùn)模式選擇能更符合節(jié)能減排的要求，分析碳排放影響因素并建立海陸多式聯(lián)運(yùn)碳排放計(jì)算模型和運(yùn)輸成本計(jì)算模型，在此基礎(chǔ)上建立基于碳排放量、運(yùn)輸成本、運(yùn)輸時(shí)間的多目標(biāo)決策模型，通過(guò)決策模型進(jìn)行聯(lián)運(yùn)模式的比較選擇。以哈爾濱市至泰安市的集裝箱海陸多式聯(lián)運(yùn)為例，應(yīng)用以上多目標(biāo)決策模型得出“鐵―海―鐵聯(lián)運(yùn)”模式為最優(yōu)方案。

【關(guān)鍵詞】 集裝箱；海陸多式聯(lián)運(yùn)；碳排放；多目標(biāo)決策

0 引 言

交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放量占各行業(yè)碳排放總量的30%以上，在節(jié)能減排日益重要的當(dāng)今社會(huì)，推行低碳交通顯得尤為重要和迫切。多式聯(lián)運(yùn)由于其降低成本、節(jié)能減排的效應(yīng)顯著，已被越來(lái)越多的國(guó)家納入綜合運(yùn)輸體系建設(shè)。對(duì)于集裝箱多式聯(lián)運(yùn)來(lái)說(shuō)，海陸多式聯(lián)運(yùn)是其最主要的聯(lián)運(yùn)方式，選擇不同的聯(lián)運(yùn)模式會(huì)產(chǎn)生不同的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)影響。以往在集裝箱海陸多式聯(lián)運(yùn)模式選擇的研究中，大部分學(xué)者[1-3]只是單純考慮運(yùn)輸成本和時(shí)間這兩方面因素的影響，較少有學(xué)者將碳排放這一因素考慮進(jìn)去，即使有學(xué)者[4-5]對(duì)多式聯(lián)運(yùn)碳排放作研究也大多只是定性分析，較少有定量研究。在全球倡導(dǎo)低碳運(yùn)輸?shù)拇蟊尘跋?，碳排放將成為海陸多式?lián)運(yùn)模式選擇時(shí)必須考慮的因素。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，在集裝箱海陸多式聯(lián)運(yùn)模式選擇中加入碳排放這一因素，建立基于運(yùn)輸過(guò)程中碳排放量、運(yùn)輸成本、運(yùn)輸時(shí)間的多目標(biāo)決策模型，并進(jìn)行實(shí)證分析。

1 集裝箱海陸多式聯(lián)運(yùn)模式

1.1 公海聯(lián)運(yùn)模式

公海聯(lián)運(yùn)是貨物經(jīng)由公路運(yùn)至沿海港口碼頭，再經(jīng)船舶運(yùn)至目的地港口，或是貨物經(jīng)船舶運(yùn)至沿海港口碼頭，再經(jīng)公路運(yùn)輸至最終目的地的只需“一次申報(bào)、一次查驗(yàn)、一次放行”就可以完成整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程的一種運(yùn)輸模式。[6]公海聯(lián)運(yùn)盡管不能達(dá)到運(yùn)輸成本最優(yōu)且作業(yè)效率也較鐵海聯(lián)運(yùn)低下，但由于其具有靈活性強(qiáng)、時(shí)效性高的特點(diǎn)，目前仍然是最主要的集裝箱海陸多式聯(lián)運(yùn)模式。公海聯(lián)運(yùn)的整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中只涉及公路和海路2種運(yùn)輸方式。

1.2 鐵海聯(lián)運(yùn)模式

鐵海聯(lián)運(yùn)是貨物經(jīng)由鐵路運(yùn)至沿海港口碼頭，再經(jīng)船舶運(yùn)至目的地港口，或是貨物經(jīng)船舶運(yùn)至沿海港口碼頭，再經(jīng)由鐵路運(yùn)至最終目的地的只需“一次申報(bào)、一次查驗(yàn)、一次放行”就可以完成整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程的一種運(yùn)輸模式。鐵海聯(lián)運(yùn)與公海聯(lián)運(yùn)相比，鐵海聯(lián)運(yùn)雖然在集貨時(shí)間方面顯劣勢(shì)，但因有著巨大的運(yùn)能、較高的作業(yè)效率、較少的廢氣排放、較低的成本等優(yōu)勢(shì)，已成為各個(gè)國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的一種運(yùn)輸方式。在鐵海聯(lián)運(yùn)的整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中除了有鐵路和海路運(yùn)輸方式外，還有從起運(yùn)地到鐵路集裝箱場(chǎng)站以及從鐵路集裝箱場(chǎng)站到最終目的地的公路運(yùn)輸。

2 基于碳排放量、成本、時(shí)間的 多目標(biāo)決策模型

2.1 海陸多式聯(lián)運(yùn)的碳排放計(jì)算

海陸多式聯(lián)運(yùn)的碳排放計(jì)算公式為

式中：W聯(lián)為海陸多式聯(lián)運(yùn)每千米運(yùn)輸產(chǎn)生的碳排放量，kg； 海、 陸分別為海路和陸路運(yùn)輸里程在多式聯(lián)運(yùn)總里程中的占比； W海為海運(yùn)段每千米運(yùn)輸?shù)奶寂欧帕?，kg； W陸為陸運(yùn)段每千米運(yùn)輸?shù)奶寂欧帕?，kg。

本文只對(duì)同一起止點(diǎn)間進(jìn)行不同的聯(lián)運(yùn)模式選擇，由于公海聯(lián)運(yùn)和鐵海聯(lián)運(yùn)中的海運(yùn)段相同，因此，只要比較2種模式下陸路段的碳排放量即可。

在公海聯(lián)運(yùn)模式中，公路運(yùn)輸每標(biāo)箱單位里程的碳排放量的計(jì)算公式為

式中：W公為公路每千米運(yùn)輸?shù)奶寂欧帕浚琸g； 汽為公路運(yùn)輸中汽油消耗量在燃料總消耗量中的占比；G汽為每標(biāo)箱每千米運(yùn)輸所消耗的汽油量，根據(jù)相關(guān)研究[7-8]，G汽取0.689 L/（TEU€穔m）； F汽為消耗每升汽油所產(chǎn)生的二氧化碳，根據(jù)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)（IPCC）資料，F(xiàn)汽取2.27 kg/L； 柴為公路運(yùn)輸中柴油消耗量在燃料消耗總量中的占比；G柴為每標(biāo)箱每千米運(yùn)輸所消耗的柴油量，取0.606 L/（TEU€穔m）；F柴為消耗每升柴油所產(chǎn)生的二氧化碳，根據(jù)IPCC資料，取2.74 kg/L。

在鐵海聯(lián)運(yùn)模式中，由于我國(guó)目前營(yíng)運(yùn)的鐵路機(jī)車(chē)絕大部分為電力機(jī)車(chē)，而電力機(jī)車(chē)雖然在行駛中不產(chǎn)生碳排放，但為其供電的發(fā)電企業(yè)是產(chǎn)生碳排放的；因此，在鐵海聯(lián)運(yùn)模式中，鐵路段每標(biāo)箱單位里程二氧化碳排放量的計(jì)算公式為

式中：W鐵為鐵路段每千米運(yùn)輸產(chǎn)生的二氧化碳排放量，kg； G電為每標(biāo)準(zhǔn)集裝箱每千米運(yùn)輸所消耗的電量，根據(jù)《中國(guó)交通年鑒》資料 G電取 kW€穐 /（TEU€穔m）； F電為上游發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)每度電的二氧化碳排放量，F(xiàn)電=0.717 kg/（kW€穐）。

2.2 海陸多式聯(lián)運(yùn)的運(yùn)輸成本計(jì)算

海陸多式聯(lián)運(yùn)的運(yùn)輸成本是指整個(gè)聯(lián)運(yùn)過(guò)程中所需支出的全部費(fèi)用，包括貨物集散、在各個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)中心作業(yè)時(shí)所耗的場(chǎng)地租金、保險(xiǎn)費(fèi)和人工費(fèi)用等。

本文只對(duì)同一起止點(diǎn)間的不同聯(lián)運(yùn)模式進(jìn)行比較分析，由于具有相同的海運(yùn)段，因此，在成本計(jì)算時(shí)只將公路運(yùn)輸段與鐵路運(yùn)輸段進(jìn)行成本比較。

2.2.1 公路運(yùn)輸成本計(jì)算公式

公路運(yùn)輸段每標(biāo)箱的運(yùn)輸成本計(jì)算公式為

式中： C公為公路運(yùn)輸段每標(biāo)箱運(yùn)輸成本，元； c1為公路運(yùn)輸中每標(biāo)箱每千米的運(yùn)輸費(fèi)，元； y為集裝箱卡車(chē)的過(guò)橋費(fèi)和過(guò)路費(fèi)，元； l1為集裝箱的卡車(chē)運(yùn)輸里程，km； a1為在集裝箱堆場(chǎng)的裝卸費(fèi)，元； a2為集裝箱卡車(chē)的出省費(fèi)，元。

2.2.2 鐵路運(yùn)輸成本的計(jì)算公式

鐵路運(yùn)輸段每標(biāo)箱的運(yùn)輸成本計(jì)算公式為

式中：C鐵為鐵路運(yùn)輸段每標(biāo)箱的運(yùn)輸成本，元； c2為在鐵路運(yùn)輸中每標(biāo)準(zhǔn)箱每千米的運(yùn)輸費(fèi)，元；l2為鐵路運(yùn)輸里程，km； E1為鐵路建設(shè)基金率； e2為鐵路運(yùn)輸相關(guān)均攤運(yùn)費(fèi)，元； b1為鐵路運(yùn)輸?shù)拿繕?biāo)箱均攤發(fā)到基價(jià)，元； b2為集裝箱使用費(fèi)，元； b3為鐵路發(fā)護(hù)費(fèi)、聯(lián)防費(fèi)，元； b4為鐵路場(chǎng)站裝卸費(fèi)，元； b5為施封材料費(fèi)和組織服務(wù)費(fèi)，元； m為與鐵路運(yùn)輸相關(guān)聯(lián)的公路運(yùn)輸費(fèi)，元。endprint

3 實(shí)證分析

選取哈爾濱市至泰安市間海陸多式聯(lián)運(yùn)的不同模式，設(shè)定：一趟鐵路班列裝運(yùn)80 TEU，每標(biāo)準(zhǔn)箱質(zhì)量為10 t，其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表1所示。

（1）得到各方案目標(biāo)值

選取鐵―海―鐵、鐵―海―公、公―海―鐵、公―海―公等4種海陸聯(lián)運(yùn)模式，將式（1）―（5）中的相關(guān)量值取值如下： 汽= 20%；c1=6.5元/km； 哈爾濱―大連y=360元，煙臺(tái)―泰安y=200元； a1=60元/km；a2=15元/km； c2=元/km；b1=161元/TEU；b2=100元/TEU； b3=4元/TEU； b4=386.1元/TEU； b5=65元/TEU； e1=0.528元/km； e2=元/km； m=900元。分別計(jì)算這4種模式中陸路運(yùn)輸碳排放量、陸路運(yùn)輸成本和裝卸、等待、集貨時(shí)間，見(jiàn)下表2。

根據(jù)多目標(biāo)決策模型，計(jì)算得到4種方案3個(gè)目標(biāo)的計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表3。

4 結(jié)果分析

本文實(shí)證案例中陸路運(yùn)輸段里程較長(zhǎng)，因此，即使在鐵路集貨所需更多時(shí)間的情況下，得出的最優(yōu)方案仍是鐵海聯(lián)運(yùn)。根據(jù)本文所建立的運(yùn)輸成本計(jì)算模型可以得到每標(biāo)箱的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為320 km，即：運(yùn)距小于320 km時(shí)公路運(yùn)輸成本低于鐵路運(yùn)輸，運(yùn)距超過(guò)320 km則鐵路運(yùn)輸成本低于公路運(yùn)輸。若只考慮運(yùn)輸成本，則可直接比較運(yùn)距。

根據(jù)碳排放量計(jì)算模型可以得到：公路運(yùn)輸段的碳排放量為1.641 kg/（TEU€穔m），鐵路運(yùn)輸段的碳排放量?jī)H為0.079 kg/（TEU€穔m），因此，在碳排放方面，鐵路與公路相比有著很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)本文所建立的基于碳排放量、成本、時(shí)間的多目標(biāo)決策模型，可以在不同情況下綜合考慮碳排放量、運(yùn)輸成本和運(yùn)輸時(shí)間這三方面的影響因素進(jìn)行集裝箱多式聯(lián)運(yùn)的模式選擇。

5 結(jié) 語(yǔ)

集裝箱海陸多式聯(lián)運(yùn)具有運(yùn)輸成本低、效率高、低排放的優(yōu)點(diǎn)，因此，我國(guó)現(xiàn)階段應(yīng)該大力發(fā)展集裝箱海陸多式聯(lián)運(yùn)。從實(shí)證分析的結(jié)果可以看出，集裝箱海陸多式聯(lián)運(yùn)在不同模式下其碳排放、運(yùn)輸成本和運(yùn)輸時(shí)間有差異，在全球倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)的潮流下，在對(duì)其進(jìn)行模式選擇時(shí)不能僅考慮成本和時(shí)間，還應(yīng)該考慮碳排放這一影響因素。

本文對(duì)集裝箱海陸多式聯(lián)運(yùn)不同模式進(jìn)行分析時(shí)在考慮成本和時(shí)間的基礎(chǔ)上加入碳排放這一因素，使得分析結(jié)果更能體現(xiàn)節(jié)能減排的社會(huì)要求，更符合現(xiàn)代社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的理念。本文以哈爾濱市至泰安市這一海陸多式聯(lián)運(yùn)線路為例，應(yīng)用所建模型進(jìn)行實(shí)證分析，結(jié)果表明該模型具有實(shí)用性及可行性，可以根據(jù)具體的情況給出相應(yīng)的決策。在現(xiàn)實(shí)情況中，海陸多式聯(lián)運(yùn)的模式選擇除了要考慮碳排放、運(yùn)輸成本和運(yùn)輸時(shí)間外還涉及很多因素，比如大氣污染的治理成本、貨主的要求等等，因此，在現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)上增加更多的影響因素來(lái)進(jìn)行集裝箱海陸多式聯(lián)運(yùn)模式選擇是今后的研究方向。

參考文獻(xiàn)：

[1] 喬欣宇.基于成本分析的多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸方式選擇研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2015.

[2] 李愈，李美彥，趙軍.基于運(yùn)費(fèi)結(jié)構(gòu)的多式聯(lián)運(yùn)方式選擇研究[J].鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2011（11）：81-85.

[3] 韓增霞.集裝箱多式聯(lián)運(yùn)路徑及運(yùn)輸方式選擇研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2011.

[4] 魏眾，申金升，黃愛(ài)玲，等.多式聯(lián)運(yùn)的最短時(shí)間路徑―運(yùn)輸費(fèi)用模型研究[J].中國(guó)工程科學(xué)，2006（8）：61-64.

[5] 施云清，羅貫三，李紅.低碳經(jīng)濟(jì)條件下大力發(fā)展鐵海聯(lián)運(yùn)勢(shì)在必行[J].物流工程與管理，2010（9）：25-28.

[6] 孫家慶，張赫，宮曉?shī)?集裝箱多式聯(lián)運(yùn)[M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2016.

[7] 黃霏茜，林玉山.基于低碳經(jīng)濟(jì)的集裝箱鐵海聯(lián)運(yùn)效益分析[J].物流工程與管理，2011（9）：49-51.

[8] 孫國(guó)卿.鐵海聯(lián)運(yùn)運(yùn)量預(yù)測(cè)與效益研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2010.

[9] 胡秦生.模糊多目標(biāo)系統(tǒng)實(shí)用最優(yōu)決策法及應(yīng)用[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，1996（3）：1-5.

[10] 張守一.對(duì)一般均衡論和帕累托最優(yōu)的新解釋[J].經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，2010（11）：116-118.

[11] 盛昭瀚.最優(yōu)化方法基本教程[M].南京：東南大學(xué)出版社，1992.endprint