張佳琪　廖志高

(廣西科技大學(xué)管理學(xué)院，廣西 柳州 545006)

1　引言

物流中的交通運(yùn)輸行業(yè)是主要的化石能源的消耗行業(yè)，為符合國(guó)家碳減排的政策要求，交通運(yùn)輸部門應(yīng)大力發(fā)展多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸。多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸最大的優(yōu)點(diǎn)在于其可以充分發(fā)揮多種運(yùn)輸方式的特點(diǎn)，達(dá)到貨物及時(shí)運(yùn)輸、節(jié)約運(yùn)輸成本等目的，并對(duì)減少交通運(yùn)輸業(yè)碳排放，緩解交通阻塞有積極作用，因此得到了廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)低碳目標(biāo)下的靜態(tài)多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化研究比較多，一般是從碳排放量、運(yùn)輸時(shí)間和運(yùn)輸成本三個(gè)角度進(jìn)行研究。在運(yùn)輸過(guò)程中機(jī)械故障和交通堵塞等不確定情況常常使運(yùn)輸成本和運(yùn)輸時(shí)間發(fā)生變化。王清斌和范志強(qiáng)研究了運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)換過(guò)程中節(jié)點(diǎn)作業(yè)隨機(jī)特和動(dòng)態(tài)性對(duì)多式聯(lián)運(yùn)路徑選擇的影響。梁小慷研究了模糊運(yùn)輸時(shí)間窗對(duì)的多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸費(fèi)用影響。謝靜探討了碳排放量對(duì)需求模糊情形下多式聯(lián)運(yùn)路徑選擇的影響。井祥鶴研究了帶有區(qū)間參數(shù)的運(yùn)輸時(shí)間對(duì)多式聯(lián)運(yùn)路線優(yōu)化問(wèn)題。以上學(xué)者大多研究了模糊時(shí)間對(duì)運(yùn)輸費(fèi)用的影響，本文在井祥鶴的研究基礎(chǔ)上，引入碳排放量，綜合考慮運(yùn)輸時(shí)間和碳排放量因素對(duì)區(qū)間數(shù)型多式聯(lián)運(yùn)路徑的研究。

2　區(qū)間數(shù)分析

由于市場(chǎng)因素和人為因素，決策者很難獲得運(yùn)輸費(fèi)用的確定值；由于運(yùn)輸途中不可預(yù)料的因素，還有換裝過(guò)程中設(shè)備等不可操控的原因，也很難獲得運(yùn)輸時(shí)間和裝卸時(shí)間的具體值。在這種情況下，決策者能得到一定范圍內(nèi)的區(qū)間數(shù)，利用這些區(qū)間數(shù)代替運(yùn)輸費(fèi)用和運(yùn)輸時(shí)間的準(zhǔn)確值來(lái)進(jìn)行多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸計(jì)劃的制定。區(qū)間數(shù)可以表示為：A=[aL,aR]={t|aL

3　構(gòu)建模型

3.1　模型假設(shè)

多式聯(lián)運(yùn)主要分為運(yùn)輸和轉(zhuǎn)運(yùn)兩個(gè)環(huán)節(jié)，本文只對(duì)運(yùn)輸環(huán)節(jié)產(chǎn)生的運(yùn)輸費(fèi)用、運(yùn)輸時(shí)間和碳排放量進(jìn)行計(jì)算。為了便于建模，我們對(duì)模型也做出如下假設(shè)：

(1)貨物在各個(gè)節(jié)點(diǎn)最多發(fā)生一次轉(zhuǎn)運(yùn)。

(2)節(jié)點(diǎn)之間的運(yùn)量不能分割。

(3)節(jié)點(diǎn)城市間有鐵路和公路兩種運(yùn)輸方式供選擇。

3.2　符號(hào)說(shuō)明

3.3　數(shù)學(xué)模型

(1)本文多目標(biāo)規(guī)劃包含2個(gè)目標(biāo)函數(shù)。

①不確定多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸成本(直達(dá)運(yùn)輸成本)：

②不確定多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸碳排放量：

(2)約束條件。

4　算例分析

假設(shè)有15t貨物需要從北京O運(yùn)到濟(jì)南D，途中經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)分別為石家莊A和天津B，相鄰的兩個(gè)運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)間有公路和鐵路兩種運(yùn)輸方式。運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)如圖1。

圖1　運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圖

城市公路運(yùn)輸鐵路運(yùn)輸距離(km)運(yùn)輸時(shí)間(h)距離(km)運(yùn)輸時(shí)間(h)O-A279[2.5,3]277[3.5,4.5]O-B118[1,1.5]137[1.5,2]O-D457[4,5]497[6,8]A-D314[2.5,3.5]301[3.5,5]B-D347[3,4]260[4.5,6]

公路運(yùn)輸?shù)奶寂欧畔禂?shù)為0.06935千克/噸.公里，鐵路運(yùn)輸?shù)奶寂欧畔禂?shù)為0.00790千克/噸.公里。公路運(yùn)輸基價(jià)為[0.5,1](元/噸公里)，鐵路運(yùn)輸基價(jià)為[0.1,0.5](元/噸公里)。將數(shù)值代入模型，并通過(guò)CPELX軟件進(jìn)行求解。

運(yùn)輸時(shí)間為約束條件時(shí)，當(dāng)北京到濟(jì)南運(yùn)輸時(shí)間為[4,5]h，碳排放量為475.39kg，運(yùn)費(fèi)為[3427.5,6855]元，運(yùn)輸路徑為O公D；當(dāng)運(yùn)輸時(shí)間為[4.5h,6h]，碳排放量為377.2kg，運(yùn)費(fèi)為[2808,6232.5]元，運(yùn)輸路徑為O鐵B公D；當(dāng)運(yùn)輸時(shí)間為[5.5h,7.5h]，碳排放量為153.56kg，運(yùn)費(fèi)為[1275,3720]元，運(yùn)輸路徑為O公B鐵D；當(dāng)運(yùn)輸時(shí)間為[6h,8h]，碳排放量為47.044kg，運(yùn)費(fèi)為[745.5,3727.5]元，運(yùn)輸路徑為O鐵B鐵D。

通過(guò)分析結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

(1)時(shí)間限制對(duì)區(qū)間數(shù)型多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸方式的選擇具有影響。一些貨物的特性對(duì)時(shí)間有較高的要求，優(yōu)先考慮公路運(yùn)輸，反之考慮鐵路運(yùn)輸。

(2)鐵路運(yùn)輸在降低運(yùn)輸成本和碳排放量方面具有積極作用。本文對(duì)公鐵聯(lián)運(yùn)、公路運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸在北京到濟(jì)南的貨物的運(yùn)輸中所產(chǎn)生的節(jié)能減排效益進(jìn)行了測(cè)算，結(jié)果表明鐵路運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)和低碳交通的有效方法。

(3)碳排放量對(duì)區(qū)間數(shù)型多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸方式的選擇影響比較大。在國(guó)家大力推行節(jié)能減排的背景下，本文建立了以碳排放總量為目標(biāo)函數(shù)，使得在貨物運(yùn)輸過(guò)程中不僅僅需要考慮運(yùn)輸成本，還需考慮碳排放量，從而引導(dǎo)貨物選擇經(jīng)由碳排放水平較低的方式進(jìn)行運(yùn)輸。

5　結(jié)論

考慮多式聯(lián)運(yùn)中運(yùn)輸時(shí)間和運(yùn)輸費(fèi)用為區(qū)間參數(shù)的情況下，以碳排放量和運(yùn)輸成本最小為目標(biāo)函數(shù)，采用CPELX軟件求解模型，結(jié)合算例分析結(jié)果可知算法及模型具有有效性和可行性。但沒(méi)有具體分析中轉(zhuǎn)過(guò)程中運(yùn)輸費(fèi)用和碳排放量對(duì)路徑選擇的影響；選擇CPELX軟件求解模型，但是運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)CPELX軟件不明顯，在以后的研究工作中，可考慮結(jié)合其他啟發(fā)式算法進(jìn)行模型求解。希望以后的研究在這些方面進(jìn)一步完善。

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