王鴻偉，誠(chéng)則靈

（西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川 成都 611756）

0 引言

近年來(lái)隨著人們生活水平的提高，社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)增多，社會(huì)物流量迅速攀升，物流業(yè)總體規(guī)模快速增長(zhǎng)[1]。其中，物流快遞量近幾年以每年約30%的速度高速增長(zhǎng)，已成為運(yùn)輸市場(chǎng)新的增長(zhǎng)極。傳統(tǒng)鐵路貨物運(yùn)輸速度慢、靈活性差，難以適應(yīng)現(xiàn)代物流業(yè)的需求[1]，雖然近年來(lái)推出了區(qū)域性快運(yùn)列車(chē)，但對(duì)提升鐵路運(yùn)輸?shù)奈锪魇袌?chǎng)份額作用并不明顯[2]。至2018年底，我國(guó)高速鐵路營(yíng)業(yè)里程已達(dá)2.9萬(wàn)km以上，高速鐵路的快速發(fā)展完善了我國(guó)鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也為依托高速鐵路開(kāi)發(fā)高時(shí)效、高附加值運(yùn)輸產(chǎn)品提供了運(yùn)力保證，使發(fā)展高速鐵路物流業(yè)務(wù)從硬件和軟件方面都具備了可行性。

1 研究背景

部分歐洲國(guó)家依托高速鐵路開(kāi)行行包及郵政快運(yùn)專(zhuān)列，開(kāi)展物流快運(yùn)服務(wù)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。德國(guó)鐵路股份有限公司（DB）于1991年6月推出不萊梅—斯圖加特、漢堡—慕尼黑的特快物流列車(chē)（Inter Cargo Express），列車(chē)總載質(zhì)量500 t，最高速度可達(dá)213 km/h[3-4]；法國(guó)于1997年10月起采用專(zhuān)用的TGV物流列車(chē)提供高速鐵路物流運(yùn)輸服務(wù)，最高運(yùn)行速度達(dá)270 km/h[2]。由于TGV物流列車(chē)能滿(mǎn)足高附加值貨物對(duì)運(yùn)輸時(shí)限的需求，因此收益率高，相較一般高速列車(chē)其每公里收入提高約2倍[5]。

發(fā)展高速鐵路物流運(yùn)輸是應(yīng)對(duì)社會(huì)物流需求快速增長(zhǎng)、提高高速鐵路經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的重要途徑。我國(guó)于2014年利用動(dòng)檢車(chē)進(jìn)行高速鐵路物流試運(yùn)營(yíng)，但2015年，高速鐵路快運(yùn)占全國(guó)快遞市場(chǎng)的比例不足0.02%[2]，2017年高速鐵路快運(yùn)收入僅占全國(guó)快遞總收入的0.051%[6]。對(duì)高速鐵路物流自身特征進(jìn)行分析，明確高速鐵路物流的優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)，從而準(zhǔn)確定位高速鐵路物流業(yè)務(wù)，是完善高速鐵路物流業(yè)務(wù)的前期基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，研究高速鐵路物流組織方案，確定列車(chē)種類(lèi)及開(kāi)行方案，從而確保安全、高效地完成運(yùn)輸生產(chǎn)活動(dòng)。

2 高速鐵路物流市場(chǎng)分析

目前物流企業(yè)呈現(xiàn)一定的層次性：UPS、DHL、順豐速運(yùn)等高端物流企業(yè)以航空運(yùn)輸為主，擁有固定的機(jī)隊(duì)及完善的配送系統(tǒng)；申通快遞、圓通速遞等低端物流企業(yè)以公路運(yùn)輸為主[7]，依托完善的倉(cāng)儲(chǔ)、配送系統(tǒng)提供“門(mén)到門(mén)”配送服務(wù)。高速鐵路車(chē)站一般距市中心較機(jī)場(chǎng)近，轉(zhuǎn)運(yùn)較航空運(yùn)輸更為便捷，且成本較航空運(yùn)輸更為經(jīng)濟(jì)；同時(shí)又具備遠(yuǎn)超公路物流的送達(dá)速度。從技術(shù)特征角度，高速鐵路物流與航空物流、公路物流存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系[8-11]，3種物流方式的通達(dá)范圍及運(yùn)輸速度特征可由圖1表示。

圖1 3種物流方式的通達(dá)范圍及運(yùn)輸速度特征

高速鐵路物流的優(yōu)缺點(diǎn)需要考慮自身特征以及與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比的優(yōu)劣情況。SWOT法通過(guò)將企業(yè)戰(zhàn)略與企業(yè)內(nèi)部資源、外部環(huán)境有機(jī)結(jié)合，從而確定企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)、機(jī)會(huì)以及威脅，具有顯著的結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)性特征。在形式上，SWOT法通過(guò)構(gòu)造SWOT結(jié)構(gòu)矩陣并賦予矩陣不同區(qū)域不同分析意義，以明確企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)；在內(nèi)容上，SWOT通過(guò)其理論基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)從結(jié)構(gòu)分析入手對(duì)企業(yè)的外部環(huán)境和內(nèi)部資源進(jìn)行分析，是確定企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)性的有效方法。

2.1 SWOT分析

2.1.1 競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

高速鐵路物流的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在運(yùn)輸速度快、安全可靠、運(yùn)輸成本相對(duì)低、運(yùn)能大等方面。

（1）運(yùn)輸速度快。我國(guó)高速鐵路列車(chē)運(yùn)行速度一般為300 km/h或200～250 km/h，列車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)率高，與其他交通方式相比，在城際范圍（約600 km）內(nèi)具有送達(dá)速度上的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。速度優(yōu)勢(shì)決定了在路網(wǎng)可達(dá)范圍內(nèi)，高速鐵路物流能夠保證全國(guó)絕大多數(shù)城市間1～8 h的送達(dá)時(shí)間。

（2）安全可靠。高速列車(chē)的運(yùn)行環(huán)境相對(duì)封閉，線路、信號(hào)系統(tǒng)保證了其運(yùn)輸過(guò)程的高安全性、高可靠性，且列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)，可有效減少途中顛簸造成的貨物損傷。同時(shí)高速列車(chē)在完成節(jié)點(diǎn)間的直達(dá)或準(zhǔn)直達(dá)運(yùn)輸時(shí)，可有效減少中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，快件丟失、損壞等問(wèn)題能夠得到有效解決。

（3）運(yùn)輸成本相對(duì)低。高速鐵路物流相較其他運(yùn)輸方式具一定的成本優(yōu)勢(shì)[12]，以廣州—長(zhǎng)沙為例，公路運(yùn)輸成本為0.3～0.4元/kg，航空運(yùn)輸成本為2.0元/kg，而采用高速鐵路確認(rèn)車(chē)的運(yùn)輸成本約為1.5元/kg[13]，為航空的75%左右，且送達(dá)速度相當(dāng)。

（4）運(yùn)能大。若研發(fā)專(zhuān)用的貨運(yùn)動(dòng)車(chē)組，以8節(jié)編組的動(dòng)車(chē)組為例，單節(jié)載質(zhì)量按15 t計(jì)，全列可載運(yùn)貨物120 t左右，相較于波音747貨機(jī)載質(zhì)量約100 t以及一般貨運(yùn)車(chē)輛（輕型貨車(chē)）載質(zhì)量小于3.5 t，運(yùn)能優(yōu)勢(shì)明顯，能夠適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的運(yùn)輸需求。

2.1.2 競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)

高速鐵路物流的競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)主要體現(xiàn)在無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)“門(mén)到門(mén)”運(yùn)輸、不適宜大宗物資運(yùn)輸、車(chē)站作業(yè)條件限制等方面。

（1）無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)“門(mén)到門(mén)”運(yùn)輸。與公路運(yùn)輸相比，高速鐵路的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本較高，且通達(dá)范圍不及公路，無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的“門(mén)到門(mén)”運(yùn)輸。

（2）不適宜大宗物資運(yùn)輸。高速鐵路在設(shè)計(jì)時(shí)路基承重、線路坡度、列車(chē)運(yùn)行速度等方面有很高的匹配要求，同時(shí)車(chē)輛牽引、制動(dòng)系統(tǒng)的性能也需要遵循一系列嚴(yán)格的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)列車(chē)載質(zhì)量有嚴(yán)格的限制，不適宜重量較大的貨物運(yùn)輸。

（3）車(chē)站作業(yè)條件限制。高速鐵路車(chē)站通常設(shè)計(jì)為純客運(yùn)站，基本沒(méi)有汽車(chē)運(yùn)輸通道以及相應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)、安檢、裝卸設(shè)備等，若以高速鐵路車(chē)站為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)輸組織，對(duì)既有設(shè)施的改造難度較大，且高速列車(chē)的停站時(shí)間通常較短，開(kāi)展物流業(yè)務(wù)需要滿(mǎn)足快速裝卸、及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)的需求，相關(guān)作業(yè)必須在短時(shí)間內(nèi)完成，否則將影響車(chē)站的日常運(yùn)輸組織。同時(shí)貨物的包裝以及相應(yīng)裝卸設(shè)備也需要滿(mǎn)足裝卸效率上的要求。

2.1.3 機(jī)會(huì)分析

隨著電子商務(wù)及物流業(yè)的發(fā)展，我國(guó)物流市場(chǎng)維持年均20%以上的高增長(zhǎng)速度，而在中長(zhǎng)途物流市場(chǎng)中，航空運(yùn)輸仍然以客機(jī)腹倉(cāng)裝運(yùn)為主，運(yùn)能不能得到保證，客觀上為開(kāi)展高速鐵路物流提供了機(jī)會(huì)，高速鐵路物流的運(yùn)輸市場(chǎng)十分廣闊。

2.1.4 威脅分析

高速鐵路物流的外部威脅主要來(lái)自其他物流方式的競(jìng)爭(zhēng)。公路物流隨著市場(chǎng)需求的擴(kuò)大得到快速發(fā)展，其送達(dá)范圍的優(yōu)勢(shì)使其提供“門(mén)到門(mén)”服務(wù)的能力大大增強(qiáng)；航空運(yùn)輸則通過(guò)購(gòu)置貨機(jī)、增加供給能力向綜合物流轉(zhuǎn)型，且可遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，速度也高于高速鐵路。

2.2 高速鐵路物流定位

根據(jù)高速鐵路物流的SWOT分析可發(fā)現(xiàn)，高速鐵路物流的優(yōu)勢(shì)在于中長(zhǎng)距離節(jié)點(diǎn)間的直達(dá)運(yùn)輸，而劣勢(shì)在于無(wú)法提供真正的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)配送服務(wù)，短途運(yùn)輸競(jìng)爭(zhēng)力不如公路，長(zhǎng)途運(yùn)輸競(jìng)爭(zhēng)力不如航空。因此高速鐵路物流宜定位于中長(zhǎng)途物流節(jié)點(diǎn)間的直達(dá)運(yùn)輸，同時(shí)結(jié)合公路物流完成“門(mén)到門(mén)”配送服務(wù)，以充分發(fā)揮高速鐵路物流在中長(zhǎng)途運(yùn)輸范圍內(nèi)的送達(dá)速度及載運(yùn)量?jī)?yōu)勢(shì)，同時(shí)避免在短途、長(zhǎng)途運(yùn)輸范圍與公路物流、航空物流的不利競(jìng)爭(zhēng)。在此條件下，高速鐵路物流完成主要節(jié)點(diǎn)間的直達(dá)運(yùn)輸，而公路物流負(fù)責(zé)主要節(jié)點(diǎn)至客戶(hù)間的貨物收集和配送任務(wù)。公路物流可由鐵路運(yùn)營(yíng)部門(mén)組織公路運(yùn)輸車(chē)隊(duì)或與第三方物流公司合作進(jìn)行。因此，高速鐵路物流組織的主要問(wèn)題就是確定運(yùn)輸方案以及相應(yīng)的列車(chē)開(kāi)行方案。

3 物流組織方案

高速鐵路物流組織可分為專(zhuān)列運(yùn)輸、客貨混編、利用確認(rèn)車(chē)等幾種方式，其中采用專(zhuān)列運(yùn)輸組織簡(jiǎn)便、載運(yùn)量大，且貨物裝卸作業(yè)不與旅客乘降作業(yè)發(fā)生交叉干擾，在作業(yè)安全及效率上更有保障。因此發(fā)展高速鐵路物流應(yīng)優(yōu)先考慮使用專(zhuān)用的貨運(yùn)動(dòng)車(chē)組，以專(zhuān)列運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行。假定高速鐵路物流采取專(zhuān)列運(yùn)輸，且專(zhuān)列于非高峰期運(yùn)行、各站裝卸及轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備完善，根據(jù)專(zhuān)列列車(chē)技術(shù)特征及市場(chǎng)需求，可以確定其運(yùn)輸組織方案。

3.1 列車(chē)種類(lèi)

假設(shè)高速鐵路物流列車(chē)速度等級(jí)一定，列車(chē)種類(lèi)主要體現(xiàn)在停站方案的差異方面。假設(shè)停站次數(shù)越少的列車(chē)等級(jí)越高，將列車(chē)種類(lèi)分為直達(dá)、大站停、擇站停、站站停等幾類(lèi)。

3.2 列車(chē)開(kāi)行數(shù)量

列車(chē)開(kāi)行數(shù)量需滿(mǎn)足沿途運(yùn)輸需要，并盡量減少列車(chē)虛糜。根據(jù)客運(yùn)專(zhuān)線列車(chē)開(kāi)行數(shù)量的計(jì)算方法，可引申得出貨運(yùn)專(zhuān)列的開(kāi)行數(shù)量為：

式中：m為所需開(kāi)行列車(chē)數(shù)，取值為整數(shù)，列；N為年預(yù)測(cè)運(yùn)量，萬(wàn)t；A定為單列車(chē)載質(zhì)量定額，t；α為列車(chē)載質(zhì)量利用率；μ為貨流波動(dòng)系數(shù)。

3.3 列車(chē)開(kāi)行方案

3.3.1 模型建立

在確定高速鐵路物流專(zhuān)列開(kāi)行方案時(shí)，應(yīng)從運(yùn)輸企業(yè)和業(yè)主2方面考慮。在運(yùn)輸企業(yè)角度，希望獲得更高的收益；在業(yè)主角度，希望最小化運(yùn)輸費(fèi)用并且減少運(yùn)輸時(shí)間。因此列車(chē)開(kāi)行方案的設(shè)計(jì)目標(biāo)可分為2類(lèi)：一是運(yùn)營(yíng)收益最高；二是運(yùn)輸成本最低。

（1）運(yùn)營(yíng)收益最高。運(yùn)營(yíng)收益表現(xiàn)為運(yùn)營(yíng)收入與運(yùn)營(yíng)成本的差值，其中運(yùn)營(yíng)收入主要為承運(yùn)收入；運(yùn)營(yíng)成本分為固定成本及可變成本，固定成本為每列車(chē)的固定開(kāi)行費(fèi)用，可變成本為每噸貨物的公里運(yùn)費(fèi)和裝卸費(fèi)用。運(yùn)營(yíng)收入可表示為：

式中：Sa、Si為列車(chē)所經(jīng)過(guò)的車(chē)站，1≤a≤n，1≤i≤n；d（Sa，Si）為車(chē)站Sa、Si間的距離，km；v（Tk（e））為列車(chē)Tk在路段e上的噸公里運(yùn)輸收入；Tk為列車(chē)等級(jí)，1≤k≤t；t為列車(chē)速度等級(jí)數(shù)量；為列車(chē)Tk從Sa站運(yùn)行至Si站的貨運(yùn)量。

運(yùn)營(yíng)成本可表示為：

式中：C固定為列車(chē)的固定運(yùn)營(yíng)成本；F（Tk（e））為列車(chē)的噸公里運(yùn)費(fèi)；為列車(chē)在Si站卸載的貨物運(yùn)量；f為每噸貨物卸載費(fèi)用。因此列車(chē)運(yùn)營(yíng)收益最大化目標(biāo)可表示為：

（2）運(yùn)輸成本最低。運(yùn)輸成本包括托運(yùn)時(shí)業(yè)主支付的運(yùn)費(fèi)和由于運(yùn)輸過(guò)程造成的時(shí)間價(jià)值損失。其中，運(yùn)費(fèi)在給定運(yùn)費(fèi)率情況下與貨物總質(zhì)量及運(yùn)輸距離有關(guān)，為一定條件下的固定值；運(yùn)輸過(guò)程造成的時(shí)間價(jià)值損失主要可分為運(yùn)行時(shí)間損失和停站時(shí)間損失，其中停站時(shí)間造成的運(yùn)輸延誤是影響貨物時(shí)間價(jià)值損失的主要因素，因此以在途停站時(shí)間為主要目標(biāo)研究運(yùn)輸成本，計(jì)算公式為：

式中：為列車(chē)在Si站不卸載的貨物運(yùn)量；t停（T（ke），Si）為列車(chē)Tk在Si站不裝卸貨物停車(chē)時(shí)間價(jià)值損失；x停（Tk（e），Si）為列車(chē)Tk在Si站的停車(chē)表示，停站時(shí)為1，否則為0。

因此，運(yùn)輸成本最小化目標(biāo)為：

綜上考慮，列車(chē)開(kāi)行方案的目標(biāo)函數(shù)可表示為：

3.3.2 模型求解

通常不同列車(chē)固定成本差異不大，因此可以忽略運(yùn)營(yíng)成本變化對(duì)列車(chē)開(kāi)行方案的影響，將原模型轉(zhuǎn)化為一類(lèi)指派問(wèn)題，從而進(jìn)行求解。

3.4 算例驗(yàn)證

以京滬高速鐵路為例，給出一定的貨運(yùn)量數(shù)據(jù)，計(jì)算高速鐵路物流列車(chē)的開(kāi)行方案，其中某日各站間貨運(yùn)量見(jiàn)表1。

表1 京滬高速鐵路某日各站間貨運(yùn)量 t

假設(shè)列車(chē)載質(zhì)量利用率α=0.6，單列車(chē)載質(zhì)量定額A定=135 t，在求解列車(chē)開(kāi)行數(shù)量時(shí)，按照直達(dá)、一站停、多站停的優(yōu)先級(jí)對(duì)各列車(chē)進(jìn)行貨流分配，所得列車(chē)開(kāi)行方案見(jiàn)表2。

表2 列車(chē)開(kāi)行方案

4 結(jié)束語(yǔ)

高速鐵路路網(wǎng)的快速完善為發(fā)展高速鐵路物流服務(wù)提供了基礎(chǔ)設(shè)施保障。隨著物流業(yè)的迅猛發(fā)展，結(jié)合高速鐵路運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)開(kāi)展高速鐵路物流服務(wù)不僅是鐵路貨運(yùn)改革的方向之一，也可為物流行業(yè)提供安全、便捷的運(yùn)輸方式。結(jié)合高速鐵路物流發(fā)展所面臨的問(wèn)題，分析發(fā)展高速鐵路物流的市場(chǎng)定位，并研究高速鐵路物流的組織方案，為高速鐵路物流運(yùn)輸進(jìn)一步發(fā)展提供借鑒。