溫旭麗，陸燕楠，向星月

（1.東南大學(xué)成賢學(xué)院，江蘇 南京 210088；2.南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院，江蘇 南京 211100）

0 引言

目前，我國正進(jìn)入多式聯(lián)運(yùn)的快速發(fā)展時(shí)期，貨物運(yùn)輸也將逐步向多式聯(lián)運(yùn)方式發(fā)展。戴鈺桀，等利用SWOT 分析方法，研究了主要的多式聯(lián)運(yùn)方式，并針對我國多式聯(lián)運(yùn)存在的問題，提出了發(fā)展直駁運(yùn)輸、建設(shè)信息平臺(tái)等策略，以提高多式聯(lián)運(yùn)效率[1]。對于我國鐵路集裝箱多式聯(lián)運(yùn)的現(xiàn)狀與發(fā)展，許奇，等從聯(lián)運(yùn)理念更新、市場化機(jī)制完善、定價(jià)機(jī)制改革、經(jīng)營機(jī)制調(diào)整等4個(gè)方面提出推進(jìn)鐵路集裝箱多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展的建設(shè)機(jī)制與發(fā)展策略[2]。在貨運(yùn)戰(zhàn)略規(guī)劃問題中，主要是解決網(wǎng)絡(luò)中的樞紐布局和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面[3]。陳根龍從多式聯(lián)運(yùn)樞紐的規(guī)劃和布局出發(fā)，研究了成本因素、服務(wù)時(shí)間因素和運(yùn)輸能力因素，分析了樞紐布局優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性[4]。樞紐布局問題也會(huì)與運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的路徑優(yōu)化相結(jié)合，有研究者以區(qū)域貨運(yùn)系統(tǒng)的總體運(yùn)輸費(fèi)用與樞紐設(shè)施布局成本之和最小化為目標(biāo)，建立了貨運(yùn)樞紐布局與路徑優(yōu)化的綜合優(yōu)化模型[5-6]。胡晶晶，等以總成本最小為目標(biāo)，分別采用線性與體現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)的非線性建設(shè)成本函數(shù)，建立基于傳統(tǒng)樞紐選址的混合整數(shù)規(guī)劃模型[7]。胡志華，等建立了基于可變規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的非線性規(guī)劃模型,討論了單調(diào)可變的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)對樞紐點(diǎn)選擇的影響[8]。呂學(xué)偉，等建立多式聯(lián)運(yùn)最優(yōu)路徑選擇模型，運(yùn)用蟻群算法求解相關(guān)算例，并將結(jié)果與無混合時(shí)間窗約束下的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行對比分析[9]。萬杰，等構(gòu)建混合整數(shù)規(guī)劃模型，設(shè)計(jì)遺傳算法和蟻群算法相結(jié)合的混合算法對模型進(jìn)行求解[10]。劉杰，等從貨物運(yùn)輸實(shí)際出發(fā)，提出節(jié)點(diǎn)運(yùn)輸方式備選集，建立多式聯(lián)運(yùn)動(dòng)態(tài)路徑優(yōu)化模型，提出求解該問題的算法[11]。劉丹，等以可持續(xù)運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間、費(fèi)用和CO2排放三個(gè)維度作為模型的優(yōu)化目標(biāo)，設(shè)計(jì)了單目標(biāo)遺傳算法和多目標(biāo)遺傳算法NSGA-II 聯(lián)合求解的方式求解該多目標(biāo)優(yōu)化問題[12]。但目前，面向多式聯(lián)運(yùn)的貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究較少。發(fā)展多式聯(lián)運(yùn)成為綜合運(yùn)輸服務(wù)體系建設(shè)的主導(dǎo)策略，研究面向多式聯(lián)運(yùn)的貨運(yùn)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)意義重大，可以提升綜合運(yùn)輸樞紐服務(wù)品質(zhì)，增強(qiáng)綜合運(yùn)輸通道的運(yùn)載能力，促進(jìn)先進(jìn)運(yùn)輸裝備技術(shù)應(yīng)用，推動(dòng)開放共贏的國際化運(yùn)輸服務(wù)。

1 面向多式聯(lián)運(yùn)的貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化方法

1.1 多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

多式聯(lián)運(yùn)貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)有機(jī)綜合體，既包括多種交通運(yùn)輸方式的樞紐、線路、物流裝備等基礎(chǔ)設(shè)施，還包括聯(lián)運(yùn)過程中的不同組織管理體系。其中多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中的樞紐，作為幾種運(yùn)輸方式或幾條運(yùn)輸干線的交會(huì)點(diǎn)，承擔(dān)著收發(fā)貨物、裝卸轉(zhuǎn)運(yùn)以及分拆包裝等大量任務(wù)，是多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的核心。高效的運(yùn)輸方式需要較好的銜接組織管理制度和設(shè)施、足夠的中轉(zhuǎn)場地、高效率的信息系統(tǒng)、良好的貨運(yùn)進(jìn)出口環(huán)境以及人才等，這直接造成多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)樞紐設(shè)施構(gòu)建的固定投資大幅增加。因此，樞紐選址問題成為多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題的核心問題。綜上所述，本文研究的多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)樞紐網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化核心指在合理布局樞紐節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對樞紐的不同集疏運(yùn)方式形成的運(yùn)輸路線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理布局，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各種運(yùn)輸資源的合理配置。

1.2 軸輻式網(wǎng)絡(luò)理論

多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本質(zhì)是一個(gè)輻式網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的大部分節(jié)點(diǎn)通過和網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或少量幾個(gè)樞紐節(jié)點(diǎn)相互作用，實(shí)現(xiàn)貨物、人員及服務(wù)的傳遞。

目前，軸輻式網(wǎng)絡(luò)分類主要有按樞紐節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)和按連接路徑兩種分類：

第一、按樞紐節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)分類可以分為單樞紐節(jié)點(diǎn)軸輻式網(wǎng)絡(luò)和多樞紐節(jié)點(diǎn)軸輻式網(wǎng)絡(luò)。

（1）單樞紐軸輻式網(wǎng)絡(luò)中只有唯一樞紐節(jié)點(diǎn)，所有其它節(jié)點(diǎn)都通過該樞紐點(diǎn)發(fā)生聯(lián)系，單樞紐的軸輻式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大、服務(wù)范圍較小的情況，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡單，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（2）多樞紐軸輻式網(wǎng)絡(luò)中樞紐節(jié)點(diǎn)數(shù)量超過一個(gè)的，這種網(wǎng)絡(luò)可以更好地平衡服務(wù)集中樞紐與樞紐擁擠的矛盾，多樞紐軸輻式網(wǎng)絡(luò)適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、服務(wù)范圍廣的情況。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用廣泛，基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 單樞紐軸輻式網(wǎng)絡(luò)圖

圖2 多樞紐軸輻式網(wǎng)絡(luò)圖

圖3 混合式軸輻式網(wǎng)絡(luò)圖

第二、按連接路徑分類為純軸輻式網(wǎng)絡(luò)和混合式軸輻式網(wǎng)絡(luò)。

（1）純軸輻式網(wǎng)絡(luò)只允許非樞紐點(diǎn)與樞紐點(diǎn)之間直接連接，不允許非樞紐節(jié)點(diǎn)之間互連，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（2）混合式軸輻式網(wǎng)絡(luò)既允許樞紐點(diǎn)和非樞紐點(diǎn)之間的連接，又允許非樞紐點(diǎn)之間的互相連接，但是非樞紐點(diǎn)之間的連接相對較少。基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。

通過對幾種網(wǎng)絡(luò)模型的分析，選用混合式多樞紐輻射式網(wǎng)絡(luò)作為本文的多式樞紐網(wǎng)絡(luò)模型。

1.3 多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)影響因素分析

多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，它的優(yōu)化不僅要有最佳的樞紐定位，更要有最優(yōu)的樞紐與非樞紐節(jié)點(diǎn)之間的分配路徑。因此這一問題是設(shè)施選址和路徑選擇的綜合問題。

（1）多式聯(lián)運(yùn)樞紐網(wǎng)絡(luò)中的規(guī)模效應(yīng)。隨著網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)輸總產(chǎn)出的擴(kuò)大，平均運(yùn)輸成本不斷下降形成運(yùn)輸業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。多式聯(lián)運(yùn)樞紐網(wǎng)絡(luò)中由于貨物流集中而為樞紐系統(tǒng)提供了一種由于運(yùn)輸規(guī)模增大，以此而產(chǎn)生的運(yùn)輸成本降低的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。樞紐網(wǎng)絡(luò)中的規(guī)模效應(yīng)主要體現(xiàn)在由貨物流在樞紐之間干線上的捆綁運(yùn)輸而產(chǎn)生的成本節(jié)約。

（2）多式聯(lián)運(yùn)樞紐網(wǎng)絡(luò)中的成本。多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中的成本與一般的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)相同，都主要包括兩部分成本：固定成本和可變成本。固定成本又包括樞紐建設(shè)成本和樞紐運(yùn)轉(zhuǎn)成本，可變成本包括直接運(yùn)輸成本和通過樞紐的運(yùn)輸成本。

多式聯(lián)運(yùn)樞紐網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)營者通過樞紐節(jié)點(diǎn)的合并、分揀，以及樞紐節(jié)點(diǎn)之間的干線規(guī)模服務(wù)來獲得成本優(yōu)勢。建設(shè)樞紐基礎(chǔ)設(shè)施和租用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施必然會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的固定投資成本。此外，樞紐建成后日常正常運(yùn)作的各種資源的支持和維護(hù)（物力、人力以及資源等），也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的資源成本。直接運(yùn)輸模式下的運(yùn)輸成本和基于樞紐運(yùn)輸模式的運(yùn)輸成本均與路徑上的運(yùn)輸流量大小直接相關(guān)。本文多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的最終目標(biāo)是樞紐網(wǎng)絡(luò)中的所有成本最小。

（3）多式聯(lián)運(yùn)樞紐網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)時(shí)間和運(yùn)輸能力限制。在多式聯(lián)運(yùn)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，貨物在樞紐城市節(jié)點(diǎn)處有多種運(yùn)輸方式可以選擇，樞紐之間的每種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸時(shí)間以及運(yùn)輸線路的承載能力等都不相同。運(yùn)輸運(yùn)營者想要獲得網(wǎng)絡(luò)成本最小化，除了滿足需求者對貨物的量和準(zhǔn)確性的基本要求外，還要在網(wǎng)絡(luò)線路和運(yùn)輸方式可以承受的承載能力的基礎(chǔ)之上最大程度地按照客戶要求的時(shí)間將貨物運(yùn)送到客戶手中。而不同范圍的運(yùn)輸?shù)竭_(dá)時(shí)間窗和運(yùn)輸能力的限制，都會(huì)對網(wǎng)絡(luò)樞紐定位、運(yùn)輸方式選擇、運(yùn)輸組織方式選擇以及網(wǎng)絡(luò)流路徑的分配產(chǎn)生直接的影響。

2 多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型構(gòu)建

基于上文的分析，考慮總體運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)特征與實(shí)際運(yùn)輸場景中的制約因素，以運(yùn)輸成本最小化目標(biāo)，建立多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型。

2.1 模型假設(shè)

為方便后續(xù)問題的探究與優(yōu)化模型的建立，將其更好地用數(shù)學(xué)語言與網(wǎng)絡(luò)理論來描述，這里結(jié)合港口實(shí)際運(yùn)輸工作場景，考慮港口物流在多式聯(lián)運(yùn)中的特點(diǎn)，在問題描述與優(yōu)化模型前，做出如下合理假設(shè)：

（1）網(wǎng)絡(luò)中起始節(jié)點(diǎn)之間的貨運(yùn)流量和不同運(yùn)輸方式的單位運(yùn)輸成本已知；

（2）網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)節(jié)點(diǎn)處最多只能建立一個(gè)樞紐；

（3）規(guī)模運(yùn)輸?shù)墓潭ǔ杀菊劭巯禂?shù)α已知；

（4）貨物裝卸只在節(jié)點(diǎn)處操作，且一次性裝卸完一整批貨物；

（5）不同的節(jié)點(diǎn)單位裝卸成本和時(shí)間相同，轉(zhuǎn)換時(shí)間固定；

（6）貨物運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)間只能選擇一種運(yùn)輸方式；

（7）后續(xù)建模中的軸輻式網(wǎng)絡(luò)是單分配混合軸輻式網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)非樞紐節(jié)點(diǎn)只能與一個(gè)樞紐節(jié)點(diǎn)連接，同時(shí)也可以連接一個(gè)或幾個(gè)非樞紐節(jié)點(diǎn)。

模型構(gòu)建所用符號說明見表1。

2.2 多式聯(lián)運(yùn)軸輻樞紐式網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型

實(shí)際情況下，混合軸輻式物流運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)為包含有直達(dá)運(yùn)輸、單樞紐中轉(zhuǎn)運(yùn)輸和兩個(gè)樞紐中轉(zhuǎn)運(yùn)輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。為了使總物流成本最小化，基于混合軸輻式理論的多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)模型需要同時(shí)考慮以上三種運(yùn)輸方式，其模型建立如下：

表1 符號說明

式（1）為本文的目標(biāo)函數(shù)，以網(wǎng)絡(luò)總成本來衡量多式聯(lián)運(yùn)樞紐網(wǎng)絡(luò)的績效，同時(shí)將其他的績效標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為模型限制條件。成本由網(wǎng)絡(luò)中直接運(yùn)輸模式下的運(yùn)輸成本、單樞紐運(yùn)輸模式下的運(yùn)輸成本以及多樞紐運(yùn)輸模式下的運(yùn)輸成本組成。

式（2）表示網(wǎng)絡(luò)需要建設(shè)的樞紐總數(shù)p；式（3）的左邊是起訖點(diǎn)之間運(yùn)輸時(shí)間計(jì)算，右邊代表服務(wù)時(shí)間的限制，保證貨物運(yùn)輸時(shí)間不能大于合約最遲到達(dá)時(shí)間；式（4）表示每對節(jié)點(diǎn)之間必須且只能選擇一種運(yùn)輸方式（公路、鐵路或者水路）；式（5）表示針對某一特定的節(jié)點(diǎn)對只能選擇直達(dá)、單樞紐中轉(zhuǎn)到達(dá)或兩個(gè)樞紐中轉(zhuǎn)到達(dá)一種運(yùn)輸方式。式（6）-式（13）表示模型0-1變量的約束。

3 多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型的應(yīng)用

3.1 龍?zhí)陡鄱嗍铰?lián)運(yùn)現(xiàn)狀分析

龍?zhí)陡蹍^(qū)是南京港生產(chǎn)規(guī)模最大的港區(qū)，主要貨種為集裝箱、滾裝汽車以及煤炭、金屬礦石等散雜貨。龍?zhí)陡蹍^(qū)功能定位以集裝箱、干散貨和汽車滾裝運(yùn)輸為主，服務(wù)于長江中上游地區(qū)和后方開發(fā)區(qū)。隨著物流業(yè)不斷發(fā)展，港口之間、物流企業(yè)之間的競爭也愈加激烈，面對這樣的環(huán)境，如何結(jié)合海港物流具有多種運(yùn)輸方式的特點(diǎn)，加強(qiáng)與物流企業(yè)之間緊密合作，發(fā)展南京在運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的樞紐地位，成為一個(gè)重點(diǎn)問題。本文將建立混合軸輻式的多式聯(lián)運(yùn)貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，重點(diǎn)分析南京在運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的樞紐地位，對南京運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中城市點(diǎn)之間的運(yùn)輸方式進(jìn)行選擇。

3.2 龍?zhí)陡鄱嗍铰?lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析

3.2.1 網(wǎng)絡(luò)分析。本文結(jié)合南京龍?zhí)陡奂b箱有限公司以及合作公司的數(shù)據(jù)，選擇運(yùn)輸量較大的華東區(qū)域作為網(wǎng)絡(luò)主要研究對象，分析了龍?zhí)陡劢?年的運(yùn)輸數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合合作物流公司的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，根據(jù)龍?zhí)陡蹣I(yè)務(wù)量，選取最具典型的南京（C1）、蘇州（C2）、無錫（C3）、常州（C4）、南通（C5）、揚(yáng)州（C6）、鎮(zhèn)江（C7）、徐州（C8）、宿遷（C9）、上海（C10）、杭州（C11）、舟山（C12）、寧波（C13）、合肥（C14）、安慶（C15）、馬鞍山（C16）、蕪湖（C17）、滁州（C18）、宣城（C19）、南昌（C20）、九江（C21）、豐城（C22）作為重要節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析。

針對龍?zhí)陡垡呀執(zhí)妒韪酃罚诮ǖ凝執(zhí)妒韪劭焖偻ǖ?，已接軌于既有京滬線龍?zhí)墩具@一舉措，對南京在整體運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中地位的影響進(jìn)行了一定分析。

3.2.2 模型算法求解。遺傳算法起源于對生物自然進(jìn)化的模擬計(jì)算研究，通過自然選擇的自適應(yīng)過程搜索最優(yōu)個(gè)體，其本質(zhì)是一種全局搜索方法，具有較高的運(yùn)算效率，因此，本文選擇遺傳算法對模型進(jìn)行求解。本文中利用遺傳算法并結(jié)合Matlab 軟件進(jìn)行求解，基于遺傳算法的求解步驟如下：

（1）編碼和種群初始化：輸入給定路徑各參數(shù)，采用隨機(jī)生成的方式進(jìn)行種群初始化。（2）適應(yīng)度評價(jià)：采用目標(biāo)函數(shù)倒數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)。（3）選擇運(yùn)算：選擇函數(shù)采用精英個(gè)體保留和錦標(biāo)賽選擇相結(jié)合的方法。（5）變異運(yùn)算：變異函數(shù)采用逆轉(zhuǎn)變異策略。同理，變異后的染色體也需要進(jìn)行檢驗(yàn)和矯正，判斷運(yùn)輸方式和節(jié)點(diǎn)是否匹配，并進(jìn)行修改染色體。（6）終止運(yùn)算：迭代步數(shù)大于等于最大迭代數(shù)時(shí)，算法結(jié)束；如果小于，那么返回第三步。

3.2.3 龍?zhí)陡劢ㄔO(shè)集疏運(yùn)通道前。通過標(biāo)準(zhǔn)化、剔除無效數(shù)據(jù)等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后作為模型的輸入，對上文涉及的81 個(gè)OD 對數(shù)據(jù)進(jìn)行求解，分析南京龍?zhí)陡圬涍\(yùn)網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)算結(jié)果見表2（建設(shè)集疏運(yùn)通道前）。

通過分析發(fā)現(xiàn)，目前長江航運(yùn)已經(jīng)初步形成良好的布局和發(fā)展態(tài)勢。由于長江江蘇區(qū)段靠近沿海，外向型經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對外貿(mào)易充分，外貿(mào)適箱貨較多，集裝箱化率較高。得益于南京較為發(fā)達(dá)的水運(yùn)系統(tǒng)，南京在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的地位較為重要，無論是長江干線港口吞吐總量、外貿(mào)貨物吞吐量，還是集裝箱吞吐量，都位居前列。

3.2.4 建設(shè)集疏運(yùn)通道后。建設(shè)集疏運(yùn)通道后，南京提高了中轉(zhuǎn)服務(wù)能力，對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的重要性將進(jìn)一步提高，因此，結(jié)合專家分析，預(yù)估出集疏運(yùn)通道的中轉(zhuǎn)對貨物，特別是集裝箱貨物的中轉(zhuǎn)時(shí)間、中轉(zhuǎn)成本的影響，重新改變模型中的輸入后再次求解，運(yùn)算結(jié)果見表2 中建設(shè)集疏運(yùn)通道后。結(jié)果顯示對求解結(jié)果進(jìn)行運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)分析，選出最佳樞紐定位并無變化，進(jìn)一步分析南京及南京路線分配及運(yùn)輸方式。

南京的運(yùn)輸樞紐地位進(jìn)一步加強(qiáng)，其中水鐵聯(lián)運(yùn)比例有所升高。建設(shè)集疏運(yùn)通道后，南京在中轉(zhuǎn)運(yùn)輸，特別是水鐵中轉(zhuǎn)方面，能力有了較大提高，得益于此，南京在整個(gè)多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中的地位有了進(jìn)一步提升。

表2 樞紐布局及貨流路徑優(yōu)化方案表

3.2.5 分析與評價(jià)。通過構(gòu)建多式聯(lián)運(yùn)物流網(wǎng)絡(luò)，不同OD對根據(jù)成本最低選擇最短路徑，根據(jù)求解得到各個(gè)OD對的路徑，如圖4所示。

圖4 多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過的最優(yōu)路徑圖

由圖4可知，上海、南京為公鐵水聯(lián)運(yùn)樞紐，南昌為水路樞紐。在建設(shè)集疏運(yùn)通道后，南京與其他節(jié)點(diǎn)形成的起訖點(diǎn)對之間產(chǎn)生了比與其他節(jié)點(diǎn)形成的起訖點(diǎn)對之間更多的貨物流量，水鐵中轉(zhuǎn)能力增強(qiáng)，增加了南京在聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中的地位。多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中南京與節(jié)點(diǎn)2-節(jié)點(diǎn)20間為直達(dá)運(yùn)輸；南京與節(jié)點(diǎn)12、節(jié)點(diǎn)13、節(jié)點(diǎn)22等為單樞紐運(yùn)輸。在整體運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)2到節(jié)點(diǎn)14-21間，節(jié)點(diǎn)3到節(jié)點(diǎn)14-21間，節(jié)點(diǎn)5到節(jié)點(diǎn)14-21間，節(jié)點(diǎn)6到節(jié)點(diǎn)14-21間，節(jié)點(diǎn)7 到節(jié)點(diǎn)14-21 間，節(jié)點(diǎn)8 到節(jié)點(diǎn)14-21 間，節(jié)點(diǎn)9到節(jié)點(diǎn)14-21間，節(jié)點(diǎn)10到節(jié)點(diǎn)14-21間，節(jié)點(diǎn)11到節(jié)點(diǎn)14-21間都是經(jīng)過樞紐南京進(jìn)行中轉(zhuǎn)，貨物先通過公路或者水路在聯(lián)運(yùn)南京樞紐進(jìn)行集聚，然后經(jīng)過南京轉(zhuǎn)運(yùn)最終運(yùn)到各節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)3、節(jié)點(diǎn)4、節(jié)點(diǎn)5、節(jié)點(diǎn)6、節(jié)點(diǎn)7、節(jié)點(diǎn)8、節(jié)點(diǎn)9、節(jié)點(diǎn)10、節(jié)點(diǎn)11、節(jié)點(diǎn)12，節(jié)點(diǎn)13到節(jié)點(diǎn)22之間為雙樞紐運(yùn)輸，兩樞紐之間通過水路運(yùn)輸，得益于長江發(fā)達(dá)的水利運(yùn)輸，使得樞紐間水路運(yùn)輸產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

進(jìn)一步分析龍?zhí)陡鄱嗍铰?lián)運(yùn)貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中最優(yōu)路徑情況，分析網(wǎng)絡(luò)中各運(yùn)輸方式所占比例，見表3，從表3 中可以看出，該運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中10.82%的流量是通過多種運(yùn)輸方式聯(lián)合的雙樞紐中轉(zhuǎn)進(jìn)行運(yùn)輸?shù)?，通過分析具體運(yùn)輸路徑，以水運(yùn)為主的雙樞紐中轉(zhuǎn)運(yùn)輸占有主導(dǎo)地位，得益于我國境內(nèi)比較發(fā)達(dá)的運(yùn)輸水系，水運(yùn)主要利用江、河、湖泊和海洋的“天然航道”進(jìn)行。水上航道四通八達(dá)，通航能力幾乎不受限制，我國的水水聯(lián)運(yùn)條件良好，同時(shí)當(dāng)前物流公司業(yè)務(wù)集中在長江流域，對水運(yùn)利用程度高。水運(yùn)由于其單位運(yùn)輸成本較低以及便利程度較好，在大宗貨物、集裝箱貨物運(yùn)輸中優(yōu)勢明顯。

單樞紐運(yùn)輸方式在當(dāng)前的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中占比為51.08%，其中水鐵聯(lián)運(yùn)開始發(fā)揮重要作用，貨運(yùn)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)可以充分利用鐵路運(yùn)輸連續(xù)性好、載運(yùn)量大、運(yùn)費(fèi)低廉、運(yùn)輸準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，連接幅員遼闊的內(nèi)陸地區(qū)，與發(fā)達(dá)的水路運(yùn)輸共同構(gòu)成高效、便捷、低成本的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。

直接運(yùn)輸占比38.10%，主要存在于省內(nèi)距離較近、公路發(fā)達(dá)地區(qū)之間的運(yùn)輸。

表3 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸模式分配使用情況

4 結(jié)語

本文主要完成面向多式聯(lián)運(yùn)的貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及應(yīng)用研究。通過對多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化建模，并將其與南京港的龍?zhí)陡蹍^(qū)數(shù)據(jù)為核心的多式聯(lián)運(yùn)行業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，基于港區(qū)貨運(yùn)量和網(wǎng)絡(luò)布局現(xiàn)狀，構(gòu)建貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化模型。并結(jié)合南京龍?zhí)陡圻M(jìn)行模型應(yīng)用研究，主要研究結(jié)論如下：

（1）研究了樞紐及各種聯(lián)運(yùn)方式的特點(diǎn)，介紹軸輻式網(wǎng)絡(luò)理論，分析研究了多式聯(lián)運(yùn)樞紐網(wǎng)絡(luò)影響因素。構(gòu)建了多式聯(lián)運(yùn)樞紐網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，利用遺傳算法進(jìn)行求解，從而對樞紐及各種聯(lián)運(yùn)方式進(jìn)行總體分析。

（2）從實(shí)際港口運(yùn)輸數(shù)據(jù)著手，研究了最優(yōu)化的樞紐選擇方法與多式聯(lián)運(yùn)之間的轉(zhuǎn)接運(yùn)關(guān)系。以運(yùn)輸成本最小化為目標(biāo)，以實(shí)際貨物運(yùn)輸場景中的客觀限制做出模型約束，建立了多式聯(lián)運(yùn)樞紐網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，并采用遺傳算法求解出最終的樞紐選址方案與多式聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)接運(yùn)之間的最短路徑。

（3）在軸輻式網(wǎng)絡(luò)的條件下，同時(shí)考慮聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中樞紐中轉(zhuǎn)能力變化對城市網(wǎng)絡(luò)地位，以及對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的影響，本文特別針對南京集疏運(yùn)通道建設(shè)前后，分別運(yùn)用模型求解，對南京聯(lián)運(yùn)方式變化進(jìn)行對比分析，證明了在發(fā)展集疏運(yùn)通道建設(shè)后，提高了南京的樞紐地位。