辜 勇，李 雨，陳 句，柳 悅

（武漢理工大學(xué) 物流工程學(xué)院，湖北 武漢 430063）

0 引言

據(jù)2020年國際能源署報告，在與能源相關(guān)的碳排放中，交通運輸部門產(chǎn)生的碳排放量高達(dá)22%[1]。隨著可持續(xù)發(fā)展意識的增強，與能源有關(guān)的碳減排受到高度重視，成為運輸規(guī)劃與管理中的重要研究方向。

近年來，我國通過各種政策措施大力發(fā)展多式聯(lián)運，綠色環(huán)保的推動，扶持政策的出臺，技術(shù)裝備的創(chuàng)新，使多式聯(lián)運迎來難得的發(fā)展機遇期[2]。與單一的公路運輸相比，多式聯(lián)運不僅可以帶來更高的經(jīng)濟效益，還能大量降低碳排放[3]，在運輸成本、運輸效率和競爭力等方面發(fā)揮優(yōu)勢。預(yù)計到2020年，多式聯(lián)運能夠減少能耗254.06萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，減少碳排放461.97萬t，運輸成本降低46.07%以上[4]，因此，多式聯(lián)運在運輸減排中有著舉足輕重的作用。

本文綜述了目前多式聯(lián)運碳減排研究中已經(jīng)取得的成果、存在的問題以及新的發(fā)展趨勢，可以為后續(xù)研究者針對此領(lǐng)域研究提出前沿性科學(xué)問題提供重要參考。

1 基于運輸組織的碳減排研究

從運輸組織角度考慮，目前文獻(xiàn)研究碳減排的策略有以下兩種：由高碳排放向低碳排放強度運輸方式的模式轉(zhuǎn)移，即AIS（Avoid-Improve-Shift）策略[5]、優(yōu)化運輸路徑策略。

1.1 運輸模式轉(zhuǎn)移

一直以來，貨運模式發(fā)展極不平衡，公路貨運在物流體系中的主導(dǎo)地位未發(fā)生變化，如2020年我國公路貨運總量占全國物流貨運總量比例為73.9%[6]，且不同運輸方式相比，公路運輸?shù)奶寂欧帕孔畲蟛⒃陂L時間內(nèi)保持增長，航空運輸碳排放增速較快，鐵路、水路運輸碳排放則逐步減少[7]。因此，為實現(xiàn)貨運可持續(xù)發(fā)展，可以將運輸模式向環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變。文獻(xiàn)[8]總結(jié)了不同國家的政治目標(biāo)，估計從公路到鐵路的模式轉(zhuǎn)換潛力在4.1%到50%之間。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2019年,我國公路貨運、鐵路貨運、水路貨運的平均運距分別為174km、688km、1 391km[9]，可見鐵路和水路運輸在中長距貨運市場更有優(yōu)勢，運輸模式轉(zhuǎn)移應(yīng)重點把握這一細(xì)分市場。根據(jù)文獻(xiàn)[10]的研究，實現(xiàn)公路運輸向鐵路運輸?shù)哪Ｊ睫D(zhuǎn)移需要解決如何提升運輸質(zhì)量的問題。

運輸質(zhì)量可以從運輸產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量兩方面進行提升，但研究核心在于運輸服務(wù)質(zhì)量[11]。運輸服務(wù)質(zhì)量包括響應(yīng)性、可靠性、經(jīng)濟性、便利性、保證性、有形性等[12]。許多托運人認(rèn)為運輸可靠性比響應(yīng)性更重要，風(fēng)險因素值得考慮[13]。文獻(xiàn)[14]提出有效的延誤管理可以最大程度地減少在車站和途中花費的高停留時間，從而安全可靠地交付貨物。此外，雖然鐵路運輸與水運更便宜、更環(huán)保，但它們在運輸貨物數(shù)量、運輸頻率和調(diào)度上缺乏靈活性，需要大量且穩(wěn)定的運輸量以達(dá)到預(yù)期收益目標(biāo)，這使其難以滿足波動性較大的運輸需求[15]。

根據(jù)上述分析，本文認(rèn)為基于碳減排的運輸模式轉(zhuǎn)移未來的研究方向有：在進行運輸模式轉(zhuǎn)移時，可結(jié)合多式聯(lián)運網(wǎng)絡(luò)的運輸需求進行分析。運輸模式轉(zhuǎn)移后，還可考慮以減少運輸時間和提高輸運效率為目標(biāo)，進行運輸路徑優(yōu)化。

1.2 運輸路徑優(yōu)化

運輸路徑優(yōu)化主要是考慮如何通過提高多式聯(lián)運網(wǎng)絡(luò)運輸效率，實現(xiàn)碳減排。文獻(xiàn)[16]表明多式聯(lián)運網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計對相關(guān)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)比較敏感，因此，可以通過考慮影響多式聯(lián)運網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)參數(shù)優(yōu)化運輸路徑。

關(guān)于相關(guān)參數(shù)的選取，劉清，等[17]考慮運輸成本、運輸時間、運輸風(fēng)險和碳排放量四個因素進行路徑優(yōu)化。賈葉子，等[18]以運輸總成本、環(huán)境外部成本以及運輸時間為目標(biāo)建立多式聯(lián)運路徑優(yōu)化的多目標(biāo)規(guī)劃模型。劉杰，等[19]考慮運輸總成本包括運輸成本、轉(zhuǎn)運成本、存儲成本，運輸碳排放量則考慮運輸過程和轉(zhuǎn)運過程的碳排放。王清洲，等[20]以運輸時間、運輸費用、碳排放量和綜合能耗作為評價指標(biāo)。

關(guān)于多式聯(lián)運網(wǎng)絡(luò)模擬，部分研究采用啟發(fā)式算法，還有部分研究為提高運算速度，采用混合算法，表1列出了近5年在多式聯(lián)運路徑優(yōu)化問題的代表性文獻(xiàn)，介紹了各研究的研究目標(biāo)、模型類型、算法類型以及參數(shù)選取。

表1 多式聯(lián)運路徑優(yōu)化的相關(guān)文獻(xiàn)

根據(jù)上述分析，本文認(rèn)為基于碳減排的多式聯(lián)運路徑優(yōu)化未來的研究方向有：為了使研究的問題更加符合實際，可以考慮時間和需求的隨機不確定性[36]來建立模型；模型參數(shù)除了運輸成本、運輸時間、轉(zhuǎn)運成本和碳排放量外，還可以選擇懲罰成本以及風(fēng)險成本；求解算法方面，考慮求解效率高的混合算法。

2 基于價格和政策引導(dǎo)的碳減排研究

政府可以通過價格和政策引導(dǎo)進一步促進碳減排。

2.1 價格引導(dǎo)

為滿足碳排放需求，更多的托運人傾向于選擇較為環(huán)保的運輸服務(wù)，但難以承擔(dān)更高的運輸費用，因此，可以通過價格引導(dǎo)，有效促進托運人選擇更具優(yōu)勢的鐵路運輸[10]，從而實現(xiàn)碳減排。

當(dāng)前，我國鐵路貨運已進行市場化改革，推行以市場需求為導(dǎo)向的定價機制是必然趨勢[37]。文獻(xiàn)[38]介紹了鐵路運輸定價策略與收益管理的研究和應(yīng)用，指出基于運輸政策的市場定價可有效調(diào)節(jié)供需平衡，提高多式聯(lián)運的利用率。馮芬玲，等[39]利用博弈理論對公路和鐵路的競爭行為進行分析，發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品可替代性強且在雙方均不改善服務(wù)質(zhì)量的情況下，只進行價格競爭時可以達(dá)到納什均衡。張夢迪[40]表示針對不同的細(xì)分市場，鐵路需要差異化使用價格策略和服務(wù)質(zhì)量策略。張曉晴[41]認(rèn)為運輸成本主要取決于所使用的生產(chǎn)過程和該生產(chǎn)過程的運營效率，因此，運價制定與運輸組織應(yīng)當(dāng)集成優(yōu)化。另外，文獻(xiàn)[42]提出貨物運輸?shù)耐獠砍杀緫?yīng)通過實際的定價政策計算費用，實現(xiàn)可持續(xù)的貨運系統(tǒng)。2017年，中國鐵路總公司制定了新的鐵路貨運進款清算辦法，構(gòu)建貨運需求的價格反應(yīng)函數(shù)，在準(zhǔn)確的預(yù)測貨運量的基礎(chǔ)上，制定科學(xué)的價格調(diào)整機制[43]。

根據(jù)上述分析，本文認(rèn)為基于價格引導(dǎo)的多式聯(lián)運碳減排未來的研究方向有：為了引導(dǎo)托運人選擇低碳排放的運輸方式，運輸企業(yè)進行競爭性定價時，可考慮市場競爭、運輸成本、客戶滿意度等因素，結(jié)合貨運量，采用動態(tài)定價方式，制定科學(xué)合理的運輸價格。

2.2 政策引導(dǎo)

針對碳減排，每個國家都制定了減排政策，如強制碳排放、碳稅、碳交易、碳補償?shù)?，交通運輸行業(yè)作為全球碳排放的主要來源之一，與這四種政策息息相關(guān)。通過比較不同減排政策的碳排放量，發(fā)現(xiàn)碳補償、碳稅、碳交易和強制碳排放政策的減排力度逐步減弱[44]，碳稅與其他三種政策相比，管理成本較低，且可操作性強，被認(rèn)為是最有經(jīng)濟效率的減排政策。在這種背景下，針對多式聯(lián)運碳減排，可結(jié)合碳稅政策進行研究。蔣琦瑋，等[45]發(fā)現(xiàn)有公路運輸參與的多式聯(lián)運對碳稅值的變化比較敏感，因此在滿足時間窗限制的條件下，碳稅值的增大，有效引導(dǎo)多式聯(lián)運承運人選擇更加低碳的運輸方案，如鐵水聯(lián)運。陳雷，等[46]在引入碳稅機制的基礎(chǔ)上，對碳排放總量進一步限制，獲得了更加符合國家碳減排政策倡導(dǎo)的優(yōu)化結(jié)果。崔娥英，等[47]對碳稅進行擴展，設(shè)計了按碳排放量確定不同稅率的分段累進稅率結(jié)構(gòu)，與不分段的情況相比，具有更好的減排效果。文獻(xiàn)[48]旨在通過同時優(yōu)化兩類碳減排政策來最小化系統(tǒng)的二氧化碳排放量。研究其他碳排放政策，發(fā)現(xiàn)合理結(jié)合強制碳排放等其他政策，不僅在價格靈活性和覆蓋范圍方面是全面的[49]，也可實現(xiàn)運輸減排，提高鐵路、水路運輸占比，促進多式聯(lián)運普及[50]。根據(jù)上述分析，本文認(rèn)為基于減排政策的多式聯(lián)運問題未來的研究方向有：在研究多式聯(lián)運碳排放成本及總成本問題中，可考慮結(jié)合多種減排政策構(gòu)建約束條件；在研究碳稅等參數(shù)選擇的問題中，可對碳稅值進行靈敏度分析，綜合考慮選擇使碳排放量發(fā)生變化的臨界值點。

3 結(jié)語

（1）在政府大力推進運輸模式轉(zhuǎn)移的背景下，碳排放較低的鐵路運輸應(yīng)以提高運輸質(zhì)量為重點，提升競爭力，以市場需求為導(dǎo)向科學(xué)制定運價，積極發(fā)展多式聯(lián)運。

（2）由于多式聯(lián)運網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，考慮時間和需求的隨機不確定性，可以使研究更符合實際；此外，考慮運輸成本、運輸時間、轉(zhuǎn)運成本、懲罰成本以及碳排放成本的路徑優(yōu)化，可實現(xiàn)各運輸方式的有效銜接及良好的轉(zhuǎn)運效率，促進碳減排。

（3）針對碳減排政策，需要進一步研究碳稅等參數(shù)的選擇，繼續(xù)探討多種碳排放政策的組合對多式聯(lián)運減排的影響，達(dá)到既控制碳排放又降低總成本的目的，使得研究結(jié)果更加貼合我國的現(xiàn)狀。