多式聯(lián)運(yùn)條件下集裝箱空箱調(diào)運(yùn)問(wèn)題研究

左曉芬 （蘭州交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

多式聯(lián)運(yùn)條件下集裝箱空箱調(diào)運(yùn)問(wèn)題研究

左曉芬 （蘭州交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

闡明了集裝箱空箱調(diào)運(yùn)的內(nèi)涵以及多式聯(lián)運(yùn)條件下集裝箱的流轉(zhuǎn)過(guò)程，深入分析了集裝箱空箱的產(chǎn)生原因。然后指出，為實(shí)現(xiàn)以最低成本進(jìn)行空箱調(diào)運(yùn)的目標(biāo)，在綜合考慮調(diào)運(yùn)空間、調(diào)運(yùn)數(shù)量以及租箱決策三要素的基礎(chǔ)上，給出空箱調(diào)運(yùn)成本表達(dá)式，并建立空箱調(diào)運(yùn)模型。通過(guò)數(shù)學(xué)規(guī)劃求解lingo軟件，帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)，并對(duì)運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析，得知該模型是有效的和可行的。

集裝箱；空箱調(diào)運(yùn)；空箱調(diào)運(yùn)模型

0 引 言

集裝箱運(yùn)輸作為一種重要的貨物運(yùn)輸方式，由于其具有貨物損耗小、便于門(mén)到門(mén)運(yùn)輸、方便多式聯(lián)運(yùn)等特點(diǎn)得到普遍采用。近年來(lái)因需求的擴(kuò)大，發(fā)展迅速。但由于全球貨物流向失衡，各航線上的箱量、箱型不平衡，形成空箱調(diào)運(yùn)需求。

空箱調(diào)運(yùn)即如何以最小的成本，在最短的時(shí)間內(nèi)，將集裝箱空箱從供應(yīng)地向需求地運(yùn)輸，以滿足下一步裝載重箱的需要，提高托運(yùn)人的滿意程度，為公司節(jié)約成本和贏取更多潛在利益[1]。在日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，航運(yùn)企業(yè)生存和發(fā)展的要?jiǎng)?wù)是嚴(yán)格控制成本。空箱調(diào)運(yùn)優(yōu)化研究的主要目的，從宏觀的角度講，是為經(jīng)濟(jì)整體節(jié)約資源，從微觀的角度講，就是幫助航運(yùn)企業(yè)追求成本的最小化和利潤(rùn)的最大化。

1 多式聯(lián)運(yùn)條件下集裝箱的流轉(zhuǎn)過(guò)程

1980年 《聯(lián)合國(guó)國(guó)際貨物多式聯(lián)運(yùn)公約》對(duì)國(guó)際多式聯(lián)運(yùn)所下的定義是：按照多式聯(lián)運(yùn)合同，以至少兩種不同的運(yùn)輸方式，由多式聯(lián)運(yùn)經(jīng)營(yíng)人把貨物從一國(guó)境內(nèi)接運(yùn)貨物的地點(diǎn)運(yùn)至另一國(guó)境內(nèi)交付貨物的地點(diǎn)[2]。在多式聯(lián)運(yùn)條件下，集裝箱流轉(zhuǎn)的整個(gè)過(guò)程如下：

托運(yùn)人通過(guò)代理人或直接向船公司辦理托運(yùn)訂艙，船公司或其代理人在承運(yùn)貨物后，即簽發(fā)集裝箱設(shè)備交接單，交給托運(yùn)人或其貨運(yùn)代理人。托運(yùn)人憑空箱提交單及其他單證到集裝箱堆場(chǎng)或內(nèi)陸貨運(yùn)站提取空箱，將空箱運(yùn)到托運(yùn)人所在地并裝箱，這是 “整箱貨裝箱” （FCL）的情況。當(dāng)托運(yùn)人的貨物不足以裝滿一個(gè)整箱時(shí)，通常由托運(yùn)人直接將貨物運(yùn)到內(nèi)陸貨運(yùn)站，由集裝箱貨運(yùn)站負(fù)責(zé)裝箱，即 “拼箱貨裝箱” （LCL）。

當(dāng)托運(yùn)人或其代理向商檢局報(bào)驗(yàn)、向海關(guān)報(bào)關(guān)，得到相關(guān)部門(mén)的放行后，重箱經(jīng)公路或鐵路運(yùn)至起運(yùn)港的集裝箱堆場(chǎng)。當(dāng)船舶到港后，將重箱裝船，運(yùn)往目的港。重箱在目的港卸下后，由堆場(chǎng)運(yùn)往貨運(yùn)站。拼箱在貨運(yùn)站就地掏箱成為空箱；整箱則經(jīng)由內(nèi)陸運(yùn)輸運(yùn)往收貨人所在地，由收貨人卸貨，集裝箱又變?yōu)榭障洌@一部分空箱將被運(yùn)往鄰近的貨運(yùn)站或港口堆場(chǎng)。這樣，集裝箱完成了一次運(yùn)輸，空箱等待再次裝載為重箱后運(yùn)往新的目的地。

2 集裝箱空箱產(chǎn)生的原因

產(chǎn)生空箱調(diào)運(yùn)的直接原因是空箱供給和需求的不平衡，其深層原因在于國(guó)家和地區(qū)之間產(chǎn)業(yè)分布和往來(lái)貿(mào)易的不平衡。

（1）貨流量差異引起的空箱調(diào)運(yùn)。由于世界各國(guó)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡，世界主要集裝箱班輪航線大多存在著因航線兩端國(guó)家或地區(qū)的貿(mào)易不平衡所引起的貨物流量、流向不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致了各航線上港口間的進(jìn)出箱量不平衡。

（2）進(jìn)出口貨物在種類(lèi)和性質(zhì)上的差異以及運(yùn)費(fèi)、租賃費(fèi)、港口裝卸和堆存費(fèi)用的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不同，發(fā)貨人在進(jìn)出口貿(mào)易中常使用不同規(guī)格的集裝箱，造成不同箱型貨物的流量、流向不平衡，也會(huì)形成空箱調(diào)運(yùn)。

（3）集裝箱從生產(chǎn)地到使用地之間的運(yùn)輸也會(huì)形成空箱流動(dòng)。

3 模型的建立

3.1 空箱調(diào)運(yùn)成本分析

具體來(lái)說(shuō)，空箱調(diào)運(yùn)成本由以下幾個(gè)方面組成：自有空箱運(yùn)輸費(fèi)用，包括海運(yùn)費(fèi)、陸運(yùn)費(fèi)等；自有空箱港口費(fèi)用，包括裝卸費(fèi)、堆存費(fèi)等；自有空箱管理成本，主要包括折舊、修理保養(yǎng)費(fèi)、管理費(fèi)用分?jǐn)偟龋徽{(diào)運(yùn)空箱中租箱費(fèi)用，即租金[3]。

通過(guò)上述分析，空箱調(diào)運(yùn)成本可以表示為：

式中

C1——自有空箱運(yùn)輸費(fèi)用

C2——自有空箱港口費(fèi)用

C3——自有空箱管理成本

C4——租箱費(fèi)用

在空箱調(diào)運(yùn)的總成本中，自有空箱的運(yùn)輸費(fèi)用和租箱費(fèi)用較高，而自有空箱的港口費(fèi)用和管理費(fèi)用是比較小的，故在簡(jiǎn)化之后，空箱調(diào)運(yùn)成本表示為：

圖1 空箱的需求與供給

式中

C1——自有空箱運(yùn)輸費(fèi)用

C2——租箱費(fèi)用

下面的模型是建立在簡(jiǎn)化后的空箱調(diào)運(yùn)成本公式基礎(chǔ)上，然后運(yùn)用lingo軟件進(jìn)行求解的。

3.2 空箱調(diào)運(yùn)模型

在多式聯(lián)運(yùn)條件下，對(duì)于某個(gè)港口而言，其空箱的來(lái)源包括：進(jìn)口箱在內(nèi)陸卸載后歸還；出口箱在海外某港卸載后歸還；從其他沿海港調(diào)箱；就地租箱。空箱的去向包括：從港口堆場(chǎng)運(yùn)往內(nèi)陸準(zhǔn)備接應(yīng)出口貨物；進(jìn)口箱卸載后空箱返還海外需箱地；向其他沿海港調(diào)箱[4]。如圖1所示。

在此基礎(chǔ)上，建立空箱調(diào)運(yùn)模型。模型基于以下假設(shè)：

（1）存在若干空箱需求地和空箱供給地，廣泛分布于內(nèi)陸、沿海港口和海外港口，各地空箱需求量和供給量已知。

（2）航線上各港口間的海上空箱運(yùn)輸費(fèi)率、內(nèi)陸運(yùn)輸費(fèi)率、租箱費(fèi)等成本參數(shù)已知。

（3）航班和船期表固定并且已知，即可確定船舶可達(dá)性。同時(shí)假設(shè)每期均可實(shí)現(xiàn)陸上運(yùn)輸。

（4）調(diào)運(yùn)空箱具有運(yùn)力約束，即裝載工具 （集裝箱船、貨車(chē)）要在滿足重箱運(yùn)輸?shù)那疤嵯拢檬Ｓ嗯撐换驋燔?chē)運(yùn)載空集裝箱。

（5）允許租箱。本文假定在需求地租賃空集裝箱沒(méi)有數(shù)量限制，且租賃的集裝箱能夠即刻得到。

空箱調(diào)運(yùn)的兩個(gè)主要目標(biāo)是：提高托運(yùn)人滿意度；使調(diào)運(yùn)成本最小化。對(duì)于前者，以當(dāng)期內(nèi)盡一切可能 （包括租箱）滿足需求量來(lái)實(shí)現(xiàn)；對(duì)于后者，對(duì)空箱調(diào)運(yùn)成本公式求取最小值。模型的公式表達(dá)如下：

i∈S為供應(yīng)地的集合，j∈D為需求地的集合；

Cij：從供應(yīng)地i到需求地j的運(yùn)費(fèi)；

xij：從供應(yīng)地i到需求地j的運(yùn)量；

Rj：空箱需求地的租箱費(fèi)率；

yj：空箱需求地的租箱量；

ij其他

Dj：需求地j的空箱需求量；

Si：供應(yīng)地i的空箱供給量；

Uij：供應(yīng)地i、需求地j兩地之間的空箱運(yùn)力約束；因?yàn)樵诒灸Ｐ椭屑僭O(shè)重箱量是確定已知的，故Uij=船舶的運(yùn)輸能力一重箱量。

決策變量為xij、yj。

這一模型旨在確定每一次空箱調(diào)運(yùn)的三個(gè)主要因素——調(diào)運(yùn)路線、調(diào)運(yùn)數(shù)量、租箱決策，以更好地實(shí)現(xiàn)托運(yùn)人滿意最大化和承運(yùn)人成本最小化這兩個(gè)基本目標(biāo)。

3.3 算例

本文中空箱調(diào)運(yùn)模型所需的參數(shù)如表1～表6：

表1 供應(yīng)量 單位：TEU

表2 需求量 單位：TEU

表3 單位運(yùn)輸成本 單位：$/TEU

表4 租箱費(fèi)率 單位：$/TEU

表5 可達(dá)性

表6 運(yùn)力約束 單位：TEU

本文運(yùn)用Lingo軟件進(jìn)行求解，得到空箱調(diào)運(yùn)的最小成本為106 400美元。調(diào)運(yùn)方案為：從S1分別運(yùn)送260、40個(gè)空箱至D1、D3；從S2運(yùn)送200個(gè)空箱至D3；從S3分別運(yùn)送150、260、40個(gè)空箱至D2、D3、D4；從S4運(yùn)送280個(gè)空箱至D4。另外，在D1港租用空箱40個(gè)。具體運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)表7：

表7 空箱調(diào)運(yùn)結(jié)果 單位：TEU

參考表中的供應(yīng)量和需求量，經(jīng)過(guò)分配以后，一方面，S1、S2、S3的富余空箱全部調(diào)出，S4處有40個(gè)剩余空箱，因此，D1港租用空箱40個(gè)；另一方面，D1、D2、D3、D4對(duì)空箱的需求均被滿足。所以，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了托運(yùn)人滿意最大化和承運(yùn)人成本最小化的目標(biāo)。

4 結(jié) 論

合理的空箱調(diào)運(yùn)策略主要是在考慮調(diào)運(yùn)可達(dá)性和運(yùn)力約束的前提下，盡量使運(yùn)輸成本和租箱成本的總和最小；調(diào)箱量和租箱量隨單位運(yùn)輸成本和租箱費(fèi)率的變動(dòng)而變動(dòng)；運(yùn)輸可達(dá)性變動(dòng)和運(yùn)力約束變動(dòng)會(huì)牽制調(diào)運(yùn)方案。

[1] 靳志宏.物流調(diào)度與協(xié)調(diào)[M].北京：中國(guó)物資出版社，2008:252-263.

[2] 陳心德，姚紅光，李程.集裝箱運(yùn)輸與國(guó)際多式聯(lián)運(yùn)管理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008:11-24.

[3] 高明波.集裝箱物流運(yùn)輸[M].北京：對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)出版社，2008:248-273.

[4] 王鴻鵬，許路，鄧麗娟.國(guó)際集裝箱運(yùn)輸與多式聯(lián)運(yùn)[M].大連：大連海事大學(xué)出版社，2004:164-185.

Research of Empty Container Allocation Problem Under Intermodal Transportation

ZUO Xiao-fen (School of Traffic and Transportation,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China)

Expounds the concept of empty container allocation and container's circulative process under intermodal transporationt,analyzes what results in the problem of empty container.And then,it points out,to realize the goal of empty container allocation at the lowest cost,we must take the three elements of container allocation,which are allocation route,quantity and renting decision,into consideration,give the expression of the cost of empty container allocation according to them and present the empty containerallocation model.Through the mathematical programming software lingo,the model is followed by a numerical example,which shows the model is practical and efficient.

container;empty container allocation;empty container allocation model

U169.6

A

1002-3100(2010)09-0118-04

2010-06－08

左曉芬（1982-），女，山東煙臺(tái)人，蘭州交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院碩士研究生，研究方向：管理科學(xué)與工程。