多式聯運的運輸方案選擇研究

摘要：經濟的發展帶動了物流產業以及運輸體系的發展和完善，由于多式聯運所具有的時效性使得其在物流運輸業中的應用越來越廣，因此已經成為該領域的研究重點之一。本文先就多式聯運的概念以及現狀進行闡述然后就其運輸方式的選擇依據等進行介紹，然后通過進行運輸時間及其能力的考慮，將城市間聯運方案的最小運輸成本作為研究目標，提出一種模型的建立和求解方法，希望能為相關人員提供參考。

關鍵詞：多式聯運；運輸方案；選擇；研究

一、多式聯運的概念及現狀

多式聯運主要指的是通過多式聯運經營人的承運，借助于媒介集裝箱運輸方式，使用兩種或是兩種以上的運輸形式等進行連貫運輸，運輸的特點為“一次托運，包干計費，一票到底，全程負責”。其優勢顯著，尤其對上門運輸服務提供了了高效的途徑和手段。

雖然對式聯運的優勢十分顯著，但是其在我國的發展仍受到了極大的限制，這是由于我國當前的多式聯運的信息化水平普遍較低，而且多式聯運本身也沒有能夠支持其決策的相應系統存在。因此，對于其發展造成了極大的阻礙。鑒于此，本文就多式聯運的運輸方式的選擇依據進行介紹，然后根據選擇依據提出了一種模型，并對其建立和計算進行詳細介紹，旨在為相關研究提供一定的參考。

二、選擇多式聯運運輸方式的主要依據

要想正確地進行多式聯運的具體運輸方式的選擇，首先需要進行不同運輸方式的對比分析。通常來說，可供選擇的運輸方式主要有四種：鐵路、公路、水路以及航空四種運輸方式。下表1就其各自的優缺點進行了介紹。其中，單單就其成本進行分析和考慮的話，水路運輸的成本最低，可見表2。因而遠距離的運輸通常會采用水路進行運輸，然后即為鐵路運輸形式。但由于公路運輸所具有的獨特的便利、直達以及所具有的運輸網絡等優勢，因而進行國內的運輸是多數所采用的還是公路進行運輸。因此通過對運輸方式進行綜合考慮和衡量，得出各種運輸方式其所有特征的綜合評分，其分值越低越好，見下表3。通常來說，除非進行大宗貨物出進口必須選擇水路進行運輸之外，其他盡量采用公路進行運輸，若距離過遠在考慮鐵路運輸，而航空運輸主要針對那些體積小的、價值昂貴以及不易保存的貨物的運輸。

表1幾種主要運輸方式的比較

表2各種運輸方式其成本的比較

表3幾種運輸方式其特征的綜合評分

由上可得進行多式聯運其運輸方式的選擇應以以下幾個原則作為選擇依據：

①安全性原則：即確保貨物運輸工程中的完好以及運輸設備及工具等的安全；

②及時迅速的原則：即確保貨物能夠及時迅速的運送到目的地；

③準確性原則：即確保貨物能夠準確地達到目的地的同時，還應進行各種運輸單證的辦理，運雜費的正確計收以及支付等，防止出現記錯和收錯等的現象出現；

④經濟節約性原則：即盡量節省運輸所消耗的雜運費及管理費用；

⑤方便性原則：運輸過程中盡量實現手續的簡化以及工作層次的減少，但是仍需確保服務的質量。

三、基于最小運輸成本的多式聯運模型的建立以及求解

1 模型的建立

首先，假設多式聯運相關負責人員所需運輸的貨物因各種各樣的原因需要經過多個城市，其中，每個節點城市之間都包含著不同的運輸方式，且都可以轉換運輸方式，而兩個相鄰的城市間其所擁有的運輸方式所需的運輸在時間、運輸的費用及其能力等方面都各不相同，而且，一旦中途運輸過程中發生運輸方式的改變時，還需要消耗中轉的時間及其一定的費用。而其承運人則需要通過各個節點城市的不同運輸方式中進行優化選擇以實現最小運輸成本的實現以及整個多式聯運過程的順利完成。

為簡化該研究的問題對其進行如下的約定：

①各種運輸其單價同運輸量之間存在一定的關系，而且應當注意的是其運輸的單價是一個固定的值，同時忽略非滿載所提高的那一部分單價；②相同的節點城市中，貨物至多可進行一次轉載過程；③相鄰的兩個節點城市之間至多有一種運輸方式可供使用；④貨物到達目的地所需的時間以及運輸過程的中轉能力都存在著上限。

以下為所建模型中不同變量的意義：

——城市i到鄰近節點城市i＋1時使用的運輸方式k所需運輸的單價；

——采用的運輸方式k將貨物由節點城市i運輸到i+1時所用的運輸時間；

——于城市i時，其運輸的方式從k轉變為l所需的中轉時間；

——于城市i時，其運輸的方式從k轉變為l時所需的中轉費用；

——由節點城市i到鄰近城市i＋1，k運輸方式其所擁有載重量的能力；

∈{0，1}指的是將貨物由節點城市i運輸至城市i＋1時，如果采用的是第k種運輸方式時，其值為1，反之則為0；

∈{0，1}指的是節點城市i中，若運輸方式從k變為l時，其值為1，運輸方式不變則其值取0；

T——要求的交貨期限；

I——經過的所有節點城市總的集合；

K——全部運輸方式總的集合，且鐵路、公路、航空以及水路運輸時，令k值分別取1、2、3和4；

Q——所運輸地貨物其總的運輸量。

進行模型的建立，得到如下公式：

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

通過此模型目標函數可獲得聯運全過程其運輸及換裝費用的最小值。而式(2)、(3)、(4)、(5)都是約束條件。

式中： ——一定量貨物從起點運至終點所需的運輸費用的總和；

——所有中轉費用的總和。

式(2)——代表相鄰兩個城市之間至多為一種運輸方式；

式(3)——代表同一城市至多可轉運一次；

式(4)——代表運輸的貨物量應低于此時間段內某種特定運輸方式其具有的運輸能力；

式(5)——代表運輸及中轉時間的總和應小于或等于限定總時間。

2 模型的求解

由于此模型進行其目標函數的計算時，其過程相當復雜。因此根據分析應使用遺傳算法以實現高效求解。此算法是根據生物遺傳過程所形成的優化概率的搜索算法。其中，方程解可看作染色體，各染色體代表一個體，一定量個體組成群體。群體進化時，根據選擇、交叉以及變異進行遺傳操作，得到更大適應度的群體。經若干代地遺傳操作之后，經不斷進化，取得問題的最終的最優解。此法基本的步驟為：

(1)通過對模型其特點進行分析，使得個體基因型以及遺傳算法其搜索的空間得以確定；

(2)將量化評價個體適應度的方法進行明確，取得從目標函數值轉換為個體適應度的規則。

(3)對遺傳算子進行設計，進行選擇、交叉及變異運算等的遺傳算子其操作方法的確定。

(4)對遺傳算法相關的運行參數進行確定，得到群體規模、交叉概率、變異概率等的參數的值。

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