基于供應鏈協調的地下物流系統運營研究

張丹

摘 要：本文以地下物流系統的正外部性為依據，從供應鏈協調的角度，利用兩部定價契約，確定了集卡企業和地下物流系統之間的集裝箱流量分配和政府補貼，既在經濟方面實現了彼此的最優收益，同時在社會效益方面為緩解交通壓力、節約能源消耗、減少環境污染以及有效減少由貨運卡車引發的交通事故做出了貢獻。

關鍵詞：博弈理論；地下物流；供應鏈協調

文章編號：1004-7026（2018）12-0063-02 中國圖書分類號：TP311.52 文獻標志碼：A

城市地下物流系統是指通過大直徑地下管道、隧道等運輸途徑，通過特有的承載工具（如：Automated Guided Vehicle（AGV）、Dual Mode Truck （DMT）等），并結合傳統地面運輸系統，對貨物進行管理、運輸和配送的運輸供應系統，有著極強的正外部性[1]。它能有效緩解地面交通壓力、節約能源消耗、減少環境污染、提高運輸效率并有效減少由貨運卡車引發的交通事故，尤其對于北京、上海這樣的大城市而言，發展城市地下物流系統還能實現其“中心輻射”的功能從而實現區域性的整體優化。

周慶芬[2]列舉了城市地下物流系統的四個應用領域；郭東軍[3]等從不同視角，深入剖析了地下集裝箱運輸系統發展的深層動因并提出了研究的三個大方向。閆文濤[4]等在雙層規劃模型基礎上建立了從決策者角度出發的上層規劃模型和從客戶角度出發的下層規劃模型，為地下物流系統建設中物流節點的選址問題提供了參考依據。然而，這些研究均沒有從運營的角度探討當下物流系統的開發動因，多數研究也只是從宏觀性角度對地下物流系統的外部性進行了粗略估計，而缺乏具體的計算理論與方法。

本文從地下物流系統的運營角度對企業和政府合作的博弈關系進行深入分析，從供應鏈協調的角度出發，利用兩部定價契約，建立了企業和政府各自的收益函數，從而確定集卡企業根據客戶需求分配到地下物流系統的最優貨運量和政府補貼。最后通過實例對模型進行了驗證。

1 問題描述與假設

基于顧客偏好，研究供應鏈兩部定價契約問題[5-6]。考慮由一個集卡企業、一個地下物流系統和若干具有策略行為的顧客（客戶）所組成的供應鏈。通過分析集卡企業與客戶的理性預期均衡，確定集卡企業分配到地下物流系統的最優貨運量，從而研究集卡企業與地下物流系統之間的兩部定價契約條款。

假設客戶對時間性要求高即預期要通過地下物流系統運輸的貨物量為x，其密度函數為f（x），分布函數為F（x）；地下物流系統能夠承擔的年貨運總量為q；集卡企業以運輸價格p將貨物分流到地下物流系統，并由于倉儲、轉運等操作對單位貨物產生一定的成本cs；通過地下物流系統運輸的貨物用戶的單位支付價格為w；當貨物總量超過地下物流系統的能力時，由集卡企業地面上運輸，單位貨物的收益為r1。考慮到地下物流系統空置的成本遠遠高于運輸成本，故假設地下物流系統越接近其最大貨運量越好[7]。

1.1 分散式決策下博弈模型

1.2 集中式決策下博弈模型

當集卡企業與當下物流系統選擇合作時，采用兩部定價契約：

地下物流系統支付一部分固定費用給集卡企業作為補貼，集卡企業將客戶對時間性要求高的貨物分配給地下物流系統，在不超過地下物流系統能力的前提下，剩余貨物通過集卡在地面上運輸。 集卡企業與地下物流系統的收益情況如下：

2 模型分析

分散式供應鏈情況下，供應鏈上各成員都擁有或部分，即集卡企業與地下物流系統擁有自己的決策權、目標和信息，并基于各自的目標和信息進行優化決策，共同決定著供應鏈的整體績效；集中式供應鏈情況下，供應鏈上各成員不再以自身利益最大化而是以供應鏈的整體最優為目標，即集卡企業和地下物流系統的總收益最大化，此時稱該供應鏈環節達成協調。

供應鏈協調需要滿足以下兩個條件：

條件1：集中式決策下的總收益等于分散式決策下的總收益；

條件2：集中式決策下的各主體利益應不小于分散式決策下的收益。

2.1 分散式決策下博弈模型分析

2.2 集中式決策下博弈模型分析

結束語

在地下物流系統貨運量的密度函數、分布函數、地下物流系統能夠承擔的年貨運總量、集卡分流到地下物流系統的標箱運輸價格、集卡企業分流成本及自身單位運輸收益、用戶的單位支付價格和地下物流系統的能力已知時，利用兩部定價契約，能夠確定集卡企業根據客戶需求分配到地下物流系統的最優貨運量，確保各方收益不減少的前提下達到供應鏈的平衡；并且理論上可以為政府補貼集卡企業將貨物分流的犧牲行為給出參考，從而達到社會效益的最大化。

參考文獻：

[1]周啟蕾，胡偉，黃亞軍.綠色物流的外部性及其主體間的博弈分析[J].深圳大學學報.2007（2）：49-53.

[2]周慶芬，束昱，路姍.電子商務時代上海地下物流系統發展前景[J].地下空間與工程學報.2011（10）：1269-1273.

[3]郭東軍，謝金容，陳志龍，趙子維.地下集裝箱運輸系統研究的深層動因及趨勢[J].地下空間與工程學報.2012（4）：229-235.

[4]閆文濤，覃燕紅.地下物流節點選址的雙層規劃模型及算法研究[J].地下空間與工程學報.2016（8）：870-874.

[5]戴航.基于博弈分析的物流園區運營模式研究[D].武漢理工大學博士學位論文.2010：36-40.

[6]齊二石，楊道箭，劉亮.基于顧客戰略行為的供應鏈兩部定價契約研究[J].計算機集成制造系統.2010，16（4）：828-833.

[7]楊道箭.基于顧客策略行為的供應鏈協調研究[D].天津大學碩士學位論文.2010：40-41.