基于選址分配的中歐班列運輸網絡優化研究

文思涵

【摘要】針對我國中歐班列的運輸現狀，解決直達班列不同線路惡性競爭、國內貨源分散等問題，從選址分配的角度出發，以中歐班列網絡運輸節點為研究對象，建立總成本最小模型，采用LINGO11.0對其進行優化求解。實例仿真結果表明：通過該模型及算法得到的全局最優解可以有效降低中歐班列運輸網絡的物流運作總成本。

【關鍵詞】運輸經濟 中歐班列 集拼集運 LINGO軟件

一、引言

2017年，中歐班列建設發展取得階段性成果，中歐班列開行數量迅速增長，全年開行3673列，同比增長116%。且服務范圍迅速擴大，運行效率不斷提高，但是線路重復、無序競爭等問題也隨之出現。對于中歐班列運輸網絡進行優化研究，能夠提升中歐班列的運行效率，減少重復建設，避免運力浪費，提高經濟效益。

近年來，國內對于中歐班列的發展研究中，一方面，目前針對中歐班列鐵路貨運的的研究主要集中在影響因素探討及發展對策建議上，很少從量化與模型的角度去探究運輸網絡結構對中歐班列貨運成本影響；另一方面，現有中歐班列研究缺乏對于總體布局的系統設計，僅僅從運營企業或地方政府的角度來看，無法全面分析中歐班列未來發展的思路。

針對上述不足，本文從宏觀調控的角度對于中歐班列現有開行模式進行分析，找出其不足之處，建立基于選址分配的中歐班列運輸網絡優化模型，通過科學方法量化建模，以實證數據為基礎進行分析論證，為中歐班列的健康快速發展提供了一定的理論支持。

二、中歐班列運行模式改進

中歐班列運行線路目前主要是中歐班列點對點運行線路，具體表現為：中國主要貨源城市采用集裝箱或者整車運輸的五定班列，依托專用運輸通道，經由鐵路樞紐節點、口岸與國外城市之間開行的點對點直接配送的物流運輸網絡模式。從班列運營的整體布局來看，這種運行模式導致了多數班列運行線路長距離重合或相近、貨源分散、運行成本高，造成大量資金、資源和運力的浪費以及地方之間的惡性競爭。

要改善中歐班列點對點運行線路的不足，必須按照沿線國家的經濟布局、口岸分布與通道建設，在不同地區共享班列運輸，滿載后送往口岸通關，實現“分組組裝，散貨集結”，降低運營成本，避免運力浪費，保證運輸班列的高頻率常態化運營。如圖1所示。三、基于選址分配的中歐班列運輸網絡模型的構建（一）問題描述本文建立的是基于選址分配的中歐班列運輸網絡模型，優化后的中歐班列運輸網絡一般包括：中國主要貨源城市、中國候選集貨樞紐、口岸、歐洲候選集貨樞紐、歐洲主要終點城市共5個物流節點。主要表現為：運用集貨樞紐和運輸路線，將運輸量集中到樞紐節點之后，向終點城市發運的運行模式，為貨物提供轉運服務。

（二）問題假設

構建基于選址分配的中歐班列運輸網絡優化模型的基本假設為：①只考慮單一品種的產品的客戶需求情況，且客戶的需求為單一品種的商品，規格和價值相同；②各點之間的運輸距離采用交通營運里程表示；③中歐集貨樞紐、口岸的貨物運輸服務能力有限，且已知；④假設客戶需求是確定的，貨運量采用周平均數據；⑤考慮運輸貨物的相關成本包括運輸成本、通關成本、運營成本、同定建設成本。

（三）變量及符號說明

一各個中國主要貨源城市編號，中國主要貨源城市總數為M；一各個中國候選集貨樞紐編號，中國候選集貨樞紐總數為I；一各個口岸編號，口岸總數為K；一各個歐洲候選集貨樞紐編號，歐洲候選集貨樞紐總數為J；一各個歐洲主要終點城市編號，歐洲主要終點城市總數為N；X1mi、X2ik、X3kj、X4jn-四段路程中不同節點城市之間的周貨運量；C1mi、C2ik、C3kj、C4jn-四段路程中不同節點城市之間的單位運距單位運量的運輸成本；D1mi、D2ik、D3kj、D4jn-從四段路程中不同節點城市之間的運輸距離；OXm-主要貨源城市m的周貨運總量；HXi-候選集貨樞紐i的周集貨總量；PXk-口岸k的周集貨總量；EXj-候選集貨樞紐j的周集貨總量；FXn-主要終點城市n的周貨運總量；HGCi、PGCk、EGCj-候選集貨樞紐i、口岸k、候選集貨樞紐j的固定建設成本；HYCi、PYCk、EYCj-候選集貨樞紐i、口岸k、候選集貨樞紐j的單位運營成本；PTCk-為口岸k的單位通關成本；HVi、PVk、EVj-候選集貨樞紐i、口岸k、候選集貨樞紐i的周服務容量。

其相應的約束條件如下：

第m個主要貨源城市運輸到第i個候選集貨樞紐的周貨運量與其運輸到主要終點城市n的周貨運量平衡：

Hwi=0.否

1.中國候選集貨樞紐i被選中

（11）

EWj=0.否

1.歐洲候選集貨本世紀j被選中 （12）

PWk=0.否

1.延邊陸路口岸節點k被選中使用 （13）

四、算例仿真

中歐班列運輸網絡的基本情況如下：在中國境內有14個主要貨源城市和候選集貨樞紐，3個口岸，歐洲境內有18個歐洲候選集貨樞紐和歐洲主要終點城市。不同節點城市之間的距離通過Goole投影可得，文獻[5]列舉了樞紐城市周集貨量和單位運輸成本，假定來自中歐班列運輸網絡具體運營數據如表1—3所示。

為了驗證LINGO.11.0軟件在求解中歐班列運輸網絡優化問題上的有效性、先進性和可行性，使用LINGO 11.0在Ms Windows10、Pentium43.06GHz、1.OOGB內存的環境下對上述模型進行求解，優化后得到的中歐班列運輸網絡的平均最佳綜合總成本為5094美元。該模型選中了成都、西安、營口作為中國集貨樞紐，選中阿拉山口/霍爾果斯、滿洲里、二連浩特作為口岸，選中漢堡、華沙、莫斯科作為歐洲集貨樞紐。計算得到的各個變量值如表4所示，從圖2可知中歐班列運輸網絡的全局走向。綜上所述，與現有的中歐班列運行現狀相比，優化后的中歐班列運輸網絡保障了運輸班列的高頻率常態化運營，最大限度地避免運力資源的浪費；同時以渝新歐、鄭歐、蘇滿歐等典型班列為例，在不考慮政府補貼因素的情況下，平均一班列集裝箱的綜合運輸總費用為8200美元，而中歐班列運輸網絡優化后的一班列集裝箱平均費用為5094美元，降低了37.87%的綜合運輸總費用，不僅減少了政府補貼的財政壓力，還盡可能降低了各地惡性競爭的怪圈。但是，在考慮實際運營情況時，中歐班列運輸網絡優化模型由于受限條件較多，模型設置了比較嚴格的理論假設，這些因素之間是彼此制約的，有待選擇更加完善的模型來進行求解。

五、結語

本文通過構建基于選址分配問題模型，對中歐班列運輸網絡進行優化，同時運用LINGO.11軟件來對該模型進行了優化計算和實例仿真檢驗，驗證該模型的有效性，較好地實現了在最大限度降低中歐班列運輸網絡綜合總成本的目標下對中歐班列運輸網絡進行優化，為中歐班列的發展提供了一定的理論支持。

參考文獻：

[1]王楊堃.中歐班列發展現狀、問題及建議[J]. 綜合運輸，2015，（S1）.

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[4]李昌兵，張斐敏.集成選址路徑庫存問題的逆向物流網絡優化[J].計算機集成制造系統，2014，（07）.

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