基于共享模式的物流集裝箱空箱利用率問題研究

摘 要：為提高物流集裝箱的平均利用率，解決集裝箱面臨的高比例空箱問題，在原因分析和研究現狀歸納總結的基礎上，提出基于共享模式的集裝箱綜合調度平臺解決方案。此方案結合優化目標、約束條件、訂單分配模型、訂單接受概率模型和組合優化模型，利用Matlab進行仿真分析。結果表明：基于共享模式的集裝箱平均利用率從80%提高到90%，有效降低了集裝箱的空箱率。此研究將有助于推動物流貿易經濟的發展。

關鍵詞：集裝箱;空箱;共享模式;物流

中圖分類號：V353;TP18? ??文獻標識碼：A?? 文章編號：1006-8023（2021）02-0117-06

Research on Utilization Ratio Problem of Empty Logistics

Container Based on Shared Model

WENG Lizhen

（Shanghai Urban Construction Vocational College， Shanghai 201415， China）

Abstract：In order to improve the average utilization rate of logistics containers and solve the problem of high proportion of empty containers faced by containers， based on the analysis of the reasons and the summary of the research status， this paper proposes a container integrated dispatch platform solution based on the sharing mode. This program combines optimization objectives， constraints， order allocation models， order acceptance probability models and combination optimization models， and uses Matlab for simulation analysis. The results show that the average utilization rate of containers based on the sharing mode is increased from 80% to 90%， which effectively reduces the empty container rate of containers. This research will help promote the development of logistics trade economy.

Keywords：Container; empty container; shared mode; logistical

收稿日期：2020-08-14

基金項目：上海市教育科學研究一般項目（C2021148）

第一作者簡介：翁麗貞，碩士，講師。研究方向為物流與供應鏈。E-mail： wlzfj@126.com

引文格式：翁麗貞.基于共享模式的物流集裝箱空箱利用率問題研究[J].森林工程，2021，37（2）：117-122.

WENG L Z. Research on utilization ratio problem of empty logistics container based on shared mode[J]. Forest Engineering，2021，37（2）：117-122.

0 引言

集裝箱物流興起于20世紀初，隨著世界經濟的發展，集裝箱物流已成為全球國際貿易中最重要的運輸與配送方式。集裝箱物流以集裝箱為載體，以多式聯運的形式把海路、鐵路、公路和內河水路等多種物流運輸方式有機結合，實現“門到門”快捷便利的物流運輸[1]。

據統計，全球物流集裝箱數量超過5 000萬個標準箱（TEU），且每年新增量超過300萬TEU，集裝箱物流創造了巨大的經濟效益和社會效益。然而，由于貿易或地區發展不平衡、管理水平差異等因素，全球每天都有大批的空集裝箱從多余的地點運往不足的地點，空箱調運在整個集裝箱物流系統中占據了大量比重。目前，許多專家學者對解決集裝箱空箱利用率做了許多研究。葉紹明[1]對港口物流中集裝箱空箱調運管理問題進行了探討，總結出因為集裝箱空箱調運成本較高，討論結果表明：科學、規范地調運與處理空箱，以及控制與減少空箱調運費用是影響集裝箱承運者運營情況的重要因素。LUO等[2]提出了基于收益共享合作的庫存協調策略，并通過選擇適當的合作參數來協調多式聯運系統，研究結果表明，在海港的指導下，收益共享合作可以實現陸港和海港的雙贏。曾環[3]考慮如何利用現在主要的3種集裝箱共享模式，在實現資源利用率最大的同時，使合作的海鐵聯運下的各公司都能獲得利益，提出了建立海鐵聯運集裝箱共享組合模式，在決策時能夠保證空箱調運系統成本最小化，使各公司都能從共享組合模式的空箱調運系統中收益，擁有較高的滿意度，鞏固了集裝箱運輸收益的穩定性。據估計，當前全球空箱調運量約占集裝箱總運輸量的20%以上，每年空箱調度的成本超過500億美元。因此，空箱問題已成為物流業或經濟發展中亟待解決的一個問題[4-5]。

基于二階段聚類方法，利用MATLAB仿真平臺進行分類，得到一個27行17列的訂單貨物分類反應矩陣A。基于MATLAB仿真平臺，得到訂單貨物分類譜系圖，如圖1所示。圖1中橫線為劃分的界線，根據此線可以將貨物分為表4中的6類族。

根據分類結果確定訂單與集裝箱的匹配關系，得到新的分配矩陣A，每個集裝箱愿意接受訂單B。經Matlab仿真分析（圖2），多元聯合調度集裝箱平均利用率為80.1%，共享模式為89.9%，基于該數學模型的集裝箱綜合調度方案下，集裝箱平均利用率從80%提高到90%，同時共享模式比利用率較高的多元聯合調度模型高出5%以上，接近10%。因此，基于共享經濟模式的集裝箱綜合調度平臺具有現實指導意義，將有助于物流集裝箱空箱問題的解決。

4 結論

（1） 物流集裝箱面臨的高比例空箱問題的實質是重箱和空箱的聯合調度、多種運輸方式的銜接調度、滾動動態調度等集裝箱綜合調度問題。

（2） 在對物流集裝箱空箱問題的主要原因和研究現狀分析基礎上，提出了基于共享經濟模式的集裝箱綜合調度平臺解決方案，建立了組合優化模型。

（3） 利用該方案進行實例分析，并對共享集裝箱訂單和一般訂單處理進行對比，發現該方案提升了集裝箱10%利用率和物流效率。這表明，該方案可以將共享訂單進行物流特性分析和劃分，確定可共享訂單的屬性和共享范圍。通過該方案可以提高集裝箱的配載效率，增加了裝箱率，提升了集裝箱拆裝箱效率和使用頻率。

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