基于需求分類的“義烏—漢堡”中歐班列路徑優化研究

王春越

摘 要：本文首先從中歐間貿易格局總體穩定的角度說明中歐班列發展的較大前景，并簡述現存部分組織問題，揭示本文研究的意義。此外，本文著重考慮客戶需求對于中歐班列路徑優化方案的影響，對貨主需求從時間與成本角度考慮，將問題簡化為最短路問題，建立0-1整數規劃模型;實例分析“義烏—漢堡”線路制定路徑優化方案，選定哈爾濱、沈陽、成都、重慶、西安、天津等12個中轉站點，收集數據，使用計算工具LINGO對模型進行求解，最后得出結果。

關鍵詞：需求分類;中歐班列;路徑優化;0-1整數規劃;LINGO

中圖分類號：F742 文獻標識碼：A 文章編號：2096-0298（2021）05（a）--03

1 研究的背景及意義

中歐間貿易的不斷發展既滿足了“一帶一路”倡議的客觀要求，又使得歐洲的貨運代理業務在中國許多地區得以展開。然而，地區間由于獲得經濟發展主動權展開了激烈的競爭，也為中歐班列的良好發展埋下了深深的隱患。因而，有必要在合理的科學規劃下整合資源，構建高效合理的路徑優化方案，提高中歐班列的運輸效率及面對其他運輸方式的整體競爭力。

然而，目前中歐貿易現存的組織問題導致部分班次不能正常運行且多條線路的班次制度不穩定;而且，由于中歐之間的溝通不順暢，導致整個運輸過程碎片化，不能實現良好的連續性。在干線運輸的過程中，由于轉運節點選擇的不恰當、工藝環節銜接的不順暢、運輸方案設計不當等原因，導致運輸過程中存在運輸時間較長、運輸成本較高等問題。本文實例站在多式聯運經營人角度，接受客戶委托，并按照客戶需求，結合中歐班列進行路徑優化，提出義烏至漢堡的較優解決方案，對現實具有一定的指導意義。

2 國內外研究現狀

池永明（2016）[1]對3種運輸方式優劣勢的比較以及中歐班列通道運行情況，分析了中歐班列的運行現狀以及中歐班列面臨的發展困境。劉杰等（2011）[2]通過拆分中轉節點以處理多式聯運網絡，同時考慮到實際情況對路徑選擇的影響，細化運輸費用，提出備選集， 建立動態路徑優化模型。孫巖（2017）[3]綜合分析了多式聯運路徑規劃問題的規劃特征，構建了整數規劃模型，并以實例為證，驗證了優化模型的可行性及有效性。陳迎欣（2012）[4]分別對蟻群算法中的信息素更新策略及啟發因子進行改進，引入搜索熱區機制，進行仿真，驗證了改進算法的有效性。侯玉梅等（2015）[5]以成本為目標，構建了帶軟時間窗約束的路徑優化問題模型，并采用自適應遺傳算法對模型進行求解。

3 班列聯運存在的問題及分析

3.1 班列運輸接駁不暢

中歐班列聯運過程中接駁不順暢是當前發展過程中面臨的首要問題。一方面，歐洲各國的鐵路口岸運營能力不足，致使班列去程貨物在沿線口岸長時間逗留的情況時有發生。另一方面，各國法律相關規定不同，致使沒有統一運單;而中歐班列聯運涉及多種運輸方式、多種角色及多個環節，這也使得整個運輸過程中的物流信息不能順暢流通。

3.2 班列運輸成本偏高

隨著經濟全球化進程的推進，國際間的貨運量越來越大，而客戶都會根據自己的偏好，選擇一種不管是運價還是運輸速度都相對合理的運輸方式。對于中歐班列來說，其競爭對手主要為海運企業。而中歐之間的海上運輸主要是由我國沿海港口出發，通過馬六甲海峽、蘇伊士運河（或好望角）到達地中海沿線的歐洲國家。其中，海運運價大致為每40ft標箱2500美元，中歐班列3條通道各線路平均運價大致為每40ft標箱6000美元。在引入政府補貼后，其運價減低，性價比提高，但政府補貼畢竟不能長時間提供。盡管中歐班列這種新興運輸形式具備時間較短、運距適中且安全性較高的顯著優勢，但是其總體運輸成本明顯高于海運運輸成本的實際情況，在短時間內難以得到根本改變。另外，歐盟通行的運價率明顯高于我國及獨聯體各國鐵路運費。在這種情況下，中歐班列各運營主體之間還沒能形成統一的對外陣營，增加了鐵路方面統一開展對境外進行價格談判的難度，無法以中歐班列品牌優勢對歐競價，無法取得最大優惠。另外鐵路運輸過程中換裝耗費的時間比較長。歐洲某些國家鐵路為寬軌，不同于我國的標準軌距，使得中歐班列途中至少需要進行一次換軌，甚至需要換軌兩次，大大增加了整個運輸過程的成本。

3.3 班列返程貨源不足

返程貨源匱乏一直以來都是中歐班列運行過程中的主要問題，自然也影響著中歐班列多式聯運的發展。目前空載率普遍來講仍然較高（部分不能常態化高頻次的中歐班列回程空載率高達60%）。從兩國經濟的角度來看，正是兩者之間貿易結構的差異導致了中歐班列返程貨源匱乏，我國對歐出口的大多是勞動密集型產品，而歐盟國家向我國出口的則大多是技術密集型產品。從市場的角度來看，中歐班列還沒有形成較大的品牌影響力，在歐洲各國的知名度還需要進一步提升與拓展，同時市場還有待于進一步得到扶持與開拓。從客戶的角度來看，一方面對于中歐班列這個新興運輸形式，還需要繼續觀望;另一方面中歐班列的服務水平相比很多成熟的現代化物流企業還存在較大差距，需要進一步提升。

4 基于需求分類建立路徑優化模型

4.1 運輸需求分析

隨著時代的發展和科技的進步，鐵路基本可以修建在任何地方。鐵路相比航空、航運等跨境運輸方式，在運輸成本和運輸時間上具有較大優勢，在成本和時效上介于兩者之間。而中歐班列與傳統鐵路運輸相比，在通關過程中也有明顯的改善，具有更大優勢。

在實際運輸過程中，客戶對于運輸成本和運輸時間有不同的需求。并且隨著經濟的快速發展，對物流的需求更高。最佳運輸計劃必須把客戶需要放在第一優先級。

4.1.1 運輸成本最低

對于運輸價格上更敏感的貨主，在選擇了中歐班列托運貨物的前提下，托運的貨物通常批量較大，價值較低，貨物價值隨時間變化不大，如食品制品和一些原材料等。其中有一種相對特殊的運輸成本需求，即一定時間內運輸成本最低。對于想要在時間和成本之間尋找一個合適的點的貨主，不管是對時間還是成本都有一定的要求，對于在運到時限上擁有比運輸費用更高敏感度的貨物，一般批量大、價值高、貨物的商品價值受時間的影響比較大，如應季服裝等。一般情況下貨主在選擇運輸方案時，會考慮在一定運到時限內費用最低的。

4.1.2 運到時限最短

對于運到時限上更高敏感的貨主，在選擇了中歐班列托運貨物的前提下，托運的貨物通常附加價值較高，商品價值隨時間影響較大，如汽車、高檔食材等。其中也有一種相對特殊的運輸時間需求，即在一定成本內運輸時間最短。對于想要在時間和成本之間尋找一個合適的點的貨主，不管是對時間還是成本都有一定的要求，對于在運輸費用上擁有比運到時限更高敏感度的貨物;一般批量大、價值適中、貨物的商品價值受時間的影響一般，如日消品等，一般情況下貨主在選擇運輸方案時，會選擇一定的成本預算范圍內運到時限最短的。

4.2 模型假設

（1）不考慮氣候、政治等不可抗力對運輸成本和運輸時間的影響。

（2）節點間路徑的運輸方式只能有一種。

（3）一個中轉站點最多參與一次運輸方式的轉換。

（4）將中轉站點設為虛擬路徑。

4.3 實例驗證

習近平在十九大的報告中明確指出，加強“一帶一路”建設，以實現與中歐班列沿線貿易暢通。然而，由于地區間政策的不同以及惡性競爭現象，導致部分地區呈現貨源不足的現象。

4.3.1 起訖點選擇

以義烏作為起始站。義烏小商品城始于1982年，匯集200萬種多樣產品，為215個國家及地區提供貨源平臺，被許多國際權威機構認定為世界第一大市場。首先，就地理位置而言，義烏作為浙中交通樞紐，交通便利。其次，義烏有大量海外客商常駐，是義烏通過“一帶一路”中歐班列進行對外貿易的重要紐帶。最重要的一點是義烏本身有著便捷高效的物流園區，且通關便利，方便貨運貿易的組織與進行。綜上所述，將義烏作為實例來分析研究中歐班列多式聯運運輸方案的起始站點。

以漢堡作為終點站。首先，目前國內有多達12個城市中歐班列通往漢堡。其次，就地理位置而言，漢堡是德國北部重要的交通樞紐，連通國內城市及其他歐洲各國。并且就經濟貿易方面而言，漢堡作為德國重要的工業城市，多數工業與外貿有關。綜上所述，將德國漢堡作為本文實例分析研究中歐班列多式聯運運輸方案的終點站點。

4.3.2 問題描述

現從多式聯運經營人角度考慮客戶對運輸成本、運輸時間的需求將集裝箱貨物從義烏通過中歐班列運往德國漢堡。雖然義烏已經擁有比較成熟的中歐班列線路，本文主要探究在將客戶需求分為限定時間內運輸費用最低、限定成本內運輸時間最短兩類情況下，以大連、沈陽、武漢、長沙、鄭州、 西安等基本常態化中歐班列線路始發站作為中轉城市探究義烏—漢堡中歐班列路徑的優化方案。貨物運輸費用以40ft標準鐵路集裝箱進行計算。并假設各站點正常作業無其他影響因素，不考慮中轉等因等待而產生的倉儲費用，設定文中出現費用均以人民幣作為基本貨幣單位。

4.3.3 運輸時間及成本分析

本文將運輸時間分為站點中轉時間、在途運輸時間及其他時間;其他時間構成為提空/返空，裝箱/拆箱以及延誤時間等。根據本文設定，其他時間不是本文研究的重點對象，故不加入考慮范圍。其中站點中轉時間主要包括集裝箱辦理站作業時間及站點銜接等待時間。

運輸成本分為站點中轉成本、在途運輸成本及其他成本;其他成本構成為集裝箱使用費、集裝箱裝箱/拆箱費、拼箱費、運蹤反饋服務費、FCR單證費等。根據本文假設及實際情況，不列入影響因素內。其中，各中歐班列線路分為在途運輸費用和途徑場站的作業費用。

4.4 結果分析

一方面，從商品特性角度，就義烏貨源種類來講，小商品居多，明顯對運輸成本具有更高的敏感度。在這種情況下，貨物通過鐵路運輸從義烏運至西安，通過西安—漢堡中歐班列線路運往德國漢堡，運輸最低成本為22056元，遠低于中歐班列“直達”義烏—杜伊斯堡—漢堡線路運輸成本，運輸時間25.3天。另一方面，在經濟全球化的大背景下，顧客需求多樣化，喜好變化迅速，產品更新的速度加快，產品生命周期縮短，國際企業想要利用國際供應鏈建立競爭優勢，就要盡量滿足時間需求，在這種情況下，貨物通過公路運輸從義烏運至鄭州，通過“鄭新歐”線路運往德國漢堡，運輸時間最短為17.4天，運輸成本42760元。

從班列開班頻次角度，義烏通過鐵路運輸至12個中轉城市的開班頻次直接影響貨物在義烏的銜接等待時間，開班頻次越多，銜接等待時間也越短。同時，各中轉城市至德國漢堡（杜伊斯堡，紐倫堡）的開班頻次直接影響貨物在義烏的銜接等待時間。12個中轉城市中，哈爾濱、沈陽、長春、大連、天津、西安的中歐班列周頻次為2周1次，使得銜接等待時間過長;鄭州的中歐班列周頻次為1周6次，銜接等待時間最短。在此基礎上，也使得貨物通過公路運輸從義烏運至鄭州，通過“鄭新歐”線路運往德國漢堡，運輸時間最短，同時也方便貨物隨時流入流出;由于西安開班頻次較低，使得盡管運輸成本最低，運輸時間與本文其他運輸方案相比過長。

5 結語

文中結合中歐班列對義烏—漢堡進行了路徑優化方案制定，探討了不同需求下的最優方案，主要總結如下：

（1）分析了路徑優化方案的影響因素。對客戶需求進行了分析，將客戶需求分為時間需求及成本需求，并依據需求分類建立路徑優化模型。

（2）以“義烏—漢堡”為實例分析中歐班列路徑優化方案。通過計算、查詢及其他輔助手段修正，得到節點中轉及在途運輸的時間、費用。根據義烏的貨源種類，對較低運輸成本具有更高的偏好，應選擇運輸成本最低方案，即貨物通過鐵路運輸從義烏運至西安，通過“長安號”線路運往德國漢堡。

（3）由于作者能力有限，對于運輸需求分析還不夠全面，聯運方案也較為單一。本文對于貨主需求僅分析了運輸時間需求和運輸成本需求，針對“義烏—漢堡”多式聯運運輸方案僅提供了公鐵聯運及鐵鐵聯運兩種方式。

參考文獻

池永明.中歐班列發展的困境與出路[J].國際經濟合作，2016（12）： 60-65.

劉杰，何世偉，宋瑞，等.基于運輸方式備選集的多式聯運動態路徑優化研究[J].鐵道學報，2011，33（10）：1-6.

孫巖.基于運輸情景的多式聯運路徑規劃優化建模方法研究[D].北京：北京交通大學，2017.

陳迎欣.基于改進蟻群算法的車輛路徑優化問題研究[J].計算機應用研究，2012，29（06）：2031-2034.

侯玉梅，賈震環，田歆，等.帶軟時間窗整車物流配送路徑優化研究[J].系統工程學報，2015，30（02）：240-250.