探究低碳約束下多式聯(lián)運路徑優(yōu)化問題

劉玲

相關(guān)理論與文獻綜述

碳足跡概述

碳足跡即個人、產(chǎn)品、活動或者企業(yè)通過交通運輸行為、生產(chǎn)過程以及消費過程所導(dǎo)致的溫室氣體排放的集合。碳足跡表達了一個人的能源意識以及行為對自然環(huán)境產(chǎn)生的影響，呼吁人們保護自然、愛護環(huán)境。我國的很多企業(yè)已經(jīng)開始踐行保護生態(tài)環(huán)境、減少碳足跡的環(huán)保理念。

碳足跡研究現(xiàn)狀

碳足跡當前的研究主要集中在以下幾個方面：一、對各個國家、地區(qū)的碳足跡研究介紹；二、將碳足跡概念引入生產(chǎn)制造業(yè)；三、對具體產(chǎn)品的碳足跡的研究。碳足跡還可以作為指標對污染行為進行量化，即通過“水足跡”“碳足跡”“土地占用”等數(shù)據(jù)反映環(huán)境污染的情況。

多式聯(lián)運的定義

多式聯(lián)運是通過兩種以上的運輸工具，進行復(fù)合式運輸?shù)倪\輸方式。國際貨物多式聯(lián)運在多式聯(lián)運的定義上又追加了新的概念，即按照多式聯(lián)運規(guī)范合同，通過兩種以上的運輸方式，由多式聯(lián)運經(jīng)營人從一國境內(nèi)接收貨物的地點運輸至另一國境內(nèi)交付貨物的地點。

多式聯(lián)運的優(yōu)勢

多式聯(lián)運的優(yōu)勢在于集中了各種運輸方式的長處，極大地降低了地形對運輸過程的限制，推動了運輸效率的提升。多式聯(lián)運通過將不同的運輸方式結(jié)合起來，形成科學(xué)的連貫運輸，從而起到簡化運輸環(huán)節(jié)、提升貨物周轉(zhuǎn)速度、降低貨物損失、減少運輸成本的效果，保障貨物運輸更加合理、科學(xué)。多式聯(lián)運的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾點：

第一，多式聯(lián)運能夠提升運輸組織水平，和單一的運輸方式相比，多式聯(lián)運極大地提升了運輸?shù)墓芾砼c組織水平。因為多式聯(lián)運在運輸數(shù)量和經(jīng)營范圍上獲得了極大擴展，讓運輸流程更加合理化；第二，多式聯(lián)運能夠綜合利用各種運輸方式的優(yōu)勢，促進運輸效率的提升，同時還能有效地降低貨物的庫存時間和存儲費用，減少企業(yè)的運輸成本；第三，多式聯(lián)運實現(xiàn)了“門到門”運輸，貿(mào)易過程手續(xù)簡單，結(jié)算快捷；第四，多式聯(lián)運相比于傳統(tǒng)的普通聯(lián)運更加迅速、更加安全。多式聯(lián)運的運輸環(huán)節(jié)都經(jīng)過科學(xué)嚴謹?shù)赜嬎悖鱾€環(huán)節(jié)之間銜接緊湊、配合嚴密，不同運輸方式的中轉(zhuǎn)也非常及時，在運輸過程中的停留時間也很短，有力地保障了貨物運輸?shù)陌踩坏谖澹嗍铰?lián)運通過多種運輸方式的結(jié)合，有效地降低了運輸過程中碳排放，促進了生態(tài)環(huán)境的保護。

低碳約束下多式聯(lián)運路徑優(yōu)化模型

模型的構(gòu)建

通過對不同運輸方式的二氧化碳排放情況分析（見表1），建立低碳約束下多式聯(lián)運路徑的優(yōu)化模型。在傳統(tǒng)的多式聯(lián)運路徑規(guī)劃過程中，大多數(shù)研究以時間成本或者費用成本作為優(yōu)化的目標函數(shù)。但是隨著全球氣候變化對生態(tài)環(huán)境的影響，科研活動的重點逐漸地轉(zhuǎn)移到低碳物流上。

本文通過以碳排放為研究目標，建立科學(xué)的多式聯(lián)運路徑優(yōu)化模型，為多式聯(lián)運在低碳約束下的路徑探索提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

考慮路徑不確定因素的多式聯(lián)運路徑優(yōu)化問題與約束系數(shù)

在進行多式聯(lián)運的過程中，有很多不確定因數(shù)需要進行科學(xué)探討。首先，企業(yè)進行貨物運輸，會因為不同的貨物類型，對多式聯(lián)運的運輸時間有著不同要求；其次，在進行多式聯(lián)運的過程中，企業(yè)經(jīng)營對貨物運輸成本也非常看重；最后，多式聯(lián)運中的碳排放是當前國際社會看重的熱點因素，是提升企業(yè)社會形象，促進企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展關(guān)鍵。因此，在多式聯(lián)運最優(yōu)路徑的探索過程中，需要同時對以上幾個因素進行考慮，來保障數(shù)學(xué)模型的科學(xué)性和實用性，從而促進對最優(yōu)路徑的有效探索。

模型的建立與應(yīng)用

模型的建立需要對當前國際多式聯(lián)運的各項數(shù)據(jù)進行精確的分析與研究。

基于低碳約束下的多式聯(lián)運路徑優(yōu)化問題求解

數(shù)學(xué)原理

在低碳約束下對多式聯(lián)運路徑優(yōu)化問題進行研究時，需要在多進程實驗中選取最優(yōu)的結(jié)果，即多目標優(yōu)化問題。在多目標優(yōu)化問題的解決過程中，往往會因為不同目標間條件、目的存在沖突而難以進行問題研究，因此通常會用到約束法以及加權(quán)法。多目標優(yōu)化問題可以在多數(shù)聯(lián)運路徑優(yōu)化中，通過具體的數(shù)據(jù)分析和模型演練，推斷出運輸效率最高、運輸速度最快同時碳排放最佳的路徑，能夠幫助運輸業(yè)在運輸路徑探尋方面作出很大貢獻。多目標優(yōu)化問題最終的解決方式一定會將多個目標的統(tǒng)一平衡點解算出來，才能展開科學(xué)的數(shù)學(xué)實驗，保障實驗的準確性。

數(shù)值試驗

在進行多目標優(yōu)化問題實驗時，需要對各個影響因素進行精確統(tǒng)計，下表是多式聯(lián)運城市間各運輸方式的距離。運輸方式和運輸距離是多式聯(lián)運路徑優(yōu)化中最關(guān)鍵的影響因素，因此，需要對各種運輸方式以及這些運輸方式在各個城市的運輸距離進行精確的統(tǒng)計。

要進行多式聯(lián)運路徑優(yōu)化模型應(yīng)用的展開，需要其中不同的運輸路徑各自進行分析模型應(yīng)用方式首先給出了運輸單一的鐵路運輸方數(shù)路徑，該鐵路運輸?shù)穆窂绞沁\輸過程中運輸目的地和運輸起點建的最短距離。鐵路運輸在整個多式聯(lián)運過程中，其有著超出其他運輸方式的環(huán)保效果。因為鐵路運輸?shù)牡吞寂欧艃?yōu)勢是明顯強于其他運輸方式的。在當前交通運輸技術(shù)的發(fā)展下鐵路運輸?shù)沫h(huán)境清潔特點已經(jīng)成為鐵路運輸在節(jié)能環(huán)保方面的關(guān)鍵優(yōu)勢。

低碳約束下多式聯(lián)運路徑優(yōu)化問題案例分析

案例一——以X公司為例簡介

X公司成立于1993年，經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)成為國內(nèi)民營快遞行業(yè)巨頭。本文選取X公司浙江杭州分公司作為研究對象，調(diào)研數(shù)據(jù)均W月為單位。X公司在傳統(tǒng)快遞服務(wù)上的經(jīng)營模塊包括運輸、存儲、包裝、裝卸搬運、配送、信息處理等環(huán)節(jié)。在快遞業(yè)務(wù)處理流程上，采用傳統(tǒng)的始發(fā)地營業(yè)網(wǎng)點一始發(fā)地配送中一分棟中一到達點配送中一到達地配送的方式。

優(yōu)化模型及參數(shù)設(shè)置

針對目前X公司的H類末端配送模式，本研究對各模式的人員安排和能源消耗進行了調(diào)查。主要通過對現(xiàn)場人員的問卷調(diào)研進行資料收集。經(jīng)了解得知，快遞人員每日的收件數(shù)量基本等于寄件數(shù)量，派送次數(shù)一般為5次，較高時出現(xiàn)7～8次派送。

案例數(shù)據(jù)收集與處理

在整個運輸環(huán)節(jié)中，固定碳排放量較高的地方需要在研究中多加關(guān)注。隨著我國快遞行業(yè)的迅速發(fā)展，我國快遞點經(jīng)營業(yè)務(wù)程爆發(fā)式增長，其碳排放量也屢次突破歷史高峰。但是，雖然快遞服務(wù)點的碳排放總量一直在上升，單次快遞服務(wù)的碳排放量卻在下降。這是由快遞服務(wù)水平的提升導(dǎo)致的。在數(shù)據(jù)收集過程中，某快遞點的每日服務(wù)件數(shù)為一百五十五以上時，其碳排放效率等于直接配送，為四百五十件時，則優(yōu)于直接配送。

結(jié) 論

在當前生態(tài)環(huán)境保護和資源節(jié)約逐漸成為社會關(guān)注重點的背景下。多式聯(lián)運路徑優(yōu)化能夠有效地降低貨物運輸過程中的碳排放，減少環(huán)境污染，提高運輸效率。多式聯(lián)運是未來貨物運輸?shù)拇筅厔荩ㄟ^對多式聯(lián)運路徑優(yōu)化進行針對性研究，提升我國貨物運輸?shù)乃剑Ｗo生態(tài)環(huán)境。多式聯(lián)運路徑優(yōu)化需要對整個多式聯(lián)運過程中的運輸方式進行研究，在實際應(yīng)用過程中，根據(jù)路程特點以及運輸方式的優(yōu)點，選擇合適的運輸方案，從而起到有效降低碳排放，提升運輸效率的效果。

（新疆藍天石油化學(xué)物流有限責(zé)任公司）