鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司物流基地聯(lián)合選址研究

蘇順虎 ，唐文君 ，張曉東，潘 華

（1.鐵道部 運(yùn)輸局，北京 100844；2.北京交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044）

1 研究背景

為適應(yīng)鐵路貨運(yùn)向現(xiàn)代物流發(fā)展的需要，鐵道部成立了中鐵行包快遞有限責(zé)任公司、中鐵集裝箱運(yùn)輸有限責(zé)任公司和中鐵特貨運(yùn)輸有限責(zé)任公司三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司[1]。物流基地作為物流服務(wù)運(yùn)作的基礎(chǔ)，其選址直接影響專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司的運(yùn)輸效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司獨(dú)立選址，在一定程度上會(huì)存在物流基地分布不合理、單點(diǎn)運(yùn)作效率不高、資源運(yùn)用不優(yōu)化、綜合利用方式與途徑不完備等問(wèn)題，將制約專(zhuān)業(yè)公司競(jìng)爭(zhēng)力的提升和專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸效率與物流服務(wù)水平的提高。鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司進(jìn)行聯(lián)合選址能夠?qū)崿F(xiàn)相互間的協(xié)調(diào)配合，達(dá)到優(yōu)化資源利用和提高運(yùn)輸效率的目的。因此，有必要對(duì)鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司物流基地進(jìn)行聯(lián)合選址研究。

灰色綜合評(píng)價(jià)和0－1整數(shù)規(guī)劃模型是在選址問(wèn)題中常用的方法，主要用于備選點(diǎn)間的排序和精確選址。關(guān)志民等[2]分別對(duì)聯(lián)合庫(kù)存選址、連鎖門(mén)店選址和配送中心聯(lián)合決策問(wèn)題進(jìn)行研究，并建立了整數(shù)規(guī)劃模型；盛偉等[3]建立了運(yùn)輸商、配送中心聯(lián)合優(yōu)化模型。以上模型均是基于供應(yīng)鏈中不同層級(jí)主體進(jìn)行選址的模型。ACKCHAI Sirikijpanichkul等[4-5]提出了聯(lián)合運(yùn)輸貨運(yùn)樞紐選址方案的整數(shù)模型，此模型則是基于不同運(yùn)輸方式、同一層級(jí)的多個(gè)主體對(duì)專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸物流基地進(jìn)行聯(lián)合選址。

2 專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司物流基地聯(lián)合選址研究框架

研究以各貨源點(diǎn)和貨運(yùn)站為基礎(chǔ)，對(duì)貨源點(diǎn)的貨運(yùn)分擔(dān)量和貨運(yùn)站的條件分別進(jìn)行分析。從貨運(yùn)站的角度看，貨運(yùn)站設(shè)施條件和交通條件是影響物流基地建設(shè)效果的重要因素。從貨源的角度看，鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司各有特色：中鐵行包快遞有限責(zé)任公司主營(yíng)鐵路包裹快遞業(yè)務(wù)；中鐵集裝箱運(yùn)輸有限責(zé)任公司側(cè)重于鐵路集裝箱運(yùn)輸；中鐵特貨運(yùn)輸有限責(zé)任公司則主要從事小汽車(chē)、超限貨物和鮮活易腐貨物運(yùn)輸。根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)，可將三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司的適運(yùn)貨源點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)。鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司物流基地聯(lián)合選址研究框架如圖1所示。

圖1 鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司物流基地聯(lián)合選址研究框架

2.1 基于灰色關(guān)聯(lián)度的灰色綜合評(píng)價(jià)

綜合評(píng)價(jià)多用于研究多對(duì)象的排序問(wèn)題，灰色綜合評(píng)判主要依據(jù)以下模型。

根據(jù)R的數(shù)值，對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行相對(duì)優(yōu)劣排序。其具體步驟如下。

（2）指標(biāo)值的規(guī)范化處理。通過(guò)公式⑵將原始數(shù)值無(wú)量綱化，得到規(guī)范化矩陣X′?！浔硎緹o(wú)量綱化后的值。xkmax表示第 k 列中的最大值，xkmin表示第k 列中的最小值。

（3）計(jì)算綜合評(píng)判結(jié)果。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算公式，得出各指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)εik。

式中：為 xik的最優(yōu)值；ξ∈[0，1]，一般取ξ＝0.5[6]。

種植密度（x）與籽實(shí)產(chǎn)量（y）呈二次拋物線(xiàn)關(guān)系，其回歸方程為y=-137.98x2+2 560.5x-5 738.9，復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=0.976。對(duì)回歸方程求極值，紅花籽實(shí)產(chǎn)量以種植密度為9.28萬(wàn)株/hm2產(chǎn)量最高，籽實(shí)產(chǎn)量可達(dá)到6 140 kg/hm2。從表4看出，種植密度為9.0萬(wàn)株/hm2時(shí)籽實(shí)產(chǎn)量最高，與其他處理有顯著差異，種植密度為12.0萬(wàn)株/hm2時(shí)籽實(shí)產(chǎn)量最低，為5 144.6 kg/hm2。

根據(jù)公式⑴可得到綜合評(píng)判結(jié)果：ri越大，說(shuō)明其與最優(yōu)方案越接近，即第 i 個(gè)方案越優(yōu)于其他方案。

2.2 基于運(yùn)輸費(fèi)用與建設(shè)費(fèi)用的0－1整數(shù)規(guī)劃

基于廣義運(yùn)輸費(fèi)用和建設(shè)費(fèi)用兩大類(lèi)費(fèi)用構(gòu)建0－1整數(shù)規(guī)劃模型，廣義運(yùn)輸費(fèi)用以運(yùn)量、距離和單位噸公里所需運(yùn)輸成本的乘積表示，建設(shè)費(fèi)用則分為固定費(fèi)用和與運(yùn)量有關(guān)的變動(dòng)費(fèi)用，固定費(fèi)用根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象的不同而有所不同。整數(shù)規(guī)劃模型的目標(biāo)是使總費(fèi)用最小，構(gòu)建模型如下。

式中：α 表示單位噸公里所需運(yùn)輸成本系數(shù)；qi表示貨源點(diǎn) i 的分擔(dān)貨運(yùn)量，萬(wàn) t；dij表示貨源點(diǎn) i 到貨運(yùn)站 j 的距離，km；β 表示單位作業(yè)能力所需場(chǎng)站建設(shè)費(fèi)用；Qj表示備選地 j 原有作業(yè)能力，萬(wàn)t/年；Pj表示備選地 j 建設(shè)物流中心增加的基礎(chǔ)作業(yè)能力，萬(wàn)t/年；Zj為0，1變量，表示是否在 j 處建設(shè)物流基地，若是，Zj＝1，否則，Zj＝0；L 表示物流基地的建設(shè)費(fèi)用，萬(wàn)元。

3 案例分析

以北京地區(qū)為例，對(duì)中鐵行包快遞有限責(zé)任公司、中鐵集裝箱運(yùn)輸有限責(zé)任公司和中鐵特貨運(yùn)輸有限責(zé)任公司三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司物流基地聯(lián)合選址問(wèn)題進(jìn)行研究。

3.1 灰色綜合評(píng)價(jià)應(yīng)用

貨運(yùn)站是否適合建設(shè)成為專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸物流基地主要考慮貨運(yùn)站的場(chǎng)地條件和周邊的交通條件。選取以下7項(xiàng)指標(biāo)作為貨運(yùn)站灰色關(guān)聯(lián)度分析指標(biāo)。

（1）貨運(yùn)站設(shè)施條件：貨物線(xiàn)容車(chē)數(shù) X1、倉(cāng)庫(kù)面積 X2、貨場(chǎng)面積 X3、貨物線(xiàn)數(shù)量 X4。

（2）貨運(yùn)站交通條件：鐵路銜接方向數(shù) X5、公路干道出入口數(shù) X6、高速公路數(shù)量 X7。

通過(guò)定性判斷，排除北京市區(qū)內(nèi)已不適合建設(shè)物流節(jié)點(diǎn)的12個(gè)貨運(yùn)站，再通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度分析對(duì)其余45個(gè)貨運(yùn)站 A＝{Aj， j＝1，2，…，45}進(jìn)行比較。其具體步驟如下。

步驟2：將上述實(shí)際數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)量綱化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù) X′。

步驟3：計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)ε?，得到灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣 E。

步驟4：確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重W＝{wk＝1/7，k＝1，2，…，7}，并計(jì)算各站的綜合評(píng)價(jià)得分R。

步驟5：選出得分較高的18個(gè)貨運(yùn)站作為備選點(diǎn)，即A = {A02，A03，A04，A06，A11，A13，A17，A20，A22，A26，A28，A31，A32，A33，A34，A35，A36，A39}。

3.20 －1整數(shù)規(guī)劃的應(yīng)用

將以上數(shù)據(jù)帶入0－1整數(shù)規(guī)劃模型，運(yùn)用LINGO軟件進(jìn)行計(jì)算，得到鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司的選址結(jié)果，如表1、圖2所示。即A′＝{A02，A03，A06，A13，A17，A28，A31，A32，A34，A35，A36}。

表1 鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司選址結(jié)果

3.3 選址結(jié)果優(yōu)化分析

從選址結(jié)果可以看出，鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司的選址有部分重合，說(shuō)明聯(lián)合建立物流基地的必要性和可行性。根據(jù)選址結(jié)果的重合度和空間位置關(guān)系將A? 進(jìn)行分組，并得到組集G＝{Gi，i＝1，2，3，4，5}。由于A02和 A28距離接近，因此將其歸為同一組。

具體分組情況為：G1＝{A02，A03，A28}，G2＝{A32}，G3＝{A31，A34，A35}，G4＝{A13，A36}，G5＝{A06，A17}。

根據(jù)貨運(yùn)站的發(fā)展條件和對(duì)貨源點(diǎn)的空間覆蓋度，對(duì)組內(nèi)的備選點(diǎn)進(jìn)行比較，最終得到物流基地聯(lián)合選址方案及物流基地對(duì)應(yīng)的運(yùn)營(yíng)主體。選址最終優(yōu)化結(jié)果如圖3所示。

A02：{CRE，CRSC，CRCT}；A06：{CRSC，CRCT}；A13：{CRE，CRSC}；A31：{CRE，CRSC，CRCT}；A32：{CRE，CRCT}。

從選址結(jié)果可以看出，北京市五環(huán)至六環(huán)之間選出了2個(gè)物流基地，六環(huán)外選出了3個(gè)物流基地，并且基本覆蓋了北京各個(gè)方向的貨源。

4 結(jié)束語(yǔ)

圖2 鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司選址情況

圖3 選址最終優(yōu)化結(jié)果

通過(guò)綜合運(yùn)用灰色評(píng)價(jià)原理和整數(shù)規(guī)劃原理，構(gòu)建了基于同一層級(jí)不同主體之間的聯(lián)合選址模型。首先通過(guò)灰色綜合評(píng)價(jià)模型減少備選點(diǎn)的數(shù)量，降低進(jìn)一步比選的難度，再通過(guò)0－1整數(shù)規(guī)劃模型對(duì)選出的備選點(diǎn)進(jìn)一步優(yōu)化選擇，使物流基地在城市中的布局更加合理。以北京為例進(jìn)行計(jì)算，得到北京地區(qū)鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司物流基地的聯(lián)合選址方案。該方案基本覆蓋了北京各個(gè)方向的貨源，并且均與鐵路三大專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸公司的貨源具有較好的適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)了基于客戶(hù)的不同主體之間的協(xié)調(diào)，達(dá)到資源綜合利用的目的，同時(shí)驗(yàn)證了聯(lián)合選址模型的可行性。

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