基于經(jīng)濟(jì)輸送半徑的新疆煤炭外運(yùn)流向研究＊

呂 濤 劉 風(fēng) 王 政 方美琴

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，江蘇省徐州市，221116)

新疆煤炭資源豐富，預(yù)測(cè)資源儲(chǔ)備量高達(dá)2.19萬(wàn)億t，占中國(guó)預(yù)測(cè)煤炭資源總量的40%。隨著國(guó)家煤炭開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的西移，新疆也將從煤炭供應(yīng)的替補(bǔ)位置轉(zhuǎn)換為主力位置，新疆生產(chǎn)的煤炭除少部分在本地消化外，相當(dāng)大比例的煤炭需要向疆外輸出，新疆煤炭外運(yùn)也因此成為相關(guān)政府、企業(yè)、學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。例如，劉建軍測(cè)算了新疆煤炭外運(yùn)的平均運(yùn)距，在理論上確定了疆煤外運(yùn)范圍；葉佩鑫指出，疆煤外運(yùn)可至甘肅、四川、重慶、青海、湖北、湖南、江西等煤炭消費(fèi)地區(qū)；張博則根據(jù)新疆煤炭資源特點(diǎn)，給出了 “一主兩翼”鐵路干線煤炭外運(yùn)量的分配表，指出到2020年新疆鐵路煤炭外運(yùn)量將達(dá)到1.65億t，其中蘭新鐵路線外運(yùn)1.2億t，臨哈鐵路外運(yùn)0.2億t，鄯善-敦煌-格爾木鐵路外運(yùn)0.25億t。本文基于經(jīng)濟(jì)輸送半徑的概念，利用產(chǎn)銷平衡方法，考慮三大煤炭調(diào)出區(qū)晉陜蒙寧、云貴和新疆的不同定位，測(cè)算了全國(guó)總調(diào)運(yùn)成本最小下的新疆煤炭外運(yùn)流向、流量及平均運(yùn)距。

1 經(jīng)濟(jì)輸送半徑的基本概念

當(dāng)前從經(jīng)濟(jì)輸送半徑角度研究煤炭運(yùn)輸?shù)妮^少，相關(guān)研究概念包括配送中心服務(wù)半徑和貨物運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)服務(wù)半徑。例如，江從發(fā)、龔國(guó)華等認(rèn)為:配送中心的服務(wù)半徑是指配送中心所服務(wù)的需求點(diǎn)的覆蓋范圍，主要取決于配送能力和配送需求特征；范月嬌、張爽指出，配送中心服務(wù)半徑是指在配送中心所在的區(qū)域內(nèi)，為滿足客戶需求而實(shí)現(xiàn)配送服務(wù)所形成的地理覆蓋范圍，反映在地理空間上，是以配送中心為基點(diǎn)，與每一方向的客戶形成不規(guī)則的多邊形，影響配送中心服務(wù)半徑的主要因素一般包括配送中心的客戶分布及服務(wù)能力、配送中心自身 “配”和 “送”的能力、配送中心所處的宏觀環(huán)境因素等；楊欣則定義了運(yùn)輸方式的服務(wù)半徑，是指在進(jìn)行物資運(yùn)輸中，在一定的運(yùn)輸條件(運(yùn)網(wǎng)布局、貨物性質(zhì)、各種運(yùn)輸方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性等)下，所選取的運(yùn)輸方式所能發(fā)揮的最佳經(jīng)濟(jì)效益。從這些概念可以看出，服務(wù)半徑是經(jīng)濟(jì)效益最大化下的服務(wù)范圍。反映在地理空間上，是指以服務(wù)源點(diǎn)為近似圓心，向周邊輻射有效范圍的地理影響區(qū)域。

借鑒這些概念，結(jié)合煤炭運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)和經(jīng)濟(jì)屬性，將煤炭外運(yùn)的經(jīng)濟(jì)輸送半徑定義為:在一定的煤炭運(yùn)輸條件 (包括道路交通狀況、運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)布局、煤炭商品特性、道路運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)特性等)下，以及輸入輸出區(qū)產(chǎn)量既定和產(chǎn)銷平衡的前提下，全國(guó)跨區(qū)域總調(diào)運(yùn)成本最小的主要調(diào)出區(qū) (晉陜蒙寧、新疆、云貴)煤炭平均輸送距離。就新疆煤炭外運(yùn)的經(jīng)濟(jì)輸送半徑而言，注意以下兩點(diǎn):

(1)新疆煤炭外運(yùn)必須考慮全國(guó)的煤炭調(diào)運(yùn)形勢(shì)，形成與其他調(diào)出區(qū)的互補(bǔ)，新疆煤炭經(jīng)濟(jì)輸送半徑是在全國(guó)煤炭調(diào)運(yùn)總成本最小、全國(guó)范圍內(nèi)煤炭資源達(dá)到最優(yōu)配置下的新疆煤炭外運(yùn)平均距離。

(2)這里的經(jīng)濟(jì)輸送半徑的概念不單指一般意義上的運(yùn)距，而是一個(gè)包含煤炭流向、流量選擇在內(nèi)的立體概念。

2 經(jīng)濟(jì)輸送半徑測(cè)算方法及數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 測(cè)算方法

根據(jù)經(jīng)濟(jì)輸送半徑的基本概念，需要測(cè)算全國(guó)煤炭資源整體調(diào)運(yùn)成本達(dá)到最小時(shí)的煤炭調(diào)運(yùn)距離。本文選用典型的產(chǎn)銷平衡運(yùn)輸模型，來(lái)確定主要調(diào)出區(qū) (包括新疆)煤炭資源的外運(yùn)流向和流量，建立如下的調(diào)配模型:

式中:目標(biāo)函數(shù)為全國(guó)煤炭跨區(qū)域調(diào)運(yùn)總成本z最??；

m——煤炭調(diào)出區(qū)的個(gè)數(shù)；

n——煤炭調(diào)入?yún)^(qū)的個(gè)數(shù)；

xij——決策變量，即煤炭調(diào)出區(qū)i到調(diào)入?yún)^(qū)j的凈調(diào)出量；

cij——煤炭調(diào)出區(qū)i到調(diào)入?yún)^(qū)j的運(yùn)輸單價(jià)，元／t。

ai——某個(gè)煤炭調(diào)出區(qū)i運(yùn)至所有調(diào)入?yún)^(qū)j的煤炭?jī)粽{(diào)出量；

bj——某個(gè)煤炭調(diào)入?yún)^(qū)j從所有調(diào)出區(qū)i調(diào)入的凈調(diào)入量。

考慮到區(qū)域間煤炭調(diào)運(yùn)的復(fù)雜性及數(shù)據(jù)的可獲得性，提出以下模型應(yīng)用的假設(shè):將調(diào)出、調(diào)入?yún)^(qū)分為九大區(qū)域；區(qū)域間調(diào)運(yùn)僅僅考慮鐵路這種運(yùn)輸方式，兩個(gè)區(qū)域之間的距離用各自重心城市之間的鐵路最短距離近似代替；不考慮煤炭調(diào)運(yùn)中煤種、煤質(zhì)的差異。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及調(diào)整

2.2.1 調(diào)運(yùn)量的確定

根據(jù) 《煤炭工業(yè)發(fā)展 “十二五”規(guī)劃》中關(guān)于2015年煤炭生產(chǎn)、消費(fèi)和凈調(diào)出 (入)預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)，為了所要建立的模型能夠調(diào)運(yùn)平衡，對(duì)各調(diào)入?yún)^(qū)的凈調(diào)入量作出了適當(dāng)調(diào)整，根據(jù)2010年各調(diào)入?yún)^(qū)煤炭的進(jìn)口量估算2015年各區(qū)域的煤炭進(jìn)口量，在2015年各區(qū)域調(diào)入量中減去這個(gè)進(jìn)口量，使得全國(guó)范圍內(nèi)煤炭?jī)粽{(diào)出量與凈調(diào)入量平衡。2015年區(qū)域凈調(diào)入量為:京津冀2.16億t，東北1.77億t，華東7.17億t，中南3.72億t，川渝0.17億t，青甘藏0.13億t。2015年區(qū)域凈調(diào)出量:晉陜蒙寧14.3億t，云貴0.52億t，新疆0.3億t。

2.2.2 調(diào)運(yùn)重心和運(yùn)距的確定

為了計(jì)算煤炭調(diào)出區(qū)與調(diào)入?yún)^(qū)間的距離，必須先找出兩區(qū)域的重心城市，假定各自重心城市之間的距離即為調(diào)出調(diào)入?yún)^(qū)之間的距離。采用重心模型來(lái)計(jì)算煤炭的調(diào)出重心與調(diào)入重心。模型中，一般以地圖經(jīng)緯度來(lái)表示重心坐標(biāo)，公式為:

式中:Xt——研究區(qū)域內(nèi)第t年煤炭的調(diào)出重心或調(diào)入重心的經(jīng)度坐標(biāo)；

Yt——研究區(qū)域內(nèi)第t年煤炭的調(diào)出重心或調(diào)入重心的緯度坐標(biāo)；

Cn——第i省的煤炭?jī)粽{(diào)出量或凈調(diào)入量；

Xi、Yi——第i省所在地的經(jīng)緯度坐標(biāo)。

表1 各區(qū)域煤炭的調(diào)出 (入)重心

其中，在具體計(jì)算各年煤炭的調(diào)出重心或調(diào)入重心時(shí)，各省的地理坐標(biāo)擬用各省省會(huì)城市所在的地理坐標(biāo)代替。

根據(jù) 《煤炭工業(yè)發(fā)展 “十二五”規(guī)劃》中的2015年各省市區(qū)的凈調(diào)出 (入)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，利用上述重心模型計(jì)算可得出2015年我國(guó)煤炭的調(diào)出重心和調(diào)入重心，其結(jié)果如表1所示。

根據(jù)表1中的各區(qū)域煤炭的調(diào)出 (入)重心，由兩區(qū)域重心城市間的鐵路最短距離即可測(cè)算出兩個(gè)區(qū)域之間的距離，考慮到青海省黃南藏族自治州無(wú)鐵路連通，因此各區(qū)域到其距離暫包含公路距離。具體如表2所示。

2.2.3 運(yùn)價(jià)的確定

考慮到區(qū)域間煤炭調(diào)運(yùn)普遍運(yùn)距較長(zhǎng)，本研究中假定煤炭資源的跨區(qū)域調(diào)運(yùn)主要采用鐵運(yùn)方式進(jìn)行，并以當(dāng)前的鐵路分布網(wǎng)作為可供選擇的運(yùn)輸路線。同時(shí)假定2015年我國(guó)鐵路運(yùn)力已經(jīng)沒(méi)有制約。關(guān)于鐵路煤炭運(yùn)輸單價(jià)的計(jì)算，參照 《鐵路貨物運(yùn)價(jià)規(guī)則》中鐵路煤炭運(yùn)輸費(fèi)用計(jì)算公式?？紤]到目前我國(guó)新建鐵路占比較小，忽略新路新價(jià)均攤運(yùn)費(fèi)，因此最終確定鐵路煤炭運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)價(jià)公式為運(yùn)行基價(jià)、電氣化附加費(fèi)、鐵路建設(shè)基金之和乘以里程再加上發(fā)到基價(jià)。我國(guó)2009年12月13日起開(kāi)始執(zhí)行新的鐵路貨物運(yùn)價(jià)率，規(guī)定整車煤炭運(yùn)輸方式中， 發(fā) 到 基 價(jià) 為 10.50 元／t， 運(yùn) 行 基 價(jià)0.0537元／t·km，電 氣 化 附 加 費(fèi) 0.012 元／t·km，鐵路建設(shè)基金為0.033元／t·km。再將表2中的各區(qū)域間的鐵路運(yùn)輸距離代入上述公式，即可得到各區(qū)域間的鐵路煤炭單位運(yùn)價(jià)，如表3所示。

表2 各區(qū)域間的鐵路運(yùn)輸距離km

表3 各區(qū)域間的鐵路煤炭單位運(yùn)價(jià)元／t

3 基于經(jīng)濟(jì)輸送半徑的新疆煤炭流向分析

3.1 基準(zhǔn)情景下的新疆煤炭外運(yùn)流向

以 《煤炭工業(yè)發(fā)展 “十二五”規(guī)劃》中預(yù)測(cè)的新疆及各省的煤炭調(diào)運(yùn)量為基準(zhǔn)情景，利用上面的測(cè)算方法和相關(guān)數(shù)據(jù)，采用軟件LINDO6.1求解，全國(guó)煤炭跨區(qū)域調(diào)運(yùn)方案如表4所示。由表4可見(jiàn):

(1)當(dāng)全國(guó)范圍內(nèi)煤炭資源得到最優(yōu)配置時(shí)，即全國(guó)煤炭區(qū)域間總調(diào)運(yùn)成本達(dá)到最優(yōu)，為2330.53億元，平均運(yùn)距是1452.87km。

(2)全國(guó)煤炭區(qū)域間總調(diào)運(yùn)成本達(dá)到最小時(shí)，預(yù)測(cè)2015年煤炭調(diào)出區(qū)域凈調(diào)出量15.12億t，其中晉陜蒙寧地區(qū)煤炭?jī)粽{(diào)出量14.3億t，主要調(diào)往京津冀、東北、華東和中南地區(qū)；云貴地區(qū)煤炭?jī)粽{(diào)出量0.52億t，主要調(diào)往中南地區(qū)，供應(yīng)湖南、廣東和廣西等地；新疆地區(qū)煤炭?jī)粽{(diào)出量0.3億t，主要調(diào)往川渝和青甘藏地區(qū)，供應(yīng)四川、重慶、青海和甘肅西部等地。煤炭調(diào)入?yún)^(qū)域凈調(diào)入量15.12億t，其中京津冀、東北和華東地區(qū)煤炭?jī)粽{(diào)入量11.1億t，主要由 晉 陜 蒙 寧 地 區(qū) 供 應(yīng)， 分 別 為 2.16、1.77、7.17億t；中南地區(qū)煤炭?jī)粽{(diào)入量3.72億t，主要由晉陜蒙寧和云貴地區(qū)供應(yīng)，分別為3.2億t和0.52億t；川渝和青甘藏地區(qū)煤炭?jī)粽{(diào)入量0.3億t，主要由新疆地區(qū)供應(yīng)，分別為0.17億t和0.13億t。

表4 2015年區(qū)域間鐵路煤炭調(diào)配的優(yōu)化方案 億t

(3)新疆地區(qū)煤炭外運(yùn)的經(jīng)濟(jì)輸送半徑為3141.13km，集中流向青甘藏和川渝地區(qū)，流量分別為0.13億t、0.17億t，總外運(yùn)成本為96.22億元。

3.2 外運(yùn)量變化下的新疆煤炭外運(yùn)流向

考慮到云貴地區(qū)的外運(yùn)潛力和外運(yùn)流向，假定其外運(yùn)量不變，并且假定全國(guó)總調(diào)運(yùn)量不變，僅僅改變新疆煤炭外運(yùn)量和晉陜蒙寧外運(yùn)量，分析新疆地區(qū)不同外運(yùn)量下的外運(yùn)流向，其平均運(yùn)距、流向和流量總結(jié)如表5所示。

表5 外運(yùn)量變化下的新疆煤炭外運(yùn)流向、流量和平均運(yùn)距

當(dāng)保持云貴地區(qū)煤炭?jī)粽{(diào)出量不變、改變新疆地區(qū)與晉陜蒙寧地區(qū)煤炭?jī)粽{(diào)出量比例時(shí)，可以得出以下結(jié)論:

(1)情境一中新疆煤炭調(diào)出量為0.1億t，僅供青甘藏地區(qū)；情境二中新疆煤炭調(diào)出量為0.2億t，新疆煤炭供應(yīng)青甘藏地區(qū)、川渝地區(qū)，分別為0.13億t、0.07億t；情境三中新疆煤炭供應(yīng)青甘藏地區(qū)、川渝地區(qū)和中南地區(qū)，分別為0.13億t、0.17億t和0.1億t；情境四中的新疆煤炭供應(yīng)范圍仍然是青甘藏地區(qū)、川渝地區(qū)和中南地區(qū)，其中前兩者供應(yīng)量沒(méi)有發(fā)生改變，調(diào)入中南地區(qū)煤炭增加為0.2億t；情境五中的新疆煤炭供應(yīng)流向同情境五，只是調(diào)入中南地區(qū)煤炭增加為0.3億t。

(2)當(dāng)增加新疆煤炭外運(yùn)量時(shí)，其平均運(yùn)距在不斷增加，調(diào)出量為0.1億t、0.2億t、0.3億t、0.4億t、0.5億t、0.6億t時(shí)的平均運(yùn)距分別為2647km、2952.2km、3141.13km、3433.35km、3608.68km、3725.57km。

4 結(jié)論與建議

按照 《煤炭工業(yè)發(fā)展 “十二五”規(guī)劃》中預(yù)測(cè)的2015年各省市區(qū)的凈調(diào)出 (入)數(shù)據(jù)，新疆煤炭主要流向青甘藏地區(qū)、川渝地區(qū)，流量分別為0.13億t、0.17億t，平均運(yùn)距為3141.13km；當(dāng)外運(yùn)量增加時(shí)，新疆煤炭可以到達(dá)中南地區(qū)，但是平均運(yùn)距會(huì)大大增加。結(jié)合研究結(jié)果，提出以下新疆煤炭開(kāi)發(fā)和外運(yùn)建議:

(1)從短期看，新疆煤炭外運(yùn)量很難有較大增加，需要合理規(guī)劃新疆煤炭產(chǎn)能規(guī)模，避免無(wú)序發(fā)展。

(2)新疆煤炭外運(yùn)流向以青甘藏、川渝地區(qū)為主，需要合理規(guī)劃和加快建設(shè)通往這些省區(qū)的煤運(yùn)通道。

(3)新疆煤炭外運(yùn)平均運(yùn)距一般在3000km以上，為了降低煤炭開(kāi)發(fā)成本，新疆煤炭開(kāi)發(fā)要考慮就地轉(zhuǎn)化，輸煤、輸電、輸煤化工產(chǎn)品相結(jié)合，而且外運(yùn)應(yīng)以優(yōu)質(zhì)煤為主。

由于煤炭跨區(qū)域調(diào)運(yùn)的復(fù)雜性，本研究也存在局限性。第一，沒(méi)有考慮價(jià)格對(duì)運(yùn)輸半徑的影響，從當(dāng)前來(lái)看，新疆煤炭?jī)r(jià)格遠(yuǎn)低于晉陜蒙寧地區(qū)，這種差價(jià)會(huì)擴(kuò)展新疆煤炭外運(yùn)的半徑。第二，沒(méi)有考慮梯度調(diào)運(yùn)的問(wèn)題，即新疆滿足晉陜蒙寧的需求，增加晉陜蒙寧的對(duì)外調(diào)出量。第三，本文中煤炭鐵路運(yùn)價(jià)是根據(jù) 《鐵路貨物運(yùn)價(jià)規(guī)則》測(cè)算的，不包括點(diǎn)裝費(fèi)等隱性成本，區(qū)域間實(shí)際單位運(yùn)價(jià)可能高于本文中測(cè)算的運(yùn)價(jià)。

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