路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)中拌和站選址方法探究

周欣+甘元藝+熊+昊+黃夢宇+莫志遙

【摘要】通過研究、分析和總結(jié)國內(nèi)外有關(guān)拌和站選址研究文獻(xiàn)。將拌和站選址按適用對象分為單一線路、區(qū)域路網(wǎng)兩類。闡述了現(xiàn)有選址方法的基本原理，并對現(xiàn)有拌和站選址理論進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析，預(yù)測未來拌和站選址理論的發(fā)展方向，對未來拌和站選址有借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】拌和站 選址問題 優(yōu)缺點(diǎn)分析 方向預(yù)測

一、研究的意義

公路養(yǎng)護(hù)路面維修為主，瀝青混合料是對公路路面修復(fù)極其重要的材料，因此拌和站是公路養(yǎng)護(hù)工程必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。2016年我國的高速公路總里程突破13萬公里，位列世界第一。巨大的公路網(wǎng)，預(yù)示我國即將告別大規(guī)模建設(shè)時(shí)期，進(jìn)入大規(guī)模的公路養(yǎng)護(hù)時(shí)期，高速公路的養(yǎng)護(hù)工作將從單一的線路養(yǎng)護(hù)變成多條線路組成的路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)。合理的選取拌和站的位置可有效減少公路養(yǎng)護(hù)成本，龐大的市場將形成巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

二、拌和站選址的影響因素分析

影響拌和站選址的主要因素為地理位置的局限性、料場的影響、成品料的運(yùn)輸以及技術(shù)限制運(yùn)距。地理位置的局限性是指場地應(yīng)該滿足寬敞、地表干燥、排水順暢以及避開橋梁、隧道等障礙物等條件；料場的影響是指由于拌和站原料來源料場在供料種類、供料數(shù)量以及運(yùn)輸距離等對選址的影響；成品料的運(yùn)輸：成品料運(yùn)輸距離的大小直接影響到成品料的運(yùn)輸費(fèi)用，合理設(shè)置拌和站位置，可有效降低運(yùn)輸成本；技術(shù)限制運(yùn)距：瀝青混合料有使用溫度的限制，可結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣骱蜏囟认拗?，求解出瀝青混合料的最遠(yuǎn)運(yùn)輸距離，其供應(yīng)距離不應(yīng)超過該限制運(yùn)距。

三、單一線路拌和站選址

在以往的公路建設(shè)中，拌和站往往只為某一條在建公路或者某一公路的某一區(qū)段服務(wù)，已有大量學(xué)者在該方面進(jìn)行了研究，潘建波[1]研究表明“拌和站將會向大型化發(fā)展”，事實(shí)的確如此，他們所做的研究都是在基于只建設(shè)一個(gè)拌和站假設(shè)。目前學(xué)者多是采用“定性分析+定量決策”的決策模型，該模型先劃定一個(gè)區(qū)域范圍，作為粗選址點(diǎn)集，接著考慮影響拌和站的主要非定量因素，例如地理位置局限性、技術(shù)限制運(yùn)距等因素，剔除掉粗選址點(diǎn)集中那些不符合條件的選址點(diǎn)，形成細(xì)選址點(diǎn)集，最后考慮料場的分布與采購、成品料的運(yùn)輸?shù)瓤闪炕囊蛩?，利用費(fèi)用將其串聯(lián)起來，以使總費(fèi)用最小從細(xì)選址點(diǎn)集中，選出最優(yōu)的選址點(diǎn)。

該類模型實(shí)現(xiàn)了原料和成品料運(yùn)輸成本的最小化，具有很高的實(shí)用價(jià)值，但其也存在待完善的地方。例如，在該模型中，各個(gè)料場僅存在產(chǎn)量、價(jià)格上的限制條件，并沒有考慮到料場提供原料在質(zhì)量上的差異，以及應(yīng)對突發(fā)事件的庫存準(zhǔn)備等因素。本文認(rèn)為可用熵權(quán)確定權(quán)重，量化供貨商的重要性，權(quán)重越大表示該供貨商的產(chǎn)品越容易被采購，再結(jié)合前面考慮運(yùn)輸成本的拌和站選址模型，確定最優(yōu)位置。

四、區(qū)域路網(wǎng)拌和站選址

經(jīng)濟(jì)半徑綜合反映了機(jī)械化養(yǎng)護(hù)施工時(shí)，不同養(yǎng)護(hù)施工系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，對確定某一區(qū)域拌和站的數(shù)量、規(guī)模以及選址具有重要的意義。賈聯(lián)勝[2]等從分析拌和站設(shè)置費(fèi)、拌和料運(yùn)輸費(fèi)與拌和站的服務(wù)半徑的關(guān)系入手，建立了拌和站經(jīng)濟(jì)半徑確定模型。拌和站的經(jīng)濟(jì)半徑對拌和站的選址、數(shù)量以及規(guī)模具有一定的參考價(jià)值。

對于某一區(qū)域拌和站的設(shè)置和規(guī)模，可以利用經(jīng)濟(jì)半徑的指標(biāo)設(shè)計(jì)算法進(jìn)行調(diào)整。例如，當(dāng)初步確定了拌和站選址和數(shù)量時(shí)，可以利用GIS，將各個(gè)拌和站位置和輻射范圍表示出來，當(dāng)出現(xiàn)沒有被覆蓋的區(qū)域時(shí)，調(diào)整拌和站的位置或者增加拌和站數(shù)量，當(dāng)出現(xiàn)被覆蓋的區(qū)域面積過大時(shí)，可以考慮減少拌和站的數(shù)量或者規(guī)模，以平衡經(jīng)濟(jì)性和效益性。

利用主成分分析的方法，找到對公路養(yǎng)護(hù)成本影響最大的五項(xiàng)因素為拌和站設(shè)置費(fèi)、原材料購買費(fèi)、原材料運(yùn)輸費(fèi)、瀝青混合料運(yùn)輸費(fèi)和回收舊料運(yùn)輸費(fèi)。同時(shí)考慮拌和站周邊區(qū)域道路的損壞情況，以圖論為理論手段，建立了區(qū)域路網(wǎng)區(qū)域拌和站選址模型，并利用模擬退火算法求解得出最優(yōu)拌和站地址。該最優(yōu)化方法是傳統(tǒng)的單一線路拌和站選址在路網(wǎng)上的擴(kuò)展，其核心就是使原材料運(yùn)輸費(fèi)用和瀝青混合料運(yùn)輸費(fèi)用最低。

五、提出未來拌和站的發(fā)展方向

根據(jù)未來路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)的需要，毋庸置疑的是未來拌和站將會專業(yè)化、大型化以及市場化發(fā)展。拌和站今后將不會由施工單位進(jìn)行建設(shè)和運(yùn)營，而是由專門的企業(yè)進(jìn)行經(jīng)營管理，類似于現(xiàn)在比較推崇的外包模式，施工單位以購買的形式獲取瀝青混合料等物資。拌和站將會改變以前僅向某一需求方提供服務(wù)的局面，而是可以向覆蓋范圍內(nèi)的所有需求方供應(yīng)瀝青混合料等商品。拌和站選址將會把庫存、運(yùn)輸以及供應(yīng)鏈等戰(zhàn)略納入考慮因素。

六、結(jié)語

拌和站選址是公路工程項(xiàng)目物資管理中的重要內(nèi)容，合理的選址可有效降低成本。我國路網(wǎng)規(guī)模龐大，具有較大的市場潛力，可以形成規(guī)模效應(yīng)。在拌和站市場化的過程中，以往僅考慮運(yùn)輸費(fèi)用的拌和站選址方法將會淘汰，庫存戰(zhàn)略、需求預(yù)測等將會納入到拌和站選址模型中，降低成本效益將會更加明顯。

參考文獻(xiàn)

[1]潘劍波.高速公路路面施工中拌和站設(shè)置研究[J].公路交通技術(shù).2003，（2）：27-29.

[2]賈聯(lián)勝，程德宏，郭小宏.路面養(yǎng)護(hù)中拌和站設(shè)置和養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)半徑研究[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2002，21：102-104.

作者簡介：周欣（1996-），男，漢族，重慶人，重慶交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，本科在讀，研究方向：交通運(yùn)輸。