倪嵐

摘要： 本文應(yīng)用航空網(wǎng)絡(luò)和公路網(wǎng)絡(luò)以及鐵路網(wǎng)絡(luò)三網(wǎng)結(jié)合的新型運輸網(wǎng)絡(luò)對安徽省的快遞網(wǎng)絡(luò)問題進行研究。首先利用網(wǎng)絡(luò)樞紐運力調(diào)配模型確定了合肥和阜陽為一級樞紐點。然后以一級樞紐點阜陽為例，應(yīng)用多樞紐輪輻式運輸網(wǎng)絡(luò)模型得出一級樞紐點到二級樞紐點采用火車運輸日支出成本比采用汽車運輸時的日支出成本更加節(jié)省。

Abstract： In this paper， the new transport network of the combination of three networks of aviation network， road network and railway network is used to study the problem of the express network in Anhui province. First of all， the network hub allocation model is used to determine the Hefei and Fuyang as the primary hub points. And then taking Fuyang as an example， multi-hub-and-spoke transportation model is used to prove that from the primary hub points to the secondary， the day cost of train transportation is less than that of the automobile transportation.

關(guān)鍵詞： 線性規(guī)劃；多樞紐輪輻式；閉合環(huán)繞式；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

Key words： linear programming；multi-hub-and-spoke；closed circulating；network optimization

中圖分類號：O221.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）36-0067-04

1 問題提出

隨著21世紀的到來，中部地區(qū)的崛起，中部各省也成為中國經(jīng)濟增長的主要因素，物流產(chǎn)業(yè)也隨之迅猛發(fā)展，面對陳舊的物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，怎么樣實現(xiàn)高效的，安全的，低成本的運輸方式，對中部的經(jīng)濟發(fā)展具有非常重要的實現(xiàn)意義。以安徽各個市縣區(qū)為例，來研究未來安徽省物流網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展。

這次主要研究的運輸范圍是北京，上海，天津，福州，杭州，廣州幾個省和安徽省的交互情況，根據(jù)這些研究數(shù)據(jù)分析網(wǎng)絡(luò)運輸優(yōu)化路線。安徽省有合肥、亳州、阜陽、淮北、宿州、滁州、六安、宣城、巢湖、池州、銅陵、安慶、黃山、蚌埠、蕪湖、淮南、馬鞍山等17個省轄市，安徽省一共有合肥，安慶，黃山，阜陽四個市擁有機場，如圖1所示。

2 網(wǎng)絡(luò)樞紐運力調(diào)配的模型

對于兩個城市A和B而言，A城市的配送就是B城市的接收。所以研究單方面的運力調(diào)配即可在對航空樞紐地點進行選擇的時候，必須基于以下假設(shè)和模型的參數(shù)說明：

約束（2）表示每一個城市運往機場的快遞量都不超過貨運車輛最大的運力，但同時要不小于最大運力的40%；

約束（3）表示從城市的緩存區(qū)運送到機場的快遞量不能超過運輸車輛的最大運力；

約束（4）表示發(fā)往市以及市下屬各級樞紐中心的快遞量之和不能超過機場到一級樞紐地點之間運輸車輛或者火車的最大運力。

安徽省所有城市之間的距離如表1所示。

根據(jù)表1的距離信息，需要在合肥，安慶，黃山，阜陽四個城市中確定一級樞紐點，并且整個省市的一級樞紐點的最大個數(shù)為四個。并且結(jié)合到達安徽省的飛機運輸運輸量作為重要條件考慮。

進行模擬算法計算過程中，需要進行如下假設(shè)：

①其他城市的航空到達山安徽省的快遞量大于2000kg。

②到達安徽省的各個航空班機的數(shù)量如表2所示。

③假設(shè)省內(nèi)之間不考慮航空運輸，不同省市到安徽各個機場的運費如圖表3所示。

在計算過程中，本文做出以下假設(shè)（以下假設(shè)均為調(diào)查得出的大概數(shù)值）：

①一級樞紐每日的固定運營成本為3000元/天，二級樞紐每日的固定運營成本為2000元/天；

②小貨車的最大運力為6000kg；

③每個樞紐城市每天的快遞量都為2000kg；

④汽車運輸?shù)某杀緸閮蓚€城市之間的距離*重量（t）*1.26元。

基于以上數(shù)據(jù)的提供，運用excel表格對此類運輸樞紐的確定問題逐個進行求解，對某一天到達安徽省的快遞進行計算和處理。

日支出成本=3000*2+2000*15+（3+3+5+6+6+3）/6*1000*4*2+（4+3+4+6+5+6）/6*13*2+2575*1.26*2=197509

由表4、5、6分析可知，在只考慮是時間成本因素上，設(shè)置多個一級樞紐點要比只設(shè)置一個一級樞紐點節(jié)省時間，因為從地圖上看，設(shè)置多個一級樞紐點，可以選擇空間距離更近的樞紐點運送貨物，更加節(jié)省時間；而在考慮資金成本因素上，設(shè)置過多的一級樞紐點會有更多的資金投入。綜上，在設(shè)置兩個一級樞紐點時，一方面可以有效的減緩一個一級樞紐點時的所需要面對的非常大的物流壓力，另一方面，也可以減少因設(shè)置過多的一級樞紐點而造成的資金投入的增加。從所有的結(jié)果中可以看出選擇合肥和阜陽作為一級樞紐最佳。

3 多樞紐輪輻式運力調(diào)配問題的模型

多樞紐輪輻式運輸網(wǎng)絡(luò)，具有相對簡單的網(wǎng)絡(luò)運輸結(jié)構(gòu)，中途不涉及到卸載和裝載的特點，而且多樞紐輪輻式運輸網(wǎng)絡(luò)是由多個單樞紐輪輻式運輸網(wǎng)絡(luò)組合而成。對于城市A和城市B而言，城市A的配送就是城市B的接收。也就是說研究單方面的運力調(diào)配問題即可。輪輻式運輸網(wǎng)絡(luò)的選擇都是基于航空樞紐地點也就是一級樞紐點的確定，進行運輸方式的區(qū)分以及運輸路線的選擇。以運輸方式的選擇為函數(shù)的自變量，目標是利潤最大化，主要約束是時間約束和運輸能力約束，構(gòu)造出下面所示的數(shù)學(xué)模型：

其中每個約束表示含義為：

約束（5）表示通過i市航空班機運輸?shù)呢涍\量不超過班機的最大運力；

約束（6）表示一級樞紐到二級樞紐的快遞量不超過機場到一級樞紐之間運輸車輛或者火車的最大運力；

約束（7）表示任何一個一級城市的快遞量需要累積到運輸汽車的50%才運往機場進行航空派送；

約束（8）表示任何一個樞紐城市的快遞量都不小于2t。

得知在一定隨機快遞量下，確定是安徽省的一級樞紐點為合肥、阜陽。在確定一級樞紐點的情況下，以阜陽市為例對多樞紐點輪輻式運力調(diào)配情況進行分析。

根據(jù)安徽省每個城市之間的距離，為每個一級樞紐劃分對應(yīng)的二級樞紐。結(jié)果如表7所示。

在進行分析計算的時候，僅以一級樞紐阜陽為例進行計算，從外省到阜陽各級城市的快快遞的日支出成本計算，并求和即可。阜陽對應(yīng)的三個二級樞紐：亳州，淮北，宿州。阜陽出發(fā)到各地的列車時間表為如表8所示。

在日常工作時間的都有阜陽到亳州，淮北的列車，考慮到快遞件數(shù)量多、大，采用列車運輸快遞能充分保證每天不會有剩余的快遞。

進行計算時，需要做出以下假設(shè)：①？酌=1/14表示每經(jīng)過14天車輛就會需要進行安全檢查和維修：Hm=2.94即？酌Hm=0.21；②一級樞紐的每日固定運營成本為3000元/天，二級樞紐每日的固定運營成本為2000元/天；③小貨車的最大運力為6000kg；④汽車運輸?shù)某杀緸閮蓚€城市之間的距離*重量（t）*1.26元；⑤安徽省公路過路費為0.7元/噸公里。

根據(jù)上面的假設(shè)以及自己收集的一些數(shù)據(jù)，通過excel表格的規(guī)劃求解進行計算，滿足上述的函數(shù)模型的要求，根據(jù)運行結(jié)果進行分析，對某一天從對其他省市的城市到阜陽市的快遞、其他省市的城市到亳州市的快遞量的隨機時，結(jié)合人們?nèi)粘５墓ぷ鲿r間，將快遞量隨機時間范圍定位08：00-17：00，汽車安排運輸最晚時間為18：00。同時在計算過程中不計快遞阜陽到火車站的時間。

其中，表9中方案1表示阜陽到亳州使用火車運輸?shù)倪\輸方式，方案2表示從阜陽到亳州使用汽車運輸?shù)倪\輸方式。一、二級樞紐之間的運輸方式均使用汽車運輸。分析表格，本文發(fā)現(xiàn)方案1（火車運輸）的總成本遠小于方案2（汽車運輸）的總成本。即是對于阜陽到亳州的快遞運輸，火車運輸方式的總運輸成本小于汽車運輸方式的總運輸成本，這一結(jié)果說明了針對一些特殊的運輸環(huán)境，可以研究新的運輸方式以達到增加企業(yè)利潤的目的。但是對于兩地鐵路運輸比較落后的地區(qū)，企業(yè)還是需要使用汽車運輸或者開拓出新的運輸策略。

采用火車運輸?shù)姆绞侥芙档湍茉吹南模涌炜爝f運輸?shù)男?，降低能源的消耗，加快快遞運輸?shù)男?。快遞企業(yè)采用這種方式運營很大程度上縮小了某區(qū)域運輸能力的限制、降低了快遞運輸過程中消耗的成本。

參考文獻：

[1]李陽.軸輻式網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用研究[D].2006.

[2]張健.公路快速貨運軸輻式網(wǎng)絡(luò)運載規(guī)劃研究與應(yīng)用[D]. 2008.

[3]余朵茍.基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的快捷貨運網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)研究[D].2009.

[4]靳志宏.快遞超網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題研究[D].大連海事大學(xué)，2013.

[5]何世偉.綜合運輸體系下快捷貨運網(wǎng)絡(luò)運能配置與優(yōu)化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[6]劉杰，何世偉，宋瑞，等.綜合運輸體系下的貨運網(wǎng)絡(luò)能力計算[J].吉林大學(xué)學(xué)報，2012（2）：334-338.