（武漢理工大學(xué) 交通學(xué)院，湖北 武漢 430063）

1 引言

近年來(lái)，國(guó)家以及各部委陸續(xù)出臺(tái)了一系列有利于冷鏈物流業(yè)加速發(fā)展的相關(guān)政策，廣東省及廣州市各部門(mén)對(duì)于相關(guān)的政策和規(guī)劃的研究也在穩(wěn)步推進(jìn)中，積極推動(dòng)冷鏈物流行業(yè)快速發(fā)展，因此冷鏈物流需求得到釋放，其發(fā)展環(huán)境也得到了明顯的改善[1]。同時(shí)，廣州作為全國(guó)大宗冷凍產(chǎn)品交易集散地，具有較高程度的市場(chǎng)積累，以南沙新港作為大宗冷凍產(chǎn)品的直航進(jìn)口母港并進(jìn)行二次分撥的發(fā)展前景可預(yù)期。因此，對(duì)G港冷藏箱集疏運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化研究具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。由于冷鏈運(yùn)輸在港口水運(yùn)方面的特殊性，本文選擇冷藏集裝箱作為主要研究對(duì)象。

目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)冷藏集裝箱的集疏運(yùn)流量分配優(yōu)化的研究還比較少，但對(duì)普通集裝箱的集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化已經(jīng)取得了一定的成果[2-4]。此外，國(guó)內(nèi)外對(duì)冷藏集裝箱的研究方向大致相似，大部分都集中在冷藏箱箱體材料的選擇或是運(yùn)輸過(guò)程中所使用軟件設(shè)施的研究上，也有少許研究結(jié)果可為冷藏集裝箱集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化提供參考?；诖?，本文以冷藏集裝箱作為研究對(duì)象，結(jié)合G港內(nèi)陸集疏運(yùn)系統(tǒng)的實(shí)際情況，綜合考慮運(yùn)輸成本與貨損成本，構(gòu)建流量分配優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合成本最小，使用Lingo進(jìn)行求解，并以穿梭巴士冷藏箱載箱量為自變量進(jìn)行靈敏度分析。

2 G港冷藏集裝箱內(nèi)陸集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

2.1 G港集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀分析

近年來(lái)，G港集團(tuán)不斷加速內(nèi)陸網(wǎng)點(diǎn)的建設(shè)進(jìn)程，截止2016年9月底，共設(shè)立內(nèi)陸港和辦事處共23處。冷藏箱內(nèi)陸中轉(zhuǎn)站可以有兩種方式：一是在已有內(nèi)陸港的城市中選擇站點(diǎn)來(lái)開(kāi)拓冷藏箱業(yè)務(wù)，二是選擇未有內(nèi)陸港的城市建立冷藏箱內(nèi)陸中轉(zhuǎn)站。由于現(xiàn)實(shí)情況中冷鏈?zhǔn)袌?chǎng)在不同區(qū)域發(fā)展存在差異性，本文以珠三角區(qū)域的冷藏箱集疏運(yùn)系統(tǒng)為研究對(duì)象。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，廣東省內(nèi)鐵路、公路、水路貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量占比分別為0.96%、12.89%和85.15%，G港集裝箱在珠三角區(qū)域內(nèi)大多是通過(guò)水路和公路進(jìn)行集疏運(yùn)，而水路運(yùn)輸由于自身的獨(dú)特之處，具有一定的復(fù)雜性與不確定性，因此在珠三角地區(qū)冷藏箱集疏運(yùn)系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)選擇優(yōu)先等級(jí)問(wèn)題上，采取灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)珠三角區(qū)域內(nèi)的七個(gè)城市，即佛山、中山、惠州、東莞、珠海、江門(mén)和肇慶（除開(kāi)廣州市以及深圳市）進(jìn)行分析。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)模型構(gòu)建及求解

將參考序列確定為G港冷藏箱的年吞吐量X0，

比較序列定為備選城市的地區(qū)生產(chǎn)總值Xi，具體見(jiàn)表1。

表1 備選城市地區(qū)生產(chǎn)總值（億元）及G港冷藏箱年吞吐量（萬(wàn)TEU）

（1）將原始數(shù)據(jù)作百分比變換。記Xi經(jīng)百分比變換后為yi，Xi(k)經(jīng)百分比變換后為yi(k)。其中i=0,1,2,3,4,5,6,7；k=1,2,3,4,5,6,7。變換公式為：

（2）計(jì)算絕對(duì)差序列。

（3）計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)。取ρ=0.5，則有：

（4）計(jì)算關(guān)聯(lián)度。

2.3 結(jié)果及分析

結(jié)果顯示，關(guān)聯(lián)度r06＞r01＞r04,即在2010-2015期間，江門(mén)市、佛山市、東莞市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)G港冷藏箱吞吐量的影響較大。因此確定珠三角區(qū)域的冷藏箱中轉(zhuǎn)站為江門(mén)、佛山和東莞。G港集團(tuán)已分別于2016年9月和10月開(kāi)設(shè)佛山辦事處及江門(mén)辦事處，同時(shí)查閱“G港穿梭巴士與南沙港聯(lián)運(yùn)對(duì)接班期表”得知，每周固定有“穿梭巴士”（駁船）往返這三個(gè)城市與G港南沙港區(qū)。綜上所述，江門(mén)、佛山、東莞三個(gè)城市同時(shí)具備公路與水路集疏運(yùn)的條件，將其作為G港冷藏箱中轉(zhuǎn)站點(diǎn)。

3 G港冷藏集裝箱集疏運(yùn)流量分配

3.1 冷藏箱集疏運(yùn)系統(tǒng)綜合成本分析

（1）運(yùn)輸成本

①公路冷藏箱運(yùn)輸成本

重箱運(yùn)費(fèi)=重箱運(yùn)價(jià)×計(jì)費(fèi)箱數(shù)×計(jì)費(fèi)里程+箱次費(fèi)×計(jì)費(fèi)箱數(shù)+貨物運(yùn)輸其他費(fèi)用

其中貴重、鮮活貨物運(yùn)價(jià)在整批（零擔(dān)）貨物基本運(yùn)價(jià)的基礎(chǔ)上加成40%～60%。

②穿梭巴士冷藏箱運(yùn)輸成本。根據(jù)資料顯示，在實(shí)際操作中冷藏箱的運(yùn)費(fèi)比普通箱加收50%。

（2）貨損成本。冷藏集裝箱在運(yùn)輸過(guò)程中的貨損情況與運(yùn)輸時(shí)間和該時(shí)刻的貨物量有關(guān)，貨損程度隨著運(yùn)輸時(shí)間的增加而增加。假定在t=0時(shí)刻貨物完好，貨物價(jià)值為Q(0)，冷藏集裝箱的貨損速率設(shè)定為一恒定值θ，則微分方程如下：

對(duì)其進(jìn)行積分可得：

冷藏集裝箱的價(jià)值量隨著運(yùn)輸時(shí)間的增加而減少，則貨損成本為初始時(shí)刻與t時(shí)刻的價(jià)值量之差。若冷藏集裝箱的運(yùn)輸時(shí)間為t，則相應(yīng)的貨損成本為：

3.2 冷藏箱集疏運(yùn)流量分配模型構(gòu)建及求解

（1）模型假設(shè)

①網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方面。建立起以G港作為起始點(diǎn)，珠三角區(qū)域內(nèi)的江門(mén)、佛山、東莞三個(gè)冷藏箱中轉(zhuǎn)站城市作為路徑終點(diǎn)的冷藏箱集疏運(yùn)流量分配模型。

②運(yùn)輸方式方面。在鐵公水三種集疏運(yùn)方式中，由于珠三角城市之間距離較近，所以鐵路并不屬于珠三角城市與G港之間冷藏箱運(yùn)輸現(xiàn)行的方式之一；同時(shí)，G港當(dāng)前拖車(chē)資源基本能夠滿足珠三角城市的運(yùn)輸要求，所以此處只考慮“穿梭巴士”冷藏集裝箱運(yùn)量的限制。

③駁船運(yùn)量限制方面。一艘標(biāo)準(zhǔn)集裝箱船的冷藏箱位應(yīng)占總箱位的15%-20%。根據(jù)船舶的技術(shù)參數(shù)得出，“穿梭巴士”集裝箱船的載箱量在93TEU-250TEU范圍內(nèi)，本文中選取載箱量為150TEU的集裝箱船為例，其相應(yīng)冷藏箱載箱量為30TEU。

④模型單位選取方面。本文以20英尺的冷藏集裝箱為標(biāo)準(zhǔn)，TEU是計(jì)算單位。

（2）模型構(gòu)建。集疏運(yùn)系統(tǒng)的綜合運(yùn)輸成本盡可能低是冷藏箱集疏運(yùn)系統(tǒng)優(yōu)化的最終目的，因此構(gòu)建優(yōu)化模型如下：

約束條件：

式中：C為區(qū)域內(nèi)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的總運(yùn)輸成本；a=1,2依次表示集疏運(yùn)方式為公路、水路；b=1,2,3依次表示江門(mén)、佛山、東莞三個(gè)冷藏箱中轉(zhuǎn)站；Vab表示以a方式到達(dá)冷藏箱中轉(zhuǎn)站b的冷藏箱箱量；Fab表示以a方式到達(dá)冷藏箱中轉(zhuǎn)站b的單位成本，由運(yùn)輸成本和貨損成本組成。

（3）結(jié)果及分析。根據(jù)調(diào)研資料整理出冷藏集裝箱通過(guò)水路和公路運(yùn)輸至各城市的收費(fèi)情況。由于集裝箱船上安有可以為冷藏集裝箱充電的插座，而在集疏運(yùn)過(guò)程中碼頭換裝運(yùn)輸方式的腐敗成本基本可以忽略，所以通過(guò)穿梭巴士進(jìn)行運(yùn)輸?shù)睦洳丶b箱腐敗成本設(shè)為零。在考慮貨損成本時(shí)重點(diǎn)計(jì)算公路運(yùn)輸方式中的腐敗成本。上述的原始數(shù)據(jù)資料整理后可得單位成本費(fèi)用Fab的值，具體見(jiàn)表2。

表2 Fab的計(jì)算結(jié)果

從Fab的值可以看出，通過(guò)駁船進(jìn)行冷藏箱運(yùn)輸?shù)某杀镜陀谟眉ㄟ\(yùn)輸冷藏箱的成本。這是因?yàn)椤按┧蟀褪俊痹谥槿欠秶鷥?nèi)的使用有實(shí)現(xiàn)貨物的快裝快運(yùn)、緩解道路擁堵以及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)“穿梭巴士”運(yùn)輸珠三角城市范圍內(nèi)的冷藏箱更為經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)相關(guān)預(yù)測(cè)，2018年G港冷藏箱的吞吐量可達(dá)17.29萬(wàn)TEU，按照市場(chǎng)情況將珠三角城市所占比例取為60%，即10.37萬(wàn)TEU,再根據(jù)地區(qū)GDP在各區(qū)域進(jìn)行分配。將上述相關(guān)數(shù)據(jù)帶入到模型中，運(yùn)用Lingo進(jìn)行優(yōu)化求解運(yùn)算。

表3 G港冷藏集裝箱集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)配流比例

在此種約束條件下珠三角區(qū)域冷藏箱集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最優(yōu)即整個(gè)集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)總成本最小，為：11 351.96萬(wàn)元。珠三角西部地區(qū)水路運(yùn)輸占主導(dǎo)地位，占70%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于公路運(yùn)輸。根據(jù)本文中優(yōu)化模型的結(jié)果，冷藏集裝箱在珠三角地區(qū)集疏運(yùn)中水路運(yùn)輸?shù)恼急纫不痉线@一規(guī)律。這與珠三角區(qū)域內(nèi)發(fā)達(dá)的水網(wǎng)以及G港完善的“穿梭巴士”運(yùn)輸體系有關(guān)。特別是針對(duì)江門(mén)市，模型的結(jié)果顯示冷藏集裝箱的水路運(yùn)輸比例已達(dá)100%（見(jiàn)表1），在佛山和東莞兩個(gè)城市的流量比例中，水路運(yùn)輸占比也多于公路運(yùn)輸。由此說(shuō)明，江門(mén)市“穿梭巴士”目前的班期安排已然能夠滿足該城市冷藏箱的集疏運(yùn)需求，而佛山市和東莞市“穿梭巴士”的冷藏集裝箱運(yùn)量趨向于飽和，進(jìn)一步發(fā)揮駁船運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，增加其冷藏箱運(yùn)量限制，可相應(yīng)降低珠三角區(qū)域冷藏箱集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的總成本。

3.3 靈敏度分析

“穿梭巴士”運(yùn)輸冷藏集裝箱的優(yōu)點(diǎn)眾多，同時(shí)加之G港南沙港區(qū)“穿梭巴士”的項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)覆蓋面大、聯(lián)運(yùn)規(guī)模大等基礎(chǔ)條件，可以預(yù)見(jiàn)在冷藏集裝箱箱量大幅度增長(zhǎng)的未來(lái)，“穿梭巴士”在冷藏箱集疏運(yùn)系統(tǒng)中將占據(jù)不可或缺的地位?？紤]到上述情況，假設(shè)在保持公路運(yùn)輸成本不變的前提下，將“穿梭巴士”上運(yùn)輸冷藏集裝箱的運(yùn)量限制進(jìn)行一定程度的釋放，觀察集疏運(yùn)系統(tǒng)總成本的變化，具體見(jiàn)表4。

表4 “穿梭巴士”冷藏箱量限制變化表

靈敏度分析的結(jié)果顯示，“穿梭巴士”上增加運(yùn)輸冷藏箱的數(shù)量能夠降低整個(gè)珠三角區(qū)域內(nèi)集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的總成本。當(dāng)“穿梭巴士”的冷藏箱量限制釋放至50TEU/船的時(shí)候，珠三角區(qū)域集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)總成本減少了15.95%，與釋放冷藏箱箱量限制有同等作用的還有增加“穿梭巴士”的班期密度。

4 結(jié)語(yǔ)

本文的結(jié)論是建立在實(shí)際數(shù)據(jù)分析、理論模型研究基礎(chǔ)上的，具有一定的可靠性，但還有一些問(wèn)題有待進(jìn)一步的研究。

（1）需要承認(rèn)冷鏈貨物的集疏運(yùn)系統(tǒng)不是一個(gè)單面的問(wèn)題，它涉及到多角色、多運(yùn)輸方式的配合與協(xié)調(diào)，本文只涉及到了在G港珠三角地區(qū)的駁船運(yùn)輸、公路運(yùn)輸方式，班輪運(yùn)輸以及比重極小的航空運(yùn)輸嚴(yán)格意義上也應(yīng)作為集疏運(yùn)系統(tǒng)的研究對(duì)象。

（2）冷藏箱集疏運(yùn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型的部分假設(shè)，如貨損成本、公路運(yùn)輸狀況良好等，是與實(shí)際情況有一定差異的，更深入的研究可就這些假設(shè)再進(jìn)行探討。