集装箱运输论文集装箱运输的论文

集装箱运输 论文集装箱运输的论文

航运联盟下的集装箱运输路径选择研究

摘要：首先分析了班轮运输的变化现状，然后运用系统分析的方法，研究运输网络的整体最优。结合集装箱运输具体的特性，构造了一整体最优情况下，各集装箱路径选择的模型。对班轮公司的日常经营调度、航线规划等有较大的参考意义。

关键词：航运联盟；集装箱运输；路径选择；系统最优 中图分类号：U169.6文献标识码：A

Abstract: This paper first gives an analysis of the changing state of liner shipping route, and then studies the system optimization of transportation network by adopting the method of system analysis. In combining with the concrete characteristics of container, a model of the route option of all containers transport. This model is certainly much valuable for liner shipping companies to the daily management, dispatch and route planning.

Key words: shipping alliance; container transportation; route option; system optimization

集装箱运输经过50多年的发展，在经营理论、运营技术各方面都发生了巨大的变化。尤其在美国金融危机发生以后，国际贸易货运量急剧下滑，各集装箱班轮公司纷纷撤并航线以降低亏损，班轮公司之间纷纷开展合作，联营、兼并频繁发生。各班轮公司运输的线路也由原先的线状变为网络状。不同的运输线路所产生的成本也不相同，对每个集装箱选择合理的路线，可以使班轮公司的运输系统成本最低。

集装箱班轮公司针对每一个托运的集装箱货物，可以选择一条最短的运输路径，这条最短路径的评价标准可以是运输成本最小，也可以是运输时间最短。这样班轮公司通过合理调度，规划每一个集装箱的运输路径，可以使整个运输系统达到最优。由于任一起讫对的集装箱货物可以视为一个O-D对，所以运输网络下的集装箱路径选择可以转化为多品种费用最小流问题。在将集装箱运输网络转化为计算机可处理的网络后，考虑所有运送路径及运输成本，构造一路径选择模型，该模型为一整数规划问题。 1假设条件

为了建立数学模型，考虑到班轮运输的运营特点，做了以下基本假设：

（1）各航线为已知且固定，即各营运网络的挂靠港口、港口顺序都已确定。

（2）模型中各相关成本、各航行路段可用舱位容量等参数为已知。

（3）根据各班轮公司开辟的航线为周班服务的特点，各起始对的集装箱运输需求以一周平均需求量为基准。

（4）各起讫对的集装箱运输需求量为已知，且应完全被满足。 （5）各起讫对集装箱可自由选择所有可行的运送路线，且在同时有两条航线以上共同挂靠港口时，可视需要进行航线间的中转作业。此处我们暂时不考虑集装箱运送的时间窗口限制。

（6）货主托运货物后至装船前，以及不同航线间转运所产生的等候时间成本或额外的集装箱处理成本等在模型中暂不考虑，但集装箱中转所产生的额外装卸成本被考虑在内。 2模型定义 决策变量

X■■——在i,j航行路段或装卸路段上流动的集装箱数量 参数

C■——单位集装箱在i,j上的运输成本或装卸成本 M■——在航行路段i,j上的集装箱舱位容量上限

D■■——在港口i装船的o,d港口对的集装箱数量 S■■——在港口i卸船的o,d港口对的集装箱数量 （1）目标函数

目标函数是使所有集装箱运送成本最低： Min∑∑C■X■■ （2）约束条件

①中转港集装箱流量平衡

当港口i不是o,d港口对的起点或终点港时： ∑∑X■■-∑∑X■■=0

当港口i是o,d港口对的起点港： ∑∑X■■-∑∑X■■=D■■ 当港口i是o,d港口对的终点港： ∑∑X■■-∑∑X■■=-S■■ ②挂靠港口集装箱流量守恒 ∑X■■-∑X■■=0

此约束表示抵达港口i时的集装箱数量减去卸箱量再加上装箱量一定等于离开港口i时的集装箱数量。 ③航线容量限制 ∑X■■≤M■

此约束表示在任一航行段上的集装箱数量之和都不能大于运行在该航线上的班轮舱位数。对于不同的航线，由于投入运输的船舶不同，该舱位容量限制也会不同。在租用别的班轮公司的船舶时，租用的舱位数量为容量限制。 ④整数约束 X■■≥0 int 3模型的求解

此模型为一整数规划问题。对整数规划模型，通常采用分枝定界法来求解（Branch and Bound Method），但当变量比较多时，由于分支太多，使得此方法收敛性较慢，模型的求解比较繁琐。为克服这一缺陷，现在有采用遗传算法来解决混合整数规划模型的方法。遗传算法利用遗传性进行子代的交叉分配，从而一步步向最优解逼近。遗传算法对解决复杂的非线性问题有很好的效果，当然对线性问题也能解决。但遗传算法必须借助于专用的软件，使其使用具有一定的局限

性。本模型的解法可使用成熟的优化软件如LINGO、CPLEX等在个人电脑上进行求解。 4结论

对于一家经营若干条集装箱班轮航线的船公司而言，合理选择所托运集装箱的运输线路对其运输成本有较大的关系，这不仅是班轮公司日常业务调度所必须面对的问题，也与中期进行舱位管理，调整各港口舱位数量问题相关，并能为长期的航线设计和调整，制定航运联盟等战略规划提供参考，这些直接关系到班轮公司的经营效益。 航运联盟给班轮公司提供了更为广阔的航线选择方案和更大的经营灵活性。原来只有一条航线的运输线路现在有多条航线可选，但航线网络化后选择路径也变得复杂起来，以往凭实务经验就可决定的线路，现在仅靠人工分析已不可靠。建立一个路径选择模型来选择合理的航线运送集装箱，不仅有助于降低营运成本，而且可以提高航线的舱位使用率，并帮助班轮公司进行中长期航线网络规划。本文的模型可作为决策支持工具，在航运实务中得到应用。 参考文献：

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