２０１０年 第６期 第３２卷总第１９２期 ＬＯＧｌＳＴＩＣＳ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＡＮＤ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ 物流工程与管理 物流技术 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－４９９３．２０１０．０６．０２７ 多式联运运输网络模型研究 口张雄 ６１００３１） （西南交通大学物流学院，四川 成都【摘要】多式联运是交通运输发展的高级阶段，是现代交通运输发展的一种必然趋势。文中建立了一个考虑货物 运输所需费用、时间以及货物数量等因素的多式联运运输网络模型，将模型转化为线性规划问题。首先求解出最短运 输路径，然后利用软件ＬＩＮＧＯ求解得到较优的运输方式，从而使得多式联运运输成本和运输时间达到最低。 【关键词】多式联运；运输路径；运输方式 【中图分类号】 Ｆ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１６７４—４９９３（２０１０）０６—００６９—０３ Ｍｕｌｔｉｍｏｄａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｎｅｔｗｏｒｋ ｍｏｄｅｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ 口ＺＨＡＮＧ Ｘｉｏｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｍｕｈｉｍｏｄａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ｓｔａｇｅ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ａｌｌ ｉｎｅｖｉｔａｂｌｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｍｏｄｅｒｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ． ｎｌｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｓｔｂｌａｉｓｈ ａ ｍｕｈｉｍｏｄａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｓｉｄｅｒ ｔｈｅ ｆｒｅｉｇｈｔａｇｅ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉ￣ｏｆ ｔｈｅ ｇｏｏｄｓ，Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｉｎｔｏ ａ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｆｉｒｓｔｌｙ ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔｅｓｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｒｏｕｔｅ，ｔｈｅｎ ｕｓｅ ｏｆ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＬＩＮＧＯ ｒｅｓｏｌｖｅｄ ｔｏ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｍｏｄｅ ｏｆ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ，ｓｏ ｍａｋｅ ｍｕｈｉｍｏｄａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｃｏｓｔｓ ａｎｄ ｔｒａｎｓｉｔ ｔｉｍｅ ｔｏ ｒｅａｃｈ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ｍｕｈｉｍｏｄａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ；ｔｒａｎｓｏｒｐｔａｔｉｏｎ ｐａｔｈ；ｔｒａｎｓｐｏｔｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ １ 前言 Ｔ，同时也要求货物不能提前达到目的地，使得达到目的地之 后不能交货而产生的仓库费用。由于不同的货物对成本和时 间要求不一样，可以设置两个指标系数，在不同运量的情况 下，通过各种不同运输方式的组合，使得在规定的运输时间内 使得运输成本最合理。 随着经济的发展，单一的交通运输方式已经不能满足区 域化或全球化的运输系统的需求。多式联运将两种或者两种 以上的运输方式结合起来，把货物从起始点运输到目的地。 其中应该考虑到运输方式、运输路径的最优组合，在运输费用 和运输时间相对较低的情况下，将货物运送到目的地。 多式联运可供选择的路径是一个复杂的网络结构，对于 运输成本和运输时间来说，两者是一个博弈的对象，运输成本 高的方式往往运输时间短，反之，运输成本低的方式运输时间 较长，而多式联运的最终目的就是要在运输成本较低的情况 也能保证运输时间相对较短，从而使得多式联运网络能达到 图１ 多式联运虚拟图 ３假设条件 为了便于模型的计算，现在做如下假设： 个平衡状态。同时，也考虑到运输路径中，对于运输承受能 力等因素。 ２问题说明 ①在多式联运的运输过程中，货物的数量不能增加或减 少，也就是不能在中途的节点或者是运输过程中发生货物丢 失或补货的情况。 ②在相邻的两个阶段内的两个节点间有Ｎ种运输方式可 假设一个物流企业运营商有一批货物从始发点Ｏ要运送 到目的地Ｄ，由于运输性质的要求中问要经历了若干个城市 节点。在这个多式联运的复杂网络中，每个城市节点有多种 运输方式可以选择，每种运输方式的运输费用，运输时间以及 以选择，如果某种运输方式不存在，则两点间运输方式的转换 公式为无穷大。 运输线路的承载能力等都不相同；并且在运输过程中采用了 不止一种运输方式，所以在节点城市换成其他运输方式时将 产生中转时间，但是总的行驶时间不能超过规定的交货时间 ③货物在某节点进行运输方式转换，转换运输方式的时 【收稿日期】２０１０—０４—０８ 【作者简介】张雄（１９８６一），男，汉族，四川会理，西南交通大学物流学院硕士研究生。 物流工程与管理 第３２卷 间以及成本根据不同的运输方式而定，如果不需要进行运输 方式转换，则转换成本和转换时间都为无穷大。 ④货物在两节点间运输的时间是由某种运输方式的运输 距离决定的。 ⑤货物运输方式的转换只能发生在节点，不能够在运输 中途发生运输方式的转换。 ⑥在多式联运网络结构图中，同一阶段的节点之间是没 有路径可以选择的，只有相邻的两阶段之间才有路径相连接， 有路径相连的节点无论采用何种运输方式，两个节点的距离 相等。 ４模型建立 ４．１符号说明 ０一货物的初始点；Ｄ一货物的目的地；Ｎ一在多式联运网 络中所有可行路径的集合；Ｅ一多式联运所有运输方式的集 合；ｑ一货物运输的总体数量；Ｔ一规定的货物运输时问；其中， Ｔ∈［Ｗ，ｖ］ｔ一实际货物达到时间；ｋ一单位仓储成本；ｚ一单位 时间的惩罚成本；Ｉ 一货物提前达到而造成的仓储成本；Ｊ 一 货物由于没有准时达到造成的惩罚成本； ｅ 。一在多式联运 的过程中，从ｎ到ｎ＋Ｉ这两个节点问采用的第ｅ种运输方 式；Ｃ：…。一在多式联运的过程中，从ｎ到ｎ＋１这两节点间当 采用第ｅ种运输方式时的单位时间以及单位路程的运输成 本；Ｂ：…。一在多式联运的过程中，从ｎ到ｎ＋Ｉ这两节点采用 第ｅ种运输方式时的运输距离；Ｒｅｈ一在多式联运过程中，运输 方式从第ｅ种转换为第ｈ种；ｓ： 一在多式联运过程中，运输方 式从第ｅ种转换为第ｈ种的转换成本；ｔ： 一在多式联运的 过程中，从ｎ到ｎ＋Ｉ这两个节点间的运输时间；Ｈ。ｈ 一在多 式联运过程中，运输方式从第ｅ种转换为第ｈ种所花费的单 位转换时间。 ４．２模型说明 ｍｉｎＺ：［（ ：．ｎ＋ ｃ：．ｎ＋ｔｐ：－ｎ＋ ｑ）＋（ Ｒ ｓｅｈｑ） ＋Ｉｔ＋Ｊｔ］＋［ ：－ｎ＋－ｔ ｅ＋ ＋ ｅ ｈｈｑ］ 约束条件： ：．ｎ＋－ｔ：．ｎ＋ ＋ ．ｅ．ｈｈＴ （１） 乏 Ｒｅｎ＝１ （２） ：一 ． ， ｈ＋。＝Ｒ：ｈ （３） ＋１＝ｌ （４） ：． ＋ｌ，Ｒ＝ｈ∈｛０，Ｉ｝ｎ∈Ｎ，ｅ∈Ｅ，ｈ∈Ｅ （５） ｒ，Ｗ—ｔ１ｋ ｔ≤Ｗ Ｉｏ ｔ≥ｗ （６） ｒ０ ｔ≤ Ｊｌ＝｛，Ｌ‘ｔ—ＶＪＺ 、 ｔ≥Ｖ （７） ｑ≤ｑ：． ＋Ｉ （８） 目标函数是最小化的物流成本和最短的运输时间的之 和，其中物流成本包括运输成本，运输方式转换成本，货物提 前到达造成的仓库成本，货物没有按时达到的惩罚成本；运输 时间包括货物在途运输时间和运输方式转换时间。式（１）表 示在途运输时间和转换运输方式的时间总和应该是规定时 间；式（２）表示在节点进行运输方式转换，只能有一次的机会； 式（３）保证在两段相邻的路径运输时，运输方式在节点发生转 换时运输的连续性；式（４）表示两个节点城市之间中途运输时 只能有一种运输方式，而且两个节点城市至少有一种运输方 式相连；式（５）表示决策变量只能取０或１；式（６）表示当货物 运输提前到达时造成的仓储成本；式（７）表示当货物运输没有 按照指定时间到达时造成的惩罚成本；式（８）表示的是货物运 输的数量不能大于特定的运输路段的运输承载力。 ５算法 。５．１算法基本思路 通常要解决多式联运网络运输问题，不仅要找到最短的 路径，而且必须在最短路径上得到最优的运输方式组合。文 中的算法思路：首先找到最短路径，在最短路径下，将模型转 化为求解最少运输成本和运输时间的问题。对于运输时间既 不能早于规定时间达到，也不能晚于规定时间达到，所以问题 变为有时间约束的条件下的运输成本最少问题。然后将节点 的所有运输方式虚拟成节点，将每个节点间的距离用单位成 本和单位中转成本表示，问题转换为求在这个虚拟运输网络 下的最短路径问题。最后利用ＬＩＮＧＯ软件解决问题。 ５．２算例 某多式联运企业有一批货物将从城市Ａ运送到城市Ｂ， 中途一共有３个城市，运输网络图如下所示。 Ａ ２卜— ３卜— Ｂ 图２货物运输圈 每个城市都有３种运输方式可供选择，假设１是代表铁路 运输，２是代表公路运输，３是代表水路运输，则从Ａ—ｌ是铁路 的话，就将达到ｌ１这个虚拟城市节点，如图虚拟的运输网络。 １１ ２１ ３ｌ Ａ １２ ２２ ３２ １３ ２３ ３３ 图３虚拟网络运输图 城市之间不同运输方式的单位运输费用和运输所需时问 如表１所示，如果该城市没有其中的一种运输方式，那么这种 运输方式的费用和时问假设为无穷大，不同运输方式之间的 单位中转费用和单位中转时间如表２所示。 表１ 单位运输费用和运输所需时间 （下转第７３页） 第６期 潘瑶：基于ＡＨＰ法的零售业物流模式决策研究 行判断验证。当对比矩阵具有完全一致性时，Ａ～＝ｎ，且除ｎ 求响应率，缺货风险，物流交易成本，信息共享能力，库存管理 风险，数据处理能力，企业战略不吻合风险。 ３结束语 之外，其余特征值均为零。而当判断矩阵具有满意一致性时， 它的最大特征根稍大于矩阵阶数ｎ，其余特征根接近０。对本 文中的判断矩阵进行一致性检验，检验过程如下： 零售业物流模式决策问题是一种需要考察大量因素的复 杂问题，很难运用定量分析的方法解决。层次分析法为解决 该问题提供了一种简便且行之有效的方法。运用层次分析法 对影响因素进行评价，最终得到它们重要性的权重及排序，为 ①将求得的各判断矩阵的Ａ一代入ＣＩ＝（Ａ～一ｎ）／（ｎ一 １）中得出 的数值。本文中矩阵Ａ。，Ｂ ，Ｂ２，Ｂ，的 值依次 为：０．Ｏ０１５，０．０１５３，０．００３０，０．００９０。 ②查表得到矩阵相应的脚值，将ｃ，，彤值代入ＣＲ＝ＣＩ／ＲＩ 中（参考Ｒ，数值表），得出一致性指标ＣＲ的数值。当ＣＲ≤０．１ 时，判断矩阵合理，否则需要调整。对矩阵Ａ ，Ｂ。，Ｂ：，Ｂ，有： ＣＲＡｌ＝０．００１５／０．５８＝０．００２６＜０．１； ＣＲＢｌ＝０．０１５３／０．９０＝０．０１７０＜０．１； ＣＲＢ２＝ｏ．００３０／０．９０＝０．００３３＜０．１； ＣＲＢ３＝０．００９０／０．５８＝０．０１５５＜０．１。 零售企业在做物流模式决策时提供依据。然而在实际工作 中，由于其影响因素的复杂性及考量的困难性，使得决策更加 错综复杂，因此，值得我们进一步的研究。 ［参考文献］ ［ ］王柏林，周筱莲．零售企业物流模式研究［Ｊ］．现代物流， ２００８，（４）：４４—４６． 致性检验均通过，因此判断矩阵较为合理。 ［２］王伟．物流企业战略与模式［Ｍ］．北京中国物资出版社， ２００４：１５９—１６０． ２．２．４层次总排序 子准则层是决策的具体依据，层次总排序是指子准则层 全部准则相对于目标层的排序。求出目标层与准则层的权向 量以及准则层与子准则层的权向量后，易得子准则层相对目 ［３］李飞．零售业物流模式对其竞争优势影响研究［Ｊ］．商业 经济与管理，２００９，（１）：１４—２１． ［４］李明，霍云福，刘冰．企业物流模式决策比较研究［Ｊ］．物 流科技，２００９，（４）：２２—２４． 标层的组合权向量Ｃａ） ＝（０．０９１，０．０５１，０．１７１，０．２６９，０．０２７， ０．０４９，０．１４９，０．０８４，０．０２８，０．０７３，０．００８）。即在进行零售业 ［５］谢天帅．企业物流外包决策的经济准则［Ｊ］．物流科技， ２０ｏ８，（３）：７１—７３． 物流模式决策时，需要考虑因素的重要性依次为：顾客服务成 本，人力资源成本，关键客户服务能力，物流管理成本，顾客需 （上接第７Ｏ页） 表２单位中转费用和单位中转时间 际情况中，两点间不同的运输方式的运输距离是不一样以及 不同货物对运输时间和运输成本的要求不同的，这样就可能 导致方式运输方式组合方式的改变。在以后的不断研究将考 虑到这些因素，使得模型不断得到完善。 ［参考文献】 按照上述方面进行求解，并按照不同的Ｔ要求，可以得到 成本最低的组合，最终可以得到的结果（表３）为： 表３结果 ［１］马国蓉铁路货物运输参与多式联运的探讨［Ｊ］．铁道货 运，２００８，０９． ［２］刘玉军，王立刚．物流运输中多式联运集装箱的选装模型 研究［Ｊ］．物流技术，２００８，０６． ［３］王涛，．一种多式联运网络运输方式的组合优化模式 ［Ｊ］．中国工程科学，２００５，１０． ［４］姜军，陆建．集装箱多式联运系统中各种运输方式最优组 合模式研究［Ｊ］．技术与方法，２００８—０１． ６结论 多式联运运输网络是复杂的，在不同的情况下，要考虑到 运输成本，运输时间，运输方式以及运输能力等多方面因素， ［５］李丽，曾永长．物流运输中多式联运模型及算法［Ｊ］．理论 新探，２Ｏ０９。 才能建立一个比较完整的模型。文中从运输网络的角度考虑 了在运输方式不同组合的情况下对成本和时问的影响。在实 ［６］王巍，张小东．基于多式联运的组合优化模型及求解方法 ［Ｊ］．计算机工程与应用，２００８．
