基于时间价值的国际集装箱运输路径的优化研究

刘建林　杨圣红

摘要：在国际物流中，对集装箱货主而言，选择最佳的出口港不仅仅是考虑陆上运输方式的成本优化，而是要考虑到最终用户手中总成本的优化问题，即需要考虑货物的时间价值。文章以广西防城港经济腹地国际集装箱运输为研究对象，利用货主决策模型，讨论了基于时间价值的货流路径优化问题，为防城港的发展提出了一些建议。

关键词：集装箱运输；货主决策模型；优化

中图分类号：F259.27文献标识码：A

Abstract: This essay mainly set focus on the international container transport form Guangxi Fang Cheng Port's Economy Hinterland, making use of the decision model of the owner of cargos, discussing over the problem on the optimization of container transport route based on the time value, bringing forward some suggestions for the future development of Fang Cheng port.

Key words: container transportation；the decision model of the owner of cargos；optimization

1问题提出的背景

防城港位于广西南部北部湾北岸，是大陆海岸线最西南端的深水良港，同时也是西部大开发确定的4个一级经济带（区）——南贵昆经济区的最西南城市所在地。防城港在铁路运输方面经南防线与南昆、成昆、内昆、湘桂、黎湛、枝柳等干线相连，西南地区进出口货物经南昆线可以直达防城港码头。公路运输经南防高速公路与西南公路网相连，交通便捷。作为西南出海通道的主门户及中国—东盟自由贸易区的物流平台，是中国与东盟经济交流最通达、最便利的出海口。

在众多投资者和开发商看好防城港的地理位置优势的同时，对能否将地理位置的优势转化为现实的集装箱货流问题成了众所关注的焦点。本文基于这样的背景对防城港经济腹地国际集装箱运输路径的优化问题进行了研究。

2货主决策模型

对货主而言，货物运输路线（含运输方式）的决策，须满足如下基本经济原则和假定：

第一原则：货主仅选择交货价格最低的起点与路径的组合；

第二原则：货主对起点与路径组合的选择可由起点与路径组合的交货价格的递减函数来规定；

第三原则：在任意一对起讫点间，全部使用过的路径交货价格是相同的，并且低于任一未使用过的路径的交货价格；

假设一：货主对货物的需求是固定的，与最低的交货价格无关；

假设二：货物在起点的产量是固定的，与其当地价格无关。

在满足基本的原则和假定条件下，我们建立如下货主决策模型：

MimZ=mh+qty+Cydy-gdg

s.t. fe=he

Tw=h

h≥0

T≥0

T≤Oii

T≤Djj

上述模型中：

e——网络的元素，s——运输方式，te——利用元素e运输货物的行程时间，

Ce——运输企业利用元素e运输货物的成本，fe——在元素e上货物的流量，

I——起点分区，J——终点分区，w——起讫点对i,j，p——路径，

hp——在路径p上货物的流量，mi——货物在发货点i的价格，

ep——如果元素e在路径p上运送货物，则ep＝1，否则为0，

Oi——在起点分区i生成固定数量货物，Dj——在终点分区j需求货物量，

Tw——集装箱在起讫点对w之间的需求量，

w——需求函数起讫点对w的交货价格，

tp——货物在路径p上行程时间，Cp——在路径p上运送货物的企业运输成本，

q——货主运输货物的时间价值，s——运输企业向货主收取的运费占成本的比重。

3防城港经济腹地国际集装箱运输网络的确定

通过对云、贵、川、桂和重庆市的实地调研和对统计年鉴的分析可以得出：昆明是南宁、成都、重庆、柳州等城市的货物发送中心；重庆是昆明、成都、南宁等城市的货物发送中心；成都是昆明、南宁、重庆等城市的货物发送中心；贵阳是成都、柳州、南宁、昆明、重庆的货物发送中心；南宁是昆明、成都、重庆、贵阳的货物发送中心。因此，我们选取了昆明、贵阳、成都、重庆、南宁等共5个地方作为货源运输节点，货主一般都包含在这些货源节点之内。

由于研究国际物流，考虑到集装箱流量的大小和代表性及其发展，将出口箱到达地和进口箱地来源地分为4个节点：东南亚、香港、欧洲、日韩。同时，考虑到防城港和各个港口之间的协作、竞争的态势，选取黄埔、湛江、深圳和上海等4港口作为研究对象。防城港国际集装箱运输网络如图1所示。

网络中边的确定遵循下面的原则：省际间的集装箱运输方式主要依托铁路。主要是由于西南省际间的公路运输路况不佳，许多路段线形差、坡陡弯急，通行能力小，不能适应集装箱运输的要求，运输途中不安全的因素太多，不会为货主所选择。事实上省际间的货物运输80%由铁路承担。

4基于时间价值的最优路径的计算

货主决策模型的核心是假定货主是理性的经济实体，对其所需的货物有追求最低交货价格的行为，即运输需求仅在最低运输成本等于需求价格与供给价格之差时才会产生。货物运输路线的选择被假定为“用户”最优，没有一个货主能单独地通过选择另一条运输线路来降低其运输成本。所以，货主决策模型的核心在实际计算中可以归结为解决最短路问题。

集装箱运输的时间价值主要体现在流动资金的占用利息上，流动资金占用利息＝集装箱货平均价值×利率×运输和待运时间（元/TEU）。据调研知20英寸集装箱货值在1万～20万元之间，考虑到防城港目前进出的多为资源性产品，测算集装箱进出口平均货值为7 235$/TEU，折合59 882元/TEU。

铁路运输待运时间据调研统计一般为2天，2003年货车机车运行速度为27.2公里/小时，即日行程为653公里，铁路运输时间、待运时间为：

Tr＝2＋L÷653＝2＋0.001532L式中L为运输距离（公里）

故铁路运输时间费用为：

Vtr＝59 882×5.31÷365×2＋0.001532L＝17.42+0.0133L（元/TEU）

铁路运输费用为全程运费加上时间费用：

Fr＝1.2717L+468.5（元/TEU）式中L为运输距离（公里）

防城港的海运费由防城港务集团集装箱公司提供，其余以上海航运交易所公布的各航运公司国际集装箱平均报价为基础，并且根据最新航运市场调研结果测算而得。为研究的方便，对防城港的海运费我们采用报价的最低价格进行测算，获得防城港最理想情况下的货流情况，然后进行灵敏度分析。

由此我们得到基于时间价值的运输网络各相邻点之间的阻抗矩阵为：

C=

从左至右、从上至下依次为成都、重庆、贵阳、昆明、南宁、防城港、湛江、黄埔、深圳、上海、东南亚、香港、欧洲和日韩。矩阵中M表示它们之间不相连。

基于MathCAD的最优路径的计算代码如下：

n←rowsC

for i∈0,…,n-1

for j∈0,…,n-1

continue if j＞n-1

A←iifC＜M∧C≠0

A←0otherwise

for k∈0,…,n-1

for i∈0,…,n-1

for j∈0,…,n-1

continue if j＞n-1

ifCi,k+Ck,j←Ci,j

Ci,j+Ci,k←Ck,j

Ai,j←Ak,j

stackC,A

经过运算得到理想状况下防城港经济腹地集装箱运输最优路径和次优路径如表1。

从上面的表格我们可以看出，在防城港远洋海运费目前最低的状况下，它是云贵川重庆等地区的国际集装箱进出口业务的最佳通道，通过灵敏度分析得知如果海运费在最低的基础上增加100～150$的话，防城港的优势就不再存在，事实上后者更接近于市场的实际。

5结论

第一，从运输距离来看，防城港的直接经济腹地是广西和防城港本地，而云、贵、川、重庆相当一部分地区属于防城港的间接经济腹地。尤其是上述地区与东南亚的贸易往来，更是以防城港为最佳的进出口岸。

第二，运输距离的地理优势是否能转为现实的集装箱货流，取决于下列因素：

（1）由于地方铁路的收费高，使得地理距离上的优势被运价的劣势所替代，在陆路运输中，特别是省际间运输，防城港处于不利的位置，如果南宁到防城港的地方铁路集装箱运输的收费费率降低，从陆路运输的角度来说，防城港的集装箱进出口量还有潜力可挖；

（2）由于防城港目前国际直航航线几乎没有，远洋集装箱运输需要经香港、深圳等中转，无疑增加了海运费，加上班期密度较低，使得货物的运输时间延长。这样一来，地理距离上的优势被运价的劣势取代。使得有些货主宁愿舍近求远，在陆路运输的损失可以由海运运价的极大优势所弥补，从长远战略发展来看，不利于防城港的发展；

（3）从总体上看，由于地理位置的相似性，湛江港是防城港经营东南亚业务和沿海中转业务的主要竞争者；由于上海远洋海运费极具竞争优势，加上国际集装箱运输航线密集，使得上海分流了西南众多的集装箱量。

总之，影响未来防城港集装箱吞吐量发展态势的关键因素是：内陆集疏运能力（尤其是铁路运输能力）和沿海中转的集装箱海运运费水平的高低。

参考文献：

[1]刘卫东,等. 中国西部开发重点区域规划前期研究[M]. 北京: 商务印书馆, 2003.

[2]施欣,等. 芜湖港发展战略研究[R]. 上海: 上海海事大学, 2001.

[3]铁道部运输局. 铁路运营里程[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2003.