浅析大件货物运输路的线选择

周立明

摘要：闡述了影响大件货物公路运输线路选择的主要因素，给出分步选择大件货物公路运输线路的方法。首先，利用网络配流模型以线路障碍因素为约束获取可行线路方案，再根据模糊评价理论从中挑选较优的运输线路;最后，通过实例分析验证选线方法的合理性与有效性

关键词：大件货物运输;影响因素;路线选择系统

运输线路的选择是大件货物公路运输组织的核心工作。一直以来，承运人在实际运作过程中主要是仅从影响运输的障碍因素考虑确定运输线路[1]，或凭借经验选线，缺少必要的理论支持。笔者结合实际操作，分析影响大件货物公路运输线路选择的主要因素，利用网路配流和模糊评价理论分步获取大件货物公路运输线路。

1.国内外研究现状

国外在大件运输领域中利用计算机及GPS、GIS等技术较为成熟，借助计算机运输支持系统，通过人机交互输入相关运输信息，快速、合理地确定运输方式、路线及车辆配置等，制定大件运输不同方案，并在运输中借助GPS定位对车辆实时动态监控。在货物运输线路选择研究方面，Miaou等借助迪克斯特拉算法确定以低运输费用、低事故率为目标的最优运输路径;橡树山国家实验室开发的TRAGIS系统[7]将运输路径图象化，能够直观反映出运输路线选择[1]。

国内在运输路径选择研究中起步较晚。佟璐等在考虑运输成本、时间、服务等因素下，建立了以成本和时间为目标的多式联运优化数学模型，并利用蚁群算法对该模型优化处理。荣晓凤利用遗传算法实现求解大件运输路径决策模型[1]。乔国会通过构建大件可行性运输线路模型及指标评价体系，利用模糊对体系进行评价获得最优线路。罗建采用了层次分析法对模型进行算法设计[3]。杨萍根据路况不同障碍，建立相应障碍模型可行性路线选择计算公式，并进行评价[4]。

2.影响运输线路选择的主要因素

根据大件货物公路运输的特殊要求，分析影响线路选择的主要因素有技术性因素、安全性因素、经济性因素和时效性因素。

2.1 技术性因素

技术性因素即障碍因素。由于大件货物运输车组一般具有较长、较宽、较高及较重等特点，致使车组通行受道路多种障碍限制，主要有净空障碍，包括线路上空间净高与净宽障碍，如上部桥梁、管线、隧道、收费站等道路设施的高宽障碍;路面障碍，主要包括通行线路曲线半径、坡度及路面桥涵承载障碍;行政管理障碍，有时大件货物运输车辆要按有关条例规定选线[2]。

2.2 安全性因素

大件货物一般属订做货物，货值高，工程建设作用大，务必确保运输安全。因此，选线时要充分考虑线路条件对货物运输安全的影响，同时要兼顾人、车、路的安全。

2.3 经济性因素

经济性因素即费用因素。大件货物运输费用是影响运输线路选择的重要因素，包括汽运费、措施费、道路补偿费、协调费、技术咨询费和其它相关费用。

2.4 时效性因素

大件设备运输要满足工程工期的要求，线路不同运输时间迥异，选线务必要根据工期要求考虑时效性因素。运输时间受线路里程、道路通行条件影响较大，可分为行驶时间、停留时间和装卸整修等其它作业时间。

技术性因素属于硬性因素，是可行线路的决定性因素，易于量化;其余因素属弹性因素，影响最终线路方案的确定，不易准确量化。本文先根据技术性因素从路网上筛选出可行线路方案，再利用安全性、经济性和时效性因素进一步综合优选。

3.路径选择算法及建模

在大件物流运输领域，借助创建的数学模型，并应用合适的数学算法处理复杂线路选择问题，可对目标（如降低运输费用，缩短运输时间等）有效优化，选择出最优路线。解决物流运输模型常用的数学方法主要有：模糊综合评价法、决策关键线路法、层次分析法、动态规划、灰色系统、人工神经网络、遗传算法等，其中，在解决多节点、多约束线路选择问题时，有效解决此类问题的方法主要有遗传算法、神经网络法、蚁群算法、禁忌搜索法等，可针对不同实际问题及算法，应用合适的算法分析模型，解决问题。部分数学算法及其特点。

在大件运输线路选择建模时，应考虑运输合理性，在多线路选择达到目标期望的最优路线。以下以多城市节点路线选择问题为例[8]，将运输费用最低和运输时间最少作为优化目标，并建立多目标函数优化模型。

将大件货物从出发地运输至目的地，两地间有M个城市网络节点，各城市节点之间运输方式可有N种，当运输方式发生变化时，换装时会产生一定的时间和费用，在综合安全性、可靠性等各因素基础上，决策出使运输总费用达到最低使的最佳运输选择路线。模型以运输消耗总成本最低、总时间最短为目标，假定货物运输成本为Z1，运输时间为Z2，并建立以下数学模型：

4 利用模糊评价理论优选运输线路

模糊评价是对受多种因素影响的事物做出全面综合评价的一种较为有效的决策方法，具有结果清晰、系统性强的特点，能够较好地解决模糊的、难以量化的非确定性问题。鉴于大件货物公路运输线路选择受多因素影响，且大部分因素不易准确量化，选择利用模糊评价理论予以解决。

4.1 线路优选评价指标体系

根据大件货物公路运输线路选择影响因素的分析，选择货主、承运人和其他相关部门重点关注的要素建立评价指标体系，如图1 所示。

4.2 線路优选模糊评价方法

步骤一：确定各级评价指标集合与权重。设有n 条可行线路Sj（j=1，2，…，n），根据评价指标体系确定一级评价指标集合F={F1，F2，F3}={安全性，经济性，时效性}。二级评级指标集合分别为Fi={fi1，fi2，…，fik}，i=1，2，3，k=1，2，…，ai，其中ai 表示Fi 中二级指标的个数。

经专家议定一级指标对应权重分别为ωi，满足

ωi>0;Fi 对应二级指标权重为ωik，对满足