国内乘用车整车多式联运运输方案优化研究

赵琨+梁超+史晓霞

摘要：针对国内汽车物流目前的一些问题，结合国外汽车物流的发展历史和中国一些大环境对未来汽车物流行业的影响，预测其未来的发展趋势。以国内现在比较具有代表性的汽车物流企业——中都物流有限公司为研究对象，建立一个乘用车整车多式联运轴幅式网络。第一级筛选时主要是结合中都物流现有的仓库以及服务的主机厂所在地为根据。第二级筛选时采用了模糊综合评价法，从十二个备选枢纽中最终选取了三个。最后依据所建立的模型以及枢纽点选取的原则进行考核。

关键词：乘用车；多式联运；轴辐式网络；模糊综合评价；成本

中图分类号：F25

文献标识码：A

1研究背景和意义

伴着中国经济的快速成长以及人们普遍生活水平的提高，汽车已经越来越成为家家户户的生活必需品。在汽车消费需求迅速增长的趋势下，我国的汽车制造业也进入了飞速发展的时期。2015年我国乘用车累计销售2058万辆，同比增长8.5%（见图1）。

然而由于制度不完善，信息水平低等各方面原因，目前我国的汽车物流行业仍然比较落后，存在着成本较高，运输方式单一等问题。本文将从中国汽车物流现状出发，将不同运输方式进行对比。并结合具有代表性的汽车物流企业进行研究，最终得出一个符合我国汽车物流企业现状的汽车物流运输路径优化方案。

2国内外研究现状综述

美国的John Paul Quinn挑出国外几家较典型的汽车物流企业进行分析，呈现出国外乘用车运输行业运输方式的多样化；Railroads主要对美国和加拿大两国的汽车物流在铁路运输方面的现状进行了分析与介绍。

王维天在《乘用车公路运输路径优化问题研究》中对运输路径的优化搭建了两种方案，对整车物流进行了深入分析。先分析目前整车物流的特点和存在的问题，然后建立了VRP、MDVRP模型，最后分别用以上两种算法进行求解。比较了两种算法在解决乘用车多式联运问题时的优缺点。曹金瑞在《国内小型乘用车整车多式联运方案优选研究》中应用轴幅式网络设计对乘用车多式联运方案进行了设计，首先对我国乘用车运输的现状以及目前存有的问题进行分析，然后运用轴幅式网络模型设计。张磊袁建清和郑磊在《汽车整车配载与线路优化方案及算法研究》中考虑路线优化问题的同时，将合理装载也一汽考虑。最后用C-W节约算法对方案进行改进。具有很好的实用价值。石荣在《国外汽车物流服务业发展趋势及启示》中主要重点研究了国外发达国家的汽车物流服务业的发展现状以及未来的发展趋势，并指出其对中国汽车物流行业发展的启示。王德涛在《基于共同配送模式的整车物流配送路径优化研究》中主要研究了商品车在共同配送模式下的路径优化问题，虽然具有一定的实用价值，但是于我国汽车物流现状不符。王俊杰在《安吉公司整车运输物流存在的问题及对策》中以国内汽车物流龙头企业安吉公司为例对整车物流运输过程中存在的问题提出了一些解决方法。张诚，罗贤明对我国汽车物流企业的发展现状做了一些分析，指出应充分利用第三方物流。吕贵鑫重点对我国汽车物流发展现状进行分析，并给出三点对策：借力第三方物流、实现专业化，打造完善的信息系统，改变管理思路、加强资源整合。谭珍玲，海峰，施国雷在《轴辐式物流网络的经济性分析》一文中分析了轴幅式物流网络的优缺点，通过与传统的物流网络进行比较，定量的指出轴幅式网络的经济性。

本文将在充分考虑到我国国情，结合国外发达国家的发展经验，吸取先前研究成果的优点，然后在此基础上进行完善。

3整车多式联运成本计算

3.1运输成本

按照中都物流有限公司的实际情况，以北京运至其他城市为例建立模型，其中每两个城市之间有多种运输模式，如公路、铁路、水路。现在的汽车物流公司的铁路业务采用外包的形式，即汽车从生产地到销售地的全过程全部由铁路货运公司承包。中都在构建运输网络时，首先考虑以各生产基地互为中转库，然后再根据实际各地的销量，在需求量较大的区域考虑设置中转库或前置库。

在经过中都物流有限公司的帮助下，获得了符合中都物流构建运输网络的几个城市，其中，铁路枢纽分别为：郑州、济南、武汉、北京、株洲、萍乡、昆明、贵阳，具体数据见表1。

滚装船运输必须要求枢纽点有滚装码头，经过对中国各个地区的发运量和中都物流有限公司的实际情况进行考虑，选取出以下滚装码头：上海港商品车滚装码头、广州港南沙汽车码头有限公司。

因考虑到铁路运输起运量较大，所以以下三条准则来设计中转站：（1）区域运量要大；（2）辐射范围要广；（3）避免迂回运输。根据以上三条准则，设计出各铁路枢纽点见表2。

表2中，北京枢纽点辐射的区域全部采用公路直发的方式，武汉和萍乡作为中转站，由北京运至武汉以后再由公路运至各个目的地。西安辐射的区域由于面积较大运量较少，难以构成专列，所以可以采用铁路零担或公路直发的方式。

下面考虑由北京出发用水路发往全国情况，各枢纽点和其辐射区域见表3。

由于水路运输受自然条件限制较大，所以有些地区不宜采用水路运输、另一些离始发地北京较近的区域，可以直接由公路直发。其他地区首先用公路运输的方式从北京运到天津，然后再由天津港用滚装船运到目的港。大致流程见图2。

本文对在不同运输方式下的运输距离进行了调研，具体数据见表4。

表4中所有省份都由北京向各个省份辐射，在计算距离时选取各个省份的省会城市进行计算。多式联运主要分为三个过程。（1）发运地道枢纽节点；（2）枢纽节点到枢纽节点；（3）枢纽节点到销售地。

进经过对中都物流有限公司的现有运输费用进行调研，得出运输费用，见表6。其中，公路直发的运输费用为0.9元/车·公里，公路短驳的费用车·公里为15元/车·公里；铁路運输的费用为0.7元/车·公里；水路运输由天津港至上海港为0.65元/车·公里，由天津港至广州港为0.6元/车·公里。此外，水路运输还有装卸费，库场租赁的费用。

运输能力主要受运输方式的限制。由于所采用的运输工具不同，所以运输能力也有区别。具体数据见表6。

公路运输具有单次运量小，但配载方式灵活等特点，所以对于公路运输来说其运输能力是没有上限的。铁路运输如果要开通专列，运量至少要达到15节以上，所以铁路运输运量最低限制为165台。滚装船由于船型的不同，承载力也有所不同，目前我国滚装船的船型有：600车、800车、1000车、2000车、2300车以及3000车，因此，水路运输方式的最大运输能力为3000车。

3.2时间成本

商品车的送达速度是考核服务商的重要一项。所以在选择运输方式时，不仅要考虑运输成本，也要考虑时间成本。在进行多式联运时，时间成本主要可以分為：始发地至枢纽点的短驳时间、集货时间、铁路或滚装船运输时间、装卸时间、分拨时间、枢纽点至目的地短驳时间。分析三种运输方式各自时间成本，见表7（数据来源：中都物流有限公司）。

从表中可以看出，公水联运耗时比较长，大约是公铁联运的两倍。这主要是因为公水联运的流程比复杂，涉及的公司也比较多。

4轴幅式物流网络设计

将公路直通的物流网络进行改进，得出一个枢纽节点为P个的轴幅式物流网络。由于在枢纽节点之间运采用水运或者铁路运输的方式，容易产生规模效应，所以会获得一定的运价折扣。在进行设计时，假设枢纽节点的容量不受限制，并且建设成本为零。

模糊综合评价法主要是以迷糊数学为基础。该综合评价法根据模糊数学的隶属度的理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决。根据实际情况，最终建立的评价指标体系见表8。

将每一个城市都列入评价体系中，则会产生过多无用数据。因此，在实际运用模型分析时，首先我们应该以汽车产销量作为筛选城市的首选条件，只有当产销量满足一定条件时，才有成为候选枢纽的可能。其次，我们将通过上述的模糊综合分析法，在候选枢纽中选出P个一级枢纽。

4.1备选枢纽的选择

4.1.1枢纽节点数量的确定

当我们要确定枢纽时，首先我们要确定在整个运输网络中，我们应该选取多少个枢纽。枢纽数量过多会导致资源浪费，无法发挥规模效应；而枢纽数量太少，干线运输压力过大，且容易导致快件集聚时间过长，时效降低。因此，枢纽数量合理性很重要。我们以中国各个省省会再加上一些北汽在当地有主机厂和较大的枢纽城市作为备选枢纽点（33个），其中3个作为一级枢纽点。

4.1.2备选枢纽城市的确定

在第四章中我们提到，选择铁路需要考虑的因素为：城市经济实力和市场需求、城市地理位置及其交通运输状况，还有物流公司数量及运营状况等来考虑。从中都物流目前的线路来看，其业务较多主要的城市包括：北京，济南，郑州，武汉，株洲，萍乡，贵阳，昆明，重庆，增城，黄骅等。从中都目前的运输网络而言，北京、重庆、株洲、增城、黄骅是其现有的枢纽城市，因此这五个城市应首先被列为备选枢纽城市。上海面向世界的贸易往来十分密切的大都市，也应被列为备选枢纽。而西部城市中的西安、在地理位置上贯穿连接东西的优势，且现在公司已经开始运输比亚迪的业务。虽然现在货运量较小，但其经济基础良好，经济发展前景明朗，因此也应该选入备选城市。因此，选出的备选枢纽城市包括：北京、重庆、株洲、增城、黄骅，西安，上海，武汉，郑州，济南，贵阳，昆明。其中，选出3个作为一级枢纽城市，其余作为二级枢纽城市。

4.2中转枢纽的选择

在选择铁路运输枢纽之前我们必须得到备选的铁路枢纽城市两两之间的距离，与销量。根据已经建立的模糊综合评价法设定的评价体系，在专家对各评价指标的权重进行打分，到判断矩阵，经过计算后得到各评价指标的权重。具体操作过程如下：

（1）目标层相对于准则层的判断矩阵，见表9。

（2）准则层相对于指标层的判断矩阵，见表10、表11、表12。

我们通过软件Gray运算，得出最终评价体系各个指标最终的评价指标所占的权重，见表13。

对于每个城市在指标层中的评分，本文主要参考数据来自中国统计年鉴以及网络中的各项数据，同时也有参考中都物流有限公司关于各项指标的指数。建立模糊评价模型，对目标层中的各个城市进行综合评价。最后运用Fuzzy计算得出结果，见表14。

由计算结果得出，排名为前三位的城市分别为广州、济南、郑州。这三个区域基本可以覆盖全国各个地方，彼此之间没有过近。而我国汽车销售也呈现南多北少，东多西少的形势。所以广州辐射区域面积较少，郑州则较多。所以一级枢纽城市为广州、郑州、济南。见图3。

5结论与展望

本文通过对主要的乘用车多式联运运输模型进行成本和时效性的分析与评价，选择出更加适合企业的运输模型。再通过建立模糊综合评价法构建“轴辐式”航空运输网络。最后以中都物流有限公司做案例分析，验证了本文中模型的可行性。

参考文献

[1]John Paul Quinn.Automotive Logistics： Innovation in Euorope[J].Logistics management，2006，（3）：6570.

[2]Railroads.Automakes discuss improving service[J].Rail Business，2005，11（12）：49.

[3]Pattic Nierat.Market Area of Rail-truck terminals[J].Transportation Research Part A，1997，31（2）：109127.

[4]Tsung-sheng Chang，Best routes selection in international intermodal networks[J].Computer Operation Reasearch，2008，35（7）：28772891.

[5]Milian Janic，Modelling the full cost of an intermodal and road freight transport network[J].Transportation Research Part D，2007，12（10）：3344.

[6]Tedor Gabriel Crainic，Kap Hwan Kim. International Transportation[J].Handbook in OR&MS，Vol.14.

[7]王維天.乘用车公路运输路径优化问题研究[D].大连：大连海事大学，2014.

[8]张鑫.乘用车多式联运规划与投资决策研究[D].上海：上海交通大学，2013.

[9]曹金瑞.国内小型乘用车整车多式联运方案优选研究[D].上海：上海交通大学，2014.

[10]张磊，袁建清，郑磊.汽车整车配载与运输路线优化方案及算法研究[J].计算机技术与发展，2011，21（6）：219222.

[11]石荣.国外汽车物流服务业发展趋势及启示[J].企业研究，2013，（07）：5861.

[12]王德涛.基于共同配送模式的整车物流配送路径优化研究[D].西安：长安大学.2013.

[13]王俊杰.安吉公司整车运输物流存在的问题及对策[J].港澳经济，2013，（26）：106107.

[14]张诚，罗贤明.国内汽车物流企业现状及发展研究[J].中国物流与采购，2011，（4）：6667.

[15]吕贵鑫.我国汽车物流发展现状分析[J].企业改革与管理，2015，（4）.

[16]谭珍玲，海峰，施国雷.轴辐式物流网络的经济性分析[J].物流工程管理，2009，31（5）：1113.

[17]叶怀珍，胡异杰.发展中枢辐射铁路物流的探讨[J].铁道运输与经济，2003，（6）：5254.

[18]李阳.轴辐式网络理论及应用研究[D].上海：复旦大学，2006.

[19]郎茂祥，胡思继.车辆路径问题的禁忌搜索算法研究[J].管理工程学报，2004，18（1）：8184.

[20]路景，周春艳.基于遗传算法的混合优化策略研究[J].计算机技术与发展，2007，17（3）：144146.

[21]罗文远.机动车辆及挂车分类[J].汽车与配件，2003，（22）：1111.