基于VRP和VSP在河南自贸区实行无车承运人的可行性分析

崔浩堃 李亮杰 陈琼 杜啸森

摘 要：物流是国民经济的关键一环，物流成本的降低可显著增强经济活力。本文以河南自贸区为背景，对施行无车承运人后的物流成本进行核算，论证无车承运人在河南自贸区施行的可行性。

关键词：无车承运人;路径优化;河南自贸区;成本核算

一、 自贸区概述

河南自贸区位处中原内陆，是“一带一路”倡议的重要节点，也是公路、铁路、航空的重要交通枢纽。同时，长久以来中原地区的粮食产量连续数年突破1000亿斤，占全国粮食产量的1/10，是共和国重要的粮食核心产区。2011年，中央正式批复中原经济区上升为国家战略。这些都是在河南建立自由贸易区的前提条件与优势。与我國的另外四个自由贸易区别，皆有自身不同的立足点与发展方向。本篇立足于河南自贸区，以其为背景，对在河南自贸区实行无车承运人项目进行成本核算。

二、 物流行业背景

改革开放以来，我国运输业的跨越式发展已经基本解决了“运货难”的问题，但是在运输效率和成本优化上与发达国家相比仍然具有较大差距，道路货运行业普遍存在“多小散弱的”特征，浪费了社会资源，产生了环境污染，也给从业者徒增了经营成本。对于整个产业链和整个社会产生了负面的影响。

无车承运人是一个近些年出现的物流运营新模式，其前身来自美国track broker（货车经纪人），学界普遍将其视为无船承运人在陆地上的一种变形。无船承运人指的是不用有汽车的从事运输行业的从业者，其类似于物流中介，却比其拥有更高的效率和更低的成本。在现代物流中，运用无车承运人可以有效优化物流行业的运营。同时，当无车承运人结合了大数据分析和物联网技术后，可以将整个物流行业翻开新的一页，为整个行业带来质变，标准化物流、智能化物流、结合物流行业进行的普惠金融等都在这个体系下成了可实现和预期的未来。

三、 成本核算与比较

在这一部分，我们将以河南省郑州市自贸区内五家企业以及其配套的运输车队为分析主体，基于无车承运人在车辆路径优化（Vehicle Routing Problem，VRP）和车辆排程（Vehicle Scheduling Problem，VSP）所带来的优势进行成本分析和比较。

（一）基础假设

通过调查得出以下结论：河南自贸区在运输市场已经具有一定规模的运力，装载过程按照标准化要求合理化装配，准时性基本能够保障，在现实运输过程中每单货物运输的距离矩阵为已知。这些结论满足了建立运力资源组织模型的基本前提。基于理想情况下，此处不考虑时间窗，假设仅有一个配送中心，客户需求明确，货车可整车运输亦可半车运输。下文的成本核算与比较皆基于以上基本情况。

（二）基本状况描述

将无车承运人所带来的资源优化和成本节约问题定义为：当前的市场上有n家企业需要将自身的X种货物运输到目的地d，运输距离分别为Ld，n家企业全部只与无车承运人协商，无车承运人与企业协商的x商品的价格为Pxd。无车承运人同时与运输公司协商，并安排运输公司t以最优的方式将货物x运输到目的地d，运输公司向无车承运人要求的价格为Pt与无车承运人向企业要求的价格Pxd的差额即为无车承运人的收入R。

无车承运人的本质是运输承运人和运力需求方分别与其签订合同，无车承运人在此过程中执行合理组织运力调配，将资源最大化利用的功能。因此无车承运人资源的合理利用的三个主要分析主体为：运输承运人、运力委托人、无车承运人。无车承运人在取得运输承运人委托的情况下与运力委托人进行谈判，运输方所谈判的价格和运输需求方所谈判的价格之间的价格差即为无车承运人的利润，且期望利润最大化。在这里，我们对采用无车承运人前后的效益进行比较。

（三）运力资源优化的基本原理

传统整车运输局限于运力供应方自身固有的客户，可将其理解为在整个运输体系内随机选择路线进行运输，在此过程中，运力供应方需空车前往货物所在地，空载的货车并未产生实际经济效益，提高了运力供应方的运输成本，这一成本传导给货主，将提高货主的物流成本，降低其进行贸易的积极性，从宏观层面则会对整体经济产生不利影响;从环境角度说，空载对环境造成没有必要的污染，消耗了没有必要的能源。通过无车承运人项目，由调配中心对整个物流系统内的所有运力进行统一调配，为货车选择空载距离最小的货物所在地，可降低社会整体的物流成本，在相当大的程度上缓解空载所造成的资源浪费和污染。

计算无车承运人的运力资源优化模型如下：

（四） 实例分析

以河南省自贸区无车承运人项目为例，在运输市场上，无车承运人承运了5家企业的5类货物，并将其分别运往5个不同的目的地，该无车承运人同时亦与7家运输公司签订了合同，拥有对7家运输公司所有运力的调配能力，每个运输公司则拥有不同类型的运力工具可供使用。

同时，在调查中，通过对不同时期不同吨位车型的运输费用进行总结，我们得出运输费用函数F（x），单位tkm，其中X为运货量，单位为t。

算法设计：此处采取禁忌搜索算法计算最优路径。其基本原理为，搜索机制首先从一个初始值开始，沿特定的方向在附近区域内进行搜索，伴随着目标函数的变化，在所有遇到的结果中找到最优解作为当前解并替代初始值。为例避免最优解的范围局限于局部，本搜索方法使用Tabu对整个优化过程进行记录，以保证最优解为全局的最优解。

算法运行：使用MATLAB，将初始预期利润值设计为5%，使用表1、表2所列的数据进行逐步运输运算。

运算结果：车队的平均有效运力使用率为94.73%，平均利润为5.61%，结果高于5%的预期利润，可以保证货车的利润有所提高，且提高的利润可以覆盖无车承运人的运营成本，并使其在一定范围内收取差价，得到合理范围内的利润。

四、 结论

（一）基于成本的核算，可以说明无车承运人通过统筹规划最佳路线，降低货车的空载路程并有效地降低运输成本的方案是可行的有效的。运输成本的降低辐射于上下游，可以助力河南自贸区贸易成本的降低，提高自贸区产品的竞争力。

（二）有效运力水平的提高与空载路程的减少可以降低非必要燃料的消耗，降低二氧化碳、二氧化氮等污染物的排放。减少对汽车燃料的消耗，降低运输业所造成的空气污染和资源浪费。

参考文献：

[1]薛贺香.中国（河南）自贸区的功能定位与战略措施——基于国内自贸区的比较研究[J].北方经贸，2016（06）：4-5+17.

[2]董娜.无车承运人的优势分析和发展建议[J].交通标准化，2011（24）：87-90.

[3]张昕.竞争战略主导的物流企业成本控制研究[J].纳税，2019，13（05）：202+205.

[4]常连玉，陈海燕.无车承运人运力资源组织优化研究[J].公路交通科技，2016，33（10）：152-158.

作者简介：崔浩堃，李亮杰，陈琼，杜啸森，河南大学，河南开封。