基于AHP的城市间物流运输路线选择研究

摘要：“次日达”等高效率配送的出现，彰显着我国在交通运输方面的显著进步，表明国内运输方式和路线选择范围越来越广。高效率配送除了依赖于仓库的位置选择外，还寄托于城市间的快速物流运输。本文针对物流配送过程中的城市间物流运输路线选择问题，采用层次分析法进行各因素权值分析研究，通过实例表明该方法能有效地解决城市间物流运输路线选择问题。

关键词：物流运输；路线选择；层次分析法

引言

随着电子商务的盛行，配送作为一种新型的物流手段，得到迅猛发展。在人们日益追求高效率配送的形势下，无论是物流企业、电商企业还是实体经济企业都纷纷在很多城市设立了配送中心，并通过不断选择更好的运输方式来提高运输效率。随着中国经济实力的增强和科技的进步，我国物流运输结构逐步改善，不再单单依赖于铁路运输。其他运输方式运输能力快速提高，在减轻铁路运输压力的同时，带动了整体物流运输的效率。运输硬技术的不断进步与运输软技术的合理使用相结合，才能让物流效能实现最大化。因而利用层次分析法简捷有效地选择最适合自身产品的城市间物流运输路线，不仅能够帮助企业实现多方面兼顾的高效率配送，同时能达到缓解行业物流运输压力的效果。

1、物流运输方式及选择因素

1.1 物流运输方式

近年来，我国运输硬技术不断完善，其运输基础设施如公路、铁路、海运、运输车等一直在不断更新。目前来看，在我国现代物流运输系统中，物流运输主要有以下五种方式：

（1）铁路运输：是陆地长距离运输的主要方式，几乎不受运输条件影响，有可重载高速运行以及运输单位大的优势。且选择方式多，除传统火车外还有高铁动车新一代铁路运输方式；

（2）公路运输：其空间、时间自由，受線路停车站等约束小，可实现门对门直达输送。其优势在于可以简化产品包装，造成货物损伤、丢失和误送的可能性很小；

（3）水路运输：在大批量和远距离的运输中有价格优势，比其他运输方式便宜。其余优势在于可以运送超大型和超重型的物品；

（4）航空运输：优势在于运输速度快，耗费时间短，对货物造成的损失很小。适合保鲜物品的输送，但运输费用较高；

（5）管道运输：优势在于维修费便宜，可输送大量物资的同时不费人力、运输成本低、占地少、安全事故以及公害都较少，但存在运输地点、输送对象有局限性的弊端。

在物流运输过程中，除运输方式不同以外，每种运输方式还有不同的运输路线。因而物流运输路线的选择除了要考虑运输方式的选择，还要在各运输方式的基础上考虑路线的不同对运输效率的影响。

1.2 影响物流运输路线选择的因素

在现代物流运输系统中，要想选择城市间的物流运输最优路线，需要考虑很多因素。比如在考虑运输方式时，会考虑运输货物的种类、运输量、交通状况、运输距离、运输方式的速度、运输时间和运输成本等。在考虑同一运输方式下的运输路线时，会考虑运输时间、运输距离、运输成本以及交通状况。其中，运输距离和运输方式的速度在一定程度上可以不加以考虑，因为可直接通过选择运输时间来概括运输距离以及运输速度的选择，如果再加以考虑的话，会为选择变得更加复杂，且毫无必要。因而本文根据参考文献[1][2]主要考虑以下五点来对物流运输路线进行最优选择，即运输时间、运输成本、运输货物种类、运输量和运输交通状况。

关于运输货物种类：企业或者单位选择物流模式必须立足于自身产品的属性。如果单个产品的性质或者重量等不符合某一运输方式的标准，就必须选择其它的物流方式。比如易燃易爆类就不能选择航空运输以及铁路运输，应按照国家严格的运输标准来进行。同时必须全面考虑自身产品的价值、时效性等属性来选择物流模式。若该物品时效性较短则可相应选择时间较快的运输方式。

关于运输交通状况：除了公路运输的道路情况、堵车情况、红绿灯情况需要考虑以外，影响铁路、水路以及航空运输状况的因素也需要考虑在内，如是否因为天气的原因影响这几种运输方式的实行度，比如暴风雨、暴风雪可能会使这些运输方式无法被选择。

关于运输成本：运输成本除考虑运输工具的消耗外，还包括人工费用，过路费等。

关于运输时间及运输量可通过直观的信息进行考虑，如运输货物自身的重量、地图软件给出的参考时间等。

2、层次分析法的方法步骤

层次分析法（AHP），是一种将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次（一般为三个层次），再在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。

首先根据多决策目标问题将问题分解为目标层A、准则层B和方案层C。利用主观赋权法对目标层下的准则层进行赋权，用两两比较的方法得出目标层A下的准则层B的比较矩阵。然后把比较矩阵的每一元素除以其相对应列的总和，所得商组成标准比较矩阵，他们各行的平均值就是目标层在各准则上的权重。同理，可以得到准则层B中各准则下的各方案权重。最后进行一致性检验，检验步骤如下：

第一步：由被检验的两两比较矩阵乘以其特征向量，所得的向量称之为赋权和向量。

第二步：每个赋权和向量的分量分别除以对应的特征向量的分量，即第i个赋权和向量的分量除以第i个特征向量的分量。

一般规定，当CR≤0.1时两两比较矩阵的一致性可以接受，则该过程结束，表明所设权重可用；若CR>0.1则表示两两比较矩阵一致性太差，必须重新从两两比较矩阵处开始循环、进行两两比较判断，直到满足条件为止。

3、层次分析法在运输路线选择的示例研究

本文以从广西南宁市到四川成都市进行货物运输为例，对基于AHP的城市间物流运输路线选择研究进行验证。

首先，根据百度地图以及收集到的资料，从南宁市到成都市的货物运输可分别通过公路、铁路、航空运输三种方式。而铁路运输又分为高铁运输和火车运输，公路运输稍好的路线共有三条。所以方案层C为火车运输、高铁运输、飞机运输、公路运输1、公路运输2、公路运输3。准则层B如前所说，为运输时间、运输成本、运输货物种类、运输量以及运输交通状况五类。目标层A则为最优路线。如图1所示：

其中公路运输的三条路线的区别在于卡车1方案所需时间少、收费多，卡车2方案经过红绿灯少，卡车3方案收费少、时间长。

根据以上对层次分析法步骤的描述，通过咨询相关专家，分别得到目标层下准则层的权重以及各准则下各方案的权重。其判断矩阵如表2-表7所示：

求得他们的权重向量，然后进行一致性检验，其一致性检验结果為（A为目标层，B为准则层，C为方案层）：

CR（A-B）=0.02，CR（时间-C）=0.03，CR（成本-C）=0.04，CR（货物种类-C）=0.07，CR（运输量-C）=0.05，CR（交通状况-C）=0.01。结果均小于0.1，因此均通过一致性检验。最后计算其层次总排序值，结果如表8所示：

基于以上计算结果对选择层次进行总排序。通过表8可得出结论：C3飞机运输方案是此次货物从南宁市到成都市的最优物流路线选择。

4、小结

本文充分利用了层次分析法在处理多准则、复杂问题方面的优点，对城市间物流运输路线选择进行了研究。通过实例分析，表明该方法在一定程度上具有较好的适用性，能够简捷有效地解决物流运输在路线选择上的问题，对于不同货物能较好地选择出最适合该种货物的运输路线。但需要注意的是，在采用层次分析法确定权重时，需广泛征集有关人员和专家意见，使计算所得权重更好地符合实际情况，最大限度提高层次分析法模型的适用性。

参考文献：

[1] 曾艳，余治平，李映红.层次分析法在运输方式选择中的运用[J].交通标准化，2005（12）：113-115.

[2] 周颖，周林峰.基于AHP的物流运输方式选择[J].技术与市场， 2010，17（06）：34-35.

[3] 李延芳，杨顺坡，武佳枚.基于层次分析法对水利工程建设监理项目顾客满意度的评价[J].经济研究导刊，2010（11）：187-189.

[4] 索明亮.基于层次分析法的物流配送车辆选型研究[J].物流科技， 2018，41（09）：29-32.

[5] 张曙光，李伟.层次分析法在建设决策方案信息处理中的应用[J].情报科学，2006（03）：382-385.

作者简介：

黄静如，成都信息工程大学，研究方向：管理科学与工程。