基于节约算法的港口集装箱运输路径优化分析

黄土荣

摘要：港口集装箱运输在运输行业占有重要的地位，随着时代的发展，港口集装箱运输有着更加开阔的发展前景，但是同时发展的同时还存在一些不容忽视的问题[1]，本研究介绍了当前港口集装箱运输发展现状以及存在的不足，并基于节约算法提出了相关的港口集装箱运输路径优化策略。

关键词：港口集装箱运输;节约算法;路径优化;分析探究

分类号：F552.7

当前，对外贸易的不断发展，我国对于港口集装箱运输的重视程度也有所提升，我国港口集装箱运输是世界集装箱系统重要的组成部分。港口集装箱運输不断得到发展的同时，其仓储量、运输成本、运输效率都迎来了新挑战[2]。如何基于节约算法的发展下，探究分析出港口集装箱运输路径，降低港口集装箱运输成本，实现利益最大化的同时，将运输效率做到最好。对于集装箱的运输路径优化，本质上就是对于配送车辆的调度问题，港口的货物量不断增涨，集装箱的作业量随着增涨，港口的仓储量时长出现拥堵、港城的信息出现延误，港口货物推挤时间过长，从而导致了运营成本出现了“高稳定”的状态，因此，基于基于节约算法提出了相关的港口集装箱运输路径优化策略是非常有必要的。

一、港口集装箱发展现状

1.集装箱联盟集团开始形成

集装箱的物流联盟之间联系越发紧密，船舶与仓位实现了共享工作的模式。船舶之间，虽然是载体相同，但是其依然保持着自己独特的发展计划以及商务计划，彼此间的运作更加有效。

2.各类集装箱物理指标越来越大

港口集装箱的船舶，其长度以及宽度都朝着扩大的方向发展，集装箱数量越来越多，其所能承受的负荷量不断提升[3]。一些较大的船舶公司，已经开始订购大型的船舶，以追求集装箱成本的最小化。

3.与信息技术相互融合

在航运业的不断发展下逐渐开发了集装箱管理系统，互联网、卫星定位系统以及跟踪系统都方便了工作人员对于货物具体位置的了解。电子文件也得到了广泛运用，例如对于政府文件的传达以及货运单据的收集。

二、港口集装箱发展不足

1.港口装备不完善

港口不断接触新技术的同时，新问题也接踵而来，新设备发生故障后不能及时地进行抢修与处理，这样就导致了集装箱船舶不断增加在港口的时间，延误了正常的班期。除此以外，进口货物有许多不能用集装箱运输，出口货物必须要用集装箱运输，这样就产生了不平衡的空重箱比例，对于集装箱榆树利益产生不好的影响。

2.相关人员短缺

由于我国部分地区的港口集装箱建设起步较晚，先进的人才与先进的管理理念还存在欠缺，传统的管理手法，无法将港口集装箱运输管理提升。在利益的驱使下，不少私人性质的、规模较小的码头逐渐出现，重复建设极易造成码头岸线资源的浪费。

三、港口集装箱运输现状路径优化分析

相关研究表明，对于集装箱运输路径的优化，主要集中于配送时间准确度方面，节约算法简称为C-W算法，它的主要目的在于解决车辆路程的优化问题，以客户的需求量小于或者等于运输车辆的总载重量为前提不断优化运输路径，从而达到降低运输成本的目的。

1.模型假设

进港运输、出港运输、空箱运输主要构成了集装箱物流的主要输送方式，笔者选取了出港运输进行研究，建立带时间窗的车辆路径优化模型，不断约束，达到最低整体运输总成本。主要有五个假设：设定车辆的初始位置就在物流配送点;设定每位客户的具体货物运输量已知;设定运输车辆始终为相同车型、相同装载量;设定多为客户已知物流配送点，且一个港口存在多个配送点;设定只存在拼箱运输方式、整箱运输方式[4]。

2.模型建立

模型的建立以最小运输成本为目标函数，主要构成要素包括运输成本、时间延误成本、固定成本三个大类。首先对于时间延误成本，可以划分为车辆早到等待时间成本、车辆迟到而延误的时间成本，本研究主要以车辆晚到而造成了损失成本为主。固定成本主要分为车辆司机劳动价值的成本、车辆的调动成本，建立相关模型。

（1）案例分析

本研究主要以舟山至宁波港口群，M公司作为本次研究的对象，主要涉及到以下数据：共有10个客户目标、固定有3辆运输汽车、集装箱的固定载重是10吨、车辆平均配速一小时可以行驶60千米、单位公里的运价是3.3元、一趟运输成本为411元、车辆运输距离最远不超过95千米、时间上的延误为每小时30元。根据这些已知的数据，运用节约算法，可以得出如果只考虑路径最优，实现车辆运输成本最低，存在时间延误，将损失120元，运输总成本为1245.12元;如果只考虑客户的规定时间，不能存在延误，那么运输总成本为1302.66元;如果要将路径优化、客户规定时间都考虑在内，依然会存在无法避免的延误，将会损失30元，总运输成本是1218.5元。因此，通过以上三种情况的对比，可以得出，第三种路径优化方式是最好的，其总路程会减少34.7千米、运输成本能够随之减少114.511。

四、结  语

本研究主要介绍了当前港口集装箱运输发展现状以及存在的不足，以集装箱出港运输环节总成本最小化的角度，基于节约算法提出了相关的港口集装箱运输路径优化策略。通过对三种不同目标的算法情况，找到最优化的路径[5]。尽管如此，实际的运输过程中，也存在着无法控制的突发状况，例如道路拥挤、天气恶劣、客户时间窗等因素，都会对最终的成本产生影响。港口运输公司应该将多种方式联合起来，在寻找减少运输成本方法的同时，还要不断减少港口堆场，减少货物的堆积量。

参考文献：

[1]崔芹芹，杨喆，崔晓飞，薛建良.基于节约算法的餐厨垃圾收运路线的优化分析[J].青岛职业技术学院学报，2020，33（03）：73-79.

[2]程博凯，杭程，胡云霏，刘仕鑫，于佼良，王宇彤，沈建华.基于资源节约策略的弹性光网络碎片整理算法[J].光通信技术，2020，44（03）：45-48.

[3]胡虹，陈京荣，马军娟，孙森.基于时间窗的车辆路径优化问题研究[J].内蒙古科技与经济，2019（19）：76-79+82.

[4].山东省人民政府办公厅关于印发山东省推进运输结构调整工作实施方案（2018-2020年）的通知[J].山东省人民政府公报，2019（04）：12-19.

[5]靳廉洁，任静，张晓晴，齐越，董敏，姚海元，王世军，臧韶辉.长江沿线地区外贸集装箱港口运输需求预测[J].水运管理，2017，39（08）：8-10.

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