基于需求分类的“义乌—汉堡”中欧班列路径优化研究

王春越

摘 要：本文首先从中欧间贸易格局总体稳定的角度说明中欧班列发展的较大前景，并简述现存部分组织问题，揭示本文研究的意义。此外，本文着重考虑客户需求对于中欧班列路径优化方案的影响，对货主需求从时间与成本角度考虑，将问题简化为最短路问题，建立0-1整数规划模型;实例分析“义乌—汉堡”线路制定路径优化方案，选定哈尔滨、沈阳、成都、重庆、西安、天津等12个中转站点，收集数据，使用计算工具LINGO对模型进行求解，最后得出结果。

关键词：需求分类;中欧班列;路径优化;0-1整数规划;LINGO

中图分类号：F742 文献标识码：A 文章编号：2096-0298（2021）05（a）--03

1 研究的背景及意义

中欧间贸易的不断发展既满足了“一带一路”倡议的客观要求，又使得欧洲的货运代理业务在中国许多地区得以展开。然而，地区间由于获得经济发展主动权展开了激烈的竞争，也为中欧班列的良好发展埋下了深深的隐患。因而，有必要在合理的科学规划下整合资源，构建高效合理的路径优化方案，提高中欧班列的运输效率及面对其他运输方式的整体竞争力。

然而，目前中欧贸易现存的组织问题导致部分班次不能正常运行且多条线路的班次制度不稳定;而且，由于中欧之间的沟通不顺畅，导致整个运输过程碎片化，不能实现良好的连续性。在干线运输的过程中，由于转运节点选择的不恰当、工艺环节衔接的不顺畅、运输方案设计不当等原因，导致运输过程中存在运输时间较长、运输成本较高等问题。本文实例站在多式联运经营人角度，接受客户委托，并按照客户需求，结合中欧班列进行路径优化，提出义乌至汉堡的较优解决方案，对现实具有一定的指导意义。

2 国内外研究现状

池永明（2016）[1]对3种运输方式优劣势的比较以及中欧班列通道运行情况，分析了中欧班列的运行现状以及中欧班列面临的发展困境。刘杰等（2011）[2]通过拆分中转节点以处理多式联运网络，同时考虑到实际情况对路径选择的影响，细化运输费用，提出备选集， 建立动态路径优化模型。孙岩（2017）[3]综合分析了多式联运路径规划问题的规划特征，构建了整数规划模型，并以实例为证，验证了优化模型的可行性及有效性。陈迎欣（2012）[4]分别对蚁群算法中的信息素更新策略及启发因子进行改进，引入搜索热区机制，进行仿真，验证了改进算法的有效性。侯玉梅等（2015）[5]以成本为目标，构建了带软时间窗约束的路径优化问题模型，并采用自适应遗传算法对模型进行求解。

3 班列联运存在的问题及分析

3.1 班列运输接驳不畅

中欧班列联运过程中接驳不顺畅是当前发展过程中面临的首要问题。一方面，欧洲各国的铁路口岸运营能力不足，致使班列去程货物在沿线口岸长时间逗留的情况时有发生。另一方面，各国法律相关规定不同，致使没有统一运单;而中欧班列联运涉及多种运输方式、多种角色及多个环节，这也使得整个运输过程中的物流信息不能顺畅流通。

3.2 班列运输成本偏高

随着经济全球化进程的推进，国际间的货运量越来越大，而客户都会根据自己的偏好，选择一种不管是运价还是运输速度都相对合理的运输方式。对于中欧班列来说，其竞争对手主要为海运企业。而中欧之间的海上运输主要是由我国沿海港口出发，通过马六甲海峡、苏伊士运河（或好望角）到达地中海沿线的欧洲国家。其中，海运运价大致为每40ft标箱2500美元，中欧班列3条通道各线路平均运价大致为每40ft标箱6000美元。在引入政府补贴后，其运价减低，性价比提高，但政府补贴毕竟不能长时间提供。尽管中欧班列这种新兴运输形式具备时间较短、运距适中且安全性较高的显著优势，但是其总体运输成本明显高于海运运输成本的实际情况，在短时间内难以得到根本改变。另外，欧盟通行的运价率明显高于我国及独联体各国铁路运费。在这种情况下，中欧班列各运营主体之间还没能形成统一的对外阵营，增加了铁路方面统一开展对境外进行价格谈判的难度，无法以中欧班列品牌优势对欧竞价，无法取得最大优惠。另外铁路运输过程中换装耗费的时间比较长。欧洲某些国家铁路为宽轨，不同于我国的标准轨距，使得中欧班列途中至少需要进行一次换轨，甚至需要换轨两次，大大增加了整个运输过程的成本。

3.3 班列返程货源不足

返程货源匮乏一直以来都是中欧班列运行过程中的主要问题，自然也影响着中欧班列多式联运的发展。目前空载率普遍来讲仍然较高（部分不能常态化高频次的中欧班列回程空载率高达60%）。从两国经济的角度来看，正是两者之间贸易结构的差异导致了中欧班列返程货源匮乏，我国对欧出口的大多是劳动密集型产品，而欧盟国家向我国出口的则大多是技术密集型产品。从市场的角度来看，中欧班列还没有形成较大的品牌影响力，在欧洲各国的知名度还需要进一步提升与拓展，同时市场还有待于进一步得到扶持与开拓。从客户的角度来看，一方面对于中欧班列这个新兴运输形式，还需要继续观望;另一方面中欧班列的服务水平相比很多成熟的现代化物流企业还存在较大差距，需要进一步提升。

4 基于需求分类建立路径优化模型

4.1 运输需求分析

随着时代的发展和科技的进步，铁路基本可以修建在任何地方。铁路相比航空、航运等跨境运输方式，在运输成本和运输时间上具有较大优势，在成本和时效上介于两者之间。而中欧班列与传统铁路运输相比，在通关过程中也有明显的改善，具有更大优势。

在实际运输过程中，客户对于运输成本和运输时间有不同的需求。并且随着经济的快速发展，对物流的需求更高。最佳运输计划必须把客户需要放在第一优先级。

4.1.1 运输成本最低

对于运输价格上更敏感的货主，在选择了中欧班列托运货物的前提下，托运的货物通常批量较大，价值较低，货物价值随时间变化不大，如食品制品和一些原材料等。其中有一种相对特殊的运输成本需求，即一定时间内运输成本最低。对于想要在時间和成本之间寻找一个合适的点的货主，不管是对时间还是成本都有一定的要求，对于在运到时限上拥有比运输费用更高敏感度的货物，一般批量大、价值高、货物的商品价值受时间的影响比较大，如应季服装等。一般情况下货主在选择运输方案时，会考虑在一定运到时限内费用最低的。

4.1.2 运到时限最短

对于运到时限上更高敏感的货主，在选择了中欧班列托运货物的前提下，托运的货物通常附加价值较高，商品价值随时间影响较大，如汽车、高档食材等。其中也有一种相对特殊的运输时间需求，即在一定成本内运输时间最短。对于想要在时间和成本之间寻找一个合适的点的货主，不管是对时间还是成本都有一定的要求，对于在运输费用上拥有比运到时限更高敏感度的货物;一般批量大、价值适中、货物的商品价值受时间的影响一般，如日消品等，一般情况下货主在选择运输方案时，会选择一定的成本预算范围内运到时限最短的。

4.2 模型假设

（1）不考虑气候、政治等不可抗力对运输成本和运输时间的影响。

（2）节点间路径的运输方式只能有一种。

（3）一个中转站点最多参与一次运输方式的转换。

（4）将中转站点设为虚拟路径。

4.3 实例验证

习近平在十九大的报告中明确指出，加强“一带一路”建设，以实现与中欧班列沿线贸易畅通。然而，由于地区间政策的不同以及恶性竞争现象，导致部分地区呈现货源不足的现象。

4.3.1 起讫点选择

以义乌作为起始站。义乌小商品城始于1982年，汇集200万种多样产品，为215个国家及地区提供货源平台，被许多国际权威机构认定为世界第一大市场。首先，就地理位置而言，义乌作为浙中交通枢纽，交通便利。其次，义乌有大量海外客商常驻，是义乌通过“一带一路”中欧班列进行对外贸易的重要纽带。最重要的一点是义乌本身有着便捷高效的物流园区，且通关便利，方便货运贸易的组织与进行。综上所述，将义乌作为实例来分析研究中欧班列多式联运运输方案的起始站点。

以汉堡作为终点站。首先，目前国内有多达12个城市中欧班列通往汉堡。其次，就地理位置而言，汉堡是德国北部重要的交通枢纽，连通国内城市及其他欧洲各国。并且就经济贸易方面而言，汉堡作为德国重要的工业城市，多数工业与外贸有关。综上所述，将德国汉堡作为本文实例分析研究中欧班列多式联运运输方案的终点站点。

4.3.2 问题描述

现从多式联运经营人角度考虑客户对运输成本、运输时间的需求将集装箱货物从义乌通过中欧班列运往德国汉堡。虽然义乌已经拥有比较成熟的中欧班列线路，本文主要探究在将客户需求分为限定时间内运输费用最低、限定成本内运输时间最短两类情况下，以大连、沈阳、武汉、长沙、郑州、 西安等基本常态化中欧班列线路始发站作为中转城市探究义乌—汉堡中欧班列路径的优化方案。货物运输费用以40ft标准铁路集装箱进行计算。并假设各站点正常作业无其他影响因素，不考虑中转等因等待而产生的仓储费用，设定文中出现费用均以人民币作为基本货币单位。

4.3.3 运输时间及成本分析

本文将运输时间分为站点中转时间、在途运输时间及其他时间;其他时间构成为提空/返空，装箱/拆箱以及延误时间等。根据本文设定，其他时间不是本文研究的重点对象，故不加入考虑范围。其中站点中转时间主要包括集装箱办理站作业时间及站点衔接等待时间。

运输成本分为站点中转成本、在途运输成本及其他成本;其他成本构成为集装箱使用费、集装箱装箱/拆箱费、拼箱费、运踪反馈服务费、FCR单证费等。根据本文假设及实际情况，不列入影响因素内。其中，各中欧班列线路分为在途运输费用和途径场站的作业费用。

4.4 结果分析

一方面，从商品特性角度，就义乌货源种类来讲，小商品居多，明显对运输成本具有更高的敏感度。在这种情况下，货物通过铁路运输从义乌运至西安，通过西安—汉堡中欧班列线路运往德国汉堡，运输最低成本为22056元，远低于中欧班列“直达”义乌—杜伊斯堡—汉堡线路运输成本，运输时间25.3天。另一方面，在经济全球化的大背景下，顾客需求多样化，喜好变化迅速，产品更新的速度加快，产品生命周期缩短，国际企业想要利用国际供应链建立竞争优势，就要尽量满足时间需求，在这种情况下，货物通过公路运输从义乌运至郑州，通过“郑新欧”线路运往德国汉堡，运输时间最短为17.4天，运输成本42760元。

从班列开班频次角度，义乌通过铁路运输至12个中转城市的开班频次直接影响货物在义乌的衔接等待时间，开班频次越多，衔接等待时间也越短。同时，各中转城市至德国汉堡（杜伊斯堡，纽伦堡）的开班频次直接影响货物在义乌的衔接等待时间。12个中转城市中，哈尔滨、沈阳、长春、大连、天津、西安的中欧班列周频次为2周1次，使得衔接等待时间过长;郑州的中欧班列周频次为1周6次，衔接等待时间最短。在此基础上，也使得货物通过公路运输从义乌运至郑州，通过“郑新欧”线路运往德国汉堡，运输时间最短，同时也方便货物随时流入流出;由于西安开班频次较低，使得尽管运输成本最低，运输时间与本文其他运输方案相比过长。

5 结语

文中结合中欧班列对义乌—汉堡进行了路径优化方案制定，探讨了不同需求下的最优方案，主要总结如下：

（1）分析了路径优化方案的影响因素。对客户需求进行了分析，将客户需求分为时间需求及成本需求，并依据需求分类建立路径优化模型。

（2）以“义乌—汉堡”为实例分析中欧班列路径优化方案。通过计算、查询及其他辅助手段修正，得到节点中转及在途运输的时间、费用。根据义乌的货源种类，对较低运输成本具有更高的偏好，应选择运输成本最低方案，即货物通过铁路运输从义乌运至西安，通过“长安号”线路运往德国汉堡。

（3）由于作者能力有限，对于运输需求分析还不够全面，联运方案也较为单一。本文对于货主需求仅分析了运输时间需求和运输成本需求，针对“义乌—汉堡”多式联运运输方案仅提供了公铁联运及铁铁联运两种方式。

参考文献

池永明.中欧班列发展的困境与出路[J].国际经济合作，2016（12）： 60-65.

刘杰，何世伟，宋瑞，等.基于运输方式备选集的多式联运动态路径优化研究[J].铁道学报，2011，33（10）：1-6.

孙岩.基于运输情景的多式联运路径规划优化建模方法研究[D].北京：北京交通大学，2017.

陳迎欣.基于改进蚁群算法的车辆路径优化问题研究[J].计算机应用研究，2012，29（06）：2031-2034.

侯玉梅，贾震环，田歆，等.带软时间窗整车物流配送路径优化研究[J].系统工程学报，2015，30（02）：240-250.