探究低碳约束下多式联运路径优化问题

刘玲

相关理论与文献综述

碳足跡概述

碳足迹即个人、产品、活动或者企业通过交通运输行为、生产过程以及消费过程所导致的温室气体排放的集合。碳足迹表达了一个人的能源意识以及行为对自然环境产生的影响，呼吁人们保护自然、爱护环境。我国的很多企业已经开始践行保护生态环境、减少碳足迹的环保理念。

碳足迹研究现状

碳足迹当前的研究主要集中在以下几个方面：一、对各个国家、地区的碳足迹研究介绍；二、将碳足迹概念引入生产制造业；三、对具体产品的碳足迹的研究。碳足迹还可以作为指标对污染行为进行量化，即通过“水足迹”“碳足迹”“土地占用”等数据反映环境污染的情况。

多式联运的定义

多式联运是通过两种以上的运输工具，进行复合式运输的运输方式。国际货物多式联运在多式联运的定义上又追加了新的概念，即按照多式联运规范合同，通过两种以上的运输方式，由多式联运经营人从一国境内接收货物的地点运输至另一国境内交付货物的地点。

多式联运的优势

多式联运的优势在于集中了各种运输方式的长处，极大地降低了地形对运输过程的限制，推动了运输效率的提升。多式联运通过将不同的运输方式结合起来，形成科学的连贯运输，从而起到简化运输环节、提升货物周转速度、降低货物损失、减少运输成本的效果，保障货物运输更加合理、科学。多式联运的优势，主要体现在以下几点：

第一，多式联运能够提升运输组织水平，和单一的运输方式相比，多式联运极大地提升了运输的管理与组织水平。因为多式联运在运输数量和经营范围上获得了极大扩展，让运输流程更加合理化；第二，多式联运能够综合利用各种运输方式的优势，促进运输效率的提升，同时还能有效地降低货物的库存时间和存储费用，减少企业的运输成本；第三，多式联运实现了“门到门”运输，贸易过程手续简单，结算快捷；第四，多式联运相比于传统的普通联运更加迅速、更加安全。多式联运的运输环节都经过科学严谨地计算，各个环节之间衔接紧凑、配合严密，不同运输方式的中转也非常及时，在运输过程中的停留时间也很短，有力地保障了货物运输的安全；第五，多式联运通过多种运输方式的结合，有效地降低了运输过程中碳排放，促进了生态环境的保护。

低碳约束下多式联运路径优化模型

模型的构建

通过对不同运输方式的二氧化碳排放情况分析（见表1），建立低碳约束下多式联运路径的优化模型。在传统的多式联运路径规划过程中，大多数研究以时间成本或者费用成本作为优化的目标函数。但是随着全球气候变化对生态环境的影响，科研活动的重点逐渐地转移到低碳物流上。

本文通过以碳排放为研究目标，建立科学的多式联运路径优化模型，为多式联运在低碳约束下的路径探索提供科学数据。

考虑路径不确定因素的多式联运路径优化问题与约束系数

在进行多式联运的过程中，有很多不确定因数需要进行科学探讨。首先，企业进行货物运输，会因为不同的货物类型，对多式联运的运输时间有着不同要求；其次，在进行多式联运的过程中，企业经营对货物运输成本也非常看重；最后，多式联运中的碳排放是当前国际社会看重的热点因素，是提升企业社会形象，促进企业稳步发展关键。因此，在多式联运最优路径的探索过程中，需要同时对以上几个因素进行考虑，来保障数学模型的科学性和实用性，从而促进对最优路径的有效探索。

模型的建立与应用

模型的建立需要对当前国际多式联运的各项数据进行精确的分析与研究。

基于低碳约束下的多式联运路径优化问题求解

数学原理

在低碳约束下对多式联运路径优化问题进行研究时，需要在多进程实验中选取最优的结果，即多目标优化问题。在多目标优化问题的解决过程中，往往会因为不同目标间条件、目的存在冲突而难以进行问题研究，因此通常会用到约束法以及加权法。多目标优化问题可以在多数联运路径优化中，通过具体的数据分析和模型演练，推断出运输效率最高、运输速度最快同时碳排放最佳的路径，能够帮助运输业在运输路径探寻方面作出很大贡献。多目标优化问题最终的解决方式一定会将多个目标的统一平衡点解算出来，才能展开科学的数学实验，保障实验的准确性。

数值试验

在进行多目标优化问题实验时，需要对各个影响因素进行精确统计，下表是多式联运城市间各运输方式的距离。运输方式和运输距离是多式联运路径优化中最关键的影响因素，因此，需要对各种运输方式以及这些运输方式在各个城市的运输距离进行精确的统计。

要进行多式联运路径优化模型应用的展开，需要其中不同的运输路径各自进行分析模型应用方式首先给出了运输单一的铁路运输方数路径，该铁路运输的路径是运输过程中运输目的地和运输起点建的最短距离。铁路运输在整个多式联运过程中，其有着超出其他运输方式的环保效果。因为铁路运输的低碳排放优势是明显强于其他运输方式的。在当前交通运输技术的发展下铁路运输的环境清洁特点已经成为铁路运输在节能环保方面的关键优势。

低碳约束下多式联运路径优化问题案例分析

案例一——以X公司为例简介

X公司成立于1993年，经过多年发展，已经成为国内民营快递行业巨头。本文选取X公司浙江杭州分公司作为研究对象，调研数据均W月为单位。X公司在传统快递服务上的经营模块包括运输、存储、包装、装卸搬运、配送、信息处理等环节。在快递业务处理流程上，采用传统的始发地营业网点一始发地配送中一分栋中一到达点配送中一到达地配送的方式。

优化模型及参数设置

针对目前X公司的H类末端配送模式，本研究对各模式的人员安排和能源消耗进行了调查。主要通过对现场人员的问卷调研进行资料收集。经了解得知，快递人员每日的收件数量基本等于寄件数量，派送次数一般为5次，较高时出现7～8次派送。

案例数据收集与处理

在整个运输环节中，固定碳排放量较高的地方需要在研究中多加关注。随着我国快递行业的迅速发展，我国快递点经营业务程爆发式增长，其碳排放量也屡次突破历史高峰。但是，虽然快递服务点的碳排放总量一直在上升，单次快递服务的碳排放量却在下降。这是由快递服务水平的提升导致的。在数据收集过程中，某快递点的每日服务件数为一百五十五以上时，其碳排放效率等于直接配送，为四百五十件时，则优于直接配送。

结 论

在当前生态环境保护和资源节约逐渐成为社会关注重点的背景下。多式联运路径优化能够有效地降低货物运输过程中的碳排放，减少环境污染，提高运输效率。多式联运是未来货物运输的大趋势，通过对多式联运路径优化进行针对性研究，提升我国货物运输的水平，保护生态环境。多式联运路径优化需要对整个多式联运过程中的运输方式进行研究，在实际应用过程中，根据路程特点以及运输方式的优点，选择合适的运输方案，从而起到有效降低碳排放，提升运输效率的效果。

（新疆蓝天石油化学物流有限责任公司）