陆运与海运集装箱空箱调运优化研究–以中外运南京分公司为例文献综述

 2022-10-30 10:11:18

国内外文献综述

根据[1]中的数据显示,经过数十年的快速发展,海上运输目前已经占据国际贸易量的90%,特别是海运集装箱运输已成为货运的主导模式,也是全球供应链运营的骨干。集装箱运输的重要性可归功于其标准化,可重复使用,可以方便地使用标准港口设备和船只的特点。然而,其重复使用的性质也意味着需要沿着贸易不平衡的路线装运空集装箱。例如,估计高达40%和60%分别从欧洲和北美运往亚洲的集装箱是空的。与此同时,Ho-Tak Tsang 强调货物运输和航运需求是随机的,因此同商品类型的库存控制问题一样,承运人需要在采购和持有集装箱库存之间的进行抉择,并由此产生了储存和维护成本,有时甚至需要集装箱租赁公司支付租赁费用。

Salvador Furio在[2]中指出集装箱调运具有五种基本模式。其中模式A是一种典型的空箱调运模式,其代表是由亚洲向欧洲出口,并在欧洲收货人处卸载的集装箱。当货物被取出后,空集装箱先被运输至港口,再被调运回亚洲;模式B与模式A的不同之处在于空集装箱将会先存储于空集装箱堆场,再统一运回海港进行后续调运;模式C和D被称为“返回匹配”运作,即出口集装箱在变成空箱后在卸货地附近重新装货,变成进口集装箱返回最开始的发出地,如此一来便在一定程度上避免了空箱的长距离调运。模式C和模式D的区别在于,在模式C中,空集装箱先回到港口在调运给新的出口商,而在模式D中,空箱会先运送至集装箱堆场而非港口;模式E实际上是一种特殊的“返回匹配”运作,即集装箱在变成空箱后将直接运送给新的出口商进行货物装载。这种运作模式也被称为Street-turn,是提高空箱调运效率最好的办法,对于大型集装箱航运公司来说极具吸引力。但是其运作起来具有较高的难度,因为其要求进口公司和新的出口公司之间高度协调。

[3]和[4]中都提到了满意度理论与空箱调运的联系。满意优化方法摒弃了传统的“最优”的概念,强调的是“令人满意”,它将系统性能指标的满意设计与系统参数的优化统一考虑,将优化问题的约束条件和目标函数。学术领域针对空箱调运的研究,无论在陆域和海域,主要集中于研究如何有效利用运输工具的运力,在最低成本的状态下将空箱运回。而许晓毅在[3]中从客户需求的角度来分析空箱调运,在满足客户需求的基础上通过选择合理的运输方式和运输路径,使得调空费用最小化。并通过java编程解模型,对所建立的模型进行了数字仿真。另外,方开莎在[4]中基于满意理论,对铁路集装箱空箱调运时的路径的合理性;最短路问题、前k短路问题进行了重点分析。

聂俊在[5]中对集装箱空箱调运问题进行了SWOT分析,对集装箱空箱调运的优势、劣势、外部机会与外部威胁等方面进行了介绍。此外,聂俊在[ ]中分别构建了陆运和海运空箱调运模型,并通过比较得出了两者之间的差别,包括:陆运模型考虑了三类节点(港口、内陆场站和客户),而海运模型只考虑港口一类节点;陆运模型中没有运输能力限制,海运模型中有运输能力限制;陆运模型中空箱调运没有方向限制,而海运模型中存在调运方向限制;陆运模型中不考虑重箱影响,而海运模型必须考虑重箱影响。

在[6]中,王瑾详细介绍了集装箱租赁的几种方式及其适用场景。其中长期租赁适用于开辟新航线或扩大运输规模,反之,则应该采用短期租赁;当欲购置一定数量的集装箱但资金不足时,可采用金融租赁,待租期届满时按照合同中规定的费率将所租集装箱全部买入;当经营单一航线且挂靠港口较少时,若航线两端往返货源不平衡,则可以采用单程租赁或连续几个单程租赁的方式、若航线两端往返货源较为平衡,则可以采用来回程租赁或连续几个来回程租赁的方式;另外,经营航线复杂且挂靠港口众多时,因各条航线相互衔接,集装箱流动性较大,货源的不平衡也随航线之间的相互衔接而交叉分布,此时便可采用灵活租赁方式解决。另外,该文献运用了分支定界法的来分析空箱调运这一整数规划问题,并使用LING09.0软件进行辅助运算。

王勇在[7]中对箱型代用进行了分析,并在此基础上提出了集装箱空箱调运的模型。根据文献内容,箱型代用下空箱调运问题可以表述为以下情况:某场站有A, B两类集装箱,其中A类集装箱供大于求,在该场站有多余的A类集装箱,B类集装箱供小于求,在该场站急需B类集装箱空箱来满足该场站的装箱要求。如果不考虑箱型代用的情况,那么就必须从其他地方调运B类集装箱或者在该场站附近进行租箱以满足空箱需求。如果考虑箱型代用情况,A类集装箱与B类集装箱可以箱型代用,那么在空箱调运过程中可以用A类集装箱进行代用来满足B类集装箱的空箱需求。需要明确的是,箱型代用情况下进行空箱调运要考虑箱型代用系数与箱型代用费用。

王宝红在[8]中通过对文献的整理分析,指出了关于铁路集装箱空箱调运研究的一些要点,包括:网络流模型、多目标组合优化模型和时间窗模型的构建;加入随机因素、时间窗等约束对模型进行优化;将空车调运和空箱调运进行整体优化、空重箱协调优化等。

Chia huiChang在[9]中将集装箱空箱调运问题与集装箱的装载分配问题相结合,并利用线性规划提出了一个双层结构模型。文章指出,短海集装箱运输公司通常会与若干具有固定到达和离港时间表的港口进行合作,通过部署多艘船舶和往返航线来保持定期服务。在这些为期超过一周的航线上,任意两个港口之间都可以对向运送货物,此时在各个港口会发生频繁的集装箱装卸活动,因此集装箱的装载分配问题显得尤为重要。另一方面,集装箱的空箱调运必须考虑从供应港到需求港的距离。当运输历程较长时,可以将运输服务网络划分为几个分组区域,使空集装箱仅在同一地区范围内进行调运。

Yangyang Xie在[10]中研究了多式联运空集装箱库存共享与协调问题。他考虑由一个内陆铁路运输公司和一个在海港的班轮公司组成的联运运输系统。并创建了集中模型和分散模型两个模型。集中模型分析显示,空集装箱的最佳调运策略受到两个枢纽边际利润的影响,其总是从边际利润较低的一方流向边际利润较高的一方。而在分散模型中,Yangyang Xie设计了一个双边回购合同来对其进行协调,并且提出了铁路公司和班轮公司集装箱库存分配的纳什均衡。

在海运空箱的实际调运过程中,集装箱的发生量较多,且空箱的需求地和供应地是随时间变异的,也就是说某时间段某地对空箱产生需求,而下一时间段或下几个时间段内,该地就有可能产生出空箱,形成空箱的供应。因此,集装箱空箱调运是动态性的离散过程,需要在不同时间内对空箱调运进行决策(包括数量和流向)。丁菲在[11]中构建了静态海运空箱调运模型SOCAM和动态海运空箱调运模型DOCAM两个部分,其中静态模型所需要的参数较少,因此运算比较简单易行,但是动态模型的求解却要复杂的多。因此静态模型比较适合制定空箱调运的月度计划,为空箱调运提供宏观指导;而动态模型则适用于制定空箱调运的周计划或者半月计划,用于空箱调运的具体操作。

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