基于時間價值的國際集裝箱運輸路徑的優化研究

劉建林　楊圣紅

摘要：在國際物流中，對集裝箱貨主而言，選擇最佳的出口港不僅僅是考慮陸上運輸方式的成本優化，而是要考慮到最終用戶手中總成本的優化問題，即需要考慮貨物的時間價值。文章以廣西防城港經濟腹地國際集裝箱運輸為研究對象，利用貨主決策模型，討論了基于時間價值的貨流路徑優化問題，為防城港的發展提出了一些建議。

關鍵詞：集裝箱運輸；貨主決策模型；優化

中圖分類號：F259.27文獻標識碼：A

Abstract: This essay mainly set focus on the international container transport form Guangxi Fang Cheng Port's Economy Hinterland, making use of the decision model of the owner of cargos, discussing over the problem on the optimization of container transport route based on the time value, bringing forward some suggestions for the future development of Fang Cheng port.

Key words: container transportation；the decision model of the owner of cargos；optimization

1問題提出的背景

防城港位于廣西南部北部灣北岸，是大陸海岸線最西南端的深水良港，同時也是西部大開發確定的4個一級經濟帶（區）——南貴昆經濟區的最西南城市所在地。防城港在鐵路運輸方面經南防線與南昆、成昆、內昆、湘桂、黎湛、枝柳等干線相連，西南地區進出口貨物經南昆線可以直達防城港碼頭。公路運輸經南防高速公路與西南公路網相連，交通便捷。作為西南出海通道的主門戶及中國—東盟自由貿易區的物流平臺，是中國與東盟經濟交流最通達、最便利的出海口。

在眾多投資者和開發商看好防城港的地理位置優勢的同時，對能否將地理位置的優勢轉化為現實的集裝箱貨流問題成了眾所關注的焦點。本文基于這樣的背景對防城港經濟腹地國際集裝箱運輸路徑的優化問題進行了研究。

2貨主決策模型

對貨主而言，貨物運輸路線（含運輸方式）的決策，須滿足如下基本經濟原則和假定：

第一原則：貨主僅選擇交貨價格最低的起點與路徑的組合；

第二原則：貨主對起點與路徑組合的選擇可由起點與路徑組合的交貨價格的遞減函數來規定；

第三原則：在任意一對起訖點間，全部使用過的路徑交貨價格是相同的，并且低于任一未使用過的路徑的交貨價格；

假設一：貨主對貨物的需求是固定的，與最低的交貨價格無關；

假設二：貨物在起點的產量是固定的，與其當地價格無關。

在滿足基本的原則和假定條件下，我們建立如下貨主決策模型：

MimZ=mh+qty+Cydy-gdg

s.t. fe=he

Tw=h

h≥0

T≥0

T≤Oii

T≤Djj

上述模型中：

e——網絡的元素，s——運輸方式，te——利用元素e運輸貨物的行程時間，

Ce——運輸企業利用元素e運輸貨物的成本，fe——在元素e上貨物的流量，

I——起點分區，J——終點分區，w——起訖點對i,j，p——路徑，

hp——在路徑p上貨物的流量，mi——貨物在發貨點i的價格，

ep——如果元素e在路徑p上運送貨物，則ep＝1，否則為0，

Oi——在起點分區i生成固定數量貨物，Dj——在終點分區j需求貨物量，

Tw——集裝箱在起訖點對w之間的需求量，

w——需求函數起訖點對w的交貨價格，

tp——貨物在路徑p上行程時間，Cp——在路徑p上運送貨物的企業運輸成本，

q——貨主運輸貨物的時間價值，s——運輸企業向貨主收取的運費占成本的比重。

3防城港經濟腹地國際集裝箱運輸網絡的確定

通過對云、貴、川、桂和重慶市的實地調研和對統計年鑒的分析可以得出：昆明是南寧、成都、重慶、柳州等城市的貨物發送中心；重慶是昆明、成都、南寧等城市的貨物發送中心；成都是昆明、南寧、重慶等城市的貨物發送中心；貴陽是成都、柳州、南寧、昆明、重慶的貨物發送中心；南寧是昆明、成都、重慶、貴陽的貨物發送中心。因此，我們選取了昆明、貴陽、成都、重慶、南寧等共5個地方作為貨源運輸節點，貨主一般都包含在這些貨源節點之內。

由于研究國際物流，考慮到集裝箱流量的大小和代表性及其發展，將出口箱到達地和進口箱地來源地分為4個節點：東南亞、香港、歐洲、日韓。同時，考慮到防城港和各個港口之間的協作、競爭的態勢，選取黃埔、湛江、深圳和上海等4港口作為研究對象。防城港國際集裝箱運輸網絡如圖1所示。

網絡中邊的確定遵循下面的原則：省際間的集裝箱運輸方式主要依托鐵路。主要是由于西南省際間的公路運輸路況不佳，許多路段線形差、坡陡彎急，通行能力小，不能適應集裝箱運輸的要求，運輸途中不安全的因素太多，不會為貨主所選擇。事實上省際間的貨物運輸80%由鐵路承擔。

4基于時間價值的最優路徑的計算

貨主決策模型的核心是假定貨主是理性的經濟實體，對其所需的貨物有追求最低交貨價格的行為，即運輸需求僅在最低運輸成本等于需求價格與供給價格之差時才會產生。貨物運輸路線的選擇被假定為“用戶”最優，沒有一個貨主能單獨地通過選擇另一條運輸線路來降低其運輸成本。所以，貨主決策模型的核心在實際計算中可以歸結為解決最短路問題。

集裝箱運輸的時間價值主要體現在流動資金的占用利息上，流動資金占用利息＝集裝箱貨平均價值×利率×運輸和待運時間（元/TEU）。據調研知20英寸集裝箱貨值在1萬～20萬元之間，考慮到防城港目前進出的多為資源性產品，測算集裝箱進出口平均貨值為7 235$/TEU，折合59 882元/TEU。

鐵路運輸待運時間據調研統計一般為2天，2003年貨車機車運行速度為27.2公里/小時，即日行程為653公里，鐵路運輸時間、待運時間為：

Tr＝2＋L÷653＝2＋0.001532L式中L為運輸距離（公里）

故鐵路運輸時間費用為：

Vtr＝59 882×5.31÷365×2＋0.001532L＝17.42+0.0133L（元/TEU）

鐵路運輸費用為全程運費加上時間費用：

Fr＝1.2717L+468.5（元/TEU）式中L為運輸距離（公里）

防城港的海運費由防城港務集團集裝箱公司提供，其余以上海航運交易所公布的各航運公司國際集裝箱平均報價為基礎，并且根據最新航運市場調研結果測算而得。為研究的方便，對防城港的海運費我們采用報價的最低價格進行測算，獲得防城港最理想情況下的貨流情況，然后進行靈敏度分析。

由此我們得到基于時間價值的運輸網絡各相鄰點之間的阻抗矩陣為：

C=

從左至右、從上至下依次為成都、重慶、貴陽、昆明、南寧、防城港、湛江、黃埔、深圳、上海、東南亞、香港、歐洲和日韓。矩陣中M表示它們之間不相連。

基于MathCAD的最優路徑的計算代碼如下：

n←rowsC

for i∈0,…,n-1

for j∈0,…,n-1

continue if j＞n-1

A←iifC＜M∧C≠0

A←0otherwise

for k∈0,…,n-1

for i∈0,…,n-1

for j∈0,…,n-1

continue if j＞n-1

ifCi,k+Ck,j←Ci,j

Ci,j+Ci,k←Ck,j

Ai,j←Ak,j

stackC,A

經過運算得到理想狀況下防城港經濟腹地集裝箱運輸最優路徑和次優路徑如表1。

從上面的表格我們可以看出，在防城港遠洋海運費目前最低的狀況下，它是云貴川重慶等地區的國際集裝箱進出口業務的最佳通道，通過靈敏度分析得知如果海運費在最低的基礎上增加100～150$的話，防城港的優勢就不再存在，事實上后者更接近于市場的實際。

5結論

第一，從運輸距離來看，防城港的直接經濟腹地是廣西和防城港本地，而云、貴、川、重慶相當一部分地區屬于防城港的間接經濟腹地。尤其是上述地區與東南亞的貿易往來，更是以防城港為最佳的進出口岸。

第二，運輸距離的地理優勢是否能轉為現實的集裝箱貨流，取決于下列因素：

（1）由于地方鐵路的收費高，使得地理距離上的優勢被運價的劣勢所替代，在陸路運輸中，特別是省際間運輸，防城港處于不利的位置，如果南寧到防城港的地方鐵路集裝箱運輸的收費費率降低，從陸路運輸的角度來說，防城港的集裝箱進出口量還有潛力可挖；

（2）由于防城港目前國際直航航線幾乎沒有，遠洋集裝箱運輸需要經香港、深圳等中轉，無疑增加了海運費，加上班期密度較低，使得貨物的運輸時間延長。這樣一來，地理距離上的優勢被運價的劣勢取代。使得有些貨主寧愿舍近求遠，在陸路運輸的損失可以由海運運價的極大優勢所彌補，從長遠戰略發展來看，不利于防城港的發展；

（3）從總體上看，由于地理位置的相似性，湛江港是防城港經營東南亞業務和沿海中轉業務的主要競爭者；由于上海遠洋海運費極具競爭優勢，加上國際集裝箱運輸航線密集，使得上海分流了西南眾多的集裝箱量。

總之，影響未來防城港集裝箱吞吐量發展態勢的關鍵因素是：內陸集疏運能力（尤其是鐵路運輸能力）和沿海中轉的集裝箱海運運費水平的高低。

參考文獻：

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