協(xié)同運輸過程及分析

[摘要] 本文以運輸企業(yè)之間的合作問題入手，引入并建立各種運輸方式運輸企業(yè)之間的協(xié)同運輸（Co-operation Transportation Management，以下簡稱CTM)理念和經(jīng)營管理模式。結(jié)合GIS信息技術(shù)，分析指出求解最短路可以采用的智能算法，分析研究運輸企業(yè)相互間進行協(xié)同運輸過程合作的技術(shù)與方法。協(xié)同運輸有利于建設綜合運輸網(wǎng)絡，有利于綜合運輸體系的建設與發(fā)展。

[關(guān)鍵詞] 協(xié)同運輸 智能算法 多Agents系統(tǒng)

引言

近年來，我國運輸業(yè)從事各種方式運輸?shù)钠髽I(yè)數(shù)量眾多，規(guī)模普遍不大，管理水平有待提高，加上一些個體運輸?shù)拇嬖冢髽I(yè)之間競相壓價，加之來自國外物流企業(yè)的競爭，運輸市場秩序亟待整理。2008年3月中國交通運輸部成立，各種運輸方式的企業(yè)逐漸區(qū)域統(tǒng)一管理，現(xiàn)有的各方式運輸企業(yè)如何建構(gòu)相互之間的競爭關(guān)系、如何改善運輸經(jīng)營狀況和提高管理水平是目前運輸業(yè)健康發(fā)展必須要解決的問題。文獻敘述了從物流的角度出發(fā)，供應鏈合作的新概念即CTM，文獻和提出現(xiàn)代物流與綜合運輸需協(xié)同發(fā)展以及基于馬爾柯夫鏈的供應鏈協(xié)同計劃，文獻則分別對遺傳算法和供應鏈過程進行了討論。

本文結(jié)合我國當前運輸業(yè)現(xiàn)狀，以運輸企業(yè)之間的合作問題入手，引入各種運輸方式運輸企業(yè)之間的協(xié)同運輸理念和經(jīng)營管理模式。結(jié)合GIS（Geography Information System，以下簡稱GIS）信息技術(shù)，分析研究運輸企業(yè)相互間進行業(yè)務合作的技術(shù)與方法，以提高企業(yè)的經(jīng)營管理水平，降低運輸經(jīng)營成本，整合企業(yè)與社會間的資源，優(yōu)化綜合運輸體系，創(chuàng)造更好的社會效益。

一、CTM含義

協(xié)同學中的核心概念協(xié)同與協(xié)調(diào)、合作、協(xié)作等詞義大體相近，但CTM卻有如下含義：

1.系統(tǒng)中子系統(tǒng)之間的協(xié)同合作，客觀存在于系統(tǒng)中，即存在于系統(tǒng)自發(fā)的獨立運動，又存在于因它們之間的相互作用而形成的關(guān)聯(lián)運動。

當系統(tǒng)外界控制參量尚未達到一定的閾值前，子系統(tǒng)之間關(guān)系較弱，獨立運動占據(jù)著主導地位，系統(tǒng)則呈現(xiàn)出無序狀態(tài)。當控制參量不斷接近閾值時，子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)運動開始逐漸占據(jù)主導地位、當控制參量達到閾值時，相互關(guān)聯(lián)代替相對獨立、相互競爭占據(jù)主導地位，從而表現(xiàn)出協(xié)調(diào)、合作，其整體效應增強，系統(tǒng)從無序狀態(tài)走向有序狀態(tài)，即協(xié)同導致有序，系統(tǒng)的協(xié)同效應得以形成，系統(tǒng)的宏觀有序結(jié)構(gòu)便因此而出現(xiàn)。由此可見，子系統(tǒng)之間的協(xié)同效應決定著系統(tǒng)的有序性。

2.運輸協(xié)同包括運力協(xié)同和運量協(xié)同，就是協(xié)同企業(yè)為了降低運輸成本，提高服務水平和服務質(zhì)量，把需要協(xié)同的訂單及各企業(yè)運力、運量信息在網(wǎng)絡中進行優(yōu)化，確定最合理的運輸設備和運輸路徑，實現(xiàn)綜合運輸服務的最優(yōu)化。

運輸企業(yè)間的CTM是運輸企業(yè)為了提高市場競爭力，提高服務質(zhì)量和服務水平，維持和擴大市場份額而尋求與其他運輸企業(yè)合作的一種新型的經(jīng)營管理模式。協(xié)同強調(diào)的是協(xié)同效應，因此CTM伙伴之間必然是優(yōu)勢互補的協(xié)調(diào)與合作，不擁有相同的市場，借助的是信息系統(tǒng)的支撐，是以計算機網(wǎng)絡、通信設備為基礎，將企業(yè)難以勝任的或難以高效完成的運輸服務包給協(xié)同伙伴。這樣企業(yè)CTM可以理解為兩個或多個運輸企業(yè)，為完成某項運輸任務相互分工合作，共同完成整個運輸，實現(xiàn)貨物空間位置上的轉(zhuǎn)移的運輸方式。它可以是各種不同運輸方式的組合，也可是同種運輸方式在不同地理位置的接力。

二、CTM過程特點

1.特點

(1)由多個具有自主性Agent構(gòu)成，這些Agent可以是性質(zhì)不同的實體，且每個Agent可能都有各自的目標和行為模型；

(2)每個Agent只具有有限的信息資源和問題求解能力，缺乏實現(xiàn)協(xié)作的全局觀點，知識和數(shù)據(jù)分散，決策過程是異步執(zhí)行的；

(3)Agent通過交互求解問題，系統(tǒng)不存在全局控制，即控制是分布的。多個Agent構(gòu)成的復雜系統(tǒng)的原理和Agent之間的協(xié)調(diào)與交互機制，以使Agent能選擇有利于系統(tǒng)聯(lián)合目標的行為。

2.在根據(jù)運單需求確定需要協(xié)同的任務目標后，其協(xié)同過程如下：

(1)協(xié)同規(guī)劃及求解協(xié)同結(jié)構(gòu)，進行任務的分解；

(2)尋求協(xié)同伙伴，進行任務的分配，選擇協(xié)同方案；

(3)任務的實施，具體實現(xiàn)目標。

三、GIS在CTM中的功能

GIS在CTM中的最突出的功能就是進行網(wǎng)絡分析。它包括以下幾個方面：

1.路徑分析。路徑分析是網(wǎng)絡分析中的基本功能，其核心是對最短路徑和最佳路經(jīng)的求解。最短路徑的產(chǎn)生基于網(wǎng)線的阻礙強度，最佳路徑就是網(wǎng)絡中兩點間阻礙強度最小的路徑。如果要找最快路徑，阻礙強度要預先設定為通過網(wǎng)線或在節(jié)點處滯留所花費的時間，如果要找費用最小的路徑，阻礙強度就是費用。

2.資源分配。資源分配就是為網(wǎng)絡中的網(wǎng)線和節(jié)點按阻礙強度的大小來尋找確定最近的中心進行資源發(fā)散或匯集的地方。這里的資源分配就是運輸任務的分配，車輛的調(diào)度等。

3.流分析。所謂流，就是將資源有一個地點運送到另一個地點。流分析的問題主要是按照某種最優(yōu)化標準比如：時間最少、費用最低、路程最短或運送量最大等設計運送方案。

在運輸協(xié)同中，GIS充當著信息系統(tǒng)的角色，在車輛導航定位和監(jiān)控調(diào)度管理中獨樹一幟。G1S集中車輛行駛交通通達性信息系統(tǒng)和被管理目標主題信息于一體，不但能夠借助電子地圖迅速準確地為車輛駕駛員和系統(tǒng)管理員提供各種信息的查詢，靈活方便地為車輛在運輸網(wǎng)絡任意兩節(jié)點間選擇最佳行駛路線，并且能夠通過監(jiān)控中心與管理車輛之間的雙向通訊，對車輛實行跟蹤和調(diào)度管理。

四、CTM分析

1.CTM是我國運輸企業(yè)為了提高市場競爭力，提高服務質(zhì)量和服務水平，維持和擴大市場份額而尋求與其他運輸企業(yè)合作的一種新型的經(jīng)營管理模式。其目的是建立長期的、穩(wěn)定的合作關(guān)系，達到雙贏的效果，在目前交通運輸成立的政策背景下，可以預見，不同運輸方式的運輸企業(yè)之間的CTM發(fā)展將越來越多。

2.運輸協(xié)同組織是虛擬組織。它是協(xié)同伙伴在共同合作的基礎上，由各成員共同組建協(xié)同小組，借助于網(wǎng)絡技術(shù)和信息系統(tǒng)，對CTM任務以協(xié)同體的成本最小為原則進行統(tǒng)一分配，并用GIS決策技術(shù)指定最短行駛路線，對協(xié)同運力實行統(tǒng)一調(diào)度，減少空載行駛，協(xié)調(diào)各成員之間的沖突，實現(xiàn)協(xié)同伙伴之間的資源共享，經(jīng)營成本最小，避免重復建設和資源浪費。

3.協(xié)同伙伴的選擇有一定的選擇標準，需要對潛在協(xié)同對象的兼容性、互補性、能力等匹配性或兼容性進行研究和考察。兼容性包括企業(yè)間在戰(zhàn)略發(fā)展、企業(yè)文化、管理理念與模式、財務方面相互適應，彼此匹配，是否存在沖突和具有良好的合作性。同時企業(yè)之間在市場上的互補和信息技術(shù)的共享是協(xié)同的必要條件。在考察潛在伙伴的能力時，通過對潛在伙伴市場能力、技術(shù)能力、運輸網(wǎng)絡方面考察，研究通過CTM，協(xié)同雙方是否能實現(xiàn)較好的經(jīng)濟效益。

4.以G1S為運輸協(xié)同體的信息平臺利用Agent設計理論和網(wǎng)絡算法理論，開發(fā)針對多企業(yè)CTM的軟件系統(tǒng)，以實現(xiàn)對CTM調(diào)度的可視化和人工智能管理。調(diào)度的最優(yōu)化包括對運輸任務的合理化分解、分配、運力的合理化調(diào)度與最短運輸路線的規(guī)劃。

5.要實現(xiàn)有效的和最優(yōu)化的CTM，運輸協(xié)同體的信息管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫的處理過程中必須有其自身的系統(tǒng)特性和工作系統(tǒng)控制規(guī)則，包括技術(shù)要求、同步機制、協(xié)作機制與安全機制等。

6.目前尚有待進一步研究CTM信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫開發(fā)、協(xié)同利益分配問題、協(xié)同體協(xié)調(diào)機制、協(xié)同成員的制約機制等。

參考文獻：

[1]徐冠杰:供應鏈合作新概念-協(xié)同運輸管理(CTM) .物流技術(shù)，2006(2)73～76

[2]李愛國:現(xiàn)代物流與綜合運輸需協(xié)同發(fā)展.中外物流，2006(5)29～31

[3]張煒:基于馬爾柯夫鏈的供應鏈協(xié)同計劃及運作周期研究.同濟大學碩士論文，2006.6

[4]戴紅楊兆升 肖萍萍:交通流誘導與控制協(xié)同優(yōu)化模型的遺傳算法求解.吉林大學學報(工學版)，2006(1) 157～160

[5]耿雪霏劉凱呂廣顯:協(xié)同運輸管理：新型供應鏈管理模式.綜合運輸，2007（1）39～42