探究低碳約束下多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化問題

劉玲

相關(guān)理論與文獻(xiàn)綜述

碳足跡概述

碳足跡即個(gè)人、產(chǎn)品、活動(dòng)或者企業(yè)通過交通運(yùn)輸行為、生產(chǎn)過程以及消費(fèi)過程所導(dǎo)致的溫室氣體排放的集合。碳足跡表達(dá)了一個(gè)人的能源意識(shí)以及行為對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生的影響，呼吁人們保護(hù)自然、愛護(hù)環(huán)境。我國的很多企業(yè)已經(jīng)開始踐行保護(hù)生態(tài)環(huán)境、減少碳足跡的環(huán)保理念。

碳足跡研究現(xiàn)狀

碳足跡當(dāng)前的研究主要集中在以下幾個(gè)方面：一、對(duì)各個(gè)國家、地區(qū)的碳足跡研究介紹；二、將碳足跡概念引入生產(chǎn)制造業(yè)；三、對(duì)具體產(chǎn)品的碳足跡的研究。碳足跡還可以作為指標(biāo)對(duì)污染行為進(jìn)行量化，即通過“水足跡”“碳足跡”“土地占用”等數(shù)據(jù)反映環(huán)境污染的情況。

多式聯(lián)運(yùn)的定義

多式聯(lián)運(yùn)是通過兩種以上的運(yùn)輸工具，進(jìn)行復(fù)合式運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式。國際貨物多式聯(lián)運(yùn)在多式聯(lián)運(yùn)的定義上又追加了新的概念，即按照多式聯(lián)運(yùn)規(guī)范合同，通過兩種以上的運(yùn)輸方式，由多式聯(lián)運(yùn)經(jīng)營人從一國境內(nèi)接收貨物的地點(diǎn)運(yùn)輸至另一國境內(nèi)交付貨物的地點(diǎn)。

多式聯(lián)運(yùn)的優(yōu)勢(shì)

多式聯(lián)運(yùn)的優(yōu)勢(shì)在于集中了各種運(yùn)輸方式的長處，極大地降低了地形對(duì)運(yùn)輸過程的限制，推動(dòng)了運(yùn)輸效率的提升。多式聯(lián)運(yùn)通過將不同的運(yùn)輸方式結(jié)合起來，形成科學(xué)的連貫運(yùn)輸，從而起到簡化運(yùn)輸環(huán)節(jié)、提升貨物周轉(zhuǎn)速度、降低貨物損失、減少運(yùn)輸成本的效果，保障貨物運(yùn)輸更加合理、科學(xué)。多式聯(lián)運(yùn)的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

第一，多式聯(lián)運(yùn)能夠提升運(yùn)輸組織水平，和單一的運(yùn)輸方式相比，多式聯(lián)運(yùn)極大地提升了運(yùn)輸?shù)墓芾砼c組織水平。因?yàn)槎嗍铰?lián)運(yùn)在運(yùn)輸數(shù)量和經(jīng)營范圍上獲得了極大擴(kuò)展，讓運(yùn)輸流程更加合理化；第二，多式聯(lián)運(yùn)能夠綜合利用各種運(yùn)輸方式的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)運(yùn)輸效率的提升，同時(shí)還能有效地降低貨物的庫存時(shí)間和存儲(chǔ)費(fèi)用，減少企業(yè)的運(yùn)輸成本；第三，多式聯(lián)運(yùn)實(shí)現(xiàn)了“門到門”運(yùn)輸，貿(mào)易過程手續(xù)簡單，結(jié)算快捷；第四，多式聯(lián)運(yùn)相比于傳統(tǒng)的普通聯(lián)運(yùn)更加迅速、更加安全。多式聯(lián)運(yùn)的運(yùn)輸環(huán)節(jié)都經(jīng)過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赜?jì)算，各個(gè)環(huán)節(jié)之間銜接緊湊、配合嚴(yán)密，不同運(yùn)輸方式的中轉(zhuǎn)也非常及時(shí)，在運(yùn)輸過程中的停留時(shí)間也很短，有力地保障了貨物運(yùn)輸?shù)陌踩坏谖澹嗍铰?lián)運(yùn)通過多種運(yùn)輸方式的結(jié)合，有效地降低了運(yùn)輸過程中碳排放，促進(jìn)了生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

低碳約束下多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化模型

模型的構(gòu)建

通過對(duì)不同運(yùn)輸方式的二氧化碳排放情況分析（見表1），建立低碳約束下多式聯(lián)運(yùn)路徑的優(yōu)化模型。在傳統(tǒng)的多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃過程中，大多數(shù)研究以時(shí)間成本或者費(fèi)用成本作為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)。但是隨著全球氣候變化對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，科研活動(dòng)的重點(diǎn)逐漸地轉(zhuǎn)移到低碳物流上。

本文通過以碳排放為研究目標(biāo)，建立科學(xué)的多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化模型，為多式聯(lián)運(yùn)在低碳約束下的路徑探索提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

考慮路徑不確定因素的多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化問題與約束系數(shù)

在進(jìn)行多式聯(lián)運(yùn)的過程中，有很多不確定因數(shù)需要進(jìn)行科學(xué)探討。首先，企業(yè)進(jìn)行貨物運(yùn)輸，會(huì)因?yàn)椴煌呢浳镱愋停瑢?duì)多式聯(lián)運(yùn)的運(yùn)輸時(shí)間有著不同要求；其次，在進(jìn)行多式聯(lián)運(yùn)的過程中，企業(yè)經(jīng)營對(duì)貨物運(yùn)輸成本也非常看重；最后，多式聯(lián)運(yùn)中的碳排放是當(dāng)前國際社會(huì)看重的熱點(diǎn)因素，是提升企業(yè)社會(huì)形象，促進(jìn)企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展關(guān)鍵。因此，在多式聯(lián)運(yùn)最優(yōu)路徑的探索過程中，需要同時(shí)對(duì)以上幾個(gè)因素進(jìn)行考慮，來保障數(shù)學(xué)模型的科學(xué)性和實(shí)用性，從而促進(jìn)對(duì)最優(yōu)路徑的有效探索。

模型的建立與應(yīng)用

模型的建立需要對(duì)當(dāng)前國際多式聯(lián)運(yùn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的分析與研究。

基于低碳約束下的多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化問題求解

數(shù)學(xué)原理

在低碳約束下對(duì)多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化問題進(jìn)行研究時(shí)，需要在多進(jìn)程實(shí)驗(yàn)中選取最優(yōu)的結(jié)果，即多目標(biāo)優(yōu)化問題。在多目標(biāo)優(yōu)化問題的解決過程中，往往會(huì)因?yàn)椴煌繕?biāo)間條件、目的存在沖突而難以進(jìn)行問題研究，因此通常會(huì)用到約束法以及加權(quán)法。多目標(biāo)優(yōu)化問題可以在多數(shù)聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化中，通過具體的數(shù)據(jù)分析和模型演練，推斷出運(yùn)輸效率最高、運(yùn)輸速度最快同時(shí)碳排放最佳的路徑，能夠幫助運(yùn)輸業(yè)在運(yùn)輸路徑探尋方面作出很大貢獻(xiàn)。多目標(biāo)優(yōu)化問題最終的解決方式一定會(huì)將多個(gè)目標(biāo)的統(tǒng)一平衡點(diǎn)解算出來，才能展開科學(xué)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，保障實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

數(shù)值試驗(yàn)

在進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化問題實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要對(duì)各個(gè)影響因素進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)，下表是多式聯(lián)運(yùn)城市間各運(yùn)輸方式的距離。運(yùn)輸方式和運(yùn)輸距離是多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化中最關(guān)鍵的影響因素，因此，需要對(duì)各種運(yùn)輸方式以及這些運(yùn)輸方式在各個(gè)城市的運(yùn)輸距離進(jìn)行精確的統(tǒng)計(jì)。

要進(jìn)行多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化模型應(yīng)用的展開，需要其中不同的運(yùn)輸路徑各自進(jìn)行分析模型應(yīng)用方式首先給出了運(yùn)輸單一的鐵路運(yùn)輸方數(shù)路徑，該鐵路運(yùn)輸?shù)穆窂绞沁\(yùn)輸過程中運(yùn)輸目的地和運(yùn)輸起點(diǎn)建的最短距離。鐵路運(yùn)輸在整個(gè)多式聯(lián)運(yùn)過程中，其有著超出其他運(yùn)輸方式的環(huán)保效果。因?yàn)殍F路運(yùn)輸?shù)牡吞寂欧艃?yōu)勢(shì)是明顯強(qiáng)于其他運(yùn)輸方式的。在當(dāng)前交通運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展下鐵路運(yùn)輸?shù)沫h(huán)境清潔特點(diǎn)已經(jīng)成為鐵路運(yùn)輸在節(jié)能環(huán)保方面的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。

低碳約束下多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化問題案例分析

案例一——以X公司為例簡介

X公司成立于1993年，經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)成為國內(nèi)民營快遞行業(yè)巨頭。本文選取X公司浙江杭州分公司作為研究對(duì)象，調(diào)研數(shù)據(jù)均W月為單位。X公司在傳統(tǒng)快遞服務(wù)上的經(jīng)營模塊包括運(yùn)輸、存儲(chǔ)、包裝、裝卸搬運(yùn)、配送、信息處理等環(huán)節(jié)。在快遞業(yè)務(wù)處理流程上，采用傳統(tǒng)的始發(fā)地營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)一始發(fā)地配送中一分棟中一到達(dá)點(diǎn)配送中一到達(dá)地配送的方式。

優(yōu)化模型及參數(shù)設(shè)置

針對(duì)目前X公司的H類末端配送模式，本研究對(duì)各模式的人員安排和能源消耗進(jìn)行了調(diào)查。主要通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員的問卷調(diào)研進(jìn)行資料收集。經(jīng)了解得知，快遞人員每日的收件數(shù)量基本等于寄件數(shù)量，派送次數(shù)一般為5次，較高時(shí)出現(xiàn)7～8次派送。

案例數(shù)據(jù)收集與處理

在整個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)中，固定碳排放量較高的地方需要在研究中多加關(guān)注。隨著我國快遞行業(yè)的迅速發(fā)展，我國快遞點(diǎn)經(jīng)營業(yè)務(wù)程爆發(fā)式增長，其碳排放量也屢次突破歷史高峰。但是，雖然快遞服務(wù)點(diǎn)的碳排放總量一直在上升，單次快遞服務(wù)的碳排放量卻在下降。這是由快遞服務(wù)水平的提升導(dǎo)致的。在數(shù)據(jù)收集過程中，某快遞點(diǎn)的每日服務(wù)件數(shù)為一百五十五以上時(shí)，其碳排放效率等于直接配送，為四百五十件時(shí)，則優(yōu)于直接配送。

結(jié) 論

在當(dāng)前生態(tài)環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約逐漸成為社會(huì)關(guān)注重點(diǎn)的背景下。多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化能夠有效地降低貨物運(yùn)輸過程中的碳排放，減少環(huán)境污染，提高運(yùn)輸效率。多式聯(lián)運(yùn)是未來貨物運(yùn)輸?shù)拇筅厔?shì)，通過對(duì)多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化進(jìn)行針對(duì)性研究，提升我國貨物運(yùn)輸?shù)乃剑Ｗo(hù)生態(tài)環(huán)境。多式聯(lián)運(yùn)路徑優(yōu)化需要對(duì)整個(gè)多式聯(lián)運(yùn)過程中的運(yùn)輸方式進(jìn)行研究，在實(shí)際應(yīng)用過程中，根據(jù)路程特點(diǎn)以及運(yùn)輸方式的優(yōu)點(diǎn)，選擇合適的運(yùn)輸方案，從而起到有效降低碳排放，提升運(yùn)輸效率的效果。

（新疆藍(lán)天石油化學(xué)物流有限責(zé)任公司）