熊桂武

(四川外國語大學國際工商管理學院，重慶400031)

0 引言

隨著經(jīng)濟全球化，為了給業(yè)務的承運人提供最佳的運輸方案，國內(nèi)外學者從不同的角度如運輸成本、運輸時間、碳排放等對多式聯(lián)運運輸問題進行優(yōu)化建模和求解，如Angelica Lozano 等分析了多式聯(lián)運下的最短路問題,采用順序算法進行求解。國內(nèi)汪宇潔等對中國多式聯(lián)運政策變遷進行綜述，對發(fā)展趨勢進行了分析。李葆青分析新時期下我國多式聯(lián)運發(fā)展策略。李倩等建立國際多式聯(lián)運收益分配博弈模型，分析得到Raiffa 解的優(yōu)化算法。于劍針對鐵路運輸，提出目前集裝箱多式聯(lián)運發(fā)展存在的問題以及對策。胡斌對多式聯(lián)運配送徑路存在問題及發(fā)展策略進行研究。

當多式聯(lián)運運輸問題為多目標優(yōu)化問題時，變得更為復雜，一方面，對多式聯(lián)運多目標優(yōu)化問題建模和求解算法變得更為困難；另一方面，當Pareto 前沿解比較多時，承運人的要求并不確定，屬于定性的，如何從這些方案中選擇最優(yōu)的，仍然比較困難。作為一種決策方法，層次分析法通過分析把與決策有關的元素分解為目標、準則、方案，通過指標的轉(zhuǎn)化進行定性和定量分析，幫助承運人決策。在前期研究中，采用基于圖狀的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)對多式聯(lián)運運輸問題進行了建模，并利用提出的混合田口遺傳算法進行優(yōu)化，得到系列Pareto 前沿解，但如何從這一系列解中找到能滿足承運人需求的，仍然比較困難，因此應用層次分析法，可為多式聯(lián)運承運人制定最優(yōu)運輸方案。

1 多式聯(lián)運物流運輸多目標優(yōu)化建模

對于物流多式聯(lián)運，承運人關注的重點主要有運輸?shù)某杀?、時間以及運輸服務的質(zhì)量，由于運輸服務質(zhì)量難以定量化，在優(yōu)化求解方案的初步階段，以運輸成本和時間為目標，找到Pareto 前沿解，然后根據(jù)承運人的要求應用層次分析法對Pareto 前沿解進行評價。多式聯(lián)運多目標優(yōu)化問題可建模如下：

2 多式聯(lián)運多目標優(yōu)化計算

在前期研究中，提出一種混合田口遺傳算法對多式聯(lián)運優(yōu)化模型進行求解。在運輸網(wǎng)絡模型中，運輸方式有公路、鐵路和水運。轉(zhuǎn)運費率、運輸速度和轉(zhuǎn)運時間，采用[7]中的相關參數(shù)進行度量。其中，單一運輸方式的運輸費率，公路、鐵路、水運分別為每集裝箱英里0.9 美元、0.351 美元、0.1234 美元，運輸速度分別為42 英里/小時、37 英里/小時、6.7 英里/小時。貨物轉(zhuǎn)運會增加額外的時間及成本，公路與鐵路之間發(fā)生轉(zhuǎn)運增加的成本為58 美元/集裝箱，公路與水運之間和鐵路與水運之間均為100 美元/集裝箱。公路與鐵路之間轉(zhuǎn)運增加的運輸時間為0.1 小時/集裝箱，公路與水運之間和鐵路與水運之間均為0.17 小時/集裝箱。

考慮兩個任務，任務1 有1000 個集裝箱需要運輸，貨物為注重運輸質(zhì)量（成本），任務2 運輸量為500個集裝箱，但貨物注重運輸時間，比如運輸生鮮、冷凍貨物。假設貨物連續(xù)運輸，直到到達目的地，采用混合田口遺傳算法對任務進行求解，求解結(jié)果如圖1、2所示，圖中給出Pareto 前沿解和其他非支配解，這些解成為承運人進行運輸方案決策的潛在備選解，由于存在多個目標，Pareto 前沿解一個方案并不比另一個解所有的指標更好，導致承運人難以決策，特別是當備選方案特別多、需要平衡的指標也不少的情況，如何進行有效決策將是一件困難的任務，采用層次分析方法可以對這些潛在運輸方案進行定量化分析，進而為承運人決策提供指導。

圖1 任務1 非支配解決方案

3 多式聯(lián)運決策支持系統(tǒng)

圖1 給出運輸任務1 的5 種不同運輸方案，每種運輸方案的成本和時間均不相同，均構(gòu)成承運人潛在的運輸方案。這些運輸方案，由于運輸線路不同，受到外界環(huán)境如天氣、疫情等影響，導致最終運輸成本及時間均存在不確定性，為了表達這種不確定性，通常承運人需要調(diào)查歷史運輸經(jīng)驗或咨詢專家，事先對每一種潛在運輸方案賦予一個附加指標——運輸質(zhì)量，不失一般性，本文對每種方案簡單地進行了賦值，見表1。

表1 任務1 運輸方案及運輸特性

圖3 為Pareto 前沿運輸方案標準化后計算的綜合指標,最高得分為方案4，綜合指標最高（0.717），方案4 為最優(yōu)選擇方案，即前面運輸任務應該選擇船運，與實際運輸過程中傾向于成本最低相吻合。

采用與任務1 相同的計算過程，分析任務2 的六種運輸方案及運輸特性，建立權重判斷矩陣為

對圖2 的Pareto 前沿運輸方案標準化，從計算綜合指標圖4 中可以看出，方案2 得分最高，綜合指標值為0.8616，主要選擇鐵路和水路運輸相結(jié)合，這與貨物運輸?shù)臅r間要求相吻合。

圖2 任務2 非支配解決方案

圖3 任務1 不同運輸方案綜合指標

圖4 任務2 不同運輸方案綜合指標

4 結(jié)語

多式聯(lián)運最顯著的優(yōu)點便是快速的運輸、優(yōu)質(zhì)的服務。不僅為貨主節(jié)省時間、降低了成本,也提高了多式聯(lián)運企業(yè)的效益。本文結(jié)合計算案例闡述了一種選擇多式聯(lián)運線路的方法，對一般貨物和生鮮類貨物運輸任務進行了定量計算。分析表明，貨主更看重普通貨物運輸成本，生鮮類貨物則對運輸時間要求更高，與實際情況是完全吻合的，說明了層次分析法可以應用于物流運輸方案的決策。