英语原文共 22 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
对于灵活的运输时间和运输使用转包的可能性集装箱
多式联运网络服务网络设计
摘要：欧洲西北部的鹿特丹和其他几个内陆码头正在提出一种集装箱多式联运网络：欧洲网关服务（EGS）网络。该网络是由欧洲集装箱码头公司（ECT）的几个海港提出并运营的。为使得这种网络在的使用在经济上合算，这些海港必须提出一个关于集装箱运输的统一规划。这篇论文提出了一种数学模型以确定给定的网络中几个码头之间的最优服务计划表。这种模型引入了两个新的多式联运网络规划问题的功能。首先，逾期交货将会被处罚而不是禁止。其次，该模型包括自营时段和分包时段。该模型考虑对航运、铁路运输、卡车运输都实行自营或分包服务。在关于EGS网络的案例研究中，我们发现，含转运集装箱运输具有明显优点。结果表明，这种新提出的模型适用于现代集装箱多式联运网络的服务网络设计。另外，结果显示，我们理应进一步研究一种综合的针对网络运输和码头的综合商业模型，以通过降低转移成本来减少运输成本。
关键词：服务网络设计；集装箱物流；多式联运；内陆运输；灵活到岸时间；分包运输。
1 介绍
1.1集装箱网络发展
更多的供应链一体化趋势已经初步引起了欧洲西北部创建集装箱运输网络的火花。这些集装箱运输网络通常是由多个驳船服务运营商、铁路运营商和码头合作形成的。无水港的概念定义为：“一个与海港有着紧密的联系，使客户如同在一个海港可以直接发送或去接收他们的标准化单位集装箱的码头”。基于这样的理念，介绍了一个扩展的门的概念：因为一个无水港可以选择控制集装箱向内陆码头的流入和流出。这种控制是海港介绍的一种集装箱网络多式联运的集中管理。网络运营商的客户不在指定的服务上预订运输，而是交付标注有具体交货时间要求的订单。网络运营商接受订单时不考虑服务计划，而是考虑一些阈值（例如，最小交货时间为24小时）。随后，这些订单在尽可能降低成本，满足运输时间要求的情况下，在运输网络中被安排。图1显示了欧洲门户的网络服务（EGS），欧洲的集装箱码头（ECT）的子公司，鹿特丹的三个海港和七个内地码头。网络运营商虽然组织运输，但却没有自己的驳船和火车。它通过长期的合作合同每周提供定量的服务（自营业务）或用插槽在每个时隙的基础上实现现有的服务（外包运输）。一个长期的合同带来了无法装满已支付的可获得容量的风险，但它也带来了规模经济。此时通过转包运输分包运输网络运营商不再承担有未使用空间的风险，但这将导致价格上涨。对于这两种类型，其中一种运输操作符执行实际的运输。
图1 概观该EGS网络的连接（颜色见在线版）
来源: EGS (2012)
1.2定义：多式联运和“同步运输规划”
这项研究的重点是由港口码头组织的从港口码头到腹地码头的运输（进口）或反之亦然（出口）。这被称为内陆运输。最后一个客户拖运被排除在外。在网络中，运输是通过三种不同的方式进行的：驳船、铁路和卡车。因此，选择不同的方式，形成网络的运输被认为是多式联运。在码头，集装箱可以从一种运输方式转换成另一种。在本文中，在码头的交换被称为中转。图2显示了三个码头的示意图。该图显示了五个特定模式的通道，这些通道的码头是直接连接的。多个模式连接两个码头，存在多个通道。码头A和C是通过码头B间接连接，通过通道运输到B，所以到C是可行的。每一次从一个码头到另一个码头的运输步骤称为边（leg）。两条连续的边（leg）被视为A和C的连接。一个集装箱的具体行程，即使用的服务，被称为路径。每个被使用的通道都被称为集装箱运输的一条边（leg）。在码头之间的通道上的服务是在特定的时间和路线上，通过交通工具从一个码头运向另一个码头。在某一个通道上的每一个时间段的服务数量被称为服务频率。在这项研究中，频率代指每星期通道上进行的服务的数量。
图2 集装箱运输（示意图）（颜色见在线版）
3个走廊 中转 2个走廊
末端 连接 水路，铁路，公路
多式联运被定义为“货物在某一个或与之相同的运输单位连续运输，在改变运输模式时并不处理货物本身”。在多式联运规划中，提供复合式连续服务的集装箱路线是可能的，通过在运输网络终端中转集装箱来实现。当集装箱运输路径使用两段式服务时，就使用这样的中转。
最重要的是，一个有中心计划运输的交通网络可以使用实时切换。实时转换是指实时在运输网络中实时更改集装箱的路径以应对交通干扰（disturbances），如服务延误或取消订单。多式联运规划与实时切换的组合通常被称为同步运输规划，这是荷兰物流研究平台议程上的一个新名词。在这项研究中，同步运输规划被认为是，可能实现（在这种方式与网络多式联运规划之间实时交换）的方法。为了遵守网络运输订单的具体运输时间，使用同步运输规划是网络性能的基础。这项研究的重点是同步运输规划的第一部分：多式联运规划中，中转的使用。由于这个原因，要评估服务网络设计，考虑内陆码头到集装箱运输之间除了复合连续的边（leg）和中转通道外的额外通道。
1.3提出的模型的新方面
在本文中，我们提出了一个新的的数学模型，用于设计集装箱多式联运网络的策略服务型网络。现有的联运规划模型不能达到这个目的的原因有两个：
①目前的模型采用交货时间限制。扩展门（extended gate）网络只能接受有时间限制的网络订单。但在实际情况中，集装箱运输（在EGS）是由规划者和客户双方协商以确定运输时间。在不同的情况下（运输量，干扰（disturbances）），他们的谈判结果是不同的。因而，现有模型因为需要严格的时间限制而不能准确地模拟现实情况。
②此外，现有的服务网络设计模型，专注于在网络中的经营自身已有的服务，通常包括一条经过多个站的稳定路线。对于这里研究的集装箱运输网络类型并不适用。而且网络运营商采用自营和空余分包相结合的模式。这两种类型运作于一个从A到B的专用通道。
在自营服务的情况下，网络运营商支付整个驳船或火车并不会给每个TEU（20英尺当量单位，一个标准集装箱尺寸）带来额外的运输成本。而在分包的情况下，运输是按每个标准集装箱付费。尽管如此，在两种情况下，每个集装箱的装卸（处理成本）都会产生一个成本。在这项研究中提出的服务网络设计模型，介绍了服务网络设计的两个新的方面的问题：
①逾期交货不受限制，但逾期交货会给予惩罚。
②该模型允许使用自营和分包结合的模式。
1.4 文章结构
本文的结构如下。第二部分简要回顾了服务网络设计模型的文献。第三部分介绍了集装箱多式联运网络模型。第四部分以EGS的案例为例建立了研究集装箱多式联运网络的模型。在第五部分中，对实验的结果进行了讨论。第六部分对本文进行了总结，并提出了进一步的研究。
2 文献评论
在学术文献中，三级网络规划的区别是：战略，战术和运营计划。这些层次之间的精确边界往往取决于规划的角度。一般来说，战略规划着眼于长期的网络设计，如码头的位置或交通枢纽。战术计划是指中期决定最佳的资源分配，例如服务网络的设计。运营计划侧重于网络运输日常计划。服务网络的设计由以下几个克莱尼克所描述的方面组成：服务调度操作的选择，码头操作规范和货运路线。网络设计模型通常有网络结构中混合整数基础问题规划，其中节点代表码头，弧代表服务。对班轮运输网络设计进行了详细研究，生成由一系列的港口访问组成的路线（多港口调用的问题），例如孟和王（2011A）和布劳威尔等人。然而，在本研究中我们关注的联运网络组成一个专门的A-B通道的服务工作。当多个模式可以在同一个网络码头之间移动时，使用多个弧来表示这些通道。无论是货物分配到路线还是每个通道上的服务都被认为是同时的。在现有的多式联运集装箱运输网络相关文献中，多种服务网络设计模型被提出。可以分为两种类型的模型：
①基于网络流模型bull;链接（LBNF）
②基于路径的网络设计模型（ＰＢＮＤ）
一些LBNF模型对不同商品概念做了区分。一种商品，或等价的货物，是指一组具有相同属性的商品组合，如质量和交货时间。在pbnd模型的货物种类也指定来源和目的地设置一个集装箱。这两种类型的模型能够考虑约束流。表1显示了现有的服务网络设计模型的例子。
表1现有服务网络设计模型实例
|
LBNF |
PBND |
|
|
单一商品 |
Ziliaskopoulos and Wardell (2000) and Holmberg and Hellstrand (1998) |
|
|
多商品 |
Crainic and Rousseau (1986), Crainic (2000), Ishfaq and Sox (2010, 2012) and Meng and Wang (2011b) |
Crainic and Rousseau (1986), Crainic and Laporte (1997) and Crainic (2000) |
LBNF模型有考虑网络中各种链路的货物灵活的运输路线的能力。此外，可以设置对链路容量的显性约束。然而，主要的缺点是多商品、多模式结合的决策变量的数量多。在每条弧上的每个货仓都需要使用一个变量。对于存在多个起讫点、商品类别、交货时间的情况，决策变量的数量会使得实际计算的时间冗长。对于PBND型模型，每个货物类的可行路径是既定的。一条路径是指囊括集装箱使用的后续服务和终端的精确路线。假如可行的路径的数目被保持在一个足够低的数量，便可显著地减少决策变量的个数。然而，传统的PBND模式，因为相同或者不同的货物种类的多条路径上仅有一种运输方式，所以传送过程中每一个弧的服务容量不能被直接限制。在下一节提到的模型使用了一个（如Crainic建议的）考虑预定集装箱路线上弧容量限制的规划。
现有的一些战术服务网络规划中严格约束交货时间（Ziliaskopoulos和沃德尔，2000）或不设置时间限制（例如克莱尼克，2000）。严格的约束不能准确地模拟运输规划人员与客户协商的灵活性。完全没有时间限制忽略了在集装箱运输中现有的时间压力。该模型采用了另一种规划，更好地适应交货时间限制的灵活性。
一些模型用了这样的规划，就是当货物集中在一条弧上时，就将之作为规模经济。（例如阿什法克和红袜队，2012）。这些抽象的经济规模规划不能直接代表目前的状况。目前集装箱联运网络的做法是多业务与终端商合作，从这个角度来看，网络运营商可以利用规模经济的运输量，通过谈判长期合同以利用运输网络中固定的服务（自营服务）。另外，运输网络运营商可以采用分包运输，没有任何风险，但会产生更高的成本。这两个成本结构之间的差异不能在现有的规模经济模型中被模拟。一些研究指出船位租赁和这里提到的分包有相似的意义，但是这些模型不能直接被应用在我们的情况里，比如冯和常（2008）考虑船位租赁只是为了重新配置空集装箱，而孟和王（2011A）把它应用于多港口调用问题。因此，我们提出的模型允许自营和分包的组合使用。
3、提出的模型
为了解决服务网络设计问题，必须确定所有网络通道中的最优服务数量，这在后文中被称为服务计划。注意，服务计划也将要求在一周内确定出发时间，否则便超出了模型的适用范围。确定最佳的服务频率是由中央网络运营商做的，每两个月都要进行评估。我们的目标是创建一个单一的每周服务计划，来最大限度地减少预期需要的每周运输成本。需求是指必须在网络的所有出发地--目的地之间来回运输的集卡数量。一个周期（一个星期）的需求被描述为一个需求模式。为了寻找最佳的单一服务计划，该模型确定了所有节点之间的服务频率，同时考虑多种需求模式Q。需求模式可以根据预测，也可以基于我们的方法中对历史数据的分析来确定。一个货物类是一组具有相同的来源和目的地，同一重量等级和同一交货期（交货时间）的集装箱。每个模式qisin;Q由每个货物类cisin;C的一个预期的运输量组成。需求模式q的货物种类C的预期运输量用dc ,q（TEU）表示。对于每个货物类C，参数Wc和Tc分别表示货物类的重量和期限。
该模型被描述为一个线性目标和线性约束的混合整数线性规划问题。它结合了LBNF与PBND
全文共14097字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[11793]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
