空重箱混合运输条件下集装箱海运网络优化研究

随着 国 际海运业 的发 展 ， 集 装箱 生成 系数 （ 集 装 箱吞 吐 量／ 外 贸进 出 口总 额 ） 不断提高， 适 箱 货
物 比例越 来越 大 ， 集 装箱 运 输 已经 逐 步替 代 了传 统 的散杂 货运输 方式 ， 成 为世界 运输 发展 的趋 势． 集装 箱海 运业 的繁荣 对其 自身 的经 营管理 模式 及
空箱百
分 比／
口集 装箱 海 运 网络 的 集 装 箱运 输 路 径 、 空箱 调 运
方案、 集装 箱 船服 务频 率及 船 型配置 ．
１ 空 重 箱 混 合 运 输 条 件 下 集 装 箱 海
运 网络优 化模 型
由于 航行 于干 线 的大 型集装 箱船 的船 舶 费用
针对 集装 箱 运 输 网络 优 化 及 空 箱调 运 问题 ，
摘要 ： 随着 国 际集 装 箱 运 量 的 迅速 增 加 和 国 际 贸 易 不 平 衡 的 加 剧 ， 集 装 箱 供 需 矛 盾 日益 突 出 ， 空 箱
调运优化问题亟待解决． 文 中 以实 现 网 络 总 成 本 最 小 为 目标 ， 建 立 了 空 重 箱 混 合 运 输 条 件 下 的集
装箱海运网络优化模型 ， 同步 优 化 国 际 集装 箱 海 运 网 络 的 航 线 配 置 、 空箱 调运方案 、 集 装 箱 船 服 务 频率及船型配置 ， 并通过算例分析 ， 验 证 了该 模 型 具 有 实 用 性 和 可 操 作 性 ．
关键词 ： 集装箱运输 ； 空箱调运 ； 海 运 网络 ； 优 化
建 立 了需求 不确 定 的海运 集装 箱路 径 随机 规划模
型． 然而， 以往 的研究 多是 针对 单一 航线 的路 径选
择 以及 相 应 的空 箱 调 运 措 施 ， 对 海 运 网 络 系 统 的
里（ Ｄｒ ｅ ｗｒ ｙ ） 集装 箱市 场 季度 报 告 显示 ， 全 球 集 装 箱港 口吞 吐量 中空箱 吞吐量 约 占全部 集装 箱总 吞 吐量 的 ２ ０ ％， 部分港 口甚 至接 近 ５ Ｏ ， 见表 １ ． 因 此， 建立高效、 有序 的集装 箱 海 运 网络 ， 在 保 证 重 箱运输 的 同时 ， 优 化空 箱调 运是企 业 降低成 本 、 加 快效率 、 提 高收益 的基 础 ， 是 增进 国际集装箱 贸 易
国 内外学 者 从 不 同 角度 进 行 研 究 ． Ｐ ｙ ｕ ｎ ｇ等 提
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － １ １ － ２ ５
郭子坚（ １ ９ ６ ９ 一） ： 男， 博士 ， 教授 ， 博士生导师 ， 主 要研 究 领域 为港 口物 流 规 划 及 综 合 运 能 规 划
国 家 自然 科 学 基 金 项 目资 助 （ 批准号 ： ５ １ ０ ７ ９ ０ ２ ２ ）
运 收益 管理 能力 分 配 优 化 模 型 ， 定 量 研 究 了不 确
网络 结构 提 出了更 高 要 求． 尤 其 是 近年 来 由于 国
际 贸易不 平衡 的加 剧 ， 空 箱 积 压 与 调运 问题 逐 渐 成为 各个航 运公 司发 展 的瓶 颈 ． 根据 ２ ０ ０ ７年德 鲁
定 需求 的海 运 集 装 箱 能 力 分 配 问题 ． 武振 业 ｌ ５ 等
交流 的有效 措施 ．
表 １ 全 球 集装 箱 运 量及 组成
全 局层 面 的优 化 研究 还 很 缺 乏 ． 宋 向群 等 ｌ ＿ ６ 针 对 区域性 港 口集装 箱海 上运 输 网络 系统 的最小 费用
流 问题 建立 了优 化模 型 ， 但 在计 算 网络 成本 时 ， 没
有 考虑 空箱 调 运所 产 生 的 费用 ． 周红梅等＿ ７ ］ 以调 运 空箱成 本 最低 为 目标 建 立 优化 模 型 ， 模 型 中并
第３ ７卷 第 ２期
２ ０ １ ３年 ４月
武汉 理工 大学 学报 （ 交通 科学 与工 程版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
（ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ）
国 际集 装箱 港 口群 ， 提 出 了 集疏 运 枢 纽 港 的确 定 和优化 选 址 方 法 ． Ｓ ｈ ｉ ｎ ｔ ａ ｎ ｉ 等＿ ３ 采 用 遗 传 算 法 优 化 集装 箱班 轮运 输 网络 ， 并 给出 了空箱 调运 方案 ． 卜 祥智 、 赵 泉 午等 ＿ ４ 建 立 了空 箱 调 运 的 集 装 箱 海
未 考虑重 箱 运输 对 空 箱 调 运 的影 响． 本 文提 出一 种 基于免 疫 算法 的集 装 箱 海 运模 型 ， 同 步优 化 港
年份 ＿
２ ０ ０３ ２ ０ ０４ ２ ０ ０５ ２ ０ ０６
３１ பைடு நூலகம் ．１ ３ ６ ２ ． ２ ３ ９ ８ ． ７ ４ ４１ ． ８
中图 法 分 类 号 ： Ｕ６ ５ １ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ — ３ ８ ４ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ２ ８
０ 引
言
出 了基于启 发 式禁 忌搜 索算 法 的集装 箱运 输 网络 船 队管理 和航 线优化 方 法 ． Ｂ ａ ｉ ｒ ｄ ｌ ２ 针 对地 区性 的
Ｖ０ １ ．３ ７ Ｎｏ． ２ Ａ ｐｒ ．２ Ｏ１ ３
空 重 箱 混合 运 输 条 件 下 集 装 箱 海 运 网络 优 化 研 究 ＊
郭子 坚 王 文 渊＂ 唐 国磊 Ｄ 黄 俊
北 京 １ ０ ０ ０ ２ ８ ） （ 大 连 理 工 大 学 水 利 工 程 学 院” 大 连 ｌ １ ６ ０ ８ ５ ） （ 交 通 部 规 划 研 究 院