第34卷第1期西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)Vol.34 No.2014年01月JOURNAL OF XI' AN UNIVERSITY 0F SCIENCE AND TECHNOLOGYJan. 2014文章編號(hào): 1672 -9315(2014)01 -0092 -06區(qū)域性煤炭運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化劉海濱，吳必善,梅傲(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)管理學(xué)院,北京100083)摘要:針對(duì)當(dāng)前我國(guó)煤炭行業(yè)物流諸多現(xiàn)實(shí)問題,尤其是煤炭運(yùn)輸通道規(guī)劃合理化問題,通過對(duì)煤炭物流客戶的需求量、運(yùn)輸距離及多式聯(lián)運(yùn)等信息的分析,并在對(duì)煤炭配送中心選址的重要性.合理性及其煤炭調(diào)運(yùn)成本的影響因素的研究之后,文中運(yùn)用煤炭配送中心合理的選址優(yōu)化模型與配送成本優(yōu)化模型等優(yōu)化方法,實(shí)現(xiàn)煤炭運(yùn)輸成本最小化,以達(dá)到優(yōu)化區(qū)域性煤炭運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的目的。煤炭配送中心合理的選址優(yōu)化模型與配送成本優(yōu)化模型的科學(xué)性和有效性也經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明其應(yīng)用的實(shí)際價(jià)值,為我國(guó)煤炭運(yùn)輸通道合理化的建設(shè)提供理論和技術(shù)支持,也有為我國(guó)煤炭運(yùn)輸通道的未來發(fā)展提供了指導(dǎo)性的意義。關(guān)鍵詞:合理化運(yùn)輸;配送中心;選址模型;成本核算中圖分類號(hào):F 532. 5;U116.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A .Optimization of regional coal transportation nodesLIU Hai-bin, WU Bi-shan , MEI Ao(School of Management ,China University of Mining and Technology ,Bejirng 10083 , China)Abstract: The current coal logistics in China is facing many realstic problems, especially in planningrationalization problem of the coal transport coridor. Analysis of the customer demand，transport dis-tance and multimodal information of coal logistics industry , and considering the importance of coal distri-bution center location for rational distribution and reasonable cost , the paper puts forward the optimiza-tion model of coal transported center location and the cost optimization model，which achieve the rationaltransportation by the lowest cost and achieve the purpose of optimization of regional coal transportationnode. The models in selecting distribution centers and its distribution cost are proved its application val-ue in the validity by the experiments. It provides theoretical and technical support of rational coal trans-port corridor construction , and provides guidance significance for the future development of China' s coaltransportation channel.Key words : rational transportation ; distribution centers; location model; cost calculate化、時(shí)段性等因素的影響,全國(guó)煤炭健康發(fā)展面臨0引言諸多問題。中國(guó)煤炭運(yùn)輸?shù)母窬痔攸c(diǎn)主要“北煤近年來全國(guó)煤炭市場(chǎng)雖在各級(jí)政府重視情形南運(yùn)” 、“西煤東運(yùn)" ,也是支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生下仍處在不穩(wěn)定狀態(tài)。受到氣候變化、區(qū)域差異命通道。盡管運(yùn)輸通道休玄不斷發(fā)展和完善,但中國(guó)煤化工fYHCNMHG收稿日期:2013 -09 -10.基金項(xiàng)目:教育部博土點(diǎn)基金資助項(xiàng)自(2010020110002)通訊作者:劉海濱( 1968 -) ,男,北京人,教授,E-mail: wubishan1024@ sina. com.)4西安科技大學(xué)學(xué)招2014年煤炭生產(chǎn)基地至煤炭配送中心G的運(yùn)費(fèi)率分別為y葉Dieanye)C(i=1,2,.",n )?；谝陨细髟O(shè)計(jì)因素考慮,建立煤配中心選址的數(shù)學(xué)模型如下d,x。= 2 C,WX./ 2 C;W,。B(x)yo = 2CW,y/E C,W.煤配中心初始坐標(biāo)G (X,Y)的確定,是本設(shè)圖3 配送中心選址坐標(biāo)示意圖計(jì)選址的第一步。Fig. 3 Distribution center location coordinates第二步,在第-步的基礎(chǔ)上,可以計(jì)算出重心中討論的重點(diǎn)之- -。我國(guó)煤炭運(yùn)輸通道種類-般到產(chǎn)煤基地的直線距離D.;同時(shí)計(jì)算出貨運(yùn)的總有公路、水路、鐵路運(yùn)輸3種方式,以鐵路為主,以成本TC,以此作為接下來計(jì)算的比較對(duì)象。公路為主要補(bǔ)充,以下水港口為輔助。但是過去Du= (x0-x)+(o-y)",采用某單一運(yùn)輸方式,受到運(yùn)輸距離長(zhǎng)、空車返回、運(yùn)輸周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)大等因素影響,全國(guó)煤炭運(yùn)TC, =二C,WD.輸成本居高不下，因此需要合理建立多元化煤炭第三步,為了找到最優(yōu)煤配中心地理位置,可配送中心。將煤炭生產(chǎn)基地、第三方物流節(jié)點(diǎn)(火以不斷改善G (X0,Y)的坐標(biāo),以便確認(rèn)運(yùn)輸費(fèi)用車站或港口)作為區(qū)域性煤炭配送中心,某種程度率的合計(jì)值為最小的地點(diǎn)。所以,繼續(xù)計(jì)算改善后上可以綜合使用多式聯(lián)合運(yùn)輸?shù)奈锪髻Y源為煤炭G,(X',Y",)的坐標(biāo):能源的高效、安全使用做出貢獻(xiàn)。在全國(guó)煤炭合理運(yùn)輸大環(huán)境下，區(qū)域性煤炭配送中心的合理建X'。=( 2 C,WX.D,)/( )C:W:/D),司設(shè)更好地為需求客戶提供及時(shí)、低成本的服務(wù),也使得全國(guó)煤炭市場(chǎng)從微觀到宏觀管理上,顧及到Y(jié)'。= (2 C,WY/D,)/( E C;W/D,).臺(tái)各方利益的最優(yōu)化“”。例如,作為我國(guó)煤炭能源第四步,類似第二步計(jì)算出Dz;和TC2 ,并且比區(qū)域性中轉(zhuǎn)配送中心-秦皇島港口。其所處的較成本TC與成本TC2的大小而確定最優(yōu)煤配中能源運(yùn)輸樞紐的戰(zhàn)略地位,反映了煤配中心該具.心的地理位置。備的經(jīng)濟(jì)價(jià)值:充當(dāng)能源產(chǎn)消、運(yùn)的聯(lián)合調(diào)度“指本方案經(jīng)過充分的分析和論證,確定了煤炭揮所" ;提高水路、鐵路、公路等物流部門聯(lián)合運(yùn)輸配送中心的最優(yōu)選址。當(dāng)然,在建設(shè)過程中,第三的效率;增加了多方市場(chǎng)信息傳遞和時(shí)間協(xié)調(diào)的方物流也要考慮能源多式聯(lián)合運(yùn)輸?shù)膶?shí)際運(yùn)營(yíng)環(huán)能力。因此，區(qū)域性煤炭配送中心合理的選址是境等因素[10]。真正意義上保證煤炭產(chǎn)、消、運(yùn)協(xié)調(diào)與配合的第一2第三方煤炭配送物流節(jié)點(diǎn)能源調(diào)運(yùn)經(jīng)濟(jì)步[8-9]。1.2煤炭配送中 心選址的數(shù)學(xué)模型2.1能源調(diào)運(yùn)成本影響因素在利用科學(xué)手段對(duì)全國(guó)煤炭供需市場(chǎng)及時(shí)性經(jīng)過分析、研究、修改方案之后,區(qū)域性煤炭分析之后,第三方物流要從成本細(xì)節(jié)人手:考慮煤配送中心的位置最終確定下來。但是全國(guó)煤炭產(chǎn)、炭生產(chǎn)基地到煤炭配送中心的距離、單位運(yùn)輸費(fèi)消運(yùn)市場(chǎng)具體需要多少類似于秦皇島的第三方用等因素,科學(xué)建立數(shù)學(xué)模型,選擇合理的煤配中物流節(jié)點(diǎn)了?作為第三方的煤炭配送中心,其分布心的位置10]。網(wǎng)點(diǎn)的數(shù)量及中轉(zhuǎn)能力的規(guī)劃分析,--方面視市根據(jù)圖1煤炭供需市場(chǎng)分布特點(diǎn),假設(shè)在該設(shè)場(chǎng)客戶需求而定;而更為重要的另一方面是需要計(jì)方案的計(jì)劃區(qū)內(nèi),有n個(gè)煤炭生產(chǎn)基地;各產(chǎn)地從成本核算結(jié)果而研究其可行性。對(duì)于已經(jīng)確定向煤配中心輸出的資源量為W(i=1,2,.,n);它選址方案的共為十廣中國(guó)煤花空客戶需求因素們各自的坐標(biāo)分別是(X,Y)(i=1,2,",n)。設(shè)主要包括:TYH.CNMHG輸時(shí)間等安排計(jì)計(jì)劃需在i個(gè)產(chǎn)煤基地網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)建立-個(gè)合理的與選擇。而煤比中心日虧忠物機(jī)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部煤炭煤炭配送中心G,(X,Y)(如圖3);并且,這i個(gè)裝卸 、采購(gòu)、調(diào)度、運(yùn)力等效率及成本優(yōu)勢(shì)因素。.第1期劉海濱等:區(qū)域性煤炭運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化9因此,煤配中心節(jié)點(diǎn)數(shù)量、中轉(zhuǎn)能源數(shù)量必然各點(diǎn)的資源量或需求量、它們各自的坐標(biāo)是(X;，直接影響到第三方物流經(jīng)濟(jì)效益,也關(guān)系到全國(guó)Y)和生產(chǎn)基地至煤配中心G的運(yùn)費(fèi)率為C;元煤炭運(yùn)輸通道戰(zhàn)略管理問題。(噸公里)等系數(shù)數(shù)值見表1.需設(shè)置-個(gè)區(qū)域性煤2.2 第三方煤配中心物流成本分析方法炭配送中心(選址位置),設(shè)中點(diǎn)的坐標(biāo)為G,(X，在全國(guó)煤炭合理運(yùn)輸環(huán)境下,第三方物流從Y)。事煤炭調(diào)運(yùn)的費(fèi)用問題可以利用有關(guān)數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)表1資源量、運(yùn)費(fèi)率及坐標(biāo)系數(shù)行定量分析。其目標(biāo)函數(shù)是從煤炭生產(chǎn)基地將能源運(yùn)輸?shù)街修D(zhuǎn)煤配中心點(diǎn)的費(fèi)用、煤配中心再將Tab.1 Resources, freight rate and coordinate coefficient各產(chǎn)地向煤配中心生產(chǎn)基地至煤配能源調(diào)運(yùn)至客戶的費(fèi)用和煤炭生產(chǎn)基地委托第三煤炭產(chǎn)地輸出的資源量為 中心 G的運(yùn)費(fèi)率坐標(biāo)(X,,Y)方直接將能源運(yùn)到用戶的費(fèi)用總和最小化11-13]。kmW:/百萬噸為C;元/1. km .在此數(shù)學(xué)模型中,已知的參數(shù)有20 201)設(shè)從第i個(gè)生產(chǎn)基地運(yùn)輸?shù)降趈個(gè)煤炭配送15 30中心的能源數(shù)量為x(i = 1,2,,n;j = 1,2,.,20 402)設(shè)第j個(gè)煤炭配送中心調(diào)運(yùn)到第h個(gè)用戶按照文中提供煤炭配送中心選址的數(shù)學(xué)模的能源數(shù)量為ya(k = 1,2,.,t;j = 1,2,.",m);型,分步優(yōu)化過程為3)設(shè)由第i個(gè)煤炭生產(chǎn)基地委托第三方直接.1)求初始坐標(biāo)G (xo,yo)/km運(yùn)送到第k個(gè)用戶的能源數(shù)量為za(k= 1,2,.",t;i = 1,2,.",n);C,WX:4)以Cg,Dx ,Ea分別代表從煤炭生產(chǎn)基地將x=年2 C.W能源運(yùn)輸?shù)矫号渲行?、從煤配中心中轉(zhuǎn)到用戶及從煤炭生產(chǎn)基地直接運(yùn)送到用戶的運(yùn)費(fèi)率。4x3x20 +6x2 x15 +4 x2 x10 +5 x3 x204 x3 +6x2+4x2+5 x3目標(biāo)函數(shù)minP= 2 EcxXy+ 2 EDxXs+= 17.2 EEnZx2 C,WY,臺(tái)Yo ="其約束條件2 C.W:5) 2 Xy+ 2 Za≤第i個(gè)煤炭生產(chǎn)基地能源4x3 x20+6x2 x30 +4 x2 x10+5 x3 x404x3+6x2+4x2+5x3生產(chǎn)總量;= 27.6) 2 Xy≤第j個(gè)煤配中心中轉(zhuǎn)能源總量;2)求總費(fèi)用/百萬元7) 2 Y= 2 Zg第j個(gè)煤配中心調(diào)人的能源d =小(x0-x)+(yo-y) =/(17 -20)2+(27 -20) = 7.6,總量等于其調(diào)出的能源總量;d2 = (17 -20)2 +(27 -30) =3.6,8) 2Y+ 2 Za是客戶能源需求總量。dj = 18.4,d4 = 13. 3,由此模型可以反映出煤炭運(yùn)輸從產(chǎn)地配送到TC, = 2 C;Wd. =4 x3x7.6+6x2x3.6各個(gè)用戶的費(fèi)用合理計(jì)算和規(guī)劃,使得運(yùn)輸總成本最低。+4 x2x18.4 +5 x3 x13.3 = 481.1.為了找到最佳位置.可L不斷改善煤配中心3算例及結(jié)果的坐標(biāo),以便中國(guó)煤化工:值為最小的3.1 情形I地點(diǎn)。所以,MHCNMHG假設(shè)現(xiàn)有4個(gè)煤炭資源生產(chǎn)基地(A,B,C,D),3)求改善地點(diǎn)坐標(biāo)G2(x'o,y'o)/km.)6西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)2014年士CqWX;d,= ((x。-x1)°+(y°。-y) =x'。=臺(tái)d(16.7-20)2 +(28- 20)2 = 8.7,W;臺(tái)d;d = (16.7- 15)’+ (28 -20)2 = 2.6,4x3x206x2x154x2x10。5x3x20d, = 19,2,d, = 12.57.63. 618.413.34x3.6x24x2。5x3TC = S C:W;d:=4x3x8.7 +6x2x26 +7.63.6 18.4 13. 34x2x19.2 +5x3 x12.5 = 476.7,= 16.7.TC2 =476.7 < TC, = 481.1.優(yōu)化后的總費(fèi)用減少了,當(dāng)然,可以繼續(xù)優(yōu)化y'o =下去。暫時(shí)煤配中心的坐標(biāo)取( 16.7,28)。S C.V臺(tái)d,3.2 情形I4x3x206x2x304x2x10。5x3x40假設(shè)有2個(gè)煤炭生產(chǎn)基地A,Az和4個(gè)煤配3.6中心倉庫B ,B2,B,B,,供應(yīng)6個(gè)煤炭用戶C,C2,4x3.6x2、4x2。5 x3C3 ,C,Cs ,C。,各用戶可以從煤炭生產(chǎn)基地直接進(jìn)貨,也可以從煤配中心倉庫進(jìn)貨,其所需的調(diào)運(yùn)費(fèi)用見表2(“一”為不容許調(diào)運(yùn))4)求改善后總費(fèi)用/百萬元表2市場(chǎng)調(diào)運(yùn)費(fèi)用Tab.2 Cost of dispatching元/t、到B，BB3B,C;CCs6從A|505(0020A23020015150B25100s0B4如果現(xiàn)在有的煤炭用戶希望優(yōu)先從某廠或某求量分別是:50000, 10 000, 40 000, 35000,煤配中心倉庫得到供貨,他們是:C,-A, Cz-B,60000,20000t..C,- -B2,C。- -B, 或B.又已知:兩個(gè)煤炭生產(chǎn)基地按照第三方煤配中心物流成本分析方法來計(jì)A,Ar月最大供貨量分別是150 000, 200 000 t;4算,需要新建煤配中心倉庫Bs和B。.同時(shí),各煤炭個(gè)煤配中心倉庫月最大周轉(zhuǎn)量分別為:70 000 ,生產(chǎn)基地及煤炭需求用戶單位調(diào)運(yùn)費(fèi)用見表3.50 000,100 000 ,40 000 t;6個(gè)煤炭用戶月最低需表3計(jì)算后調(diào)運(yùn)費(fèi)用Tab.3 Cost calculation after dispatching到C，C3C%40Bs60B。4(中國(guó)煤化工-90顯然,由此模型可以驗(yàn)證了煤炭運(yùn)輸從產(chǎn)地輸總成本最;MYHCNMHG配送到各個(gè)用戶的費(fèi)用合理計(jì)算和規(guī)劃,使得運(yùn).第1期劉海濱等:區(qū)域性煤炭運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化97China' s Current Economic ,2008(7) :34 - 38.4結(jié)論7] 傅家良.運(yùn)籌學(xué)方法與模型[M].上海:復(fù)旦大學(xué)出1)全國(guó)煤炭運(yùn)輸以山西、鄂爾多斯蒙東、西版社,2005.FU Jia-liang. Operational research methods and models南、新疆5大國(guó)家綜合能源輸出端,到華北、華東、[M]. Shanghai:Fudan University Press ,2005.華中、川渝等地為受煤端,總體流向呈現(xiàn)“自西向[8]胡運(yùn)權(quán). 運(yùn)籌學(xué)習(xí)題集[ M].北京:清華大學(xué)出版社,東”、“自北向南”的格局。而區(qū)域性煤炭配送中心2010.的物流優(yōu)化系統(tǒng)在全盤運(yùn)輸中起到了十分關(guān)鍵的HU Yun-quan. Joumal of operational research problem作用。sets[ M]. Beiing: Tsinghua University Press ,2010.2)運(yùn)用煤炭配送中心合理的選址優(yōu)化模型到[9]王慶功 物流運(yùn)輸實(shí)務(wù)[ M].北京:中國(guó)鐵道出版社，煤炭運(yùn)輸通道合理化的規(guī)劃中就是幫助解決目前2004.全國(guó)整體煤炭物流所面臨的瓶頸問題。WANG Qing gong. The logistics practice[ M ]. Beijing: .3)另外,文中通過配送成本優(yōu)化模型等優(yōu)化China Railway Press ,2004.方法,實(shí)現(xiàn)煤炭運(yùn)輸成本最小化,體現(xiàn)出其經(jīng)濟(jì)性[10]武云亮我國(guó)煤炭物流網(wǎng)絡(luò)體系優(yōu)化及其政策建議[J].中國(guó)煤炭, 2008(7):60 -64.和時(shí)效性。WU Yun-liang. Such as the optimization of coal logistics利用優(yōu)化區(qū)域性煤炭運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)的手段,有效，network system in our country and its policy recommen-地保障了煤炭能源合理流向、科學(xué)調(diào)度、縮短運(yùn)輸dations[J]. China Coal ,2008(7) :60 -64.時(shí)間,最終降低能源運(yùn)輸總成本的目的。[11] 李潤(rùn)瀾.基于供應(yīng)鏈管理的煤炭物流模式探析[J].宏觀經(jīng)濟(jì)研究,2011(12):78 -82. .參考文獻(xiàn)ReferencesLI Run -guo. Coal logistics based on supply chain man-[1] Daganzo F. Logistics systems analysis[ M]. New York: .agement mode analysis [ J]. The Macroeconomic Re-Pringer-Verlay , 1996.search,2011(12) :78 -82.[2] Wood F. Intermational lgitis[ M]. Atlanta: Chapman [12] 李琰,李紅霞. 陜西煤炭物流產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀分析與發(fā)Hall, 1995.展對(duì)策一基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析[J]. 西安科技大學(xué)[3] Design’ simpacton logistics[ M]. New York: MeGraw-學(xué)報(bào),2012 ,32(4) :526 - 530.Hl,1993.L Yan, II Hong- xia. Shaanxi coal logistics industry[4]林錫星.試析我國(guó)能源運(yùn)輸戰(zhàn)略[J].東南亞研究，present situation analysis and development countermeas-2005(2) :46 -50.ures, based on complex network analysis[ J]. Joumal ofLIN Xi- xing. 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