第六章 运输系统规划与设计

第六章

运输系统规划与设计A起点BEGCDFGIHJ终点9084841261321269015048501321381206648156348图

高速公路网络示意图本章学习目标

了解运输方式及其特点。了解物流运输系统的功能及作用。掌握运输网络的类型及特点。掌握运输线路的选择和优化的方法。掌握多式联运的内容、方式和原则。我国国家标准《物流术语》对运输的定义:用设备和工具，将物品从一地点向另一地点运送的物流活动。其中包括集货、分配、搬运、中转、装入、卸下、分散等一系列操作。6.1物流运输系统物流运输系统的构成要素运输结点运输线路运输工具物主物主与运输参与者承运人

货运代理人

运输经济人

政府

铁路运输

1.铁路运输使用铁路列车运送货物。铁路运输主要承担中长距离、大批量的货物运输，在干线运输中起主要运力作用。优点是：运量大、运输成本低、速度快、安全可靠、受气候和自然条件影响小、连续性和准确性高。缺点：建设投入大、只能在固定线路上行驶，灵活性差、需要其他运输方式配合与衔接。长距离运输分摊到单位运输成本的费用较低，短距离运输成本很高。

公路运输

2.公路运输

指使用机动车辆在公路上运送货物。主要承担近距离、小批量货运，承担铁路及水运难以到达地区的长途、大批量货运，以及铁路、水运优势难以发挥的短途运输，是铁路、水路运输方式不可缺少的接驳工具。

优点：速度较快、范围广、灵活性大，便于实现“门到门”运送，可直达运输。缺点：运载量小，单位运输成本相对比较高，运输过程中震动较大，易造成货损货差事故

水路运输3.水路运输使用船舶或者其他航运工具，在江河、湖泊、运河、海洋上载运货物的一种运输方式。

主要承担中远距离、大批量的货物运输。优点：运量大、运费低、距离远、耗能少。适用于体积大、价值低、不易腐烂的产品。缺点：速度慢，受水域、港口、船期等条件限制经营方式：班轮运输和租船运输

（化工厂）管道运输5.管道运输

使用管道输送气体、液体、浆料与粉状物体的一种运输方式。其运输形式是靠压力推动物体在管道内移动来实现的。

与其他运输方式的最大区别：运输工具与线路合二为一。优点：封闭运输，可避免货损货差，连续性强，运量大，机械化程度高，运输费用低，运输货物无需包装，节省包装费用。缺点：固定资产投资大，灵活性较差，对运输货物有特定要求和限制。

航空运输

5.航空运输

使用飞机等航空器进行运输。航空运输主要承担体积小、价值高的贵重物品如科技仪表、珠宝、鲜活商品等，以及要求迅速交货或要做长距离运输的商品。

优点：速度快、安全准确，可降低存货水平、仓储费用和包装成本。缺点：单位运输成本高，且受货物的重量限制。

经营方式：班机运输和包机运输。

6.集装箱运输以集装箱为运输设备而进行的一种现代化的先进的运输方式。既适用于各种运输方式的单独运输，又适用于不同运输方式的联合运输。优点：装卸效率高、加速车船周转、货损货差小、包装费用省、简化货运手续、降低货运成本、劳动强度低。

是发展多式联运的基础。运输方式优点缺点铁路载运量大、运价较低、受气候季节变化影响小工程造价高、工期长、灵活性差、经济运输里程200公里以上水运载运量大、运输成本低、适宜大宗、笨重货物的长途运输速度慢、受气候季节变化影响大。运输的连续性和灵活性无法与铁路和公路相比公路中短途运输，自然条件适应性好、灵活性好，基建投资相对较小，能实现“门对门”运输。运价较高、运量小航空速度快运费高、运量小管道大量不间断运送、管理方便、受自然条件影响小无法承担多种货物运输，造价高6.1物流运输系统物流运输系统的功能产品和货物转移功能产品和货物的储存功能物流节点衔接物流运输系统的作用运输服务是有效组织物品输入和输出的关键运输影响着物流的其他构成因素运输费用在物流总费用中占有较大比重

运输费用占总物流费用的比例6.1物流运输系统物流运输系统的设计内容确定运输战略确定运输线路选择运输方式运输过程控制运输速度与物流节点匹配程度运输成本运输一致性运输系统规划与设计的重点

运输合理化包括：路线合理化和装载合理化物流运输系统的目标运输系统的最优化模型可以用下列模型来表示。最小化：总运输成本约束条件：客户服务政策、运输能力其中，总运输成本包括以下费用：货运、车队、燃料、设备维护、劳动力、保险、装卸、逾期或滞留费用、税收或费用、跨国费用。6.1物流运输系统6.2运输网络的规划与设计供应商零售商直接运输网络运输网络的种类有多种，各有利弊。在实际设计时，应该各种网络的优缺点合理利用。6.2运输网络的规划与设计6.2运输网络的规划与设计6.2运输网络的规划与设计6.3送货规划与管理运输方式选择时应考虑的因素商品性能特征运输速度和路程运输能力和密度运输费用运输期限运输批量市场需求的缓急程度6.3送货规划与管理运输频率的确定送货频率对运输成本、存货持有成本、运输管理成本和客户满意度的影响如表6-1所示。6.3送货规划与管理运输线路选择的方法：（二）经验试探法（三）多起讫点问题的决策（一）最短路线法：起讫点不同的单一问题决策行车路线和时刻表的规划与设计1．希尔平斯基曲线2．扫描法3.节约矩阵法运输规划中的最大流路线问题：6.3送货规划与管理运输线路选择的方法：（一）最短路线法起讫点不同的单一问题决策

网络由节点和线组成，点与点之间由线连接，线代表点与点之间运行的成本（距离、时间或时间和距离加权的组合）。

A起点BEGCDFGIHJ终点9084841261321269015048501321381206648156348图1

高速公路网络示意图FA起点BE12612666348ICDGHJ终点90848413290150485013213812048156F图1

高速公路网络示意图计算方法及步骤：1、起始点作为已解节点开始计算。2、根据离已解节点最短路线和距离计算未解节点。3、求解最短路径。V1V3例题一用起讫法求图中v1点到v7点的最短路径。

v1到v7之最短路为v1→v6→v7，路长P（v7）=4用起讫法求图中v1点到v8点的最短路径。

v5v7v3v2v4v6v1v84444657675519例题二v1到v8之最短路为v1→v2→v5→v7→v8，路长P（v8）=156.3送货规划与管理（二）经验试探法DDa)b)图2运输路线示意图当运行路线不发生交叉时，经过各停留点的次序是合理的，同时，如有可能应尽量使运行线路呈菱形形状。6.3送货规划与管理（三）多起讫点问题的决策1．运输线路图上作业法：避免对流和迂回运输2．不含回路的图上作业方案：①②④⑤⑥⑦⑧7-28③-7-86-84图3

不含回路的调运方案（7）①②④⑤⑥⑦⑧7-2（5）（8）8③-7（5）-8（2）6-84（8）（4）图3

不含回路的调运方案6.3送货规划与管理2．不含回路的图上作业方案：6.3送货规划与管理3．含有回路的图上作业方案7200（5）①②③④⑤⑥⑦⑧-28-846-850（7）50905050（5）（8）3050（4）90（2）100（8）图4

含有回路的调运方案6.3送货规划与管理1．希尔平斯基曲线（1）分割希尔平斯基曲线确定顺序数值。6.3送货规划与管理1．希尔平斯基曲线（2）多个运输工具的分配。6.3送货规划与管理2．扫描法先分群再排路线用极坐标表示各需求点的区位，然后任取一需求点为起始点，定其角度为零度，以顺时针或逆时针方向，以车容量为限制条件进行服务区域之分割，再借由交换法进行需求点的排序，建构车辆排程路线。6.3送货规划与管理3.节约矩阵法节约矩阵分析法的基本思想就是在安排为多个零售商运送货物时，在运输工具允许的范围内，选择一组零售商形成组合，目标是通过运送配送中心组合内零售商的货物时，使节约的运送距离最大。

节约矩阵法分为以下几个步骤：第一步，确认距离矩阵。第二步，确认节约矩阵。第三步，将客户划归不同运输线路的运输工具。第四步，为运输线路排定客户送货的顺序。实例一某公司配送中心（DC）于某天上午收到来自7个不同客户的订单。配送中心及每个客户的位置坐标和订货量见表4-1。中心共有4辆货车，每辆货车的载质量是200单位（1单位＝0.1吨）。用节约矩阵法确定每辆货车的送货客户及送货线路。客户坐标及订货需求表

表4-1解：①根据公式

计算确定出距离矩阵见表2。

距离矩阵表

表2

配送中心客户1客户2客户3客户4客户5客户6客户7配送中心0客户1120客户21780客户32023200客户481719140客户5159416160客户6172220410160客户72128267132260②根据公式

计算确定出节约矩阵见表3。

节约矩阵表

表3

客户1客户2客户3客户4客户5客户6客户7客户10客户2210客户39170客户436140客户518281970客户67143315160客户7512341614320③将客户划归不同的运输车辆。由表4-3可知，最大的节约来自客户3和7，节约量为34，两者总运量为107，小于200，因此将3和7合并。与3或7相关的下一个最大的节约是3和6，节约量为33，三者总运量为163，小于200，因此将3、7、6合并。与3、7、6相关的最大节约为3和2，节约量为17，四者总运量为206，大于200，因此合并不可行，暂时停止本次合并。排除客户3、6、7。接下来最大的节约来自2和5，节约量为28，两者总运量为135，小于200，因此将2和5合并。与2和5相关的最大节约来自2和1，节约量为21，三者总运量为183，小于200，将2、5、1合并。剩下客户4，订货量为30，将其并入3、7、6中，总运量为193，小于200。这样，将全部客户分成2组：{1，2，5}，{3，4，6，7}，共用2辆货车进行运输。④排定每辆货车的初始送货线路。对于第一组{1，2，5}：从配送中心出发后距离最近的客户是1，新增距离为12，将1纳入线路中来。接下来如果纳入2，新增最小距离为8；如果纳入5，新增最小距离为9，因此将新增最小距离最小的客户2纳入线路。最后纳入5。因此，第一组初始送货路线为：DC－1－2－5－DC。采用同样的方法可以确定出第二组的初始送货路线，步骤不再详述，给出最后结果为：DC－4－6－3－7－DC。⑤优化送货路线。本例采用二分法进行优化。对于第一组DC－1－2－5－DC，在DC与1和2与5的连线处切断，把线路分成1－2和DC－5两条，经过4种组合计算后，得到优化结果为DC－1－2－5－DC，与初始排定路线相同，因此这种排定已经是最优送货路线。同理，可以得到第二组的最优送货路线为DC－4－7－3－6－DC。⑥运用节约矩阵法对该配送中心进行送货线路优化的结果见表4。

某公司某日送货行程安排表

表4

货车送货路线行程长度每辆货车装载量1DC－1－2－5－DC391832DC－4－7－3－6－DC49193已知某配送中心P0向5个用户Pj运输货物，其运输路线网络、配送中心与用户的距离及用户之间的距离如下图所示：途中括号内的数字表示客户的需求量（单位：吨），线路上的数字表示两节点之间的距离，配送中心有3台2t卡车和2台4t卡车两种车辆可供使用，①试利用节约里程法制定最优的配送方案？②设卡车行驶的速度平均为40km/h，试比较优化后的方案比单独向各用户分送可节约多少时间？例题三例题三P3P2P4P0P1P5(0.9)(1.7)(1.5)(2.4)(1.4)541216128712613810⑴作运输里程表，列出配送中心到用户及用户间的最短距离。需要量P01.58P11.7812P20.96134P31.471595P42.41016181612P5表1各个节点间最短距离⑵由运输里程表、按节约里程公式，求得相应的节约里程数。需要量P01.58P11.78（4）12P20.96（1）13（10）4P31.47（0）15（6）9（8）5P42.410（2）16（0）18（0）16（5）12P5表2各个节点节约里程数⑶将节约里程Sij进行分类，按从大到小顺序排列。表3各节点节约里程排序序号路线节约里程序号路线节约里程1P2P3106P1P522P3P487P1P313P2P468P2P504P4P559P3P505P1P2410P1P40⑷确定单独送货的运输线路，如下图所示。P3P2P4P0P1P5(0.9)(1.7)(1.5)(2.4)(1.4)876810⑸根据载重量约束与节约里程大小，将各客户节点连接起来，形成两个配送路线。即A、B两种配送方案。P3P2P4P0P1P5(0.9)(1.7)(1.5)(1.4)541687810A：（24km，5t）B：（34km，3.9t）①配送线路A：P0-P2-P3-P4-P0运量qA=q2+q3+q4=1.7+0.9+1.4=4t用一辆4t车运送，减少距离SA=10+8=18km②配送线路B：P0-P5-P1-P0运量qB=q5+q1=2.4+1.5=3.9t<4t用一辆4t车运送，减少距离SB=2km⑹与初始单独送货方案相比，计算总节约里程与节约时间。总减少里程：△S=SA+SB=20km与初始单独送货方案相比，可节约时间：△T=

△S/V=20/40=0.5h我国某市市内交通主要是利用该市5号公路通行。后因路面需维修，该线路暂时不能行使车辆。因而市政交通部门的工程技术人员必须查明，该市区的其他几条公路能否有把握分担平时在5号公路流通的每小时6000辆的汽车穿过。6.3送货规划与管理运输规划中的最大流路线问题：1346526475533726.4多式联运系统规划设计

国际物流的各种运输方式海运

大陆桥运输

铁路运输

空运

国际多式联运邮政传递

运输方式（internationalmultimodaltransport）

——按照多式联运合同，以至少两种不同的运输方式，由多式联运经营人把货物从一个国家境内接管货物的地点运至另一个国家境内指定地点交付的货物运输。多式联运适用于水路、公路、铁路和航空等多种运输方式。国际多式联运6.4多式联运系统规划设计必须具有一份多式联运合同必须使用一份全程多式联运单证必须是至少两种不同运输方式的连续运输必须是国际间的货物运输必须由一个多式联运经营人对货物运输的全程负责必须是全程单一运费费率。

国际多式联运的特征(基本条件)6.4多式联运系统规划设计6.4多式联运系统规划