軸輻式網(wǎng)絡系統(tǒng)中集裝箱船的技術經(jīng)濟性研究.pdf

1、集裝箱船舶的大型化發(fā)展給航運公司提出了更多的營運難題，集疏運系統(tǒng)不再獨立于遠洋運輸網(wǎng)絡，而是主要為遠洋航線網(wǎng)絡服務。由于江、海不同水域集裝箱船舶的技術標準不同，江-海集疏運系統(tǒng)是當前水-水集疏運系統(tǒng)中研究的難點所在。近幾年，中國集裝箱港口發(fā)展迅速，特別是上海洋山深水港的建設，對亞洲區(qū)域內(nèi)的集裝箱運輸格局乃至世界航運市場產(chǎn)生了深遠影響，但作為洋山港的主要箱源地--長江下游地區(qū)，其港口與洋山港之間的集疏運系統(tǒng)是最復雜的江-海集疏運系統(tǒng)。本文

2、主要為了解決航運公司在江-海集疏運系統(tǒng)中的營運難題，以上海港-長江下游港為實例，其意義重大。 為實現(xiàn)以上研究目的，本文主要做了以下方面的工作：(1)從集裝箱船舶的營運和技術特征出發(fā)，以客觀、中立的態(tài)度探討超巴拿馬型集裝箱船的經(jīng)濟性問題，為當前集裝箱航運市場上存在爭議的“船舶大型化的規(guī)模經(jīng)濟性”提供定性和定量依據(jù)；(2)以市場環(huán)境和實際數(shù)據(jù)為基礎，基于不同的航線網(wǎng)絡模式，對影響超巴拿馬型集裝箱船經(jīng)濟性的主要因素進行敏感性分析，發(fā)現(xiàn)

3、軸輻式(hub-and-spoke)網(wǎng)絡模型是伴隨集裝箱船舶大型化過程中的航線網(wǎng)絡發(fā)展方向，集疏運系統(tǒng)對超大型集裝箱船的經(jīng)濟性影響巨大，這也驗證了本文的研究意義重大，案例計算結(jié)果為航運公司的營運決策提供了重要參考；(3)建立優(yōu)化模型，對江-海集疏運系統(tǒng)中的單航線、單船型、多航線、多船型等不同情況進行實例應用，計算的結(jié)果可作為航運公司在“船型優(yōu)化和航線設置”方面的決策支持。 在以上內(nèi)容的研究過程中，文章以“寬度與深度相結(jié)合、定性與

4、定量相結(jié)合、理論與實踐相結(jié)合”為指導原則，做了大量的創(chuàng)新工作，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)驗證了軸輻式網(wǎng)絡模型下的超巴拿馬型集裝箱船的經(jīng)濟性。軸輻式網(wǎng)絡模型在國外文獻中多應用于航空運輸，并已經(jīng)相當成熟；在集裝箱海運中仍屬于起步，并且爭議很大。而在國內(nèi)，軸輻式網(wǎng)絡模型理論的應用幾乎屬于空白。本文以客觀的立場，根據(jù)市場營運環(huán)境的不同，分析不同航線網(wǎng)絡下的超巴拿馬型集裝箱船的經(jīng)濟性。案例計算結(jié)果表明軸輻式網(wǎng)絡模型在集裝箱船舶大型化趨勢下較多

5、港直靠模式(multi-portcalling)更能體現(xiàn)大船的經(jīng)濟性。文章對軸輻式網(wǎng)絡模型的驗證也為該理論在其他領域的應用提供了參考，例如城市規(guī)劃、路網(wǎng)設計等。(2)建立單位標準集裝箱綜合營運成本模型，并進行實例驗證。以往關于船型選擇的文獻多從運輸成本的角度考慮，而沒有綜合考慮船舶在港時間對集裝箱船經(jīng)濟性的影響，決策常常與實際營運效果偏差很大。本文從集裝箱運輸“門到門”的角度出發(fā)，通過模塊化，最終建立了既考慮在港、又考慮在航時間的單位標

6、準集裝箱綜合營運成本模型，并通過實例進行應用和驗證。(3)新角度的敏感性分析。傳統(tǒng)的敏感性分析是從影響目標函數(shù)最大的因素進行敏感性的詳細分析，但超巴拿馬型集裝箱船舶經(jīng)濟性研究表明，影響目標函數(shù)最大的因素--船舶載箱率并不會影響企業(yè)決策，而本被認為不敏感的因素--集疏運成本卻對企業(yè)決策的影響很大。因此，本文選取集疏運成本進行敏感性的詳細分析，建立了接駁航線系統(tǒng)與遠洋航線網(wǎng)絡之間的聯(lián)系，也解釋了在同一經(jīng)濟區(qū)域內(nèi)進行樞紐港選擇時，航運公司把集

7、疏運系統(tǒng)作為重要考慮因素的原因。(4)構(gòu)建江-聯(lián)運集疏運系統(tǒng)中的動態(tài)規(guī)劃模型，并進行實例驗證。動態(tài)規(guī)劃模型在解離散問題中較線性規(guī)劃模型、Dijkstra算法、矩陣算法等更有優(yōu)越性；并能同時計算中間過程，即任何兩個階段之間的決策選擇。但劃分階段和寫出遞推關系式是其難點所在，以往的文獻因集裝箱運輸?shù)膹碗s性，沒有找到合適的劃分階段方法，無法利用動態(tài)規(guī)劃模型的優(yōu)越性。本文借助于單位標準集裝箱綜合營運成本模型中的模塊化方法，對江-海聯(lián)運問題進行階

8、段劃分，構(gòu)建動態(tài)規(guī)劃模型，并用實例驗證，為解決此類運輸問題提供參考。(5)江-海聯(lián)運集疏運系統(tǒng)的研究在洋山港主要腹地港口群進行應用。在長江下游港口至上海港的江-海聯(lián)運網(wǎng)絡中，江運和海運運距都較短，沿途掛靠港口密集，研究表明，由于港口轉(zhuǎn)運時間過長、裝卸費過高等原因，接駁航線網(wǎng)絡將向直達航運、減少掛靠港、縮短航線周期、增大船型等方向發(fā)展。 本文研究經(jīng)過充分調(diào)研，以專業(yè)數(shù)據(jù)庫和市場營運為基礎，對理論和數(shù)學模型進行實例驗證，主要有如下結(jié)

9、論：(1)通過集裝箱船舶實現(xiàn)集裝箱化的運輸特別適合于長距離、多環(huán)節(jié)、頻中轉(zhuǎn)的貨物運輸，國際貿(mào)易中貨物運輸?shù)募b箱化仍有進一步提高的趨勢，為集裝箱運輸市場的發(fā)展提供了良好的大背景。(2)通過集裝箱船的營運技術特點分析，船舶本身的大型化技術不是最關鍵的難題，但技術條件和經(jīng)濟性是船型選擇的根本。在6500TEU(Twenty-footEquivalentUnit，20尺標準集裝箱)和9500TEU兩種船型、軸輻式網(wǎng)絡模型和多港直靠模式兩種航線

10、網(wǎng)絡下，無論是6500TEU船型或9500TEU的集裝箱船舶，軸輻式網(wǎng)絡模型在大部分營運環(huán)境都比多港直靠模式的單位標準集裝箱綜合營運成本更低。(3)當新造船成本、大船載箱率、船舶在港時間、燃油價格等因素向不利方向變化30％之內(nèi)時，最優(yōu)方案都是9500TEU船型的軸輻式模型。但是集疏運費用增加30％時，最優(yōu)方案為9500TEU的多港直靠模型。由于集疏運費用因素對航運公司在選擇船型、選擇航線模式、選擇樞紐港等方面決策的影響更大，本文認為集疏

11、運費用問題應該是航運公司非常關心的問題。支線接駁航線網(wǎng)絡與遠洋主航線相配套的多層次航線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)將會受到航運公司的關注和重視，不同層次網(wǎng)絡之間不再獨立，經(jīng)濟區(qū)域內(nèi)的航線網(wǎng)絡為經(jīng)濟區(qū)域間的航線網(wǎng)絡服務的特點將會進一步顯現(xiàn)。(4)江-海聯(lián)運集裝箱運輸是接駁航線中最為復雜和亟需優(yōu)化的集疏運方式，長江流域南京以下的港口始發(fā)的集裝箱運至洋山港時，由于江運和海運部分運距都非常短，中轉(zhuǎn)費用和中轉(zhuǎn)時間占總成本比例非常高，航運公司應該選擇直達運輸，減少航線