李艳伟，贺 佳，何任杰

（中国民航大学 经济与管理学院，天津 300300）

1 引言

十八届五中全会中反复强调绿色发展理念的重要性，可见绿色发展应时刻伴随社会发展。铁路运输本身具有能耗低、碳排放量少、绿色环保等特点，将在低碳运输中扮演重要角色。此外，《综合运输服务“十三五”发展规划》提出构建高效、快速、环保的多式联运体系，铁路运输载量巨大，运输距离长，跨内陆运输效率高，可以缓解环境和资源约束，并与其它运输方式形成高效的多式联运体系。

铁路运输与其他运输方式开展多式联运是实现低碳运输的有效途径。Forkenbrock 等[1]通过研究多式联运与传统单一运输方式两者在运输成本方面的差别，通过定量计算发现单位货运周转量铁路多式联运的运输成本远远低于公路运输，仅为公路的28%。Janic等[2]通过对多式联运进行研究发现，公铁联运运输成本与货物运输量的变化呈反比关系，而单一公路运输的单位成本不随货物运输量的变化而改变。Mostert 等[3]通过比较公路运输和多式联运的经济效益及考虑环境保护方面，认为多式联运不仅具有高经济效益，而且碳排放量较低。刘浩学等[4]从环境保护视角出发，选取相应的综合运输指标，研究分析不同运输方式的能源消耗和碳排放量，发现多式联运比单一的公路运输在节能减排方面更具优势。刘枫[5]在研究铁路运输发展多式联运的基础上，以实例分析构建功能枢纽型和信息枢纽型的现代物流多式联运园区，对公铁、铁水、公铁水联运格局提出优化措施。郭晓黎[6]结合铁路物流统计工作，按照四大设计原则，从设施设备及服务能力等方面构建铁路物流基地运营统计指标体系。陈雷等[7]基于公路和铁路在货物运输过程中的不同特点，研究了可以实现低碳交通运输目标的陆路运输系统综合优化问题，并构建了相应的数学规划模型。通过研究发现，铁路多式联运在提高运输效率和增加社会经济效益方面都更具竞争力。

上述研究对铁路多式联运经济性能的测算还停留在理论基础上，缺乏具有代表性的现实研究。下面将从实例分析比较不同运输方式开展多式联运的经济性能，对我国从事交通运输的行业开展多式联运和节能减排具有现实指导意义。

2 低碳视角下的多式联运

2.1 低碳多式联运的必要性

如今全球变暖、冰川和冻土消融都是由全球碳排放过高引起的，不仅如此，还导致生物多样性减少，诸如此类现象都将影响全球的可持续发展。过高的碳排放带给自然环境诸多变化，对人体健康也会不利，比如冰川融合会使冰芯里古老的病毒释放出来，而海平面的逐渐上升，会威胁到我们所生存的陆地面积。

低碳多式联运是通过可持续发展的指导思想，尽可能在货物运输过程中将能耗、污染、排放都降到最低，其一方面能通过减排技术，提高能源的利用率，另一方面摒弃“先污染后治理”思想，将环境保护贯彻到底。

2.2 低碳多式联运的政策保障

开发新能源、交通设备创新及运输网络规划都促进了低碳多式联运的发展，不仅如此，发展低碳多式联运更需要相关政策的支持，一方面是通过碳税，采用价格干预，另一方面是通过碳交易，则是数量干预。

3 多式联运经济性能实例分析

郑明物流是一家专业从事第三方物流运输的企业，其在全国范围拥有上百个中转仓库，且已形成天网、地网、人网三网合一的物流信息系统，尤其在珠三角地区，已形成比较完善的多式联运体系。

3.1 运输方式及线路

以郑明从柳州采购货物到广州为例，说明多式联运的模式和经济意义。

图1 广州运往柳州的运输路线图

根据柳州到广州所有运输方式可选择六条路线，如图1所示。

公路运输线路1：

柳州市→永福县→平乐县→贺州市→广州市

公路运输线路2：

柳州市→荔浦县→平乐县→贺州市→广州市

水路运输线路：

柳州→黔江→浔江→西江→广州

铁路运输线路：

柳州→桂林→永州→衡阳→韶关→广州

公水联运线路：

柳州→永福→阳朔→梧州→西江→广州

公铁联运线路：

柳州→永福→阳朔→梧州→肇庆→广州

3.2 运输路径选择比较

对运输费用、碳排放量、能源消耗这三个定量指标进行计算。在碳排放量计算中，根据美国环保署发布的相关文件，各种运输方式的碳排放量指标见表1。

表1 碳排放量指标

对六种路径的指标进行计算：

根据柳州到广州运输线路必须经过的节点计算各项指标，公路拓扑图如图2所示。

图2 路径一公路拓扑图

第一，运费计算。在实际情况中，广西省和广东省的高速费用率、省道费用率、国道费用率都不一样，但是因为费用率差距不大且暂时没有严格的标准，所以暂时把收费标准统一，并且把公路路线设定为封闭式高速公路。

其中基本费率标准为0.08元/t·km。

根据公路收费站计费标准（见表2）计算运输费用。

表2 公路收费站计费标准

得出公路收费站的计算方程式，如下所示：

其中，x为货物重量，y为费率标准。

每个集装箱重12t，根据计算，10t以内：收费标准为0.08元/t·km；超出10t以外的2t重量的收费标准为0.78 元/t·km（此收费标准适用于联网收费的高速公路。省道国道运距近，采用高速费用率来计算），总共97箱。根据公式：

总费用=运输费用+路桥费

(1)要加强成矿理论研究，大力推进深部找矿技术研发。由于深部矿勘查相对于浅部矿勘查具有难度大、投资大、风险性大的特点，迫使矿产勘查人员必须依靠科学技术的进步来发展和形成新的找矿能力。一方面深部找矿因为更加依赖于地质理论对预测找矿的指导作用，所以要求地质工作者一定要加强成矿理论的研究，为深部找矿工作的正确开展引领好方向。另一方面也必须采用新技术、新方法，特别是针对深部矿埋深较大、信息弱和干扰大的特点要求传统的找矿技术方法手段在探测深度、探测的灵敏度以及抗干扰方面能有较大的改进和提高，因此，结合新兴科技，优化、创新找矿技术方法，与时俱进加强技术手段的研发同样是今后工作中的重点。

运输费用＝运输费率×箱数×里程

路桥费＝路桥费率×箱数×里程

根据普通车型标准，在各个路段进行费用的计算：

公路集装箱运价：40hc箱型，9元/箱·km

公路每公里能源消耗（包括油耗和冷藏能源消耗）：8.56L/箱·百km

一周的运输费用：c1=9.00×97×615=53.689 5万元

一周的过路费用：c2=（10×0.08+2×0.04）×97×615=5.249 64万元

一周的总费用：C公1=C1+C2=53.689 5+5.249 64=58.939 14万元

第二，碳排放量计算。根据表2 数据，计算公路运输1的碳排放量：615×97×0.364=21 714.42kg。

第三，能源消耗计算：6.15×8.56×97=5 106.468L。

（2）路径二：公路运输线路2。路线：柳州市→G323→包茂高速→汕昆高速→S349→二广高速公路→二广高速广州支线→广州市（9 个收费路段，全程551.5km，约11h）。

根据柳州到广州运输线路经过的节点计算各项指标，公路拓扑图如图3所示。

图3 路径二公路拓扑图

第一，运费计算。同路径一计算可得：

一周的运输费用c3=9.00×97×551.5=481 459.5=48.145 95万元 ；

一周的过路费用c4=（10×0.08+2×0.078）×97×551.5=5.114 169 8万元 ；

一周的总费用c公2=c3+c4=481 459.5+51 141.698=53.260 119 8万元 。

第二，碳排放量计算。根据表2中数据，计算公路运输2的碳排放量：515.5×97×0.364=18 201.274kg。

第三，能源消耗计算：5.515×8.56×97=4 579.214 8L。

（3）路径三：铁路运输。确定柳州到广州铁路运输最短路线。假设从柳州到广州的铁路运输路线已经申请下来。从可供考虑的路线中选择距离最短的一条线路（1 059km，约15h），铁路运输具体线路经过节点如下：

柳州→桂林→东安→永州→祁阳→祁东→衡阳→郴州→韶关东→广州市

表3 铁路货物运价率表

根据《铁路货物运价率表》（见表3）计算运输费用：

第一，运费计算。结合铁路集装箱运价费率，根据公式：

铁路运输费用=（发到基价+运行基价×运价里程）×箱数

此运输线路运输费用计算如下：

一周总费用c铁=(292.3+1.290 9×1 059)×97=16.095 822 07万元

第二，碳排放量计算。根据表3 中数据，计算铁路运输的碳排放量：1 059×1×0.035=37.065kg。

第三，能源消耗计算。因为铁路运输主要通过燃油提供动力，所以本节主要研究燃油能源消耗。铁路能源消耗（包括油耗和冷藏能源消耗）3.35L/箱·百km：10.59×3.35×97=3 441.220 5L。

（4）路径四：水路运输。路线：柳江→黔江→浔江→西江→广州（约900km，大约2.25d）。

第一，运费计算。根据搜查资料的数据，设定内河水运运费率为1 388 元/箱（40hc 集装箱）。根据公式：

运输费用=基本运费×箱数

运输线路运输费用计算如下：

一周总费用c水=1 388×97=13.463 6万元。

第二，碳排放量计算。根据表3 中数据，计算水路运输的碳排放量：900×1×0.101=90.9kg。

第三，能源消耗计算。

水路能源消耗（包括油耗和冷藏能源消耗）4.42L/箱·百km，则结果为：9×4.42×97=3 858.66L。

（5）路径五：公水联运。根据各线路的契合点及公路和水路的经济距离，挑选出较优路线。在选择时还要考虑到多式联运的中转装卸搬运费用，具体路线如下所示：

公路运输：柳州市→G72 泉南高速→G65 行驶434km→梧州市（约434km，约6h）；

水路运输：梧州市→西江→广州市（约350km，约0.9d）

根据实际情况，多式联运运输线路如下所示：

柳州→永福→阳朔→梧州→西江→广州

第一，运费计算。考虑到公路和水路费用率不一样，在计算多式联运运费时应分段计算：

①公路运输

路线：柳州市→G72 泉南高速→G65→梧州市（约434km，6h，5个收费路段）。

根据国内集装箱装卸费率（见表4），对公水联运过程中涉及到的一次装卸搬运作业的费用进行计算：

表4 国内集装箱装卸费率（单位：元）

根据公式：装卸搬运费=装卸包干费率×集装箱数

此次装卸费用根据表4数据计算：

一周装卸搬运费用c装卸=330×97=3.201万元。

②水路运输

路线：梧州市→西江→广州市（约350km，约0.9d）

根据公式：水运运费=基本运费×箱数。

另外，根据方案三水路运输的水运运费率推算出从梧州市到广州市的运费费率为539.78 元/箱，此段水路运费计算如下：

第二，碳排放量计算。根据表4 中数据，计算公水联运的碳排放量如下：

434×97×0.364+350×1×0.101=15 359.022kg

第三，能源消耗计算。

4.34×8.56×97+3.50×4.42×97=5 104.178 8L。

（6）公铁联运。根据各线路的契合点及公路和铁路的经济距离，挑选出较优路线。具体路线如下：

公路运输：柳州市→G72 泉南高速→G65 行驶434km→梧州市（约434km，约6h）

铁路运输：梧州市→肇庆市→广州市（约385km，约0.7d）

根据实际情况，此多式联运运输线路如下所示：

柳州→永福→阳朔→梧州→肇庆→广州

第一，运费计算。考虑到公路和铁路费用率不一样，在计算多式联运运输费用时应分段计算：

①公路运输

路线：柳州市→G72 泉南高速→G65→梧州市（约434km，6h，5个收费路段）

公水联运过程中将涉及一次装卸搬运作业，依据国内集装箱装卸费率计算。

根据公式：

装卸搬运费=装卸包干费率×集装箱数

此次装卸费用根据表4中的数据计算：

一周装卸搬运费用c装卸=330×97=3.201万元。

②铁路运输

路线：梧州市→肇庆→广州市（约385km，约0.7d）

根据公式：铁路运输费用=（发到基价+运行基价×运价里程）×箱数，将此运输线路运输费用计算如下：

一周总费用：C铁=（292.3+1.290 9×385）×97=7.656 1万元。

所以此段多式联运总费用：

C总=C公+C装卸+C铁=41.592 824+3.201+7.656 1=52.449 924万元

第二，碳排放量计算。根据表4 中数据，计算公水联运的碳排放量如下：

434×97×0.364+385×1×0.035=15 337.147kg

第三，能源消耗计算：4.34×8.56×97+3.85×3.35×97=4 854.646 3L。

由以上计算可以得到5种不同运输路径的费用、碳排放量和能源消耗指标，见表5和图4-图6。

表5 运费-碳排放量-能源消耗表

由表5 可知，在六种运输方式中，公水联运和公铁联运比公路运输线路1、2 运费、碳排放量、能源消耗低，经济效益好。

公水联运和公铁联运比公路运输线路1、2运费、碳排放量、能源消耗低。由实际情况出发，郑明物流可以开展“公路—铁路”联运和“公路—水路”联运，既降低了费用，减少了碳排放量，又节省了能源，符合低碳化的要求。

3.3 最佳运输方式选择

以公路运输线路1作为基准，根据上面绘制的运费、碳排放量、能源消耗图表，分析“公铁联运”和“公水联运”带来的经济效益，见表6。

图4 各种运输方式费用

图5 各种运输方式碳排放量

图6 各种运输方式能源消耗

表6 经济效益

公铁联运和公水联运方式在运费、碳排放量、能源节省量方面均比公路运输方式低，所以，郑明物流开展“公铁联运”和“公水联运”具有较大的经济意义。

3.4 多式联运方案优化效果分析

根据月份对最佳经济效益的运输方式进行优化。从上面的计算结果可知，虽然“公水联运”和“公铁联运”在运费节省量和碳排放减少量上相差不大，但是“公铁联运”在能源节省量上远远高于“公水联运”（公铁节省4%，公水节省0.04%）。

图7 铁路运输不同时期货流量

图8 不同时期运河深度

根据铁路节假日运输高峰期、水路枯水和丰水期（如图7、图8所示），确定最优的多式联运方案。

对于铁路来说，1、2、3、4、9、10月份，货流量少，可以选择“公铁联运”，国内段应选择“公铁联运”较为合理，铁路运输线路节点如图9所示。

图9 铁路运输线路节点

结合案例和实际情况，5至8月份为铁路运输高峰期，同时也是水运的丰水期，因此5 至8月份选择“公水联运”运输方式，水路运输线路节点，如图10所示。

图10 水路运输线路节点

11、12月份为铁路运输高峰期，又为水路运输枯水期，应该采用公路运输。此时，按照最优路径选择顺序建议选择公路运输线路2，公路运输线路2如下所示：

柳州市→G323→包茂高速→汕昆高速→S349→二广高速公路→二广高速广州支线→广州市

4 多式联运运作方式

4.1 运作参与对象

郑明物流作为缔约承运人，与参加多式联运的海上承运人、铁路承运人、公路承运人和货运代理人等签订“分包运输合同”，共同完成全程联运任务。郑明物流是事主，以缔约承运人的身份行事，对全程联运负责。

第一，公路承运人为郑明物流或者其合作企业。郑明物流及其合作企业利用自身的公路冷藏运输能力和优势负责公路段的运输。

第二，铁路承运人为中国铁路货运公司。通过与中铁运签订运输协议，将运输分包给铁路货运公司。

第三，海上承运人为中国海运公司和中国远洋运输公司。到达水路运输阶段，与中海运或者中远洋签订运输合同，将运输分包给中海运或者中远洋。

4.2 运作流程规划

联运全程各运输区段，全程联运任务通过“互为托承运”的“接力方式”完成。

第一，在运输前根据运输的时间特别是水路和铁路的运输时间，规划好运输线路和运输方式，郑明物流在车站和港口建立运输分支机构和代理机构。

第二，水运段向中海运租用舱位，实行联营体制，以求增加运力、提高箱位利用率、降低运输成本。

第三，铁路运输段，郑明物流经营集装箱铁路中转站或与铁路公司签订长期、短期和临时协议，租用铁路运输公司运力，开展多式联运。

4.3 运作责任分摊

郑明物流与铁路和水路承运单位组成联营集团，以多式联运经营人的资格和身份行事，签发全程“联运提单”，对货物在联运过程中的灭失和损坏负赔偿责任。并与铁路经营人、港口经营人、公路运输经营人，支线船舶运输经营人和货运代理人等“签订分包运输合同”采用“网状责任制”，货物灭失和损坏发生在联运的某一运输区段，适用于该运输区段的法律。

5 结论

本文通过设计多式联运方案，求解不同运输方式的运费、碳排放量、能源消耗，考虑运输方式和路径选择中的主因素，解决多节点、多方式、多路径的运输优化问题，并制订了不同时期最优的多式联运方案，为郑明物流公司选择运输方式及路线提供了参考。在低碳的大背景下，冷链物流公司在拓展多式联运时不仅要考虑运费和能源消耗，还需考虑采用较为低碳的运输方式，利于体现企业的社会责任，统一经济效益与社会效益，把满足发展“低碳经济”和客户需求的理念贯穿到冷链物流的整个过程。