刘志军

（广州航海高等专科学校 物流教研室，广东 广州 510725）

0 引 言

广东省煤炭供给主要来自北方和西南地区，而西南地区的地理优势使其成为华南地区煤炭的重要供给地，特别是贵州将煤炭作为支柱产业发展，并把广东省作为其主要客户。煤炭属于低附加值货物，由于产销地距离较远，使运输成本在商品价格中所占比重很大，选择合适的运输方案以降低物流成本是煤炭流通过程中需要重点考虑的问题。原来由于运输通道的限制，公路运输一直被认为是西南煤炭南下运输的最佳方案。近年来，随着水运通道的疏通、铁路复线的建设，西南煤炭南下运输方案呈现出多元化的特征，特别是随着计重收费、油价上涨等情况的出现，传统的公路运输最佳方案的优势在逐步消失[1]。

运输方案的选择需要考虑很多因素，如货物的性质、运输时间、成本与批量等，是一个复杂的系统问题，特别是运输方案的优劣往往难以定量描述，即存在信息模糊性问题，这给决策带来一定困难。在进一步考虑最优运输方案的问题时，拟将西南煤炭南下运输方案的选择问题简化为特定多种方案的综合评价问题，用模糊系统方法对多种可选运输方案进行模糊评价，从而确定西南煤炭南下运输的最佳方案。

1 西南煤炭的南下运输方案

煤炭从生产地运往消费地的可能运输方案可简化为以下 7 种，如图1 所示。

（1）①—公路—⑥：由公路运输实现门到门的运输。

（2）①—公路—②—铁路—⑥：煤炭用户有铁路专用线，一些大型电厂和大型钢铁厂具备这种运输条件。

（3）①—公路—②—铁路—③—公路—⑥。

（4）①—公路—②—铁路—④—水路—⑤—公路—⑥。

（5）①—公路—④—水路—⑤—公路—⑥。

（6）①—公路—④—水路—⑥：用煤企业有自己的码头。

（7）①—公路—②—铁路—④—水路—⑥：用煤企业有自己的码头。

在 7 种运输方案中，以运输费用最低为约束条件建立线性方程并求解[1]，但实际运输方案的选择不单纯是运输费用最低，还要考虑时间约束、运输方案申请的难度约束、安全性和货损等问题；分别基于层次分析法和遗传算法对运输方案的选择问题进行优化求解[2-3]，但由于过程较复杂，导致这类方法一直不被物流企业所使用[4]。因此，需要探讨建立一种直观、可操作的模型，为这类问题提供解决的方法。

2 建立模糊评价模型

不同运输方案具有不同的技术经济特征，解决不同运输方案综合评价中的多目标、多影响因素问题，是运输方案选择时面临的难题。而模糊综合评价法是将模糊数学理论与方法应用于多因素和模糊对象的评价。首先，明确评价指标和评价等级；然后，通过建立评价指标权重集W (w1,…,wm) 和专家评价矩阵D；最后，由D.W 得到综合评判矩阵B，根据 B 各元素值的大小进行最佳运输方案的选择。

2.1 评价指标

根据完成某批次货物运输的要求 (包括时间、地点、运输路线、环境和安全因素等)，确定达成这些约束可能的 k 种运输方案；明确评价各种运输方案优劣的指标，建立评价指标集U (u1,…，um)，其中 m 为评价指标序号。

2.2 评价等级

针对需要运输的煤炭，决策者判断U (u1,…,um)中各指标对各种运输方案的影响程度，可以分为 4 级：影响非常大、影响大、影响较大、影响一般，也称为货物对影响因素的偏好信息。

2.3 指标权重

指标权重的确定采用AHP主观赋权法[5]。该方法采用9 标度数值来判断两个评价指标之间的重要性关系，利用货物对运输方案选择影响因素的偏好信息给出比较判断矩阵C，然后进行归一化处理，得到各评价指标的权重向量W。指标权重的计算过程如下。

（1）对评价指标集合U (u1,…,um) 中的指标所属的评价等级进行两两比较得到比较矩阵C。

比较矩阵C中cij(i=1,2,...,m;j=1,2,...,m) 取值的意义，如表1所示。

表1 cij 取值的意义

（2）计算各指标的重要性权重指数，先计算集合A(a1,…,ai,…,am)，其中则：

（3）对集合A进行归一化处理得到各指标的权重指数，设：W＝[w1,…,wi,…,wm]，其中故权重指标集W为：

2.4 专家评价矩阵

假设可能的运输方案有 k 种，则采用专家计分法对可选的 k 种运输方案分别就评价指标集合U (u1,…,um) 中的指标进行打分，则可以建立一个k × m 的专家评价矩阵 R：

式中：rij(i=1,2,...,k; j=1,2,...,m) 的赋值采用专家评判法，赋值标准如表2 所示。

表2 评价指标对各运输方案的影响度和赋值

由于讨论的指标有两种：一种是各种运输方案的优点指标，该指标越大越好，称其为“正指标”；另一种为各种运输方案的缺点指标，该指标越小越好，称其为“负指标”。因此，要对这些指标进行指标测度的归一化处理，处理后得到信息矩阵D，其中对“正指标”采用上限效果测度，即(i=1,2,...,k;j=1,2,...,m)；对“负指标”采用下限效果测度，即

(i=1,2,...,k; j=1,2,...,m)。这样将原信息矩阵 R 按指标测度转换后，可得到转换后的信息矩阵D。

2.5 综合评价矩阵

设B(b1,…,bk)为综合评价矩阵，则B＝D.W，故：

公式(5)的物理意义可描述为：B(b1,…，bk)中的各元素值是各运输方案的综合评价值。对集合B (b1，…，bk)中的各元素值大小进行排序，数值大者其对应的运输方案也更优，从而完成最佳方案的选择。

3 模型实例分析

3.1 确立评价方案

设煤炭生产地为贵州A煤矿，煤炭生产企业的煤炭堆场离火车站和港口都有一定的距离，需要用汽车送达，用煤企业为深圳妈湾电厂，该企业有自己的码头，没有专用铁道。根据图1 的 7 种可能运输方案可以简化为 6 种，如图2 所示。k1=①—公路—⑥；k2=①—公路—②—铁路—③—公路—⑥；k3=①—公路—④—水路—⑤—公路—⑥；k4=①—公路—④—水路—⑥；k5=①—公路—②—铁路—④—水路—⑤—公路—⑥；k6=①—公路—②—铁路—④—水路—⑥。

3.2 确立评价指标及权重系数

通过对货主、交通运输企业和交通运输主管部门的调查，选用运输成本、运输工具获取的便利程度、货损程度、运输时间和运输安全性等 5 项指标组成评价指标要素集U＝(u1,u2,u3,u4,u5)，给集合U各元素赋值：u1＝运输成本；u2＝运输工具申请的便利程度；u3＝货损程度；u4＝时间；u5＝安全性。其中，u2和u5为正指标；u1,u3,u4为负指标。

确定评价指标后，由专家确定各评价指标的权重系数,指标权重的确定采用HAP主观赋权法[4]。“平级”的指标权重设为“1”，该方法采用 9 标度(1/9，1/7，1/5，1/3，1，3，5，7，9) 来判断两个评价指标之间的重要性关系。对评价指标集合U＝(u1，u2，u3，u4，u5) 中的指标所属的评价等级进行两两比较得到比较矩阵C：

3.3 确立专家评价矩阵

根据专家对 6 种运输方案的 5 个评价指标的影响程度分别进行赋值，赋值结果如表3 所示。

表3 专家赋值结果

对表3 中的赋值结果进行指标测度的处理，得到转换后的信息矩阵 D 为专家评价矩阵，则：

3.4 综合评价矩阵

在得到各评价指标的权重指数集 W 和专家评价矩阵D后，由公式⑸得到综合评价矩阵B：

因此，B=[0.549，0.371，0.336，0.347，0.236，0.757]，把综合评价矩阵B中各元素对应的运输方案，按数值大小进行排序，数值越大者对应的运输方案越优，即运输方案 k6为最佳运输方案，k1次之，k5最差。

[1] 赵 霞. 公路运输——西煤南运的最佳运输方式[J]. 中国物流与采购，2005(18)：62-63.

[2] 文娟娟，魏海涛，马昌喜. 货运方式选择的灰色系统方法研究[J]. 兰州交通大学学报 (自然科学版)，2006，25(6)：120-123.

[3] 陈相东. 多种运输方式的组合优化模型及其求解[J]. 天津理工大学学报，2008，24(4)：50-53·

[4] 朱晓宁，边彦东，马桂贞. 关于多式联运通道效益综合评价问题的研究[J]. 系统工程理论与实践，1999(4)：74-78·

[5] Crantham K，Pang H. Adaptive route selection for dynamic route guidance system based on fuzzy-neura1 approaches[J].IEE Transactions on Vehicular Technology，1999，48(6)：2028-2041·