浙江商业职业技术学院 丁荣涛

随着全球化运输需求不断增长，港口物流成为推动供应链整体效率改善和性能提升的重要节点，集装箱运输作为港口物流中利润率最高并且增长最快的业务也被倍受关注。港口物流链模式作为一种新型的现代港口物流系统的信息资源配置中心，可以进一步优化与配置物流资源，通过合理安排船舶到港时间、泊位岸线的利用效率以及装卸设备的协同作业。现代港口物流链即港口全程物流链，是根据客户需求，由现代港口物流链上的主导节点港口，负责管理现代港口物流链起点至终点的全程物流链的运作，组织和协调现代港口物流链上下游的各个节点——生产商、经销商、铁路、港口、航运、公路、海关、检验检疫等单位相互协作配合和各种运输方式的有机衔接。

浙江省处于连接国际航道和国内支线的良好位置，内河航道通航通过连接长江流域各省，间接腹地扩大至浙赣、宣杭、皖北铁路沿线地区和江苏、安徽、上海、湖北和江西等省市。全省共有5个主要港口，杭州港属于内河港口，温州港、嘉兴港、台州港、宁波—舟山港四个港口属于沿海港口，沿海港口正积极打造以宁波—舟山港为主线，温州台州和嘉兴港为两翼的现代港口体系。与国内外主要港口相比，目前我省5个主要港口都较好地完成了口岸电子信息化工程，但各港口，特别是内河港口，港口和临港物流设施（物流园区、物流中心等）的规划建设与经营基本上是相互割裂，各自独立运作，缺乏跨组织的流程协同和信息共享机制，所以导致耗能大、效率低、成本高、协调困难等一系列问题。建立多式联运作业调度优化下的港口物流链控制系统就是希望通过省内各港口建立的合作伙伴关系，根据各物流企业的市场份额和物流能力，采用实时响应的优化调度策略，使资源组织的速度和规模满足企业的物流业务需求。

1 分析港口物流链的适应性与影响因素

1.1 对港口物流链物流系统的复杂适应性进行分析，提出基于多Agent交互的港口物流链物流系统动态协作模型

传统的港口已扩展到了包括业务相关的海运、陆运物流网络，不仅需考虑物流链节点作业调度问题，同时要考虑物流在网络中的运输过程中的衔接问题，以港口为关键节点的多式联运物流系统属于复杂适应系统。以往港口物流链系统研究领域只专注于节点内部物流作业局限性。港口物流链是一个调转混合排队非线性开放系统，节点和节点间属性横向协作和纵向协作模式，可采用离散事件仿真建模方法进行仿真建模求解，克服了数学解析方法对此类问题求解的困难。

1.2 分析港口物流链物流任务分配的影响因素，提出基于能力约束的物流资源调度仿真优化模型

依据协作共赢、快速反应等现代物流管理中的核心理念，不仅考虑港口物流链是一种动态性的网络型经济组织物流链作业需求问题，同时考虑了物流节点的运输能力匹配问题，突破以往港口物流链资源调度不同领域调度优化约束目标的不一致。港口物流链调度是一个非线性开放系统，从求解方法上看，运用遗传算法的基本原理，采用二进制编码、大种群尺度和较小交叉概率等方法，对该模型的算法进行了设计，提高了调度运算结果的有效性。

2 港口物流链调度优化策略

2.1 港口物流链物流需求与资源分配协作行为基本模式

根据角度和方向不同，资源分配协作又可分为横向协作和纵向协作，横向协作通过物流链各节点分摊成本和分享收益来来满足物流需求，实现物流链的实时响应；纵向协作通过物流链各节点分摊成本和分享收益来降低成本，拥有成本优势。在协作过程中，合作与竞争不可避免，分析物流需求与资源分配协作过程中资源的竞争与合作行为，从运输层、企业层和业务层三个层次建立基于CAS理论的物流需求与资源协作的概念模型。CAS理论的引入，不仅可以从行业的宏观角度来进行分析；还可以考虑物流链节点企业个体的影响，将企业的自学习能力和主动适应环境的特性考虑进去，包括企业与企业、企业与环境之间的交互以及市场竞争环境的激烈复杂性和随机因素等。在多变的外界环境影响下，企业为了获得更大的市场占有率或经营多元化，内部资源配置行为受到影响，对于每一个参与协作博弈的企业，它们都有两个选择（参加，不参加），通过预测节点间物流任务的需求和自身能力约束，可以较准确地判断和选择来制定自己的分配策略。

2.2 建模港口物流链多式联运过程

综合考虑区域制造企业集装箱需求量及港口联盟企业集装箱转运能力的实际情况，针对物流链海河路多式联运（船舶、集卡）资源的共性与差异，将离散事件系统建模思想应用于各物流配送节点作业流程的仿真和资源优化配置研究中，采用智能Agent的模式来描述，通过建立多主体的CAS模型，尽可能地发挥港口及第三方物流企业的物流服务能力，并对在运集装箱转运数量进行控制，使得港口集装箱装卸总量满足区域制造企业所需集装箱在时间、重量上的要求，确定集装箱物流平衡方案。

2.3 港口物流链集群模式下的多级成本核算与控制方法

企业调研过程中发现目前传统的物流成本管理体制使得物流链内的各企业成本管理视角局限于内部流程的成本降低，忽略了外部环境的变化对内部的物流成本变动的影响。港口作为物流链中的关键环节，在与其他各环节物流分包商之间的利益竞争再分配的同时，必须有效地组织、控制自有集疏运网络，建立能实现物流系统效益全局最优化的综合全面的预算方法。课题将围绕物流链不同环节的诸多制造企业、沿海和内河港口、第三方物流企业组织，以“供应商—客户”关系，通过“信任和承诺”非正式或正式契约方式进行连接，形成基于本地一体化的物流链。在整个物流链内部所发生的各种资源的耗减与支出，其既包括物流链内各企业单独所发生的企业内部成本，也包括物流链内部各企业间所发生的链内企业间成本，还包括链内所有企业所发生的共同成本。多级成本核算与控制方法是以物流链及其内部各企业单位为成本管理主体，通过深入研究复杂物流链环境下物流活动的分解、分配与动态调度技术，针对不同物流业务性质的特点，分析所包含的主要成本项目及各项成本发生的成本动因，理清这些成本项目之间的流程关系及相互影响。

2.4 基于协作能力约束的港口集卡调度优化策略

为实施了解吊装设备和集卡实时工作情况，避免了错装、错卸和错发等情况，考虑在集装箱箱体表面和集卡挡风玻璃上固定RFID电子标签，采用基于距离的定位机制，通过分布在岸吊、场桥和堆场通道上的读写器实时采集集装箱及集卡编号和工作位置。港口集卡调度优化指在满足某些约束，如任务时间、资源能力、规划道路等条件下对具体装卸任务进行合理分配、安排资源和行走路径等，使某些目标，如物流成本、交货期、资源利用率等达到最优化。引入资源协作共享机制，同时考虑堆场道路通行能力，在满足装卸任务时间窗前提下，重点研究场桥吊装作业与集卡移动的动态同步问题。根据港口物流常规工作参数，结合港口物流成本计算方法，预先分配集装箱装卸任务，规划转移路线，然后在工作过程中实时监控集卡队列行驶位置，设计基于能力约束判断的资源协作模型，解决吊装作业溢出问题。

3 信息化实施与实现

相对于沿海港口，内河港口沿海港口信息系统建设还处于较低阶段，物流服务网络基本都是企业内网，大部分在用软件主要面向企业内部物流作业管理，面向智能决策服务软件基本空白。缺乏跨组织的信息共享和流程协同机制，目前在整个物流链上通用的只有“船舶综合监管”、“免停靠报港”、“刷卡缴纳规费”等监控软件，但针对港口物流运作中的诸多重要环节，如货物组配方案、最佳运输路线、最优库存控制等方面，仍以人工化和半人工化决策模式为主，未形成一体化服务体系。

通过引进先进技术和设备，如EDI（电子数据交换）、VTS（船舶交通服务系统）以及堆场智能化管理等，内河港口正逐渐使自己的业务逐步向专业化、规范化、标准化迈进。系统仿真技术与优化搜索技术及其相结合成功地被应用于为物流系统的规划设计和营运管理提供决策信息。构建仿真平台时，综合考虑区域制造企业集装箱需求量及港口联盟企业集装箱转运能力的实际情况，遵循系统化、简单化、多方位化、规范化等规则，确定多式联运仿真模型的抽象粒度。开展多式联运仿真模型的Agent分析与设定将每个主体定义成独立的Agent，采集各主体的在用和可用物流资源数据。通过控制港口物流链在运集装箱转运数量，尽可能地发挥物流链物流服务能力，使得港口集装箱装卸总量满足区域制造企业所需集装箱在时间、重量上的要求，确定集装箱物流平衡的优化建模方案。每个仿真节点都可能因为物流链局部响应的变化而引发再分配问题。建立物流资源调度中运载工具追踪与落实的元模型，采集仓储配送任务，船舶装货卸货情况，场桥吊装计划、货代实时货载信息，航道设施和道路设施在用情况，航运交通和道路交通突发状况等数据，把数据中发生的离散事件当作状态变量，采用适当的数据结构，将连续/离散响应混合系统仿真元数据生成问题归化为特殊的高维数据拟合问题，通过带趋势补偿的组合元方法杜绝仿真单元间数据拟合滞后现象。

港口物流链的独立成员具有不同的经营目标，拥有不同的资源水平，组织冲突不可避免。根据各节点物流能力建立柔性资源调度监控仿真模型，该仿真模型将用于监测整个物流生命周期中物流组织的环境变量数据变化情况，及时发现异常的冲突信号，建立冲突信息数据库，然后根据组织冲突的不同类型运用博弈论中的合作对策理论和谈判对策理论解决共同体参与成员资源再分配问题。

4 结语

目前，因为缺乏有效的网络协作平台，我省绝大部分物流企业、尤其是港口物流企业与陆运物流企业的网络协作水平较低。以海河联运和河路联运物流链的物流活动为主线，以资源调度优化为目标，在比较主流物流仿真软件的技术特点基础上，针对浙江省内河港口集装箱物流产业信息化发展的特点，在虚拟空间建立以港口为节点的全部物流据点间相互对应的连带关系，采用仿真技术研发基于能力约束下的物流资源协作关键技术可以增强腹地的制造行业和物流企业的竞争力，促进民族工业的发展。系统实施后，内河港口通航能力可提高20%以上。

[1] 李向文.我国港口物流信息化建设现状调查[J].中国物流与采购,2007(16).

[2] 任伟.基于运动传感器的远程健康监护系统研究[J].计算机科学,2011,38(11).

[3] 梁子婧.港口物流创新发展模式的对策探究——以徐州港口物流为例[J].中国商贸,2010(22).