倪岚

摘要： 本文应用航空网络和公路网络以及铁路网络三网结合的新型运输网络对安徽省的快递网络问题进行研究。首先利用网络枢纽运力调配模型确定了合肥和阜阳为一级枢纽点。然后以一级枢纽点阜阳为例，应用多枢纽轮辐式运输网络模型得出一级枢纽点到二级枢纽点采用火车运输日支出成本比采用汽车运输时的日支出成本更加节省。

Abstract： In this paper， the new transport network of the combination of three networks of aviation network， road network and railway network is used to study the problem of the express network in Anhui province. First of all， the network hub allocation model is used to determine the Hefei and Fuyang as the primary hub points. And then taking Fuyang as an example， multi-hub-and-spoke transportation model is used to prove that from the primary hub points to the secondary， the day cost of train transportation is less than that of the automobile transportation.

关键词： 线性规划；多枢纽轮辐式；闭合环绕式；网络优化

Key words： linear programming；multi-hub-and-spoke；closed circulating；network optimization

中图分类号：O221.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）36-0067-04

1 问题提出

随着21世纪的到来，中部地区的崛起，中部各省也成为中国经济增长的主要因素，物流产业也随之迅猛发展，面对陈旧的物流网络系统，怎么样实现高效的，安全的，低成本的运输方式，对中部的经济发展具有非常重要的实现意义。以安徽各个市县区为例，来研究未来安徽省物流网络的建设和发展。

这次主要研究的运输范围是北京，上海，天津，福州，杭州，广州几个省和安徽省的交互情况，根据这些研究数据分析网络运输优化路线。安徽省有合肥、亳州、阜阳、淮北、宿州、滁州、六安、宣城、巢湖、池州、铜陵、安庆、黄山、蚌埠、芜湖、淮南、马鞍山等17个省辖市，安徽省一共有合肥，安庆，黄山，阜阳四个市拥有机场，如图1所示。

2 网络枢纽运力调配的模型

对于两个城市A和B而言，A城市的配送就是B城市的接收。所以研究单方面的运力调配即可在对航空枢纽地点进行选择的时候，必须基于以下假设和模型的参数说明：

约束（2）表示每一个城市运往机场的快递量都不超过货运车辆最大的运力，但同时要不小于最大运力的40%；

约束（3）表示从城市的缓存区运送到机场的快递量不能超过运输车辆的最大运力；

约束（4）表示发往市以及市下属各级枢纽中心的快递量之和不能超过机场到一级枢纽地点之间运输车辆或者火车的最大运力。

安徽省所有城市之间的距离如表1所示。

根据表1的距离信息，需要在合肥，安庆，黄山，阜阳四个城市中确定一级枢纽点，并且整个省市的一级枢纽点的最大个数为四个。并且结合到达安徽省的飞机运输运输量作为重要条件考虑。

进行模拟算法计算过程中，需要进行如下假设：

①其他城市的航空到达山安徽省的快递量大于2000kg。

②到达安徽省的各个航空班机的数量如表2所示。

③假设省内之间不考虑航空运输，不同省市到安徽各个机场的运费如图表3所示。

在计算过程中，本文做出以下假设（以下假设均为调查得出的大概数值）：

①一级枢纽每日的固定运营成本为3000元/天，二级枢纽每日的固定运营成本为2000元/天；

②小货车的最大运力为6000kg；

③每个枢纽城市每天的快递量都为2000kg；

④汽车运输的成本为两个城市之间的距离*重量（t）*1.26元。

基于以上数据的提供，运用excel表格对此类运输枢纽的确定问题逐个进行求解，对某一天到达安徽省的快递进行计算和处理。

日支出成本=3000*2+2000*15+（3+3+5+6+6+3）/6*1000*4*2+（4+3+4+6+5+6）/6*13*2+2575*1.26*2=197509

由表4、5、6分析可知，在只考虑是时间成本因素上，设置多个一级枢纽点要比只设置一个一级枢纽点节省时间，因为从地图上看，设置多个一级枢纽点，可以选择空间距离更近的枢纽点运送货物，更加节省时间；而在考虑资金成本因素上，设置过多的一级枢纽点会有更多的资金投入。综上，在设置两个一级枢纽点时，一方面可以有效的减缓一个一级枢纽点时的所需要面对的非常大的物流压力，另一方面，也可以减少因设置过多的一级枢纽点而造成的资金投入的增加。从所有的结果中可以看出选择合肥和阜阳作为一级枢纽最佳。

3 多枢纽轮辐式运力调配问题的模型

多枢纽轮辐式运输网络，具有相对简单的网络运输结构，中途不涉及到卸载和装载的特点，而且多枢纽轮辐式运输网络是由多个单枢纽轮辐式运输网络组合而成。对于城市A和城市B而言，城市A的配送就是城市B的接收。也就是说研究单方面的运力调配问题即可。轮辐式运输网络的选择都是基于航空枢纽地点也就是一级枢纽点的确定，进行运输方式的区分以及运输路线的选择。以运输方式的选择为函数的自变量，目标是利润最大化，主要约束是时间约束和运输能力约束，构造出下面所示的数学模型：

其中每个约束表示含义为：

约束（5）表示通过i市航空班机运输的货运量不超过班机的最大运力；

约束（6）表示一级枢纽到二级枢纽的快递量不超过机场到一级枢纽之间运输车辆或者火车的最大运力；

约束（7）表示任何一个一级城市的快递量需要累积到运输汽车的50%才运往机场进行航空派送；

约束（8）表示任何一个枢纽城市的快递量都不小于2t。

得知在一定随机快递量下，确定是安徽省的一级枢纽点为合肥、阜阳。在确定一级枢纽点的情况下，以阜阳市为例对多枢纽点轮辐式运力调配情况进行分析。

根据安徽省每个城市之间的距离，为每个一级枢纽划分对应的二级枢纽。结果如表7所示。

在进行分析计算的时候，仅以一级枢纽阜阳为例进行计算，从外省到阜阳各级城市的快快递的日支出成本计算，并求和即可。阜阳对应的三个二级枢纽：亳州，淮北，宿州。阜阳出发到各地的列车时间表为如表8所示。

在日常工作时间的都有阜阳到亳州，淮北的列车，考虑到快递件数量多、大，采用列车运输快递能充分保证每天不会有剩余的快递。

进行计算时，需要做出以下假设：①？酌=1/14表示每经过14天车辆就会需要进行安全检查和维修：Hm=2.94即？酌Hm=0.21；②一级枢纽的每日固定运营成本为3000元/天，二级枢纽每日的固定运营成本为2000元/天；③小货车的最大运力为6000kg；④汽车运输的成本为两个城市之间的距离*重量（t）*1.26元；⑤安徽省公路过路费为0.7元/吨公里。

根据上面的假设以及自己收集的一些数据，通过excel表格的规划求解进行计算，满足上述的函数模型的要求，根据运行结果进行分析，对某一天从对其他省市的城市到阜阳市的快递、其他省市的城市到亳州市的快递量的随机时，结合人们日常的工作时间，将快递量随机时间范围定位08：00-17：00，汽车安排运输最晚时间为18：00。同时在计算过程中不计快递阜阳到火车站的时间。

其中，表9中方案1表示阜阳到亳州使用火车运输的运输方式，方案2表示从阜阳到亳州使用汽车运输的运输方式。一、二级枢纽之间的运输方式均使用汽车运输。分析表格，本文发现方案1（火车运输）的总成本远小于方案2（汽车运输）的总成本。即是对于阜阳到亳州的快递运输，火车运输方式的总运输成本小于汽车运输方式的总运输成本，这一结果说明了针对一些特殊的运输环境，可以研究新的运输方式以达到增加企业利润的目的。但是对于两地铁路运输比较落后的地区，企业还是需要使用汽车运输或者开拓出新的运输策略。

采用火车运输的方式能降低能源的消耗，加快快递运输的效率，降低能源的消耗，加快快递运输的效率。快递企业采用这种方式运营很大程度上缩小了某区域运输能力的限制、降低了快递运输过程中消耗的成本。

参考文献：

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