区域性煤炭运输节点的优化

第34卷第1期西安科技大学学报Vol.34 No.2014年01月JOURNAL OF XI' AN UNIVERSITY 0F SCIENCE AND TECHNOLOGYJan. 2014文章编号: 1672 -9315(2014)01 -0092 -06区域性煤炭运输节点的优化刘海滨，吴必善,梅傲(中国矿业大学管理学院,北京100083)摘要:针对当前我国煤炭行业物流诸多现实问题,尤其是煤炭运输通道规划合理化问题,通过对煤炭物流客户的需求量、运输距离及多式联运等信息的分析,并在对煤炭配送中心选址的重要性.合理性及其煤炭调运成本的影响因素的研究之后,文中运用煤炭配送中心合理的选址优化模型与配送成本优化模型等优化方法,实现煤炭运输成本最小化,以达到优化区域性煤炭运输节点的目的。煤炭配送中心合理的选址优化模型与配送成本优化模型的科学性和有效性也经过实验证明其应用的实际价值,为我国煤炭运输通道合理化的建设提供理论和技术支持,也有为我国煤炭运输通道的未来发展提供了指导性的意义。关键词:合理化运输;配送中心;选址模型;成本核算中图分类号:F 532. 5;U116.2文献标志码: A .Optimization of regional coal transportation nodesLIU Hai-bin, WU Bi-shan , MEI Ao(School of Management ,China University of Mining and Technology ,Bejirng 10083 , China)Abstract: The current coal logistics in China is facing many realstic problems, especially in planningrationalization problem of the coal transport coridor. Analysis of the customer demand，transport dis-tance and multimodal information of coal logistics industry , and considering the importance of coal distri-bution center location for rational distribution and reasonable cost , the paper puts forward the optimiza-tion model of coal transported center location and the cost optimization model，which achieve the rationaltransportation by the lowest cost and achieve the purpose of optimization of regional coal transportationnode. The models in selecting distribution centers and its distribution cost are proved its application val-ue in the validity by the experiments. It provides theoretical and technical support of rational coal trans-port corridor construction , and provides guidance significance for the future development of China' s coaltransportation channel.Key words : rational transportation ; distribution centers; location model; cost calculate化、时段性等因素的影响,全国煤炭健康发展面临0引言诸多问题。中国煤炭运输的格局特点主要“北煤近年来全国煤炭市场虽在各级政府重视情形南运” 、“西煤东运" ,也是支撑国民经济发展的生下仍处在不稳定状态。受到气候变化、区域差异命通道。尽管运输通道休玄不断发展和完善,但中国煤化工fYHCNMHG收稿日期:2013 -09 -10.基金项目:教育部博土点基金资助项自(2010020110002)通讯作者:刘海滨( 1968 -) ,男,北京人,教授,E-mail: wubishan1024@ sina. com.)4西安科技大学学招2014年煤炭生产基地至煤炭配送中心G的运费率分别为y叶Dieanye)C(i=1,2,.",n )。基于以上各设计因素考虑,建立煤配中心选址的数学模型如下d,x。= 2 C,WX./ 2 C;W,。B(x)yo = 2CW,y/E C,W.煤配中心初始坐标G (X,Y)的确定,是本设图3 配送中心选址坐标示意图计选址的第一步。Fig. 3 Distribution center location coordinates第二步,在第-步的基础上,可以计算出重心中讨论的重点之- -。我国煤炭运输通道种类-般到产煤基地的直线距离D.;同时计算出货运的总有公路、水路、铁路运输3种方式,以铁路为主,以成本TC,以此作为接下来计算的比较对象。公路为主要补充,以下水港口为辅助。但是过去Du= (x0-x)+(o-y)",采用某单一运输方式,受到运输距离长、空车返回、运输周期长、风险大等因素影响,全国煤炭运TC, =二C,WD.输成本居高不下，因此需要合理建立多元化煤炭第三步,为了找到最优煤配中心地理位置,可配送中心。将煤炭生产基地、第三方物流节点(火以不断改善G (X0,Y)的坐标,以便确认运输费用车站或港口)作为区域性煤炭配送中心,某种程度率的合计值为最小的地点。所以,继续计算改善后上可以综合使用多式联合运输的物流资源为煤炭G,(X',Y",)的坐标:能源的高效、安全使用做出贡献。在全国煤炭合理运输大环境下，区域性煤炭配送中心的合理建X'。=( 2 C,WX.D,)/( )C:W:/D),司设更好地为需求客户提供及时、低成本的服务,也使得全国煤炭市场从微观到宏观管理上,顾及到Y'。= (2 C,WY/D,)/( E C;W/D,).台各方利益的最优化“”。例如,作为我国煤炭能源第四步,类似第二步计算出Dz;和TC2 ,并且比区域性中转配送中心-秦皇岛港口。其所处的较成本TC与成本TC2的大小而确定最优煤配中能源运输枢纽的战略地位,反映了煤配中心该具.心的地理位置。备的经济价值:充当能源产消、运的联合调度“指本方案经过充分的分析和论证,确定了煤炭挥所" ;提高水路、铁路、公路等物流部门联合运输配送中心的最优选址。当然,在建设过程中,第三的效率;增加了多方市场信息传递和时间协调的方物流也要考虑能源多式联合运输的实际运营环能力。因此，区域性煤炭配送中心合理的选址是境等因素[10]。真正意义上保证煤炭产、消、运协调与配合的第一2第三方煤炭配送物流节点能源调运经济步[8-9]。1.2煤炭配送中 心选址的数学模型2.1能源调运成本影响因素在利用科学手段对全国煤炭供需市场及时性经过分析、研究、修改方案之后,区域性煤炭分析之后,第三方物流要从成本细节人手:考虑煤配送中心的位置最终确定下来。但是全国煤炭产、炭生产基地到煤炭配送中心的距离、单位运输费消运市场具体需要多少类似于秦皇岛的第三方用等因素,科学建立数学模型,选择合理的煤配中物流节点了?作为第三方的煤炭配送中心,其分布心的位置10]。网点的数量及中转能力的规划分析,--方面视市根据图1煤炭供需市场分布特点,假设在该设场客户需求而定;而更为重要的另一方面是需要计方案的计划区内,有n个煤炭生产基地;各产地从成本核算结果而研究其可行性。对于已经确定向煤配中心输出的资源量为W(i=1,2,.,n);它选址方案的共为十广中国煤花空客户需求因素们各自的坐标分别是(X,Y)(i=1,2,",n)。设主要包括:TYH.CNMHG输时间等安排计计划需在i个产煤基地网点内建立-个合理的与选择。而煤比中心日虧忠物机节点内部煤炭煤炭配送中心G,(X,Y)(如图3);并且,这i个装卸 、采购、调度、运力等效率及成本优势因素。.第1期刘海滨等:区域性煤炭运输节点的优化9因此,煤配中心节点数量、中转能源数量必然各点的资源量或需求量、它们各自的坐标是(X;，直接影响到第三方物流经济效益,也关系到全国Y)和生产基地至煤配中心G的运费率为C;元煤炭运输通道战略管理问题。(吨公里)等系数数值见表1.需设置-个区域性煤2.2 第三方煤配中心物流成本分析方法炭配送中心(选址位置),设中点的坐标为G,(X，在全国煤炭合理运输环境下,第三方物流从Y)。事煤炭调运的费用问题可以利用有关数学函数进表1资源量、运费率及坐标系数行定量分析。其目标函数是从煤炭生产基地将能源运输到中转煤配中心点的费用、煤配中心再将Tab.1 Resources, freight rate and coordinate coefficient各产地向煤配中心生产基地至煤配能源调运至客户的费用和煤炭生产基地委托第三煤炭产地输出的资源量为 中心 G的运费率坐标(X,,Y)方直接将能源运到用户的费用总和最小化11-13]。kmW:/百万吨为C;元/1. km .在此数学模型中,已知的参数有20 201)设从第i个生产基地运输到第j个煤炭配送15 30中心的能源数量为x(i = 1,2,,n;j = 1,2,.,20 402)设第j个煤炭配送中心调运到第h个用户按照文中提供煤炭配送中心选址的数学模的能源数量为ya(k = 1,2,.,t;j = 1,2,.",m);型,分步优化过程为3)设由第i个煤炭生产基地委托第三方直接.1)求初始坐标G (xo,yo)/km运送到第k个用户的能源数量为za(k= 1,2,.",t;i = 1,2,.",n);C,WX:4)以Cg,Dx ,Ea分别代表从煤炭生产基地将x=年2 C.W能源运输到煤配中心、从煤配中心中转到用户及从煤炭生产基地直接运送到用户的运费率。4x3x20 +6x2 x15 +4 x2 x10 +5 x3 x204 x3 +6x2+4x2+5 x3目标函数minP= 2 EcxXy+ 2 EDxXs+= 17.2 EEnZx2 C,WY,台Yo ="其约束条件2 C.W:5) 2 Xy+ 2 Za≤第i个煤炭生产基地能源4x3 x20+6x2 x30 +4 x2 x10+5 x3 x404x3+6x2+4x2+5x3生产总量;= 27.6) 2 Xy≤第j个煤配中心中转能源总量;2)求总费用/百万元7) 2 Y= 2 Zg第j个煤配中心调人的能源d =小(x0-x)+(yo-y) =/(17 -20)2+(27 -20) = 7.6,总量等于其调出的能源总量;d2 = (17 -20)2 +(27 -30) =3.6,8) 2Y+ 2 Za是客户能源需求总量。dj = 18.4,d4 = 13. 3,由此模型可以反映出煤炭运输从产地配送到TC, = 2 C;Wd. =4 x3x7.6+6x2x3.6各个用户的费用合理计算和规划,使得运输总成本最低。+4 x2x18.4 +5 x3 x13.3 = 481.1.为了找到最佳位置.可L不断改善煤配中心3算例及结果的坐标,以便中国煤化工:值为最小的3.1 情形I地点。所以,MHCNMHG假设现有4个煤炭资源生产基地(A,B,C,D),3)求改善地点坐标G2(x'o,y'o)/km.)6西安科技大学学报2014年士CqWX;d,= ((x。-x1)°+(y°。-y) =x'。=台d(16.7-20)2 +(28- 20)2 = 8.7,W;台d;d = (16.7- 15)’+ (28 -20)2 = 2.6,4x3x206x2x154x2x10。5x3x20d, = 19,2,d, = 12.57.63. 618.413.34x3.6x24x2。5x3TC = S C:W;d:=4x3x8.7 +6x2x26 +7.63.6 18.4 13. 34x2x19.2 +5x3 x12.5 = 476.7,= 16.7.TC2 =476.7 < TC, = 481.1.优化后的总费用减少了,当然,可以继续优化y'o =下去。暂时煤配中心的坐标取( 16.7,28)。S C.V台d,3.2 情形I4x3x206x2x304x2x10。5x3x40假设有2个煤炭生产基地A,Az和4个煤配3.6中心仓库B ,B2,B,B,,供应6个煤炭用户C,C2,4x3.6x2、4x2。5 x3C3 ,C,Cs ,C。,各用户可以从煤炭生产基地直接进货,也可以从煤配中心仓库进货,其所需的调运费用见表2(“一”为不容许调运)4)求改善后总费用/百万元表2市场调运费用Tab.2 Cost of dispatching元/t、到B，BB3B,C;CCs6从A|505(0020A23020015150B25100s0B4如果现在有的煤炭用户希望优先从某厂或某求量分别是:50000, 10 000, 40 000, 35000,煤配中心仓库得到供货,他们是:C,-A, Cz-B,60000,20000t..C,- -B2,C。- -B, 或B.又已知:两个煤炭生产基地按照第三方煤配中心物流成本分析方法来计A,Ar月最大供货量分别是150 000, 200 000 t;4算,需要新建煤配中心仓库Bs和B。.同时,各煤炭个煤配中心仓库月最大周转量分别为:70 000 ,生产基地及煤炭需求用户单位调运费用见表3.50 000,100 000 ,40 000 t;6个煤炭用户月最低需表3计算后调运费用Tab.3 Cost calculation after dispatching到C，C3C%40Bs60B。4(中国煤化工-90显然,由此模型可以验证了煤炭运输从产地输总成本最;MYHCNMHG配送到各个用户的费用合理计算和规划,使得运.第1期刘海滨等:区域性煤炭运输节点的优化97China' s Current Economic ,2008(7) :34 - 38.4结论7] 傅家良.运筹学方法与模型[M].上海:复旦大学出1)全国煤炭运输以山西、鄂尔多斯蒙东、西版社,2005.FU Jia-liang. Operational research methods and models南、新疆5大国家综合能源输出端,到华北、华东、[M]. Shanghai:Fudan University Press ,2005.华中、川渝等地为受煤端,总体流向呈现“自西向[8]胡运权. 运筹学习题集[ M].北京:清华大学出版社,东”、“自北向南”的格局。而区域性煤炭配送中心2010.的物流优化系统在全盘运输中起到了十分关键的HU Yun-quan. Joumal of operational research problem作用。sets[ M]. Beiing: Tsinghua University Press ,2010.2)运用煤炭配送中心合理的选址优化模型到[9]王庆功 物流运输实务[ M].北京:中国铁道出版社，煤炭运输通道合理化的规划中就是帮助解决目前2004.全国整体煤炭物流所面临的瓶颈问题。WANG Qing gong. The logistics practice[ M ]. Beijing: .3)另外,文中通过配送成本优化模型等优化China Railway Press ,2004.方法,实现煤炭运输成本最小化,体现出其经济性[10]武云亮我国煤炭物流网络体系优化及其政策建议[J].中国煤炭, 2008(7):60 -64.和时效性。WU Yun-liang. Such as the optimization of coal logistics利用优化区域性煤炭运输节点的手段,有效，network system in our country and its policy recommen-地保障了煤炭能源合理流向、科学调度、缩短运输dations[J]. China Coal ,2008(7) :60 -64.时间,最终降低能源运输总成本的目的。[11] 李润澜.基于供应链管理的煤炭物流模式探析[J].宏观经济研究,2011(12):78 -82. .参考文献ReferencesLI Run -guo. Coal logistics based on supply chain man-[1] Daganzo F. Logistics systems analysis[ M]. New York: .agement mode analysis [ J]. 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