多式联运条件下集装箱空箱调运问题研究

左晓芬 （兰州交通大学 交通运输学院，甘肃 兰州 730070）

多式联运条件下集装箱空箱调运问题研究

左晓芬 （兰州交通大学 交通运输学院，甘肃 兰州 730070）

阐明了集装箱空箱调运的内涵以及多式联运条件下集装箱的流转过程，深入分析了集装箱空箱的产生原因。然后指出，为实现以最低成本进行空箱调运的目标，在综合考虑调运空间、调运数量以及租箱决策三要素的基础上，给出空箱调运成本表达式，并建立空箱调运模型。通过数学规划求解lingo软件，带入相应数据，并对运行结果进行分析，得知该模型是有效的和可行的。

集装箱；空箱调运；空箱调运模型

0 引 言

集装箱运输作为一种重要的货物运输方式，由于其具有货物损耗小、便于门到门运输、方便多式联运等特点得到普遍采用。近年来因需求的扩大，发展迅速。但由于全球货物流向失衡，各航线上的箱量、箱型不平衡，形成空箱调运需求。

空箱调运即如何以最小的成本，在最短的时间内，将集装箱空箱从供应地向需求地运输，以满足下一步装载重箱的需要，提高托运人的满意程度，为公司节约成本和赢取更多潜在利益[1]。在日益激烈的竞争中，航运企业生存和发展的要务是严格控制成本。空箱调运优化研究的主要目的，从宏观的角度讲，是为经济整体节约资源，从微观的角度讲，就是帮助航运企业追求成本的最小化和利润的最大化。

1 多式联运条件下集装箱的流转过程

1980年 《联合国国际货物多式联运公约》对国际多式联运所下的定义是：按照多式联运合同，以至少两种不同的运输方式，由多式联运经营人把货物从一国境内接运货物的地点运至另一国境内交付货物的地点[2]。在多式联运条件下，集装箱流转的整个过程如下：

托运人通过代理人或直接向船公司办理托运订舱，船公司或其代理人在承运货物后，即签发集装箱设备交接单，交给托运人或其货运代理人。托运人凭空箱提交单及其他单证到集装箱堆场或内陆货运站提取空箱，将空箱运到托运人所在地并装箱，这是 “整箱货装箱” （FCL）的情况。当托运人的货物不足以装满一个整箱时，通常由托运人直接将货物运到内陆货运站，由集装箱货运站负责装箱，即 “拼箱货装箱” （LCL）。

当托运人或其代理向商检局报验、向海关报关，得到相关部门的放行后，重箱经公路或铁路运至起运港的集装箱堆场。当船舶到港后，将重箱装船，运往目的港。重箱在目的港卸下后，由堆场运往货运站。拼箱在货运站就地掏箱成为空箱；整箱则经由内陆运输运往收货人所在地，由收货人卸货，集装箱又变为空箱，这一部分空箱将被运往邻近的货运站或港口堆场。这样，集装箱完成了一次运输，空箱等待再次装载为重箱后运往新的目的地。

2 集装箱空箱产生的原因

产生空箱调运的直接原因是空箱供给和需求的不平衡，其深层原因在于国家和地区之间产业分布和往来贸易的不平衡。

（1）货流量差异引起的空箱调运。由于世界各国的产业结构不同，经济发展的不平衡，世界主要集装箱班轮航线大多存在着因航线两端国家或地区的贸易不平衡所引起的货物流量、流向不平衡，进而导致了各航线上港口间的进出箱量不平衡。

（2）进出口货物在种类和性质上的差异以及运费、租赁费、港口装卸和堆存费用的收费标准不同，发货人在进出口贸易中常使用不同规格的集装箱，造成不同箱型货物的流量、流向不平衡，也会形成空箱调运。

（3）集装箱从生产地到使用地之间的运输也会形成空箱流动。

3 模型的建立

3.1 空箱调运成本分析

具体来说，空箱调运成本由以下几个方面组成：自有空箱运输费用，包括海运费、陆运费等；自有空箱港口费用，包括装卸费、堆存费等；自有空箱管理成本，主要包括折旧、修理保养费、管理费用分摊等；调运空箱中租箱费用，即租金[3]。

通过上述分析，空箱调运成本可以表示为：

式中

C1——自有空箱运输费用

C2——自有空箱港口费用

C3——自有空箱管理成本

C4——租箱费用

在空箱调运的总成本中，自有空箱的运输费用和租箱费用较高，而自有空箱的港口费用和管理费用是比较小的，故在简化之后，空箱调运成本表示为：

图1 空箱的需求与供给

式中

C1——自有空箱运输费用

C2——租箱费用

下面的模型是建立在简化后的空箱调运成本公式基础上，然后运用lingo软件进行求解的。

3.2 空箱调运模型

在多式联运条件下，对于某个港口而言，其空箱的来源包括：进口箱在内陆卸载后归还；出口箱在海外某港卸载后归还；从其他沿海港调箱；就地租箱。空箱的去向包括：从港口堆场运往内陆准备接应出口货物；进口箱卸载后空箱返还海外需箱地；向其他沿海港调箱[4]。如图1所示。

在此基础上，建立空箱调运模型。模型基于以下假设：

（1）存在若干空箱需求地和空箱供给地，广泛分布于内陆、沿海港口和海外港口，各地空箱需求量和供给量已知。

（2）航线上各港口间的海上空箱运输费率、内陆运输费率、租箱费等成本参数已知。

（3）航班和船期表固定并且已知，即可确定船舶可达性。同时假设每期均可实现陆上运输。

（4）调运空箱具有运力约束，即装载工具 （集装箱船、货车）要在满足重箱运输的前提下，用剩余舱位或挂车运载空集装箱。

（5）允许租箱。本文假定在需求地租赁空集装箱没有数量限制，且租赁的集装箱能够即刻得到。

空箱调运的两个主要目标是：提高托运人满意度；使调运成本最小化。对于前者，以当期内尽一切可能 （包括租箱）满足需求量来实现；对于后者，对空箱调运成本公式求取最小值。模型的公式表达如下：

i∈S为供应地的集合，j∈D为需求地的集合；

Cij：从供应地i到需求地j的运费；

xij：从供应地i到需求地j的运量；

Rj：空箱需求地的租箱费率；

yj：空箱需求地的租箱量；

ij其他

Dj：需求地j的空箱需求量；

Si：供应地i的空箱供给量；

Uij：供应地i、需求地j两地之间的空箱运力约束；因为在本模型中假设重箱量是确定已知的，故Uij=船舶的运输能力一重箱量。

决策变量为xij、yj。

这一模型旨在确定每一次空箱调运的三个主要因素——调运路线、调运数量、租箱决策，以更好地实现托运人满意最大化和承运人成本最小化这两个基本目标。

3.3 算例

本文中空箱调运模型所需的参数如表1～表6：

表1 供应量 单位：TEU

表2 需求量 单位：TEU

表3 单位运输成本 单位：$/TEU

表4 租箱费率 单位：$/TEU

表5 可达性

表6 运力约束 单位：TEU

本文运用Lingo软件进行求解，得到空箱调运的最小成本为106 400美元。调运方案为：从S1分别运送260、40个空箱至D1、D3；从S2运送200个空箱至D3；从S3分别运送150、260、40个空箱至D2、D3、D4；从S4运送280个空箱至D4。另外，在D1港租用空箱40个。具体运行结果见表7：

表7 空箱调运结果 单位：TEU

参考表中的供应量和需求量，经过分配以后，一方面，S1、S2、S3的富余空箱全部调出，S4处有40个剩余空箱，因此，D1港租用空箱40个；另一方面，D1、D2、D3、D4对空箱的需求均被满足。所以，系统实现了托运人满意最大化和承运人成本最小化的目标。

4 结 论

合理的空箱调运策略主要是在考虑调运可达性和运力约束的前提下，尽量使运输成本和租箱成本的总和最小；调箱量和租箱量随单位运输成本和租箱费率的变动而变动；运输可达性变动和运力约束变动会牵制调运方案。

[1] 靳志宏.物流调度与协调[M].北京：中国物资出版社，2008:252-263.

[2] 陈心德，姚红光，李程.集装箱运输与国际多式联运管理[M].北京：清华大学出版社，2008:11-24.

[3] 高明波.集装箱物流运输[M].北京：对外经济贸易大学出版社，2008:248-273.

[4] 王鸿鹏，许路，邓丽娟.国际集装箱运输与多式联运[M].大连：大连海事大学出版社，2004:164-185.

Research of Empty Container Allocation Problem Under Intermodal Transportation

ZUO Xiao-fen (School of Traffic and Transportation,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China)

Expounds the concept of empty container allocation and container's circulative process under intermodal transporationt,analyzes what results in the problem of empty container.And then,it points out,to realize the goal of empty container allocation at the lowest cost,we must take the three elements of container allocation,which are allocation route,quantity and renting decision,into consideration,give the expression of the cost of empty container allocation according to them and present the empty containerallocation model.Through the mathematical programming software lingo,the model is followed by a numerical example,which shows the model is practical and efficient.

container;empty container allocation;empty container allocation model

U169.6

A

1002-3100(2010)09-0118-04

2010-06－08

左晓芬（1982-），女，山东烟台人，兰州交通大学交通运输学院硕士研究生，研究方向：管理科学与工程。