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1、第八章运输系统优化与方法学习目标：了解物流运输决策考虑的主要因素，并理解运输方式选择、车队规模、多式联运、车辆路径和机车车辆配置等优化模型和算法。第一节 运输系统 一、运输原理与作用（一）运输原理1、运输原理，是指在运输生产经营活动中，如何在效率、效益间取得适当平衡的基础规律。通常，运输原理包括规模原理、距离原理、速度原理、直达原理、适度集散原理。2、规模原理：是指在运输生产经营活动中，就某一次运输而言，随着运输量的增大，物品的单位重量运输成本将下降。由于在一次运输活动中，尽管可变成本随运输量的增长而同步增长，但相关固定成本却基本固定，从而使分摊到单位重量物品的运输成本降低。3、距离原理：是指
2、在运输生产经营活动中，就某一次运输而言，随着运输距离的增大，物品的单位距离运输成本将下降。其原因与规模原理相似。4、速度原理：是指在运输生产经营活动中，就某一次运输而言，随着运输速度的增大，物品的单位运输成本将上升。一般地，运输速度越高，运输过程中消耗的能源越多，对运载工具及运输组织工作的要求越高，从而使运输成本增加。5、直达原理：是指在运输生产经营活动中，就某一次运输而言，随着装卸次数的减少，物品的单位运输成本将下降。直达运输可以减少中转换装，减少货损货差，从而提高送达速度、节省装卸费用。在条件（运输规模、运输距离等）许可情况下，应优先考虑直达运输。6、适度集结原理：是指在运输生产经营活动中
3、，就某一次运输而言，对物品进行适度集结，可以获得较好的效率与效益。由于运输具有规模经济特点，在实际生产经营中，运输经营者通常倾向于大量集结以降低成本，而这种大量集结的现象会增加集结成本，增加客户费用，尤其是降低服务水平。并可能导致客户总成本的增加，从而影响客户对运输方式的选择。（二）运输的作用从国民经济角度看，运输是保证国民经济正常运作的重要基础之一。（1）运输是社会物质生产顺利进行的必要条件 在社会分工日益精细的今天，社会物质生产的顺利进行高度依赖于运输生产的顺利进行。（2）运输是物流的主要功能要素之一从物流的观点，物流是“物”的物理性移动，它改变了“物”的时间和空间状态。而其空间状态改变则
4、主要依赖于运输完成。（3）实现货物的空间位移，创造“场所价值”u物流是物品在时空上的移动。运输主要承担改变物品空间位置的作用，是物品改变空间位置的主要技术手段，是物品实现价值增值的主要原因。u随着社会的发展，社会分工迅速发展，生产与供应的关系日趋紧密。现代生产的基本要求是生产过程平稳、生产各环节节奏一致，而生产、供应、消费等社会行为在空间上的联系却日趋分离，因此运输的作用显得空前突出。（4）决定了物流的速度u多个物流环节都对物流速度起着影响。但一般而言，在物品从供应方向需求方转移的过程中，尤其是空间距离较大或者是运输过程的组织难度较大、运输条件基础较差时，主要是运输决定了物流的速度。u运输工具
5、（运输方式）、运输线路状况、运输组织等方面水平的高低决定了运输速度。（5）决定了社会生产规模与社会的联系水平u社会生产规模与运输能力是相适应的。在现代化生产中，没有高速度、运输能力大、价格合适的运输体系支持，供应与销售的能力、范围及规模就会受到很大程度的限制，甚至是不可能实现的。现代社会的高度的社会分工、顺畅的商品流通的前提就是良好的运输支持。二、运输系统特性与结构（一） 运输系统的特性运输系统是一个复杂的巨大系统，它是由固定设备（包括线路、航道、桥梁、隧道、港口、码头、车站以及航空港等）和移动设备（如机车、车辆、船舶、汽车、飞机等）通过相应的运输组织工作实现其运输功能的。任何一项设备单独存在
6、都不能实现其运输功能。（1）目的性任何一个人造系统，都有其具体的目的，运输系统也不例外。建设与发展这个系统的目的是要完成社会和企业以及个人的运输任务。货物运输是生产和流通的组成部分。旅客运输是满足人们工作、学习、生活和旅游的需要。（2）综合协调性运输系统是一个整体，这个整体必须相互协调才能适应国民经济发展的旅客与货物的运输任务的需要。现代运输系统是由五种运输方式组成，这五种运输方式（铁路、水运、公路、航空与管道）尽管都独立存在，而且它们各自都有其特点和适应的领域，但都是运输系统的组成部分，共同组成一个国家或一个地区的交通运输的整体。此外，就每一种运输方式来看，其内部亦是各种设备组成的一个整体，
7、通过相互协调、适应，才能发挥每种运输方式的运输功能。（3）层次性u就全国交通运输网来看，有干线、支线和联络线；就枢纽来看，有全国性路网性枢纽和区域性地方性枢纽；港口有国际性中转贸易港、国内地区性港口以及地方性港口等；公路线有国道、省道和县道等，运输管理系统也有中央管理、省区管理和市县管理等层次。（4）关联性u组成运输系统的诸子系统的“元、部件”彼此间都是相关的，它们之间是以相互联系、相互关联的形式存在。如交通运输设备子系统内有固定设备子系统和移动设备子系统，这两个子系统之间存在着严密的相关性，具体表现为相互间的协调度。（5）环境适应性其外部环境包括国家和地区的社会经济环境、交通建设的自然环境、
8、城市建设以及人口分布等；其内部环境包括交通资源分布（如河道、海岸线、港口资源等）、科学技术发展水平、经营管理状况等方面。一个国家和地区运输系统的开发建设与其环境有着非常密切的关系。u由于运输系统是一个复杂的大系统，必须把这个系统分解成若干相互关联的子系统进行控制。u根据运输系统信息交换的方式和关联处理的方式可分成递阶控制、分布式控制和分散控制三种形式，具体如下：（1）递阶控制系统u它对各子系统的控制作用是按照一定优先和从属关系安排的决策单元来实现的。它们形成了金字塔的结构。同级的各决策单元可以同时平行工作对下级施加作用，同时又要受上级的干预，子系统可以通过上级互相交换信息。我国铁路运输系统就是
9、按照这一控制模式进行的。（2）分布式控制系统u在这种系统中，各子系统的控制单元是按子系统的控制目标事先按一定方式分配给各子系统的控制单元，它们之间可以有有限的信息交换。这种布局使得控制的可靠性、灵活性都有所改善，同时也降低了通讯成本。 （3）分散控制系统u在这种系统中，每个子系统只能得到整个系统的一部分信息，同时也只能对系统变量的某一子集进行操作和处理，各自都有独立的控制目标。这正好和集中控制形成鲜明的对照。我国公路、内河的控制与管理就是采取这种控制模式。运输系统本身还有以下独特的特点：（1）运输系统是一个连续性的过程系统它的连续性表现为运输生产过程的连续性和运输生产时间的连续性，还表现在时间
10、上的连续。其货物运输生产过程包括了集、装、运、卸、散诸环节所组成的生产全过程。旅客运输过程包括进站、上车、运行、到站、出站等过程和环节。总之，它是由特定的作业过程，我们称为过程单元组成。过程单元按照一定的方式相互联结在一起形成网络称为过程系统。诸过程单元是通过旅客和货物位移相互联接的。在完整的运输过程系统中，任何一个单元出现故障都直接影响系统功能的实现。为了保证过程系统的正常运转，就要不断地解决和协调各个过程单元和单元间所形成的“结合部”。（2）运输系统生产多环节、多功能、超区域的特点如前所述，结构复杂的运输系统，其运输生产过程表现为多个环节之间的联合做作业。如货物装车（船）、运输、卸车（船）
11、。而且各个环节间要协调适应。（3）运输系统生产具有网络特性特点运输网是由骨架（干线）线网、地方线网和厂矿支线、专用线网组成。它亦包括了运输系统中各子系统的交通网。不断地提高交通运输网的数量与质量，是发展运输系统的基本措施。（4）运输系统是一个动态系统其动态性表现在两个方面，即：一方面运输系统是国民经济大系统的组成部分，国民经济大系统随着时间变化而变化，从而使运输任务也随着时间变化而变化。另一方面是运输系统本身的动态性，即运输系统中的人流、物流、车流、船流以及飞机流等本身就是经常处在一个流动的状况。（二）运输系统的结构1、并联结构各运输子系统间为一个并联关系。一般在区域面积大、经济发达国家或区域
12、可能出现这种结构，当然并联方式可能是二种、三种、四种或五种运输方式。2、串联结构各运输子系统间为一个串联关系。当然串联的运输方式可能是两种、三种、四种或五种，其中具体运输子系统亦可能不同，如铁公水或公铁水或水铁公等。3、串并联结构一个国家或地区交通子系统的组成结构，大多数为串并联关系。当然串并联的运输子系统可能又有不同的组合。三、运输网结构u交通运输网是在一定空间范围（国家或地区）内由几种运输方式的线路和枢纽等固定技术装备组成的综合体。u运输网是运输生产的主要物质基础，其空间分布、通过能力和技术装备体现了整个运输系统的状况与水平，在运输为发展中占有十分重要的地位。运输网的结构与水平更直接影响着
13、运输系统的功能。u综合运输网还有其层次结构，既包括了全国综合运输网，同时还包括在全国运输网的覆盖下各级地方运输网。一个高水平的综合运输网也必然是一个从全国到各级地方的运输网，即综合运输网要层次完美、结构合理，以实现其最大的功能。综合运输网是生产地域综合体的一个组成部分，从运输是为生产服务的观点出发，运输网的体系应该与国民经济体系相协调。同样，各级地方运输网则要求与各级地方经济发展相适应，这就要求要形成各具特色的运输网。各级综合运输网的枢纽，基本上也同各级经济活动相一致。各级综合运输网的差别主要表现为其技术装备水平的高低和综合运输能力的大小。全国和大经济区级的运输网的骨干主要是由现代化的铁路、水
14、运干线、高级公路和航空线组成的。省级的运输网还包括一定比例的一般公路和地方航道。而省内的地方综合运输网则根据各省经济水平和自然条件的差异，技术状态亦会有所不同。四、运输系统规划与协调（一）运输系统规划的内容(l)从宏观层面研究社会经济系统及其各子系统与综合运输系统的关系,以及国家运输资源配置问题,即国民经济和社会发展与交通运输相互影响问题的研究。(2)从中宏观层面研究综合运输系统内五种交通运输方式的合理运输结构和运输能力配置结构问题,即综合运输系统结构协调发展理论的研究。(3)从微观层面研究综合运输系统网络的点、线配置,即综合运输系统运输通道网络规划理论研究以及综合运输系统枢纽规划理论研究。(
15、4)在操作层面以便捷、安全、高效和经济为目标,研究组织实现客货运输过程的运输组织管理问题,即综合运输工程管理技术研究。（二）运输网规划方法 调查研究这是综合运输网规划的基本方法，也是应用其他一些方法的基础。如对我国国情和交通运输情况的认识，规划问题的提出，运输需求分析预测，技术经济计算及运输系统分析等，都必须以调查研究为基础。 系统分析综合运输网规划要以系统的观点进行系统的思维，运用系统工程的方法作出系统的分析。例如，在进行规划时，要准确地预测运输需求和运输供给，才能揭示交通运输未来发展的问题，正确地提出战略目标，要合理地分配运输量，才能确定运网发展规模和在时间上、空间上的布局。技术经济计算综
16、合运输网规划是一门技术与经济相结合的科学。在对运输网发展方案的技术经济计算中，既要作财务评价，又要作国民经济评价；既要作静态计算，又要作动态计算；既要作价值量分析，也要作实物量分析等等。技术经济计算作为评选运网发展方案的重要依据之一。综合平衡在前述工作的基础上进行综合平衡。如运力与运量的平衡，发展运网对资金、技术和物资的需求与供给的平衡，并把定量研究与定性研究结合起来，对政治、经济、社会和环境诸因素进行综合研究，提出接近实际的比较正确的综合运输发展规划方案和策略。（三）运输系统的协调原理 1、作业程序上的协调u在运输系统中，不同运输方式按比例协调发展，是它们在作业程序上能够相互协作和互相取长补短的必要条件。在货物联运中能够协同一致而合理地利用现有运输方式，是作业程序协调的基础。为此，必须在不同运输方式的运输工作中采取联合作业程序，组织货源和车船的联运，运输工具在各个换装站场采用统一的作业程序，使货物运输直达化。u作业程序的协调，可以极大地改善运输工作，大大压缩运输工具的停留时间，最大限度地提高运输质量，缩短货物运输时间，保证不同运输方式的合理利用，从而减少国民经济中运输总费用，加速客货
