低碳背景下考虑折叠式集装箱的海运空箱调运随机优化研究.pdf

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1、上海管理科学ShanghaiManagementScience第37卷第3期J2015年6月JVo1．37INo．3jJune．2015文章编号：1005-9679(2015)03—0071—05低碳背景下考虑折叠式集装箱的海运空箱调运随机优化研究沈二乐汪传旭(上海海事大学经济管理学院，上海201306)摘要：考虑碳排放与折叠式集装箱，以海运空箱调运总成本最低为目标函数，建立基于随机机会约束规划的海运空箱调运优化模型，并用Lingol1．0软件建模求解。最后结合算例对模型进行应用分析，并分析碳税、使用折叠式集装箱以及空箱供应量与需求量的随机性对空箱调运总成本的影响。结

2、果表明：碳税增加会使空箱调运总成本增加，但增加幅度不明显；使用折叠式集装箱可以充分发挥其节省舱位空间的优势，不仅能有效解决船舶船型较小的问题，而且能降低船舶运营成本从而降低空箱调运总成本；空箱供应量与需求量的随机性会导致空箱调运总成本大幅增加。关键词：海运空箱调运；随机机会约束规划；碳排放；折叠式集装箱中图分类号：U169．62文献标志码：A1引言输方式；很少学者将碳排放与海运空箱调运问题结合(3)有标准集装箱空箱与折叠式集装箱空箱两起来，也未见学者同时考虑碳排放与折叠式集装类空箱，五个折叠式集装箱空箱折叠后在空间上箱来研究海运空箱调运问题。本文考虑碳排放与相当于一个

3、标准集装箱的体积；折叠式集装箱，以海运空箱调运总成本最小为目(4)单位空箱的运输成本、装卸成本、碳排标函数，考虑标准集装箱空箱供应随机约束、折放量与单位空箱的重量有关，由于单位折叠式集叠式集装箱空箱供应随机约束、空箱需求随机约装箱空箱的重量大于单位标准集装箱空箱的重量，束、船舶体积约束与空箱调运量非负整数约束，因此，单位折叠式集装箱空箱的运输成本、装卸构建了基于随机机会约束的海运空箱调运优化模成本与碳排放量均要高于单位标准集装箱空箱；型，最后结合算例，运用Lingol1．0求解模型，验(5)由于调运空箱一般不会超过船舶的最大载证模型的有效性与实用性，并分析了碳税、使用

4、重量，但很可能会超过船舶体积容量上限，因此，折叠式集装箱以及空箱供应量与需求量的随机性本文只考虑船舶体积约束；对海运空箱调运总成本的影响。(6)供箱港供应两类空箱的数量与需箱港需要2数学模型两类空箱的数量均为随机变量；2．1基本假设(7)标准空箱与折叠式空箱这两类箱型可以相(1)折叠式集装箱空箱在运输过程中处于折叠互替换来满足需箱港的空箱需求；状态，到达需箱港要被展开(unfold)，产生的折(8)船公司的重箱运输量已知，利用重箱装船叠式集装箱空箱展开成本(unfoldingcost)H-人总后的剩余舱位调运空箱。成本：2．2模型参数与决策变量(2)空箱调运只通过船舶

5、运输，不涉及其他运(1)k--1，2分别表示标准集装箱空箱和折叠基金项目：国家自然科学基金项目(70973074)；教育部博士点科研专项基金项目(20093121110002)：上海市大文科研究生学术新人项目(wk2013015)。作者简介：沈二乐，上海海事大学经济管理学院硕士研究生，研究方向：物流与供应链管理；汪传旭，上海海事大学经济管理学院博导，教授，研究方向：物流与供应链管理。71上海管理科学ShanghaiManagementScience第37卷第3期I2015年6月1Vo1．37lNo．3IJune．2015式集装箱空箱；线，调运到需箱港时单位空箱运输成本

6、；(2)I={1，2，⋯，f)代表供箱港口，能供应(8)c，c分别为两类空箱从供箱港i经由两类空箱的数量为，为随机变量；{1，2，⋯，)航线调运到需箱港．，时单位空箱装卸成本；代表需箱港口，需要的空箱数量为g，，为随机变量；(9)c为折叠式空箱从供箱港口i经由航线r(3)R={1，2，⋯，r，表示航线集合，，表示调运到需箱港口J单位空箱展开成本；某条航线；(10)V表示船舶的舱位容量上限；(4)，x，分别表示从供箱港口i经由航线(11)，分别为两类空箱从供箱港口i经调运到需箱港口，的标准集装箱空箱与折叠式集装由航线，调运到需箱港口．，时单位碳排放量；箱空箱数量；(12

7、)r表示对航运集装箱碳排放征收的碳税；(5)2,o。表示重箱的运输数量；(13)n表示完成空箱调运所使用的船舶数量；(6)b表示运输单位重箱的利润；(14)F表示每条船舶的平均运营成本。(7)cc分别为两类空箱从供箱港i经由航2．3构建模型maxB=一∑∑∑xc一∑∑∑x·c一∑∑∑c一∑∑∑·cc+∑∑∑·r一∑∑∑·r—n·F(1)=Q『～b一∑∑∑(c+c+．r)一∑∑∑(c+c+·r+c)一nFiJTJ约束条件：(2)X／i∈厶prf∑∑≤l≥ofVf∈，，pr{∑∑≤l≥／3(3)LJJ(4)∈{∑∑+∑∑≥gti

8、1∑∑∑+1r2≤V(5