物流运输系统规划与设计课件

一、物流运输系统概述一、物流运输系统概述三、物流运输系统最短路径求解问题三、物流运输系统最短路径求解问题第三小组第三小组物流运输系统规划与设计物流运输系统规划与设计二、运输方式选择二、运输方式选择一、物流运输系统概述一、物流运输系统概述1.物流运输系统的功能及要素2.物流运输系统的特点3.物流运输系统的结构4.物流运输系统的规划第三小组第三小组林秋婷林秋婷 林昕怡林昕怡 潘小玲潘小玲 许佳雯许佳雯 李琪娜李琪娜1.1物流运输系统的功能物流运输系统主要实现货物的转移，从而创造空间和时间价值，其功能包括：货物的空间移动货物的空间移动货物的短期储存货物的短期储存构成物流运输系统的要素主要有：基础设施基础设施运输设备运输设备运输线路、运输节点有动力，无装载能力：如牵引车无动力，有装载能力：如集装箱、挂车动力+装载能力：如轮船、飞机1.1物流运输系统的要素构成物流运输系统的要素主要有：1.1物流运输系统的要素运输参与者运输参与者运输经纪人托运人收货人承运人货运代理人货运代理人运输经纪人物主物主物主物主物流公司，物流公司，个体运输者个体运输者招揽货物、招揽货物、组织运输组织运输协调装运装载、协调装运装载、费率谈判、货费率谈判、货物跟踪物跟踪2.物流运输系统的特点物流运输系统是一个连续性连续性的过程系统；物流运输系统产生的多环节多环节、多功能多功能等特点；物流运输系统生产具有网络特性网络特性；物流运输系统是一个动态系统动态系统；物流运输系统具有现代化现代化发展趋势运输生产过程、运输生产时间运输/装卸/搬运等环节运输/生产/服务/国防/城市等功能合理的布局结构货物/人/车的流通运输系统结构由单一方式转向多种方式联合运输：建立适用于矿石、石油、煤炭等大宗货物专用运输系统；向托盘化、集装箱化、标准化发展；新运输系统的开发，如铁路传送带运输机械系统、桶装容器管道、城市中无人操纵收发货物系统3.物流运输系统的结构 铁路、公路、航空、水路和铁路、公路、航空、水路和 管道管道是最基本最基本的五种运输方式，形成五个运输子系统五个运输子系统。建立合理 的运输结构不仅要科学地确定各 种运输方式在物流运输系统中的 地位和作用，还必须在全国乃至全球范围内根据运输方式的合理分工和社会经济发展要求，做到宜铁则铁、宜公则公、宜水则水、宜空则空宜铁则铁、宜公则公、宜水则水、宜空则空，建立一个经济协调、合理发展的综合物流运输系统。综合物流运输系统的结构主要有并联结构并联结构、串联结构串联结构、串并联结合的网络型结构串并联结合的网络型结构三种形式。3.物流运输系统的结构并联结构串联结构3.物流运输系统的结构3.物流运输系统的结构串并联结合的的网络型结构4.物流运输系统规划经济发展原则协调发展原则局部服从原则近期与远期相结合原则需要与可能相结合原则理论与实践相结合物流运输系统规划的原则；4.物流运输系统规划物流运输系统规划的内容l l对于区域性物流运输系统规划，其主体内容一般包括以下几个方面对于区域性物流运输系统规划，其主体内容一般包括以下几个方面4.物流运输系统规划运输业务模式 自营or外包？运输方式选择 公、铁、航、管、水、多式联运运输批量和运输时间的确定 运输线路的规划与选择 点点运输、多点运输、回路运输等运输流量的分析车辆的配载和调度问题物流运输系统规划的内容l l对于物流系统重要组成部分的运输子系统规对于物流系统重要组成部分的运输子系统规划与设计主要包括以下几个方面划与设计主要包括以下几个方面二、运输方式的选择1.各种运输方式的特点2.运输方式选择考虑的因素3.运输方式选择模型2.1各种运输方式的特点各种运输方式的特点运运输方式方式优点点缺点缺点主要承担主要承担运输能力大、装载量大、成本低、速度快、安全等线路固定、成本高、投资大、建设周期长等，不能实现“门到门”运输，要依靠其他运输方式的配合大宗低值货物的中长途运输、散装货物和罐装货物速度快、范围广，运输时间、线路安排灵活性强运输费用较高、载运量较小、不适合装卸大、重件物品、长途运输；土地资源占用多、排放废气短途运输、区域配送投资少，节省土地资源、降低成本、沿水道实现长途运输均速较低、受自然条件影响较大、可达性较差，对货物的载运和搬运要求更高大批量货物、原料、成品等低价货物运输、国际贸易货物速度快、运输路程短、舒适、灵活、较安全运载能力低，单位运输成本高，受气候条件限制大，可达性差中长途旅客运输，小体积贵重物品、鲜活商品、交货时间短且长途运输的产品成本低、能耗少，运输量大、生产率高、投资低、占地面积小、受外界影响小、可联续运行、安全性高、有利于环境生态保护等只适用于定点、量大的流体物质运输,不如车船运输灵活单向、定向、量大的流体贷物运输，大多是管道自有者运输自有产品，不提供给其他发货人所用2.1各种运输方式的特点及对比运输能力速度库存成本单位运输成本灵活性较小较小较大较大较快较快较慢较慢较高较高较低较低较大较大较小较小较大较大较小较小环境污染2.1各种运输方式的特点2.1各种运输方式的特点多式联运 多式联运是联运经营人根据单一的联运合同，使用两种或两种以上的运输方式，负责货物指定发送地点运抵收货地点的运输。一般来讲，多式联运需要具备以下几个条件：必须有一个多式联运合同；必须使用一份全程的多式联运单据；必须至少使用两种运输方式，而且是两种以上运输方式的 连续运输；必须使用全程单一费率；必须有一个货物与经营人对货物全程运输负责；国际多式联运经营人接收货物地点和交付货物地点必须属 于两个不同的国家。2.1各种运输方式的特点多式联运 国际货物多联式是多式联运发展的最高形式。目前的国际货物多式联运基本上是国际集装货物多式联运，其运输优点包括以下几个方面。（1）统一化、简单化；（2）减少中间环节，提高运输质量；（3）降低运输成本，节约运杂费用；（4）实行单一费率；（5）扩大运输经营人业务范围，提 高运输组织水平，实现合理运输。2.2运输方式选择考虑的因素货物特性运输速度和运距运输容量运输成本运输质量环境保护库存因素市场需求的急缓程度各因素之间非独立考虑，各因素之间非独立考虑，而是紧密联系的。而是紧密联系的。思考：南水北调河渠的蒸发量惊人，为何不采用管道运输呢？VSVSVSVS2.2运输方式选择考虑的因素1、货物特性、运输质量2、利益最大化3、管道成本高、维修工作繁重4、生态环境保护2.2运输方式选择考虑的因素南水北调南水北调运输方式选择考虑的因素运输方式选择考虑的因素：2.3运输方式选择模型l因素分析法因素分析法l加加权因素分析法因素分析法l层次分析法次分析法单一运输方式的选择单一运输方式的选择 企业根据货品特性、运输速度、运输容量、运输成本、运输质量和环境保护等因素，综合考虑单一种类的运输方式等。2.3运输方式选择模型l因素分析法因素分析法 因素分析法首先要确定在选择运输方式时应该考虑的一些重要因素和标准，其次对所有因素进行评分，最后对各种运输方式合并所有的评价因素，选取综合评分最高的运输方式作为最终选择。v(j)：运输方式j的综合得分s(i,j)：第i个因素上运输方式j的得分n：因素个数v(j)=s(i,j)n n1 12.3运输方式选择模型l因素分析法因素分析法 【例6-1】某公司对货品A的运输有公路、铁路、航空三种运输方式可以选择，根据货品特性、数量、运距和到达要求等对各运输方式的评分如表6-1所示，求取应该选择的运输方式。评价因素价因素运运输方式方式（编号）号）运运输速度速度运运输成本成本可达性可达性安全性安全性特殊需求的特殊需求的满意度意度公路运公路运输（1）67888铁路运路运输（2）78777航空运航空运输（3）86686表表 6-1 运输方式的评分表运输方式的评分表v(j)=s(i,j)n n1 1V（1）=6+7+8+8+8=372.3运输方式选择模型l因素分析法因素分析法V（1）=6+7+8+8+8=37V（2）=7+8+7+7+7=36V（3）=8+6+6+8+6=34解：用因素评价法评分解：用因素评价法评分因此，因此，选择评分结果最高者选择评分结果最高者，即第一种公路运输方式。，即第一种公路运输方式。2.3运输方式选择模型l加加权因素分析法因素分析法v(j)=w(i)s(i,j)加权因素分析法是因数分析法的扩展。根据各个评价标准的重要程度，给予其不同的权重值，以便得到更加准确的评价结果。v(j)：运输方式j的综合得分s(i,j)：第i个因素上运输方式j的得分w(i)：第i个因素的权重n：因素个数2.3运输方式选择模型l层次分析法次分析法 层次分析法（AHP）通过分析复杂系统所包含的要素及其相互关系，并将要素归并为不同的层次，从而构成一个多层次的分析结构模型。具体步骤为每一层次按某一规定的准则，对该层要素进行逐对比较，写成矩阵形式，构成并建立判断矩阵；通过判断矩阵的最大特征根及其相对应的特征向量计算，得出该层次要素对于该准则的权重；计算出各层次要素对于总体目标的组合权重，从而得出不同设想方案的权值。显然用此方法可以确定各评价准则的权重，从而为选择最优方案提供依据。案例 智利车厘子国际运输共有三种备选方案，分别是集装箱海运、空运定班和空运包机方案。根据发货计划、Y公司对货物到港时间和运输质量的要求以及S公司对运输产生利润的要求，确定了在做出运输方案选择决策时需要考虑的因素主要有运输能力、运输时间、运输安全、运输成本。根据方案设计结果中的数据，计算、整理得到了以下基础数据，如表1所示。请使用层次分析法来对这三种方案进行对比，选择出最适合Y公司车厘子运输需求的运输方案。运运输方案方案起止地起止地运运输方式方式运价运价（USD/吨）吨）月运月运载能力（吨）能力（吨）时间（天）（天）1瓦尔帕莱索港-洋山港海运集装箱47516000252圣地亚哥机场-上海浦东机场空运定班2800296053圣地亚哥机场-上海浦东机场空运包机400060002表1 不同的运输方案及其运价、运能、运输时间案例l选择评价指标，构造层次结构案例l构造准则层中各指标两两比较的判断矩阵案例l进行层次分析单排序及一致性检验案例l进行层次总排序及一致性检验三、物流运输系统最短路径求解问题1.点点间运输2.多点间运输1.点点间运输Dijkstra（标号）法按照路径长度的递增次序，逐步产生最短路径。按照路径长度的递增次序，逐步产生最短路径。1、初始化令P(V0)=0,T(Vi)=2、计算修改T标号T(Vj)=minT(Vj),P(Vi)+Lij3、确定P标号取minT(Vj)，标记P(Vj)DijkstraDijkstra（标号）法（标号）法例题6-3如图所示为单行线交通网络，用如图所示为单行线交通网络，用DijkstraDijkstra（标号）法（标号）法算法求算法求V1V1到到V6V6点的最短路。点的最短路。V3V3V2V2V4V4V1V1V5V5V6V64446553627（1 1）初始化：）初始化：V1标上P标号，P（V1）=0 其它节点标上T标号：T（V2）=，T（V3）=，T（V4）=，T（V5）=，T（V6）=DijkstraDijkstra（标号）法（标号）法V3V3V2V2V4V4V1V1V5V5V6V64446553627P P P P（V1V1V1V1）=0=0=0=0T T T T（V2V2V2V2）=T T T T（V4V4V4V4）=T T T T（V3V3V3V3）=T T T T（V5V5V5V5）=T T T T（V6V6V6V6）=（2 2）修改）修改T T符号：符号：V1节点为刚得到P标号的节点与之相连的节点是V2、V3，所以修改V2，V3的标号，T(V2)=minT(V2),P(V1)+L12=min+,0+4=4,T(V3)=minT(V3),P(V1)+L13=min+,0+6=6DijkstraDijkstra（标号）法（标号）法V3V3V2V2V4V4V1V1V5V5V6V64446553627P P P P（V1V1V1V1）=0=0=0=0T T T T（V4V4V4V4）=T T T T（V5V5V5V5）=T T T T（V6V6V6V6）=T T T T（V2V2V2V2）=4=4=4=4T T T T（V3V3V3V3）=6=6=6=6（3 3）确定）确定P P的标号：的标号：T(V2)=4，T(V3)=6 V2节点T 标号值最小，将其修改成P标号：P(V2)=4，记录路径（V1,V2）DijkstraDijkstra（标号）法（标号）法V3V3V2V2V4V4V1V1V5V5V6V64446553627P P P P（V1V1V1V1）=0=0=0=0T T T T（V4V4V4V4）=T T T T（V5V5V5V5）=T T T T（V6V6V6V6）=P P P P（V2V2V2V2）=4=4=4=4T T T T（V3V3V3V3）=6=6=6=6（4 4）考察）考察V2V2点：点：T(V3)=minT(V3),P(V2)+L23=min6,4+4=6，T(V4)=minT(V4),P(V2)+L24=min+,4+5=9 T(V5)=minT(V5),P(V2)+L25=min+,4+3=7，比较所有T标号，V3节点T标号值最小，将其修改成P标号：P(V3)=6，记录路径（V1,V3）DijkstraDijkstra（标号）法（标号）法V3V3V2V2V4V4V1V1V5V5V6V64446553627P P P P（V1V1V1V1）=0=0=0=0T T T T（V4V4V4V4）=9=9=9=9T T T T（V5V5V5V5）=7=7=7=7T T T T（V6V6V6V6）=P P P P（V2V2V2V2）=4=4=4=4T T T T（V3V3V3V3）=6=6=6=6（5 5）考察）考察V3V3点：点：T(V4)=minT(V4),P(V3)+L34=min9,6+5=9 T(V5)=minT(V5),P(V3)+L35=min7,6+4=7，比较所有T标号，V5节点T标号值最小，将其修改成P标号：P(V5)=7，记录路径（V2,V5）DijkstraDijkstra（标号）法（标号）法V3V3V2V2V4V4V1V1V5V5V6V64446553627P P P P（V1V1V1V1）=0=0=0=0T T T T（V4V4V4V4）=9=9=9=9T T T T（V5V5V5V5）=7=7=7=7T T T T（V6V6V6V6）=P P P P（V2V2V2V2）=4=4=4=4P P P P（V3V3V3V3）=6=6=6=6（6 6）考察）考察V5V5点：点：T(V4)=minT(V4),P(V5)+L54=min9,7+6=9 T(V6)=minT(V6),P(V5)+L56=min+,7+2=9，比较所有T标号，T(V6)=T(V4)=9,令P(V6)=P(V4)=9,记录路径（V5,V6）DijkstraDijkstra（标号）法（标号）法V3V3V2V2V4V4V1V1V5V5V6V64446553627P P P P（V1V1V1V1）=0=0=0=0T T T T（V4V4V4V4）=9=9=9=9P P P P（V5V5V5V5）=7=7=7=7T T T T（V6V6V6V6）=9=9=9=9P P P P（V2V2V2V2）=4=4=4=4P P P P（V3V3V3V3）=6=6=6=6（7 7）最短路径追踪）最短路径追踪P(V6)=P(V5)+L56,记录V5V6P(V5)=P(V2)+L25,记录V2V5P(V2)=P(V1)+L12,记录V1V2则V1到V6最短路径为V1V2V5V6，路长为P(V6)=9DijkstraDijkstra（标号）法（标号）法V3V3V2V2V4V4V1V1V5V5V6V64446553627P P P P（V1V1V1V1）=0=0=0=0P P P P（V4V4V4V4）=9=9=9=9P P P P（V5V5V5V5）=7=7=7=7P P P P（V6V6V6V6）=9=9=9=9P P P P（V2V2V2V2）=4=4=4=4P P P P（V3V3V3V3）=6=6=6=6EXCEL解决最短路径问题EXCEL解决最短路径问题EXCEL解决最短路径问题model:sets:cities/v1,v2,v3,v4,v5,v6/;roads(cities,cities)/v1,v2 v1,v3 v2,v3 v2,v4 v2,v5 v3,v4 v3,v5 v4,v6 v5,v4 v5,v6/:w,x;endsetsdata:w=4 6 4 5 3 5 4 7 6 2;enddatan=size(cities);!the number of cities;min=sum(roads:w*x);for(cities(i)|i#ne#1#and#i#ne#n:sum(roads(i,j):x(i,j)=sum(roads(j,i):x(j,i);sum(roads(i,j)|i#eq#1:x(i,j)=1;sum(roads(i,j)|j#eq#n:x(i,j)=1;endGlobal optimal solution found.Objective value:9.000000 Infeasibilities:0.000000 Total solver iterations:0 Variable Value N 6.000000 W(V1,V2)4.000000 W(V1,V3)6.000000 W(V2,V3)4.000000 W(V2,V4)5.000000 W(V2,V5)3.000000 W(V3,V4)5.000000 W(V3,V5)4.000000 W(V4,V6)7.000000 W(V5,V4)6.000000 W(V5,V6)2.000000 X(V1,V2)1.000000 X(V1,V3)0.000000 X(V2,V3)0.000000 X(V2,V4)0.000000 X(V2,V5)1.000000 X(V3,V4)0.000000 X(V3,V5)0.000000 X(V4,V6)0.000000 X(V5,V4)0.000000 X(V5,V6)1.000000 局限性局限性 （1 1）用不定长的弧定义非对称连通图）用不定长的弧定义非对称连通图种的最短路径问题。种的最短路径问题。（2 2）连通图中没有距离为负的弧。）连通图中没有距离为负的弧。2.多点间运输 指起始点或目的地不唯一的运输调配问题。最为常见的问题是产销平衡运输问题。单纯形法单纯形法表上作业法表上作业法小结小结