基于共享模式的物流集装箱空箱利用率问题研究

摘 要：为提高物流集装箱的平均利用率，解决集装箱面临的高比例空箱问题，在原因分析和研究现状归纳总结的基础上，提出基于共享模式的集装箱综合调度平台解决方案。此方案结合优化目标、约束条件、订单分配模型、订单接受概率模型和组合优化模型，利用Matlab进行仿真分析。结果表明：基于共享模式的集裝箱平均利用率从80%提高到90%，有效降低了集装箱的空箱率。此研究将有助于推动物流贸易经济的发展。

关键词：集装箱;空箱;共享模式;物流

中图分类号：V353;TP18    文献标识码：A   文章编号：1006-8023（2021）02-0117-06

Research on Utilization Ratio Problem of Empty Logistics

Container Based on Shared Model

WENG Lizhen

（Shanghai Urban Construction Vocational College， Shanghai 201415， China）

Abstract：In order to improve the average utilization rate of logistics containers and solve the problem of high proportion of empty containers faced by containers， based on the analysis of the reasons and the summary of the research status， this paper proposes a container integrated dispatch platform solution based on the sharing mode. This program combines optimization objectives， constraints， order allocation models， order acceptance probability models and combination optimization models， and uses Matlab for simulation analysis. The results show that the average utilization rate of containers based on the sharing mode is increased from 80% to 90%， which effectively reduces the empty container rate of containers. This research will help promote the development of logistics trade economy.

Keywords：Container; empty container; shared mode; logistical

收稿日期：2020-08-14

基金项目：上海市教育科学研究一般项目（C2021148）

第一作者简介：翁丽贞，硕士，讲师。研究方向为物流与供应链。E-mail： wlzfj@126.com

引文格式：翁丽贞.基于共享模式的物流集装箱空箱利用率问题研究[J].森林工程，2021，37（2）：117-122.

WENG L Z. Research on utilization ratio problem of empty logistics container based on shared mode[J]. Forest Engineering，2021，37（2）：117-122.

0 引言

集装箱物流兴起于20世纪初，随着世界经济的发展，集装箱物流已成为全球国际贸易中最重要的运输与配送方式。集装箱物流以集装箱为载体，以多式联运的形式把海路、铁路、公路和内河水路等多种物流运输方式有机结合，实现“门到门”快捷便利的物流运输[1]。

据统计，全球物流集装箱数量超过5 000万个标准箱（TEU），且每年新增量超过300万TEU，集装箱物流创造了巨大的经济效益和社会效益。然而，由于贸易或地区发展不平衡、管理水平差异等因素，全球每天都有大批的空集装箱从多余的地点运往不足的地点，空箱调运在整个集装箱物流系统中占据了大量比重。目前，许多专家学者对解决集装箱空箱利用率做了许多研究。叶绍明[1]对港口物流中集装箱空箱调运管理问题进行了探讨，总结出因为集装箱空箱调运成本较高，讨论结果表明：科学、规范地调运与处理空箱，以及控制与减少空箱调运费用是影响集装箱承运者运营情况的重要因素。LUO等[2]提出了基于收益共享合作的库存协调策略，并通过选择适当的合作参数来协调多式联运系统，研究结果表明，在海港的指导下，收益共享合作可以实现陆港和海港的双赢。曾环[3]考虑如何利用现在主要的3种集装箱共享模式，在实现资源利用率最大的同时，使合作的海铁联运下的各公司都能获得利益，提出了建立海铁联运集装箱共享组合模式，在决策时能够保证空箱调运系统成本最小化，使各公司都能从共享组合模式的空箱调运系统中收益，拥有较高的满意度，巩固了集装箱运输收益的稳定性。据估计，当前全球空箱调运量约占集装箱总运输量的20%以上，每年空箱调度的成本超过500亿美元。因此，空箱问题已成为物流业或经济发展中亟待解决的一个问题[4-5]。

基于二阶段聚类方法，利用MATLAB仿真平台进行分类，得到一个27行17列的订单货物分类反应矩阵A。基于MATLAB仿真平台，得到订单货物分类谱系图，如图1所示。图1中横线为划分的界线，根据此线可以将货物分为表4中的6类族。

根据分类结果确定订单与集装箱的匹配关系，得到新的分配矩阵A，每个集装箱愿意接受订单B。经Matlab仿真分析（图2），多元联合调度集装箱平均利用率为80.1%，共享模式为89.9%，基于该数学模型的集装箱综合调度方案下，集装箱平均利用率从80%提高到90%，同时共享模式比利用率较高的多元联合调度模型高出5%以上，接近10%。因此，基于共享经济模式的集装箱综合调度平台具有现实指导意义，将有助于物流集装箱空箱问题的解决。

4 结论

（1） 物流集装箱面临的高比例空箱问题的实质是重箱和空箱的联合调度、多种运输方式的衔接调度、滚动动态调度等集装箱综合调度问题。

（2） 在对物流集装箱空箱问题的主要原因和研究现状分析基础上，提出了基于共享经济模式的集装箱综合调度平台解决方案，建立了组合优化模型。

（3） 利用该方案进行实例分析，并对共享集装箱订单和一般订单处理进行对比，发现该方案提升了集装箱10%利用率和物流效率。这表明，该方案可以将共享订单进行物流特性分析和划分，确定可共享订单的属性和共享范围。通过该方案可以提高集装箱的配载效率，增加了装箱率，提升了集装箱拆装箱效率和使用频率。

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