宁波—舟山港港口物流的集疏运系统优化研究
[摘要]随着全球贸易的快速发展，对港口物流提出的要求越来越高，而方便快捷的港口集疏运系统能提高港口物流服务的效率与效益。通过对宁波—舟山港港口物流集疏运系统的现状分析，指出其存在的问题，从协调优化的角度出发，运用灰色预测法对宁波—舟山港港口货物吞吐量进行科学预测，进而构建合理的港口集疏运系统优化模型。
[关键词]宁波—舟山港；集疏运系统；优化模型
[中图分类号]F552.7 [文献标识码]A
1 前言
当前国际贸易迅猛发展，畅通便捷的集疏运系统不仅能促进该港口货物吞吐量的快速发展，对于加快货物装卸速度、确保货物准时送达、减少货物流动时间等也具有很大意义。宁波—舟山港是中国大陆的重要干线港，是原油、矿石等材料的重要存储地，大部分华东地区的散杂货也在宁波-舟山港进行中转和储存。但是，就目前看来，宁波-舟山港港口物流集疏运系统的发展缺少长期深远的规划、竞争环境较为恶劣，集疏运系统发展所存在的一些问题也成为阻碍宁波—舟山港物流发展的一个短板。
2 宁波—舟山港集疏运系统现状及问题
2.1 现状分析
宁波—舟山港的集疏运系统主要包括两个方面：一是由远洋干线、近洋支线等组成的海上集疏运系统；二是由公路、铁路、水路、管道等多种运输方式构成的后方集疏运网络。本文所研究的主要是港口的后方集疏运系统。
宁波—舟山港后方集疏运系统运输方式可以分为公路、铁路、水路、管道及以皮带机为代表的其他方式，2016年各方式的集疏运比例见表1。
2.2 存在问题
总体来说，目前宁波-舟山港的港口集疏运系统以港口为中心，以部分公路网为骨架，配以公、铁、水、空四种运输方式，并逐步完成集高速公路、疏港道路、普通道路于一体。但是宁波—舟山港港口集疏运系统的建设还有很多方面存在不足，主要表现在以下几个方面：港口集疏运结构不合理；公路运输效率较低，矛盾突出；港口铁路集疏运优势不明显；港口集疏运设施建设水平较低。
3 宁波—舟山港集疏运系统优化模型构建
港口货物吞吐量的预测是港口发展战略研究的重要内容，是指导集疏运系统建设的重要依据，也是进行集疏运运量分配的重要指标。因此，构建宁波-舟山港港口物流集疏运系统优化模型必须以港口货物吞吐量的预测为基础，在合理预测的基础上对货运站或中转站等的布局、集疏运运量分配等进行优化，建立有效的优化模型。
3.1 宁波—舟山港港口吞吐量预测
本文运用灰色预测法对港口货物吞吐量进行预测。灰色预测的主要优点是对无明显趋势的数据序列进行累加，寻找规律性，进而形成具有较强规律性的数据序列，然后建立相应的微分方程模型，能够基本反映事物未来的发展趋势，可适用于近期、短期和中长期预测，且精确度较高。
（n为现在时刻）
（5）为了保证GM（1，1）建模方法的准确性，需要对所得数据做必要的检验处理，主要是残差和相对误差检验。若在该模型要求范围内，便认为该模型有足够的精度，可以用于预测，否则应对残差建立残差GM（1，1）模型，对原模型的预测值进行修正。
经检验，该模型的精度较高，可进行预测，见表3。
由表3可以得到预测值的平均相对误差：
经检验，该模型精度较高，可进行预报和预测。由此运用灰色预测法得出宁波—舟山港2017～2021年货物吞吐量预测值，见表4。
3.2 宁波—舟山港集疏运系统优化模型
本文主要研究集疏运系统中港口与货运站的限制作用，通过对集疏运线路的配流研究，协调优化各节点对货物的作业和管理能力，从而提高集疏运系统的通过能力。
（1）确定假设条件。a.分析货运站、中转站和运输线路，确定其选择和使用；b.不考虑货运站的选址问题；c.货物运输方式主要有三种：公路、铁路和短距离水运，且所有运输方式状态良好；d.铁路和公路集疏运运量都在其所承受范围内。
（2）构建线性规划模型。根据港口、货运站与集疏运网络三者之间的关系，考虑实际发生情况，构建使货运站、中转站等基建投资费用和货物总运输成本最小为目标的线性规划模型。
将目标函数定义为0～1整数规划模型，决策变量为，即如果货物从生成地i运输到目的港p经过货运站（或中转站、支线港）j，则=1，否则=0。
目标函数为：
符号表示：i—货物生成地；j—内陆货运站或支线港；p—目的港；m—i的集合；n—j的集合；y—港口码头p的数量；、、—货物从i到j、从j到p和从i到p用的公路运输单位费用；、、—货物从i到j、从j运到p和从i到p用的铁路运输单位费用；—货物从j到p用的水路运输单位费用；—港口货物生成地的生成量，由运输到中转站的货运量和发货人仓库的货运量组成；—运输到目的港p的货运量，由内陆货运站的货运量和发货人仓库的货运量组成；—内陆货运站的建成投资；—内陆货运站T的最大作业能力。约束条件：S.t，货运站的最大作业能力限制：
货物生成量与港口货物接收量的平衡：
（3）根据以上目标函数，运用遗传算法，计算出使得最小的和最优的货运站作业量，即所有≠0 的货运站或中转站、支线港都是集疏运系统中的最优节点。并且，由于运输方式和运输线路的不同，单位运输费用也不同，所以通过该模型可得出运输线路的最佳运量分配，得到港口物流集疏运系统的最佳发展模式。
4 结语
港口的形成与港口集疏运系统的水平密不可分，集疏运能力的变化也会影响港口的发展。港口集疏运系统的优化有利于提高车船装卸、周转速度，确保商品送达的及时性，减少货物流通时间。本文以宁波-舟山港的发展需求为导向，通过对宁波-舟山港集疏运系统建设的研究，兼顾港口集疏运各种运输方式，实现港口集疏运系统与城市发展、城市交通之间的有机协调，积极促进港口集疏运系统配套设施的建设， 注重运输市场的管理，积极构建数字化的信息平台，从而促进宁波-舟山港港口物流的快速、健康發展。
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