物流运输系统规划与设计.ppt

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1、物流系统规划与设计物流系统规划与设计Logistics System Planning and Design 二二二二 一三年七月一三年七月一三年七月一三年七月2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page1第五章 物流运输系统规划与设计2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page2引言宏观物流系统规划宏观物流系统规划宏观物流系统规划宏观物流系统规划 重点重点重点重点:运输业务模式选择、方式组织、线路规划设计、配载等运输业务模式选择、方式组织、线路规划设计、配载等运输业务模式选择、方式组织、线路规划设计、配载等运输业务模式选择、方式组织、线路规划设计、配载等重点重点重

2、点重点:综合运输网络规划设计、运输枢纽与运输通道综合运输网络规划设计、运输枢纽与运输通道综合运输网络规划设计、运输枢纽与运输通道综合运输网络规划设计、运输枢纽与运输通道微观物流系统规划微观物流系统规划微观物流系统规划微观物流系统规划 2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page32022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page42022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page52022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page62022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page72022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page8 1

3、1 物流运输系统概述物流运输系统概述 2 2 物流运输方式选择物流运输方式选择 3 3 运输路线优化方法及模型运输路线优化方法及模型4 4 物流通道规划与设计物流通道规划与设计 2022/12/13Page9本章学习目标本章学习目标 了解物流运输系统的功能与特点熟悉物流运输系统规划与设计的原则和主要内容掌握物流运输方式的特点与选择模型运输线路优化方法及模型物流通道规划的步骤和常用模型第5章 物流运输系统规划与设计2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page101 物流运输系统概述运输：用设备和工具，将物品从一地点向另一地点运输：用设备和工具，将物品从一地点向另一地点运送的物流活动

4、。运送的物流活动。中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准 物流术语物流术语GB/T GB/T 18354-200618354-2006）2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page11u产品转移：产品转移：物质产品的生产地与消费地是不一致的，即存在位置背物质产品的生产地与消费地是不一致的，即存在位置背离，只有消除这种位置背离，物流产品的使用价值才能实现；离，只有消除这种位置背离，物流产品的使用价值才能实现；或将产品从效用价值低的地方转移到效用价值高的地方，或将产品从效用价值低的地方转移到效用价值高的地方，创造出产品的创造出产品的“空间价值空间价值”。一、物流运输系统的功能和

5、作用一、物流运输系统的功能和作用1 1、功能、功能2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page12u产品临时储存：产品临时储存：对产品进行临时存储是指将将运输车辆临时作为相当对产品进行临时存储是指将将运输车辆临时作为相当昂贵的存储设施。由于移动中的产品需要储存，但是在短昂贵的存储设施。由于移动中的产品需要储存，但是在短时间内又要重新转移，当这种活动造成的货物搬运和装卸时间内又要重新转移，当这种活动造成的货物搬运和装卸成本超过存储在运输工具中的费用时，使用运输的存储功成本超过存储在运输工具中的费用时，使用运输的存储功能就是合理的。能就是合理的。2022/12/13第5章 物流运输系

6、统规划与设计Page13u物流节点的衔接功能：物流节点的衔接功能：2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page14u运输是物流的动脉系统运输是物流的动脉系统u运输服务是有效组织物品输入和输出的关键运输服务是有效组织物品输入和输出的关键u运输影响着物流的其他构成因素运输影响着物流的其他构成因素u运输费用在物流总费用中占有较大比重运输费用在物流总费用中占有较大比重 一、物流运输系统的功能和作用一、物流运输系统的功能和作用2 2、作用、作用2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page15二、物流运输系统的特点二、物流运输系统的特点u物流运输系统是一个连续性的过程系统物流运

7、输系统是一个连续性的过程系统u物流运输系统生产的多环节、多功能特点物流运输系统生产的多环节、多功能特点u物流运输系统生产具有网络特性物流运输系统生产具有网络特性u物流运输系统是一个动态系统物流运输系统是一个动态系统2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page16综合物流运输体系综合物流运输体系各种运输方式在社会化的运输范围内各种运输方式在社会化的运输范围内和统一运输过程中，按其技术经济特点组成分工协作、有机和统一运输过程中，按其技术经济特点组成分工协作、有机结合、连接贯通、布局合理的交通运输综合体。结合、连接贯通、布局合理的交通运输综合体。并联结构串联结构串并联混合结构三、物流运

8、输系统的结构三、物流运输系统的结构2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page17物流运输系统规划的原则经济发展原则协调发展原则局部服从整体原则近期与远期相结合的原则需要与可能相结合的原则理论和实践相结合的原则四、物流运输系统规划四、物流运输系统规划2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page18社会物流运输系统规划的内容物流运输系统现状调查；物流运输系统存在的问题诊断；物流运输系统运输需求量发展预测；物流运输系统规划方案设计与优化；物流运输系统规划方案综合评价；物流运输系统规划方案的分期实施计划等。其中物流通道与枢纽规划、综合运输网络规划等是运输系统规划的重要组成

9、内容。四、物流运输系统规划四、物流运输系统规划2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page19企业物流运输系统规划的内容运输业务模式的选择运输方式的选择运输批量和运输时间的确定运输路线的规划与选择运输流量的分析车辆配载与调度问题四、物流运输系统规划四、物流运输系统规划2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page20各种运输方式提供的运输服务，各有其特点和优势，也各有所短，彼此之间既存在着竞争关系，也有取长补短的相互协作的关系。2 运输方式的选择2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page21运输分类适用范围公路运输具有很强的灵活性，主要承担近距离、小批

10、量的货运铁路运输主要适用于长距离、大数量的货运和没有水运条件的地区的货运水路运输承担大数量、长距离的运输；并在内河及沿海，担任补充及衔接大批量干线运输航空运输主要适用于对时效性要求高的高价值货物的运输管道运输主要适用于大宗流体货物，如石油、天然气、煤浆、矿石浆体等总结：物流各种运输方式的特点总结：物流各种运输方式的特点2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page22各种运输方式的比较2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page23多式联运或联合运输多式联运：二种以上运输方式联合起来实现多环节、多多式联运：二种以上运输方式联合起来实现多环节、多区段相互衔接的物资输方式

11、。区段相互衔接的物资输方式。优点：优点：统一化、简便化统一化、简便化减少中间环节、提高运输质量减少中间环节、提高运输质量降低运输成本、节约运杂费用降低运输成本、节约运杂费用实行单一费率实行单一费率扩大运输经营人业务范围，提高运输组织水平，实现合理扩大运输经营人业务范围，提高运输组织水平，实现合理运输运输2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page24国际多式联运的定义和特征国际多式联运的定义和特征国际多式联运是一种实现货物整体运输的最优化效益为目标的联运组织形式，通常以集装箱为运输单元，将不同的运输方式有机地结合在一起，构成连续的、综合的一体化货物运输。如今提供优质的国际联运服务

12、已成为为集装箱运输经营人增强竞争力的重要手段。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page25使用一份全程式多式联运单证：单一费率单一费率2国际间国际间的货物运输4具有一份国际多式联运合同3 1至少两种以上运输方式的连续运输：海陆空海陆空3 3一个多式联运一个多式联运人对货物运输全程负责3 5多式联运的主要特点是，由多式联运经营人对托运人签订一个运输合同统一组织全程运输，实行运输全程一次托运，一单到底，一次收费，统一理赔和全程负责它是一种以方便托运人和货主为目的先进的货物运输组织形式2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page26二、运输合理化不合理运输的表现形式与

13、运输方向有关的不合理运输与运输距离有关的不合理运输与运输货物有关的不合理运输运力选择不当的不合理运输影响运输合理化的外部因素影响运输合理化的内部因素运输合理化的有效措施2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page27三、运输方式选择的考虑因素运输货物特征运输成本运输速度和运距运输容量运输质量运输污染2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page28四、运输方式选择模型1.单一运输方式的选择模型因素分析法首先确定在选择运输方式时应该考虑的一些重要因素和标准，然后对所有因素按110进行评分，最后对各种运输方式合并所有评价因素，选取综合评分最好的运输方式作为最终选择。202

14、2/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page29例：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种运输方式的评分如下表所示。应该选取哪种运输方式。评价因素运输方式运输速度运输成本可达性安全性特殊要求的满意度公路运输（1）67888铁路运输（2）78777航空运输（3）86686按照评分结果，应该选择公路运输方式。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page30四、运输方式选择模型1.单一运输方式的选择模型加权因素分析法是因素分析法的扩展，对评价标准的重要程度给予不同的权重。2022/12/13第5章 物流运输系统规划

15、与设计Page31三、运输方式选择模型1.单一运输方式的选择模型层次分析法（AHP法）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，从而构建一个多层次分析结构模型。不但用于运输方式选择上，还可以对方案进行综合评价。运用范围较广。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page32三、运输方式选择模型2.多式联运运输方式的选择在多式联运建模中，可以根据总时间，总费用等目标函数建模。以费用最小为目标函数，一对运输节点间只能选择一种运输方式为例，说明多式联运方式的选择问题。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page33这是一个整数规划模型，求解模型可以

16、采用动态规划的思想，利用动态规划的逆序方法依次求取节点间的最佳运输方式，其中节点对之间的运输费用可表示如下：2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page34例：假设一条运输路线上有例：假设一条运输路线上有4个城市，每个城市对之间有个城市，每个城市对之间有3种种运输方式可以选择，城市对之间的运输单价和运输中转费用运输方式可以选择，城市对之间的运输单价和运输中转费用如表所示，假设运量如表所示，假设运量Q为为25个单位，试用动态规划方法求解个单位，试用动态规划方法求解最佳的运输方式组合。最佳的运输方式组合。城市对运输方式122334公路342铁路253航空433运输方式转换从公路到从铁

17、路到从航空到公路铁路航空公路铁路航空公路铁路航空中转费用0212021202022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page35逆序求解：逆序求解：对于第三个城市，若第三个城市以公路方式到达，则第三个城市与第对于第三个城市，若第三个城市以公路方式到达，则第三个城市与第四个城市之间选取各种运输方式的费用如下：四个城市之间选取各种运输方式的费用如下：由计算可得。若第三个城市以公路运输方式到达，则第三个城市与第四个城市之间选取公路运输最佳。同理可得，第三个城市以铁路或航空运输到达，则第三个城市和第四个城市之间，均选取公路运输最佳。P3(铁，公)52；P3(航，公)51。2022/12/13第

18、5章 物流运输系统规划与设计Page36同理求解：同理求解：对于第二个城市，若第二个城市以公路方式到达，则第二个城市与第对于第二个城市，若第二个城市以公路方式到达，则第二个城市与第三个城市之间选取各种运输方式的费用如下：三个城市之间选取各种运输方式的费用如下：由计算可得最小费用为P2(公，航)127。若第二个城市以公路运输方式到达，则第二个城市与第三个城市之间选取航空运输最佳。同理可得，第二个城市以铁路或航空运输到达，则第二个城市和第三个城市之间，均选取航空运输最佳。P2(铁，航)128；P2(航，航)126。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page37同理求解：同理求解：对

19、于第一个城市，若第一个城市选取不同运输方式，其与第二个对于第一个城市，若第一个城市选取不同运输方式，其与第二个城市之间选取各种运输方式的费用如下：城市之间选取各种运输方式的费用如下：由计算可得，第一个城市应选用铁路运输，各城市之间的最佳组合运输方式如下表所示，运输总费用为178。城市对122334运输方式铁路航空公路2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page38一、点点间运输（单个起点和终点，起点与终点不重合）运筹学中的最短路问题求解，常用Dijkstra算法、逐次逼近法、Floyd算法等。第三节 运输路线优化模型2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page39在

20、一个交通网络中，寻找由出发点到目的地的在一个交通网络中，寻找由出发点到目的地的最短路问题。最短路问题。交通网络，求交通网络，求V1V1到到V8V8的最短路的最短路2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page40Dijkstra个人介绍 Edsger Wybe Dijkstra，1930年年5月月11日日2002年年8月月6日，荷兰计算机科学家，日，荷兰计算机科学家，毕业就职于荷兰莱顿大学，毕业就职于荷兰莱顿大学，早年钻研物理及数学，而早年钻研物理及数学，而后转为计算学。曾在后转为计算学。曾在1972年获得过素有计算机科学年获得过素有计算机科学界的诺贝尔奖之称的图灵界的诺贝尔奖之称

21、的图灵奖奖2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page41Dijkstra算法求解常用标号法。主要思想是用逐点增长的方法构造一棵路径树，从而得到从该树的根节点（即指定节点）到其它所有节点的最优路线。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page42例例：在图中所示的单向交通网络，求v1到v7之间的最短路径。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page43解解：首先给v1标上P标号P(v1)=0，表示从v1到v1的最短路径为零。其他点(v2，v3，v7)标上T标号T(vj)+（j2，3，7）。第第1步步：v1是刚得到P标号的点。因为(v1，v2)，(v1，

22、v3)，(v1，v4)E，而且v2，v3，v4是T标号，所以修改这3个点的T标号为 T(v2)minT(v2)，P(v1)+w12min+，0+22 T(v3)minT(v3)，P(v1)+w13 min+，0+55 T(v4)minT(v4)，P(v1)+w14 min+，0+33 在所有T标号中，T(V2)2最小，于是令P(V2)2。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page44 第第2步步：v2是刚得到P标号的点。因为(v2，v3)，(v2，v6)E，而且v3,v6是T标号，故修改v3和v6的T标号为 T(v3)minT(v3)，P(v2)+w23min5，2+24 T(

23、v6)minT(v6)，P(v2)+w26min+，2+79 在所有的T标号中，T(v4)3最小，于是令P(v4)3。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page45 第第3步步：v4是刚得到P标号的点。因为(v4，v5)E，而且v5是T标号，故修改v5的T标号为 T(v5)minT(v5)，P(v4)+w45min+，3+58 在所有的T标号中，T(v3)4最小，故令P(v3)4。第第4步步：v3是刚得到P标号的点。因为(v3，v5)，(v3，v6)E，而且v5和v6为T标号，故修改v5和v6的T标号为 T(v5)minT(v5)，P(v3)+w35min8，4+37 T(v6

24、)minT(v6)，P(v3)+w36min9，4+59 在所有的T标号中，T(v5)7最小，故令P(v5)7。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page46 第第5步：步：v5是刚得到P标号的点。因为(v5，v6)，(v5，v7)E，而且v6和v7都是T标号，故修改它们的T标号为 T(v6)minT(v6)，P(v5)+w56min9，7+1=8 T(v7)minT(v7)，P(v5)+w57min+，7+7=14 在所有T标号中，T(v6)8最小，于是令：P(v6)8。第第6步步：v6是刚得到P标号的点。因为(v6，v7)E，而且v7为T标号，故修改它的T标号为 T(v7)

25、minT(v7)，P(v6)+w67min14，8+5=13 目前只有v7是T标号，故令：P(v7)13。从城镇v1到v7之间的最短路径为(v1，v2，v3，v5，v6，v7)，最短路径长度为13。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page47二、多点间运输（起始点或目的点不唯一的运输调配问题）典型的如产销平衡运输问题求解的方法（了解）单纯形法表上作业法（最小元素法、西北角法和伏格尔法）2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page48三、单回路运输（TSP问题）（起始点和目的点是同一个的运输问题：单一回路；遍历性）求解的方法最近临点法最近插入法2022/12/13

26、第5章 物流运输系统规划与设计Page49四、VRP问题（车辆路径问题，多条回路，遍历）求解的方法：扫描算法节约里程法节约里程法2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page50节约法节约法P1P2AP1P2Ad1d2d1d2d122022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page51节约法的条件节约法的条件运力满足要求，其不使车辆超载节约量大于零，即d1+d2d12车辆每天的总运行时间及里程满足规定的要求在满足条件下，按照节约量由大到小的顺序把客户联成一条回路。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page52实例求解实例求解P为配送中心AI为配送点连线为里程

27、括号内数据为需求量t配送中心有2t和4t车辆一次巡回里程不能超过35km（约束条件）2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page53步骤步骤最短路径矩阵节约里程矩阵节约里程顺序列表参考约束条件（重量、容积、行驶里程等）确定配车顺序2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page541 计算配送中心至各点之间，各点之间最短距离PABCDEFGHIP1110967101087A51014182121136B591520201811C41019191716D615161413E9171514F141817G1217H7I在图上进行多条路径距离比较，最终确定2022/12/13

28、第5章 物流运输系统规划与设计Page552 用节约法确定各点之间节约里程ABCDEFGHIA16103000612B14720006C1160000D71000E8000F600G60H8I计算公式：AB=PA+PB-AB,节约里程为负，取02022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page563 按照节约里程进行排序尽量使节约里程最多的点组合装车顺位号顺位号里程里程节约节约里程里程顺位号顺位号里程里程节约节约里程里程顺位号顺位号里程里程节约节约里程里程1 1A-BA-B16166 6H-IH-I8 81010F-GF-G6 62 2B-CB-C14148 8B-DB-D7 7101

29、0G-HG-H6 63 3A-IA-I12128 8D-ED-E7 71515A-DA-D3 34 4C-DC-D11111010A-HA-H6 61616B-EB-E2 25 5A-CA-C10101010B-IB-I6 61717D-FD-F1 16 6E-FE-F8 81010C-EC-E6 62022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page574 根据节约里程排序表和配车（重量限制）、车辆行驶里程等约束条件，渐进绘出配送路径。ABCDEFGHIP(0.9)(1.2)(1.6)(1.1)(0.9)(0.9)(0.6)(1.7)(0.5)475586669101012路径A路径B

30、路径C路径A：4t车，走行32km，载重量3.7t；路径B：4t车，走行31km，载重量3.9t；路径C：2t车，走行30km，载重量1.8t。总共走行里程93km，共节约里程63km。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page58物流通道是以运输通道为基础，通过物流服务组织、产业布局、企业供应链构建等相互支持和作用，逐步形成的具有区域经济发展影响力的低成本、高效率和良好服务环境的通道化、网络化物流运作系统。合理的物流通道布局，能够提高一个国家和区域的物流运作水平；在企业物流运营中，通过选择合理的物流通道，能够充分利用各种运输方式的优势，提高运输效率。4 物流通道规划2022/

31、12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page59要素来源地需求地物流节点及设施物流信息平台一、通道构成要素和层次一、通道构成要素和层次层次物流通道根据通道网络的层次，可以划分为不同层次。2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page60交通运输网络和运输组织相协调的原则与城市或区域发展战略规划和综合交通规划协调一致符合现代化物流节点、主要港站枢纽对交通的数量和质量方面的整体需求符合主要物流节点可持续性发展在供应能力和环境优化两方面的需求符合物流节点间的相互衔接优化的需要综合运输协调发展原则需要和可能相结合原则二、通道规划的原则二、通道规划的原则2022/12/13第5章 物流运

32、输系统规划与设计Page611、划分交通小区2、OD调查与分析3、需求预测4、OD量的分配5、确定交通网的运输组织方案6、确定交通网配置方案7、优化方案选择三、物流通道规划步骤三、物流通道规划步骤2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page622022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page632022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page642022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page65四阶段模型货运交通量的生成货运交通量的分布预测交通方式分担量预测交通量分配2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page66四、物流通道规划常用模型四、物流通道规划常用模型其它相关模型宏观经济模型价值-重量模型时间分布模型模式分担模型货物-车辆模型2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page67四、物流通道规划常用模型四、物流通道规划常用模型2022/12/13第5章 物流运输系统规划与设计Page68思考题思考题1.综合运输系统包含哪几种运输方式？各有什么优缺点？2.物流运输系统的功能和特点。3.什么是多式联运？其特点是什么？4.掌握多式联运选择方法。5.掌握标号法求解最短路。6.掌握节约里程法求解多回路运输问题。