摘要
随着国内、国际政治经济形势的变化，中欧班列作为远洋海运的有效补充和有力竞争者，扮演着促进我国与沿线国家经贸合作、推进“一带一路”战略深化实施、维持国际供应链稳定运转的重要角色。中欧班列在快速发展的同时，也暴露出内部竞争激烈、运输组织粗放、物流服务意识薄弱等问题。服务网络优化作为完善中欧班列运输组织的重要抓手，对提升中欧班列物流服务品质、促进中欧班列降本增效有重要的理论与现实意义。 基于上述背景，本文以中欧班列东、中、西三通道和东海、南海航线为骨架，以两端的公路、铁路与内河水运为集疏运服务，构建起中欧国际物流服务网络。将班次选择引入客户的物流服务决策，继而基于客户的选择行为，研究中欧班列服务网络优化问题。 （1）“一带一路”倡议下的中欧国际物流服务网络构建 实地调研发现，为制定明确的生产计划，客户往往将物流服务选择细化至具体的班次。于是本文将班次选择引入物流服务决策，依据运行路径、运价、始发时间、服务能力、碳排量等要素细分物流服务，构建物流服务备选集。考虑到网络中多货流共用服务、多服务共享运能的情况，本文基于时空网络，建立“一弧多服务多货流”的服务网络，奠定全文优化基础。 （2）中欧国际物流服务市场中的客户选择行为研究 立足客户视角，本文提出了带能力约束的多商品流服务选择问题。综合考虑各地区中欧班列的运营水平和运输市场的竞争情况，以最小化运费、在途库存成本和二氧化碳排放费用为目标，建立混合整数规划模型。本文使用CPLEX进行多组重复试验，获得了中欧班列与远洋海运的优势货源吸引区及分界带，又分别对运到时限、单位在途库存成本和碳排费率进行灵敏度分析。研究发现：运到时限的适当调整可为客户节省大笔费用；当在途库存成本和碳排费率变动时，客户不仅可以更换运输方式，还可以选择变更始发港站或发运班次；以中欧班列为干线服务的物流方案碳排量可低于远洋海运。 （3）基于客户选择行为的中欧班列开行方案优化研究 为优化地区中欧班列的月度开行计划，本文以国铁集团轮廓计划为指导，综合考虑客户选择行为的影响和班列始发集中（于某些星期几）的需求，建立允许货流拆分的，以最大化地方铁路部门运营收益为上层目标、最小化客户综合物流费用为下层目标的双层规划模型。为生成各订单的备选服务方案，本文改进了标号法并提出备选方案精简方法。使用KKT条件将双层规划模型转化为单层规划模型，使用CPLEX求解。本文以中欧班列（武汉-汉堡）为例，对模型与算法进行测试。研究发现：运能紧张时，客户选择原路径其他班次的服务可能比更换始发港站和运输方式等更划算；优化班列始发时间、适当延长揽货时间、允许订单拆分有利于提高铁路部门的运输收益。 （4）基于多地班列开行协调的中欧班列服务网络优化研究 为协同优化全路中欧班列的开行计划，基于考虑客户选择行为的中欧班列开行方案优化成果，本文提出了运能利用率均衡性的计算方法。综合考虑口岸集并作业和干支结合模式对服务网络设计的影响，建立以最大化国铁集团经营效益为上层目标、以最小化客户综合物流费用为下层目标的双层规划模型，优化中欧班列的月度轮廓计划。继而设计了自适应遗传算法，配合CPLEX交互求解上、下层模型。该算法将自适应大规模邻域搜索算法中的算子权重更新机制引入遗传算法框架，并在调整轮廓计划时考虑了同类服务的“替代关系”。最后，以中欧班列西通道为例，验证了模型与算法的有效性和实用性，研究发现：客户一般就近选择干线服务的始发港站；共线区段是中欧班列服务网络的瓶颈；优先满足长运距班列的发运需求有利于增加国铁集团的运营效益。
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