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低碳运输
第五章市场的快速追随者—低碳运输
本章摘要:
运输作为物流活动的一个重要环节,运输的低碳化将大力推动物流的发展。
在物流业迅速发展的今天,为了社会、经济的可持续发展,为了物流业自身的可持续发展,建立低碳运输体系,显得尤为重要与迫切。
本文基于可持续发展与绿色物流的思想,从公路运输的角度出发,研究我国发展低碳运输的问题。
5.1国家政策,低碳的历史进程
2006年底,科技部、中国气象局、发改委、国家环保总局等六部委联合发布了我国第一部《气候变化国家评估报告》。
2007年4月,低碳经济和中国能源与环境政策研讨会在北京举行。
2007年9月8日,亚太经合组织第十五次领导人非正式会议在澳大利亚悉尼召开,中华人民共和国国家主席胡锦涛出席当天举行的第一阶段会议并发表重要讲话,提四项建议应对全球气候变化,
2008年1月17日,联合国环境规划署驻华代表处首任主任夏堃堡先生在首届中国和谐城市论坛上指出“低碳经济是实现城市可持续发展的必由之路”。
2010年的十一届全国人大三次会议第四次全体会议中“低碳”成为大家讨论的热点。
2010年3月12日,2010两会代表、委员“论低碳之路”座谈会在北京召开,全国政协委员、中央财政大学证券期货研究所教授贺强表示,低碳经济的发展模式既可以大量的节约资源,还可以保护环境,才是全世界经济发展可走的长久之路,同时也是中国转变经济发展方式和调整经济结构的必由之路。
国家这些方针政策无不显示国家对于低碳生活的的重视,同时这也为全国企业提供了一个必经之路—低碳经营,只有低碳才是顺应国情,才能稳定发展。
5.2物流企业在低碳生活中扮演怎样的角色
目前,我国物流业发展较为粗放,社会化、专业化水平低,经济增长所付出的物流成本较高。
我国全社会物流费用支出占国内生产总值的比重接近20%,而美国、日本少于10%,中等发达国家平均约为16%。
粗放和低效率的物流运作模式,造成了能耗的增加和能源的浪费。
我国物流业存在的问题,主要表现为空驶率高、重复运输、交错运输、无效运输等不合理运输现象较为普遍,各种运输方式衔接不畅,库存积压过大,仓储利用率低,物流设施重复建设现象严重,物流信息化程度低等。
为应对气候变化,我国政府承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%—45%。
在这种形势下,发展低碳经济势在必行。
物流业作为我国十大重点产业之一,有义务也有能力在发展低碳经济中有所作为。
顺丰快递成立于1993年,在短短十几年的时间里。
顺丰集团已经发展成为一家业务量3.1亿票、年平均增长速度50%以上、基层营业网点2500多个、服务网络覆盖全国32个省市区、员工7万2千多人、自有营运车辆4千余台的大型综合快递企业。
在全国快递企业中,顺丰快递集团的经营规模、网络覆盖和市场份额仅次于中国邮政集团公司,排名第二。
就是这样一个全国第二大快递企业,无论是营销、信息网络、设备还是服务都有着其他企业望尘莫及的经营管理方式,然而在节约能源,降低成本,发展低碳物流方面,顺丰快递始终没有将其提到日程上来,没有具体的规划,可以说是零起点。
5.3分析顺丰
顺丰的这个追随“低碳”的行动方案应具体包括以下几个方面
5.3.1顺丰包装环节
包装是物流过程的起点,它对环境的影响主要体现在以下两个方面。
第一,包装占用和消耗了大量的资源。
在现实生活中,包装的材料、强度、尺寸及包装方式,是在综合考虑包装对产品的保护作用、促销作用、包拆装的便利、装运效率及废包装的回收处理等因素的基础上.根据物流过程的经济效果决定的。
无论是商业包装还是工业包装,都需要消耗大量的资源,这点毋庸质疑。
问题并不在于包装行为的本身,而在于包装对资源的占用量和消耗量呈直线上升趋势。
而近年盛行的一次性包装、豪华包装之风,又大幅度加剧了包装的资源消耗,使资源供应愈加紧张。
第二,包装导致了一定程度的污染。
在包装环节,不可避免地产生了大量的废弃物,这些废弃物及其处理对环境保护带来了巨大压力。
据有关资料统计,在全球每年产生的固体废弃物中,包装废弃物约占其中的1/3,是城市垃圾的重要组成部分。
包装废弃物直接导致了环境污染问题,严重的甚至会对生态系统造成永久性伤害,而要处理这些废弃物又要花费相当大的人力、物方、财力,无形中又造成了资源的浪费。
(1).为了保证货物在运输过程中的安全,减少货物破损和丢失情况的发生,顺丰快件包装原则帮助您了解包装的重要性,提高货物包装质量,从而最大限度地降低您的快件在托运过程中的破损。
以下是顺丰快递的包装原则
坚固完好原则:
良好的包装是为了在运输过程中防止货物破损、漏失,防止货物因摆放、摩擦、震荡或因气压、气温变化而引起货物受潮、变质,防止伤害操作人员或污染运输设备﹑地面设备及其他物品。
便于装卸原则:
包装除应适合货物的性质、状态和重量外,还要整洁、干燥、没有异味和油渍;包装外表面不能有突出的钉、钩、刺等,便于搬运、装卸和摆放。
包装适度原则:
包装货物时,应根据货物的尺寸、重量、运输特性选用合适的包装箱及填充物,尽量避免包装材料不足而造成货物在运输途中受损。
包装密实原则:
外包装应与货物的保护材料、缓冲材料及内容物成为一体;如内容物有多个时,内容物与外包装内壁之间不应有磨擦、碰撞、挤压,或晃动发出声音。
易碎品防护原则:
对于陶瓷、玻璃制品、特殊工艺品等易碎物品,须在包装内部周围加垫防震材料,每件易碎品须单独使用泡沫或汽泡纸等防震材料进行包装。
(2).顺丰可免费为您提供文件封、包装袋。
对于小件包裹或文件,顺丰收派员可为您包装;对于您自主提供的包装,顺丰收派员将根据实际情况适当加固包装。
顺丰包装对于包装问题考虑非常周到,保证物品到达目的地是的安全。
但是如此安全周密的包装必定会导致包装材料的浪费,如何让顺丰既保证包装安全,又保证成本最低,还要兼顾低碳要求呢。
(3)解决问题:
减少材料使用。
在保证包装的保护、运输和销售等功能时,首先考虑的因素是尽量减少材料使用总量。
对环境最好的包装是使用量最少的那一种。
比如,有些物品非常坚固,不易损坏,这样的商品就可以采用最简单的包装,不必使用过多材料。
再使用。
考虑全部包装或部分包装在使用过后,进行回收处理,再次使用,不会对环境造成污染和资源浪费。
如顺丰可以采用公用包装,对每件物品都包上顺丰专用包装,当派送员进行最后的配送时,直接把包有简单包装的物品送到用户手中,再把专用包装回收使用。
再循环处理。
把使用过的包装回收,进行处理后加工,使用和运用于不同的领域。
比如选用包装材料时,可以选用硬纸板,纸袋,可回收使用的塑料的,包装贵重的物品是,使用金属包装。
获得新价值。
通过焚烧回收废弃物获得其中的能量,或通过降解包装获得新的价值。
比如使用纸质包装,或是使用淀粉等材料制成的包装。
节约能源。
在进行印刷包装印刷加工的各个环节中注重能源节约,尽量避免资源浪费。
要避免重复繁杂的包装。
采用集合包装。
在包装进行中,可以将一家客户的物品集体包装起来,或是把一些品质相似,相互间不会产生影响,不会相互污染的物品包装到一起。
5.3.2顺丰运输环节
运输作为物流过程中基本的一项活动,现在已经从物流的主导地位变成了物流的支撑因素。
运输对环境的影响主要表现在:
第一,运输工具消耗了大量能源。
物流节点间的运输,需要大量的诸如船舶、车辆、飞机等大型交通工具,充足的能源供应是确保物流运输畅通的前提条件,且运输工具的能源需求量正日益增大。
第二,运输基础设施建设占用了大量土地资源,其在建设过程中会对环境有不同程度的破坏。
要想加快物流运输的效率,就必须畅通运输渠道,加大运输基础设施的建设力度。
铁路、公路、客货站场等运输基础设施对土地资源的需求很大,尤其是高等级公路建设更甚。
而这些基础设施在建设的过程中或多或少都会对自然风景、地形地貌及生态系统带来干扰甚至造成破坏。
5.3.3运输行为引发了环境危害
由于运输导致的大气污染、噪声污染等已经引起了人们广泛的关注,而由于机油、柴油等造成的土壤、水体污染,由于运输不当引发的危险品爆炸、泄露事故造成的环境污染等也不容忽视。
顺丰快递基于“速度第一”营销理念:
一次一家国内著名快递公司的苏州地区的销售员在会见客户的时候,客户问到“你们到广州什么时限”,此销售员骄傲的回答“今天发,明天下午肯定到,国内能做到的没几家”。
这时候客户的电话响了,原来是客户的送货客户从广州打的电话,电话中说“你们快递公司真不像话,昨天你们发的件,今天早晨我还在睡觉他们就砰砰的敲门送件,素质真差”。
原先对自己公司速度非常自信的销售员再也不敢再客户面前强调速度。
这虽然是行业内的一个笑话,但是非常直观的点出了顺丰快递的两个特点:
第一,速度快;第二,递送员素质需要提高。
其实对于顺丰快递而言,其营销核心理念是:
速度第一。
一、速度是快递之魂那就看谁跑得更快
全国两万多家快递企业都将速度作为自己的生命线但是我们的速度究竟和国外的企业有什么差距呢?
我们一些企业在注重速度的同时忽视了一个重要的因素,那就是低成本下的速度才是真正的速度。
这些企业为了提高速度,专车直送、包飞机,甚至有的快递企业买火车票、飞机票,让自己的员工带着客户的物品乘坐火车飞机去送货。
这样做虽然保证了准点率,满足了客户的需求,的确也能够超过“洋快递”的速度。
但是,这样的速度能保证低成本吗?
这样的速度能保证对环境的低影响吗?
能保证低碳要求吗?
解决顺丰的运输问题
1、合理规划运输路线、车辆调度与配载
设计配送线路、车辆调度与配载计划:
由于路况,客户要求,商品本身特性等条件的制约,在作配送规划时,运用计算机技术、图论、运筹、统计、GIS等方面的技术,由计算机根据配送的要求,选出一个最佳的配送方案,包括配送路线,使用车辆,装载的货品等内容。
规划配送路线有两种模式,一种是根据配送任务确定配送线路;一种是固定线路加调整的模式。
根据配送任务确定配送线路的方法从理论上来说是最优的解决方案,因为系统根据每天需要配送的货物地点、数量来决定配送行车的线路、装车的计划以及先后顺序等等,但是系统需要运行的时间比较长。
固定路线的制定:
在配送中心的客户中,根据客户的分布,道路的交通状况,配送中心的本身位置等因素,先制定出一条或者几条固定路线。
配送时按照不在同一路线的客户,其货物不能组成一车的原则,将货物分组。
线路的划分采用认为方法,主要考虑以下几点;
集中的原则:
位置比较集中的客户尽量划分在一条线路上。
线路最少的原则:
在运力允许的情况下,尽量用最少的路线划分客户。
线路最短的原则:
划分路线时,尽量使线路最短。
配送系统常见的路线规划问题有以下三种方法
2、位势法路线选择方式步骤
(1)选择货物供应点为初始点,并取其位势为Vi=0;
(2)考虑与i点直接相近的的所有线路点,设其初始点到该点的位势值为Vi,则其终止点的位势值值为Vj=Vi+Lij,Lij为i点到j点之间的距离。
(3)从所有位势值中选出最小值,此值即为初始点的最短距离,将其在结点旁方框内,并用箭头标出该连线i-j,表示从i点到j点的最短距离。
(4)重复以上步骤,知道物流网络所有节点的位势均达到最小为止
应用实例:
(使用算法—运筹学最短路问题)
1、
有一批物资要从配送中心V1运送到V7,走那条路线,才能最短?
解答:
(1)设V1=点为L1=0
(2)求与V1相邻未标点最小距离值并标号
V2=V1+L2=0+5=5
V3=V1+L3=0+2=2
选择上述较小的距离进行再次标号,则L3=2,并描黑V1—V3
(3)求与V3、V1相邻未标点最小距离值并标号
V2=V1+L2=0+5=5
V4=V3+L4=2+7=9
V6=V3+L6=2+4=6
则标号L2=5,并描黑V1—V2
(4)求与V1、V2、V3相邻未标点最小距离值并标号
V4=V2+L24=5+2=7(取小)
V4=V3+L34=2+7=9
V5=V2+L5=5+7=12
V6=V3+L6=2+4=6
则标号L6=6,并描黑V3—V6
(5)求与V1、2V、V3、V6相邻未标点最小距离值并标号
V4到V2V4=5+2=7(取最小)
V4到V3V4=2+7=9
V4到V6V6=6+2=8
V5到V2V5=5+7=12
V5到V6V5=6+1=7(取最小)
V7=V6+L67=6+6=12
则标记L5=7,L4=7。
并描黑V6—V5,V2—V4
(6)求与V1、V2、V3、V4、V5、V6相邻未标点最小距离值并标号
V5到V7V7=7+3=10(取最小)
V6到V7V7=6+6=12
则标号L7=10,并描黑V5—V7
则最短距离为V1—V3—V6—V5—V7,距离为10公里
2、节约里程法路线优化设计
应用原理:
假设应用实例如下:
某一配送中心P0向10个客户pj(1,2,……,10)配送货物,其配送网络如图所示。
图中括号内的数字表示客户的需求量(T),路线上的数字表示两节点之间的距离。
配送中心有2t和4t两种车辆可供使用,每次发车运行距离不超过30公里。
试制定最优的配送方案。
第一步:
制定配送路线表
P
A
10
A
B
9
4
B
C
7
9
5
C
D
8
14
10
5
D
E
8
18
14
9
6
E
F
8
18
17
15
13
7
F
G
3
13
12
10
11
10
6
G
H
4
14
13
11
12
12
8
2
H
I
10
14
15
17
18
18
17
11
9
I
J
7
4
8
13
15
15
15
10
11
8
第二部:
计算配送路线节约里程
P
A
10
A
B
9
3(15)
B
C
7
9(8)
5(11)
C
D
8
14(4)
10(7)
5(10)
D
E
8
18(0)
14(3)
9(6)
6(10)
E
F
8
18(0)
17(0)
15(0)
13(3)
7(9)
F
G
3
13(0)
12(0)
10(0)
11(0)
10
(1)
6(5)
G
H
4
14(0)
13(0)
11(0)
12(0)
12(0)
8(4)
2(5)
H
I
10
11(9)
15(4)
17(0)
18(0)
18(0)
17
(1)
11
(2)
9(5)
I
J
7
4(13)
8(8)
13
(1)
15(0)
15(0)
15(0)
10(0)
11(0)
8(9)
(括号内为节约里程距离)
例:
P为配送点,A和B为客户,求“巡回配送”比“分别配送”可节约的行程,则P—A距离:
a-10;P-B:
b-9;A-B距离:
c-4,于是走PAB巡回配送P-A-B-P节约行程为:
a+b-c=15
第三步:
制定配送路线节约里程表
A
B
15
B
C
8
11
C
D
4
7
10
D
E
0
3
3
10
E
F
0
0
0
3
9
F
G
0
0
0
0
1
5
G
H
0
0
0
0
0
4
5
H
I
9
4
0
0
0
1
2
5
I
J
13
8
1
0
0
0
0
0
9
第四步:
制作配送路线节约里程排序表
序号
连接点
节约里程
序号
连接点
节约里程
1
A—B
15
9
F—G
5
2
A—I
13
9
G—H
5
3
B—C
11
9
H—I
5
4
C—D
10
10
A—D
4
4
D—E
10
10
B—I
4
5
A—I
9
10
F—H
4
5
E—F
9
11
B—E
3
5
I—J
9
11
D—F
3
6
A—C
8
12
G—I
2
6
B—J
8
13
C—J
1
7
B—D
7
13
E—G
1
8
C—E
6
13
F—I
1
第五步:
安排配送路线初始方案
从配送中心P向各个用户配送,需要2吨车10辆,共有配送路线10条,则总配送行程=(10+9+7+8+8+8+4+3+10+7)*2=148公里
第六步:
安排配送路线巡回路线Ⅰ
按照行程节约从大到小顺序,连接A-B、A-J、B-C,同时连接P-J、P-C,则配送里程为7+4+4+5+7=27公里,需配载总量为0.6+0.7+1.5+0.8=3.6吨,需4吨车一辆。
第七步:
安排配送路线巡回路线Ⅱ
连接D-E、E-F、F-G,同时连接P-D、P-G,则里程为8+6+7+6+3=30公里,需要配载量为0.4+1.4+1.5+0.6=3.91吨,需4吨车一辆。
第八步:
安排配送路线巡回路线Ⅲ
连接H-I,同时连接P-H、P-I,则里程为4+9+10=23公里,需要配载量为0.8+0.5=1.3吨,需2吨车一辆。
第九步:
计算整体里程和确定需要车辆
配送路线Ⅰ:
4吨车1辆,运行距离27公里,装载量3.6吨
配送路线Ⅱ:
4吨车1辆,运行距离30公里,装载量3,9吨
配送路线Ⅲ:
2吨车1辆,运行距离23公里,装载量1.3吨
最终方案共配送里程:
27+30+23=80公里,共需4吨车2辆,2吨车1辆,比初始方案节约里程148-80=68公里
3、遗传法配送路线优化设计
遗传算法(GeneticAlgorithm)是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型,是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法,它的主要特点是简单、通用,鲁棒性强,适用于并行分布处理,应用范围广。
其流程图如下:
求解遗传算法的步骤可以看出,可行解的编码方法,遗传算子的设计是构造遗传算法时需要考虑的两个主要问题,也是设计遗传算法时的两个关键步骤。
5.4遗传算法设计
在遗传算法中,以个体适应度的大小来确定该个体被遗传到下一代群体的概率。
个体的适应度越大,该个体被遗传到下一代的概率也越大,反之,个体适应度越小,该个体被遗传到下一代的概率也越小,并要求所有个体的适应度必须为非负。
对于求该最短路径的优化问题,适应度函数取目标值(巡回路径长度)的倒数,即F(T)=1/f(T)。
5.4.1选择算子设计
选择算子一般有轮转法、最优保存方法和期望值选择方法等,遗传算法的理论已经证明了轮转法选择算子不能收敛到全局最优解,而最优保存方法能收敛到全局最优解。
这里,采用轮转法和最优保存方法相结合的方法,其步骤是:
(1)求出P(t)中适应度最大的个体,记为b,将b作为下一代的个体,即最优个体必遗传到下一代中。
(2)令P(k)为个体k的轮转法选择概率,则P(k)=
F(k)/
(k=1,2,…,n)
(3)令S(0)=0,S(k)=S
(1)+S
(2)+…+S(k)(k=1,2,…,n)
(4)产生n-1个[0,1)中的均均匀分布的随机数Ri(i=1,2,…,n-1),依次判断这n-1个随机数,若S(k-1)≤Ri≤S(k),则选个体k为下一代的个体。
5.4.2交叉算子
交叉算子一般采用单点交叉、双点交叉和均匀交叉等算子,对于求解配送路线优化问题,由于采用序号编码方法,常规的交叉算子无法适用,因此在原来双点交叉的基础上进行改进,提出顺序交叉操作方法。
其主要思想是:
先进行常规的双点交叉,然后进行个体巡回路线的有效顺序修改,修改时,要尽量的维持个体中原有的客户配送顺序。
两个父本个体P1,P2交叉后生成两个子代个体O1,O2的过程如下:
(1)对两个父本个体P1(t11,t12,…,t1n),P2(t21,t22,…,t2n),随机选取两个基因座i和j紧后的位置作为交叉点,即将弟i+1个基因座和弟j个基因座之间的各个基因定义为交叉区域,并将交叉区域的内容分别记到W1,W2中。
(2)根据交叉区域中的映射关系,这个体P1中找到所以t1q=t2p(p=i+1,i+2,…,j)的各个基因座q,并置它们的内容为空位;同样,在个体P2中找到所有t2r=t1p(p=i+1,i+2,…,j)的各个基因座r,并置它们的内容为空位。
(3)对个体P1,P2进行循环左移,直到编码串中的第一个空位移动到交叉区域的左端,然后将所有空位集中到交叉区域,而将交叉区域内原有基因值依次向右移动。
(4)交换W1,W2的内容,并将它们分别放入到P1,P2的交叉区域中,所得结果即为两个子代个体O1,O2。
现有10个用户的配送路线优化问题的两个父本个体P1(14286910753)和P2(23164510897),按照上述顺序交叉方法,若随机选取基因座3和6作为交叉点,则交叉过程的示意如下:
P1=(14286910753)
P2=(23164510897)
第一步(142▏869▏10753)→
(231▏645▏10897)
第二步(1=2▏8=9▏107=3)→
(231▏=45▏10==7)
第三步(128▏===▏91073)→
(231▏===▏45107)
第四步(128▏645▏91073)=O1→
(231▏869▏45107)=O2
本章小结:
我国发展低碳运输的对策及建议——基于公路运输角度
公路运输是指使用公路设备、设施运送物品的一种运输方式。
其特点是机动、灵活,投资少,受自然条件限制小,能够取货到家,为铁路、水运、空运起集散的作用。
从我国发展绿色低碳运输的目的,存在的障碍以及我国的公路运输现状来看,要发展我国的绿色低碳运输,实现公路运输绿色化可以从“软件”与“硬件”两方面入手。
1、实现公路运输绿绝化,从“软件”方面看
(1)加强绿色低碳运输重要性、效益性的宣传力度。
首先,政府要加强绿色低碳运输的宣传力度,通过召开物流、运输企业研讨会的形式,向辖区内的相关企业进行宣传;其次,由政府和行业协会牵头,组织各个物流企业的高层到较为先进的国内、外的物流企业进行参观学习,听取、学习先进的管理经验,特别是实施绿色低碳运输给企业带来的经济、社会效益比较;再次,加大对向绿色物流转型的企业的扶持力度,如资金的贷款支持,税费的减免等鼓励措施。
(2)政府要加强法制法规建设,强化交通运输管理。
要控制交通污染对环境的影响,必须以行之有效的法律和强之有力的行政管理来加以控制。
政府应该制定相关的法律,对交通工
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