【正文】 transport between the actual cost of transportation operations OD, there is a big difference because of the empty container problem, so the volume of flow distribution based on Yangshan port39。 Management)Direeted by Sha Mei(Associate Professor)KEYWORDS: Yangshan port, collecting and distributing system, the direction inhomogeneity, optimization model 目 錄第1章 緒論 1 研究背景 1 研究的主要內(nèi)容與技術(shù)路線 1 港口集疏運系統(tǒng)研究方法綜述 1 港口集疏運系統(tǒng)研究綜述 1 交通分配理論研究綜述 5第2章 洋山港集疏運系統(tǒng)現(xiàn)狀分析 7 洋山港功能定位 7 洋山港發(fā)展現(xiàn)狀 7 洋山港基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀 7 洋山港腹地介紹 8 洋山港集疏運系統(tǒng)介紹 10 公路集疏運系統(tǒng) 10 鐵路集疏運系統(tǒng) 12 水路集疏運系統(tǒng) 13第3章 洋山港及其經(jīng)濟腹地外貿(mào)集裝箱生成量預(yù)測 15 預(yù)測方法的選擇 15 交通小區(qū)的劃分和特征年選取 17 小區(qū)特征年外貿(mào)進出口額的預(yù)測 17 預(yù)測方法介紹 17 數(shù)據(jù)分析 18 預(yù)測結(jié)果生成 20 小區(qū)特征年集裝箱生成量預(yù)測 21 預(yù)測方法的選擇 22 數(shù)據(jù)分析 23 預(yù)測結(jié)果生成 26 小區(qū)與洋山港之間集疏運量預(yù)測 26第4章 洋山港集疏運方式流量分配 29 分配方法選擇 29 分配模型構(gòu)建 30 模型的物理描述 30 模型構(gòu)建和說明 31 數(shù)據(jù)分析 33 可行路徑描述 33 廣義成本函數(shù)的確定 36 模型求解 38 結(jié)論 41 模型解的分析 41 發(fā)展途徑 42第5章 結(jié)論與展望 44 結(jié)論 44 展望 44致 謝 46參考文獻 47附 錄 50附錄A 洋山港經(jīng)濟腹地進出口商品分類總額 50附錄B 洋山港經(jīng)濟腹地分國別地區(qū)進出口商品額 57攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文 60第1章 緒論 研究背景“十一五”期間，上海明確提出要建成“四個中心”的基本框架，并提出重點要以國際航運中心建設(shè)為突破口，而將上海港建成為國際集裝箱樞紐港則是其中重要方面之一，這必然會使上海港面臨港口擁堵問題的挑戰(zhàn)。由此上海港集疏運系統(tǒng)的優(yōu)化問題被提上了日程。2009年上海港貨物吞吐量位列世界第一，集裝箱吞吐量位列全球第二。顯然上海港的公路集疏運比例相對過高，這一方面與上海港的箱源腹地主要在長三角地區(qū)有一定關(guān)系，另一方面更與鐵路、水路存在的各種制約因素有關(guān)。而水路方面由于長江和沿海的適航條件不同，內(nèi)河船舶不能直達洋山，需通過“穿梭巴士”倒駁至外高橋，影響了洋山港集疏運的時效性和經(jīng)濟性[1]。論文以上海國際航運中心的建設(shè)和洋山深水港的運作為背景，以用戶的廣義成本最優(yōu)為目標(biāo)，通過構(gòu)建約束條件下的網(wǎng)絡(luò)平衡優(yōu)化模型，選擇洋山港到各經(jīng)濟腹地的最佳集疏運方式。 研究的主要內(nèi)容與技術(shù)路線論文以洋山港的集疏運方式為研究對象，通過構(gòu)建基于用戶最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)平衡優(yōu)化模型對洋山港與其經(jīng)濟腹地間各集疏運方式的集疏運量進行分配，為洋山港集疏運系統(tǒng)的建設(shè)提供參考依據(jù)。介紹論文的選題背景和主要研究內(nèi)容；對集疏運系統(tǒng)的概念、集疏運系統(tǒng)的構(gòu)成進行概述；對國內(nèi)外港口集疏運系統(tǒng)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀進行綜述；對交通規(guī)劃理論和最優(yōu)化理論研究進行了綜述；最后介紹了文章的技術(shù)路線。以洋山港功能定位為基礎(chǔ)，對洋山港現(xiàn)存的公路、水路、鐵路集疏運系統(tǒng)進行介紹。運用回歸分析和動態(tài)多因素相關(guān)系數(shù)分析法預(yù)測洋山港經(jīng)濟腹地的集裝箱生成量，即交通發(fā)生量預(yù)測；通過調(diào)研分析得出洋山港區(qū)與各經(jīng)濟腹地之間的集裝箱集疏運分布量。提出了研究的理論假設(shè)，構(gòu)建廣義運輸成本最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)平衡分配模型，并用庫恩卡特條件求解；在相關(guān)約束條件下將特征年集疏運量預(yù)測值分擔(dān)在現(xiàn)有的集疏運網(wǎng)絡(luò)中。在定量分析的基礎(chǔ)之上，對照現(xiàn)有的集疏運路徑，提出洋山港集疏運路徑的規(guī)劃建議和該領(lǐng)域今后的研究方向。 圖11 文章的技術(shù)路線69 港口集疏運系統(tǒng)研究方法綜述港口集疏運系統(tǒng)規(guī)劃，屬于交通規(guī)劃的范疇。為此，論文首先對港口集疏運系統(tǒng)的研究、交通分配理論的研究進行綜述。由鐵路、公路、水路及相應(yīng)的交接站場組成。任何現(xiàn)代化港口都必須具有完善與暢通的集疏運系統(tǒng)，才能成為綜合交通運輸網(wǎng)中重要的水陸交通樞紐。港口集疏運設(shè)施通常指碼頭、航道、堆場、物流園區(qū)、停車場、道路等硬件設(shè)施；港口集疏運方式主要包括：水路運輸、鐵路運輸、公路運輸、皮帶運輸、管道運輸以及多式聯(lián)運等；港口集疏運管理指：港口規(guī)劃、政策、通關(guān)、組織、協(xié)調(diào)等。集疏運體系的快速和高效，能有效緩和由于船舶隨時到港、貨流不均衡而引起的壓船壓貨現(xiàn)象，也可以減輕貨物集散對碼頭及倉庫容量的要求。 國內(nèi)港口集疏運發(fā)展現(xiàn)狀香港港集疏運方式中海運所占的比重約為60%，內(nèi)河運輸聯(lián)運的比例約為25%，公路、鐵路、%、%、%。寧波舟山港2006年以來港口貨物吞吐量均位居中國港口排名前兩名。其中水運運輸是寧波舟山港最主要的集疏運方式；公路主要承擔(dān)直接腹地的集裝箱和部分散雜貨的運輸；鐵路主要承擔(dān)浙贛、宣杭鐵路沿線的金屬、化肥、糧食、礦山等貨物運輸；管道主要為鎮(zhèn)海、南京的原油及成品油和液化氣提供運輸服務(wù)；其他如皮帶機等主要承擔(dān)電廠、鋼廠、糧食等臨港工業(yè)企業(yè)的貨物運輸?shù)?。多?shù)集疏運道路都趨于飽和，多種因素導(dǎo)致?lián)矶卢F(xiàn)象日趨嚴(yán)重。深圳港位居中國沿海貨物吞吐量第八位。%。深圳港港口設(shè)施和集疏運條件的較為完善，碼頭操作效率屢創(chuàng)新高。天津港是我國華北、西北和京津地區(qū)的重要水路交通樞紐，對外交通十分發(fā)達，已形成了頗具規(guī)模的立體交通集疏運體系，主要有公路、鐵路、水運及管道等運輸方式。公路集疏運方面而天津港目前只有京津塘高速公路以及唐津高速公路兩條但其公路集裝箱集疏運比例達到94%。且天津鐵路樞紐與天津港之間線路運輸能力不足[4]。中國東北90%以上的外貿(mào)集裝箱通過大連港中轉(zhuǎn)，大連港成為全國第二大海上集裝箱中轉(zhuǎn)港。大連港的功能逐步輻射到東北腹地、環(huán)渤海地區(qū)等。大連港至哈爾濱、長春、延吉、沈陽、通遼和滿洲里的鐵路集裝箱直達班列，與沈陽、哈爾濱、滿洲里等內(nèi)陸集裝箱中心站組成了方便、高效的集疏運網(wǎng)絡(luò)，將港口的功能延伸到內(nèi)陸。我國沿海港口公路、鐵路、水路（內(nèi)河和沿海）集疏運方式三者所占比例分別為80%、10%和2%3%，發(fā)展水平極不平衡。 國外港口集疏運發(fā)展現(xiàn)狀漢堡港漢堡既是德國最大的樞紐港，也是最主要的貿(mào)易中心之一。港口30%的貨物由鐵路集疏運，150公里以上運距的貨物70%由鐵路集疏運。 新加坡港2005至2009連續(xù)五年位居世界集裝箱港口吞吐量第一位。新加坡港的集裝箱吞吐量中，80%屬于中轉(zhuǎn)貨物。早在1997年，新加坡便將港口建設(shè)資金增加到 ，其中大部分用于建設(shè)新的集裝箱集散中心。新加坡港的集疏運系統(tǒng)非?？茖W(xué)合理[5]。與當(dāng)?shù)卣疁p少環(huán)境污染的政策相一致，駁船集疏運得到鼓勵，集疏運量大于公路集疏運[6]。該線建成后明顯改善了鹿特丹與內(nèi)陸腹地的聯(lián)系。紐約港是美國主要海港，曾經(jīng)擁有全國外貿(mào)海運量的40%。1983年貨物吞吐量和集裝箱吞吐量分別位居世界第三、第二位。但紐約港仍然是世界級的國際航運中心，其中固然有強大的國際貿(mào)易、金融中心的支撐因素，但也在于港口與腹地間集疏運網(wǎng)絡(luò)的完善。三者組成了立體交叉、功能強大的綜合集疏運網(wǎng)絡(luò)[7]。一方面集疏運方式受港口本身地理位置、當(dāng)?shù)卣恼叩扔绊?，另一方面?guī)模較大的港口往往其各種集疏運方式發(fā)展水平也相對較為平衡。文獻[8]將港口集疏運問題分為三類：出海通道優(yōu)化問題、路徑流量優(yōu)化問題和網(wǎng)絡(luò)綜合優(yōu)化問題。第一次提出各種交通方式之間的交通分配問題，介紹了網(wǎng)絡(luò)綜合優(yōu)化問題的建模方法；文獻[9]對我國集裝箱干線港集疏運系統(tǒng)進行分析，一方面闡明我國沿海8個主要集裝箱港口的集疏運系統(tǒng)的構(gòu)成，另一方面從集裝箱一體化運輸角度，分析了公路、鐵路、內(nèi)河和沿海集疏運系統(tǒng)的運營狀況。說明了集疏運系統(tǒng)對港口的重要程度；文獻[11]采用最大熵原理模型作為運量分流方法，研究上海港集裝箱集疏運系統(tǒng)現(xiàn)狀及其發(fā)展，對即將出現(xiàn)的集疏運瓶頸進行定量分析，然后提出進一步拓展上海港集裝箱集疏運能力的建議。預(yù)測了天津港未來吞吐量，公、鐵路集裝箱集疏運量。得出港口集疏運道路的集疏運能力不能完全按照吞吐量的大小來設(shè)計，而是或大或小于吞吐量集散需求的結(jié)論；文獻[17] 將集疏運系統(tǒng)分為外部、內(nèi)部和銜接三個子系統(tǒng)。對青島港集疏運各子系統(tǒng)未來的規(guī)劃建設(shè)進行了初步的探討 。港區(qū)的內(nèi)部集疏運系統(tǒng)研究主要側(cè)重于碼頭的布局、裝卸配置和裝卸效率研究。 交通分配理論研究綜述國際上通常把交通分配方法分為平衡模型與非平衡模型兩大類,并以Wardrop第一、第二原理為劃分依據(jù)。Wardrop第二原理就是要車輛在網(wǎng)絡(luò)上的分布使得網(wǎng)絡(luò)上所有車輛的總出行時間最小。對于交通分配，國內(nèi)外均進行過較多的研究，如數(shù)學(xué)規(guī)劃方法、圖論方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法及計算機技術(shù)的發(fā)展，均為合理的交通分配模型的研制及應(yīng)用提供了堅實的理論基礎(chǔ)[11]。隨著全球的經(jīng)濟發(fā)展，越來越多的貨物采用多式聯(lián)運運輸。國內(nèi)外學(xué)者對多式聯(lián)運的路徑優(yōu)化研究也隨之逐步深入。第2章 洋山港集疏運系統(tǒng)現(xiàn)狀分析論文的第二章將介紹研究對象—洋山港的集疏運系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，主要介紹洋山港的經(jīng)濟腹地和各種集疏運方式，為后文研究的基礎(chǔ)。洋山深水港的建設(shè)結(jié)束了上海沒有深水港的歷史，解決了上海進港航道水深嚴(yán)重不足的難題，為上海發(fā)展成為國際航運中心注入了新的活力。根據(jù)上海港規(guī)劃，洋山深水港主要從事長江流域的貨物運輸服務(wù)，同時還要承擔(dān)起國際中轉(zhuǎn)港的角色。外貿(mào)進口同樣要通過遠洋運輸至洋山港再“水水中轉(zhuǎn)”至各港口。洋山港區(qū)一期工程包括港區(qū)工程、東海大橋、蘆潮港輔助配套工程等三部分。年吞吐量300萬標(biāo)準(zhǔn)箱以上。，與一期相連。隨著二期的投運，洋山港將擁有近3000米的碼頭岸線、9個深水泊位、34臺大型橋吊。洋山深水港區(qū)三期工程（一階段）， 4個7萬噸至15萬噸級集裝箱專用泊位，設(shè)計年吞吐能力為280萬TEU，于2008年6月建成并投入運行。洋山深水港區(qū)三期工程（二階段），建有3個7萬至15萬噸級集裝箱專用泊位，設(shè)計年通過能力為220萬標(biāo)箱。2005年到2009年洋山港靠泊的國際航行集裝箱船舶數(shù)達到20173艘（次）。 洋山港腹地介紹上海港是腹地型樞紐港，目前集裝箱國際中轉(zhuǎn)比例并不高。2008年上海港國際中轉(zhuǎn)箱量僅為5％，而新加坡港則達到85％，香港港達60％，釜山港達45％[40]。已從單一的歐洲航線發(fā)展到遠洋歐洲、南美、美西、地中海、大洋洲和近洋東南亞、日韓等9條航線[41]。洋山港的吞吐量直接受到其經(jīng)濟腹地對外貿(mào)易發(fā)展的影響。其直接腹地是江蘇、浙江和上海，兩省一市占全國國民生產(chǎn)總值的1/4，外貿(mào)總額的1/3。上海港在積極推行長江戰(zhàn)略，與南通港、揚州港、南京港、安慶港、長沙港、武漢港、重慶港等港口開展了不同層次的合作。江蘇和浙江是上海港集裝箱的主要來源。洋山港其余腹地中長江中上游各省市外貿(mào)集裝箱的主要生成在安徽的合肥、蕪湖、安慶、蚌埠以及阜陽，江西的南昌、九江和景德鎮(zhèn)，湖南的長沙、衡陽、岳陽和常德地區(qū)，湖北的武漢、黃石、宜昌和荊州，四川的成都和瀘州，重慶市[43]。各種集疏運方式的有機組合使得洋山港的集裝箱集疏運系統(tǒng)日趨完善，以滿足日益增長的港口集疏運需求。上海的公路運輸比例明顯過高，給上海市的公路交通系統(tǒng)帶來很大壓力；水路集疏運方面主要是由于長江和沿海的適航條件的不同，內(nèi)河船舶不能直達洋山，需在外高橋換“穿梭巴士”倒駁，影響了運輸?shù)臅r效性和經(jīng)濟性；鐵路集疏運方面不能做到海鐵同步，沒有進入港區(qū)的鐵路支線，完全是依賴東海大橋的公路集疏運運輸。公路運輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)縱橫交錯，較之其他運輸網(wǎng)絡(luò)更為稠密。按雙向6車道加緊急停車帶的高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，設(shè)計行車時速80km/h。洋山港開港以來，雙向日均通車流量超過5000輛，集散和輻射作用十分巨大。而洋山港的集裝箱貨源大多分布在長江三角洲的上海、江蘇和浙江三個省市，同時從表23可知“兩省一市”主要城市除南京以外，其他城市與上海距離都在公路運輸?shù)慕?jīng)濟范圍之內(nèi)。表23 長江三角洲主要城市間公路里程表（單位：千米）上海上海南京349南京揚州101293揚州南通193284131南通鎮(zhèn)江1842570273鎮(zhèn)江常州80102107130193常州無錫40125103147175160無錫蘇州619818399218233100蘇州杭州158219256341257429328176杭州湖州92130140136188230212236158湖州嘉興92906812916625116728630198嘉興紹興14915159217278315400316435387235紹興數(shù)據(jù)來源：長三角公路網(wǎng)洋山港及其經(jīng)濟腹地間有較為完善的公路網(wǎng)覆蓋。洋山港與上述經(jīng)濟腹地間的集疏運路徑如圖22標(biāo)注部分所示。上海蘆潮港鐵路集裝箱中心站設(shè)計年吞