简述铁路运输的缺点范文

【关键词】综合运输；网络优化；车辆路径问题；双层规划；遗传算法

随着物流行业的不断飞速发展，多种运输方式被集成在一起共同发挥作用，综合运输体系不断完善，多式联合运输已经成为我国乃至国际物流及运输业发展的趋势。在整个物流环节中，从货品出发的源头开始，干线运输方式的选择、运输线路的优化以及末端配送的方案都是联合运输中的主要内容。在干线运输环节，公路、铁路、水运等运输方式都已发挥了重要作用，综合交通体系在国内和国际多个层次已经逐渐形成。

在干线运输环节的优化问题，包括两个方面，运输方式的选择和运输路径的优化，而两个问题又是相互影响的，因此本文合并为多种运输方式的联合运输优化问题。在这一方面已经有所研究。已有的文献大多是以运输时间长度、运输成本费用或者服务水平中的一个或多个作为研究目标进行最小化求解，建立联合运输路径的选择与优化的模型。魏际刚等对多式联运中系统协调问题进行了研究，提出了布局、结构、信息等5个方面的问题。刘舰等建立了基于综合运输成本最小和运输风险最小的多目标综合优化模型，孙华灿等建立了一个含路径合理性约束的联合运输路径优化模型。

在配送环节，一般定义为车辆问题（VehicleRoutingProblem，简称VRP）。蒋忠中等并采用模糊数表示车辆行驶时间和顾客服务时间的不确定性，建立了VRP的模糊规划模型；贺国先在满足车辆满载约束的同时充分考虑货物的运到期限，继而建立配送方案模型。求解配送路径优化问题的方法很多，常用的有旅行商法、动态规划法、节约法、扫描法以及蚁群算法、遗传算法和禁忌搜索等人工智能方法。

作为一个整体的物流过程，运输和配送都是不可缺少的，而且两者之间也是相互影响和作用的，上述文献中大多数只考虑了其中某个环节，问题设定有一定的缺陷性。基于此本文将干线运输的综合运输方式优化选择和车辆路径问题综合考虑，建立一个统一的模型研究该问题，将运输费用、中转费用、运输时间、配送费用等作为总成本联合优化。同时考虑到问题的复杂性，本文引入双层规划问题求解该模型，在优化物流成本的同时也充分考虑了用户配送选择问题。

1.综合运输问题

物流过程中综合运输方式完成一次运输任务的过程中，可包括任何两种方式之间的转换，即公-铁、公-水、水-铁、水-公、铁-水、铁-公。由于不同运输方式之间相对独立，运输方式的转换仅发生在枢纽点，不是任意位置。

一般来讲，物流过程都是以公路运输开始，以公路运输结束。但根据物流业务的不同，两头的公路运输过程可能有所差异，可能是直送，也可能是配送。为不失一般性，本文假定开头的一段公路运输过程，是直送，结尾的一段公路运输，是配送过程。配送过程的优化，就是VRP问题，直送过程，会涉及到运输方式和路径的选择，同中间环节的铁路运输、水路运输一起，构成联合运输的优化问题。

2.综合运输网络优化模型

综合运输虽然理论上从起点到终点中途可以多次变换运输方式，但在实际中，这样处理不但会大大加大运输成本，降低经济效益，而且考虑到物理设施建设的有限性，实际运作也不具有可行性，因此，根据当前运输领域运作实际，我们假定直接连接起点和终点都是公路运输方式，后续可根据需要变换方式和路径，并且整个物流过程中，变换运输方式最多2次，否则视为不合理路径。根据上述描述，可构建联合运输网络图如图1所示。但需要注意的是，终点位置并不是唯一的，终点位置会直接影响到配送总费用，终点位置的确定也就是设施选址问题。配送过程从图1终点出发，配送到附近的多个网点，完成整个物流过程。

2.1综合运输优化模型

图3构建了一个无向图G=（V，E），V表示网络中的所有物流中转或起止节点；E表示边集，包括不同方式的运输线路和运输方式之间的转换连接。起点出发都统一用公路运输。模型假设在两个节点之间货物不可分割，即2个节点间只能选择一种运输方式，每个节点有资格和能力进行转变运输方式的操作，会花费时间和经济成本，但不考虑仓储费用。

联合运输环节建立模型如下：

目标函数由运输费用、变换运输方式费用（简称换装费用）构成。式（1）中表示从节点i到i+1之间，运输方式为k时的运输费用；，1表示选择该k种运输方式，0表示不选k种运输方式；表示在节点i由k到l的换装费用，，1表示节点i选择由k到l，0表示节点i不选择由k到l。式（2）表示2个节点之间只能选择一种运输方式，式（3）表示在某一个节点处，至多发生一次转换，式（4）表示如果在节点i运输方式由k转换为l，则从节点i-1到城市i，运输方式为k，从节点i到节点i+1，运输方式采用l。

2.2车辆路径问题

车辆路径问题是指在客户需求位置已知的情况下，确定车辆在各个客户间的行程路线，使得运输路线最短或运输成本最低。配送中心配送的车辆调度及路线安排问题可描述为：在配送中心位置、客户点位置和道路等已知的情况下，对m辆车，n个客户点，确定车辆分配（每辆车负责的客户点）及每辆车的行车路线，使成本最小。

其中J为服务网点的集合，K为配送车辆的集合，QK是车辆的最大容量，Cij是从i到j的配送费用，dj网点j的需求量，Ujk是顾客被访问的顺序号，N是网点总数量，，若车辆k从顾客i行驶到j则为1，否则为0。式（6）为目标函数，以总的配送费用最小为目的。式（7）为每个顾客只能被服务一次的约束条件。式（8）为防止同一个地点之间巡回的约束条件。式（9）是车辆容量限制约束条件。式（10）是保证巡回路为封闭回路的约束条件，即车辆从物流中心出发，最后一定要再回到物流中心。

3.双层规划模型

双层规划模型是多层规划的特例，由上层模型（U）和下层模型（L）组成。上层决策者通过设置的值影响下层决策者，因此限制了下层决策者的可行约束集，上层决策者通过下层决策者的目标函数与下层决策者相互作用。下层决策变量y是上层决策变量的函数，即y=y（x），这个函数被称为反应函数。

在本文中，上层决策部门可以通过策略改变运输方式、运输路径和运输终点位置（即配送中心），从而影响下层客户对配送中心的选择，但不能控制他们的选择。客户从自身费用最小的角度出发，选择合适的配送中心为其服务。这种关系可以用双层规划模型进行描述，上层规划可以描述为物流企业确定最佳的运输方式、配送中心位置及配送方案，使得总成本最小（包括运输成本、换装成本和配送成本）。而下层规划则描述了在多个配送中心存在的条件下，客户可选择不同配送中心提供服务，目标是使客户的花费最低。

上层规划表示为：

（12）

上层模型优化运输、换装和配送的总费用，公式（2）-（4）、（7）-（11）作为约束条件。下层模型从客户角度考虑，在现实中，客户寻求提供配送服务的对象，受到其他客户的影响。当许多客户都被同一个配送中心提供服务时，自然费用会增加，于是有些客户会选择其他配送中心，反之亦然。这一现象可用需求函数描述：

（13）

为第i个客户要求第j个配送中心提供服务的最小费用。一般讲，所有客户的需求函数具有基本一致的形式。这样下层规划可描述为：

（14）

（15）

式中为需求函数的反函数，可用幂函数表示。Sj为配送中心j的供应能力；M为一任意大的正数。下层规划表示客户选择最优的配送中心，式（15）保证每个用户的需求都能得到满足。

4.求解算法

双层规划问题的求解，是NP-hard问题，求解一般都相对繁琐，本文采用遗传算法求解。遗传算法借鉴生物进化遗传思想，通过选择、交叉、变异等操作，不断进行群体进化求得优化解。遗传算法的具体过程如下：

Step1：设定遗传计算的相关参数，包括编码方案、变异率、交叉率、群体规模和进化代数，建立初始群，设定当前进化代数；

Step2：对群体中的每个个体，作为上层规划的临时解，代入下层模型，求解公式（14）的最优解；

Step3：对计算得出的下层最优解，反推到上层模型，获得上层规划本次计算的最终解；

Step4：若到达进化代数要求或有当前最优解满足预定义的偏差要求，则结束，否则继续；

Step5：利用赌思想，执行复制操作，注意每次保留最优的前5个个体；

Step6：执行交叉操作，根据当前建立的逻辑规则，保留或丢弃交叉结果；

Step7：根据变异率执行变异操作；

Step8：返回Step2。

5.实例验证

为验证本文建立的模型的有效性，我们利用一模拟实例进行计算分析。假定干线运输网络如图2所示，主要有公路、铁路、水运三种运输方式，在A、B、C节点处可以换装，图中数字表示距离，以Km为单位。干线运输中公路、铁路、水路每车（船）载重量分别为20、500、1000吨，配送汽车载重量为1.5吨，公路、铁路、水路的平均运输费用为1、0.3、0.1元/（吨·公里），配送费用为0.5元/（Kg·公里）。表1给出了17个配送节点中一部分节点的参数，包括节点坐标和节点的配送需求量。其中编号为1、2、3、9、15的五个节点为干线运输的终端节点，从中选择几个节点作为配送中心。假定C1、C2、C3至这五个节点的距离相同，即费用相同。

根据遗传算法，本文利用MATLAB工具编写了程序求解该实例问题。求解过程中根据效果多次调整相应经验参数，确定了最终取值：群体规模M=50，进化代数P=50000，交叉率=0.45，变异率=0.1。同时利用LINGO软件利用分支定界方法求解该问题，获得全局最优解。

通过多次寻优验证，对上述问题求得最优解，确定终点两个，编号为2、3的节点作为配送中心，干线运输线路为：起点—A3—B3—B1—C1—节点2，起点—A3—B3—B1—C1—节点3。以节点2、3为配送中心的配送方案如图3所示。该方案比全局最优解的费用高出2.4%，作为准优解完全可以接受，但花费的时间比分支定界方法节省了82.7%，证明该方案是高效的。

6.结语

本文考虑了综合运输网络中多种运输方式联合优化，并与车辆路径问题相结合，两者统一在双层规划模型中，上层规划优化物流总成本，下层规划考虑客户配送成本最小化。本文采用遗传算法求解该双层规划模型，并与分支定界方法相比较，结果证明该方法可高效求得准优解。

参考文献

[1]孙少龙，吴小涛，等.PSO算法在物流配送车辆路径优化模型中的应用[J].电子世界，2012（8）：77-79.

[2]刘舰，俞建宁.多式联运运输方式选择的模型和算法[J].兰州交通大学学报，2010，29（1）：56-61.

[3]孙华灿，李旭宏，等.综合运输网络中合理路径优化模型[J].东南大学学报，2008，38（5）：873-877.

[4]张维泽，林剑波，等.基于改进蚁群算法的物流配送路径优化[J].浙江大学学报，2008，42，4：574-578.

基金项目：交通运输部科技项目“综合物流运输配送网络优化技术的研究”（2011319817490）；山东省“蓝黄”两区课题“做大做强海洋交通运输物流业对策研究”（2012-L-53）。

作者简介：

简述铁路运输的缺点范文篇2

第一节

区域发展对交通布局的影响

教案

【课程标准】结合实例，说明交通运输方式和交通布局与区域发展的关系。

【教学目标和核心素养】

1.

综合思维：结合实际案例，了解不同地区交通运输布局的差异，运用综合思维，合理选择交通方式，综合分析各种因素对交通布局的影响。

2.

区域认知、人地协调观：通过实例分析，科学评价交通运输布局，树立科学的人地协调观。

3.

地理实践力：通过查阅资料或者到交通部门，了解本地或者某一区域交通布局的现状，并分析交通运输需求、资金与交通运输布局之间的关系，提高地理实践力。

【教学重点】

教学重点：

1.

交通运输布局包括哪些方面的内容。

2.

区域发展从哪些方面影响交通运输布局。

【教学过程】

一、新课导入

重庆轻轨视频新闻报道导入（点击图片播放），引发学生思考交通线、站布局受哪些因素的影响，从而进入本课新课内容。

二、新课讲授

1．交通运输布局的一般原则

（1）交通运输布局的任务

（2）交通运输布局的目的

这两个内容直接可在课本中找到，可让学生自主找到并回答，教师加以展示即可。

（3）影响交通运输布局的因素

包括两大方面，社会经济因素和自然因素，让学生结合课本自主先讨论、总结，教师再加以解释，二者都很重要，而目前社会经济因素影响日趋明显。

（4）交通运输布局的原则

坚持原则，课本中有所体现，课件通过图示加深印象。

结合影响交通运输布局的因素和原则，在宏观决策和微观选线方面进行升华，更好地帮助学生解决选线要考虑的因素，提高解题准确率。

（5）

交通运输布局的变化和影响

根据课本内容简单再现即可。

[活动探究]

西成高铁修建考虑的最主要因素是什么？

西成高铁克服穿越山岭、坡道长的修建困难，且实现了4G全覆盖，这里充分体现了我国高铁修建技术的提高，也是我国经济水平提高的体现，当然，此线大大缩短了南北（成都到陕西）的距离，节省了时间，连接了沿线各地，也将带来南北沟通加强，经济持续发展的好处。

2．交通运输需求与交通运输布局

（1）交通运输需求量与交通运输布局的影响

交通运输需求量的大小，影响了交通线标准的高低，场站规模的大小。比如，北京作为首都，其航站点会更大，疏导的交通线也更多。

（2）区域发展状况对交通运输布局的影响

在一条线路的布局中，重点关注的是需求量大的点和点，所以一个区域发展状况很大程度影响了交通运输线的布局和站点的设置。

[活动探究]

广东省省会广州地铁线的增设考虑的主要因素是什么？

所选择的地铁线是客流量大，即需求量大的线路和站点。而从修建的工期预估也可以看出经济发展。

（3）交通运输需求差异对交通布局的影响

a.

充分发挥不同交通运输方式的特点，回顾不同交通运输方式的优缺点（点击云朵链接下一张PPT，观看完毕继续往下一张PPT）

以课本4.4上海虹桥综合交通枢纽平面示意图，其陆空便捷的多种交通带来便捷换乘，转运效率很高（点击箭头回到（3）PPT，得出“交通运输布局注意不同运输方式的衔接和转运效率”的结论）

b.

注意不同运输方式直接的衔接和转运效率，当然，要考虑客或物的实际性，综合实际考虑。

（4）区域交通运输需求增长的特点，决定了区域交通运输布局变化的特点

（5）区域交通运输需求分布的特点，决定了区域交通运输布局的特点

当一个区域的需求发生变化，那么其线路、站点的布局也会相应变化。而一个区域需求分布也就决定了交通运输布局。

（点击箭头图标链接到活动探究）

[活动探究]

分析舟山群岛新区成为我国铁矿砂等大宗商品重要中转基地的主要原因。

解析：舟山群岛新区港口航道深、岸线长、有利于大型船舶停泊；长江中下游地区铁矿砂等大宗商品进口量大，多选择水运中转。

3．资金与交通运输布局

（1）经济发展水平和交通运输布局的关系

经济发达与落后地区，交通线、站的疏密程度不同，质量高低有差别。

（2）区域经济发展对交通运输布局的影响

一个区域经济水平提高了，有了足够的资金，就可以推动技术攻关等，受自然条件的限制也就减弱了。

结合课本84页青藏高原的热棒和沪昆高铁贵州段隧道和桥梁相连，技术要求高、施工难度大，建设成本高。从高原建设成本高而过渡到平原建设成本一定低的思考。

[活动探究]

在平原地区修建交通线成本一定低吗？

辨证看此问题，一般而言成本较低，但要考虑如果是像长江中下游地区这样河网密布、有大量农田的平原，则需要建设桥梁，建设成本会增加。

三、课堂练习

1、读某区域示意图，回答1-2题。

（1）据图分析，制约a地区发展交通运输业的主要因素是（

）

A.气候

B.地形

C.河流

D.资源

（2）若计划修建由a城镇至c城镇的公路，则四条线路中的最优线路及理由

分别是（

）

A.

①线路

地势起伏最小

B.②线路

路程最短

C.

③线路

兼顾b城镇

D.

④线路

连接城镇最多

解析:（1）B

（2）D

第（1）题，从图中可以看出，a地区被山地包围，修建道路的难度较大，故地形成为约该地发展交通运输业的主要因素。

第（2）题，从图中可以看出，通过①线路连接a和c，经过的城镇少。不利于居民出行。不是最优线路；

通过②线路连接a和c，采取直线直接穿过山地，工程量大，修建难度大、成本高，并且经过的城镇更少，不是最优线路；

通过③线路连接a和c，虽然经过了多个城镇，但是直接穿过山地，工程量大，修建难度大，成本高，不是最优线路。

通过④线连接a和c，不仅能够尽可能多地连接城镇，方便居民出行，而且尽量避开了山地陡坡，修建难度较小，工程量较小，是最优线路。

2、郑渝(郑州至重庆)铁路是我国高速铁路网规划的重要线路，对促进两地及沿线地区社会经济发展方面具有重要的意义。下面为“郑渝高速铁路规划图”，初步规划有①线、②线两种方案。完成下列问题。

(1)

对规划中①、②两条线路，你认为哪一条更合理？简述其理由。

(2)

简述郑渝高速铁路建成后对甲城发展的积极意义。

解析：考查学生对交通线选择考虑因素的掌握。

见PPT（其中方法阐述中箭头链接到宏观和微观因素，在微观选线PPT右下角箭头链到答案）。

四、课堂总结

让学生通过树枝状结构进行回忆，回顾本节重要知识。

五、布置作业

完成课本85页的活动，分析交通线、站布局与运输需求的关系。让学生课后自主合作探究讨论得出答案。

简述铁路运输的缺点范文

关键词：铁路运输，物流，核心竞争力

1依托铁路运输的物流企业概述

随着我国经济的高速发展和其他运输方式的崛起，运输市场竞争激烈。公路运输凭借其灵活便捷优势，大力发展集装化运输，抢占物流市场，已逐步取得铁路运输在运输业中的份额。铁路货运由于管理体制与经营机制等不适应市场需求，而陷入了经营困境。

同时，一种依托铁路运输的物流企业正逐步发展。此类物流企业以灵活的营销手段将零散的货物集中起来，并利用铁路运输实现运输目的。其主要依靠铁路运输能力完成的物流，具备较高的灵活性和经济效益，但带有传统货运色彩，不能满足客户对物流服务的需求，因此只有转变理念，积极发展现代物流，才能提高市场竞争力。

依托铁路运输的物流企业其业务简单，流程如图1所示。

其业务类型有站到门、站到站、门到门3种方式。主要设备包括小型货车、叉车、仓库：配备有营销、操作、管理人员，装卸班组、司机。以成都地区专用线为例，如每天装车2、3辆，年利润约200万元。

2发展中存在的问题

2.1经营管理的被动性

鉴于市场定位，依托铁路运输的物流企业，主要依靠铁路设备完成货物的流动，加上铁路部门自身的封闭性，致使企业对市场的反映比较被动。在市场旺季，调用空车需要铁路运输部门的计划，如果在这期间，由于铁路部门运输能力紧张，会造成有货无车的局面。而在淡季，又可能形成有车无货的现象。

物流公司的运输主要由铁路运输部门承担，在运输过程中难以监控，有时由于线路检修等问题，导致运输时间延长，造成客户损失。甚至在某些运行区段，会出现车辆破封货物被盗现象，难以采取有效措施。

2.2货源与客户构成的复杂性

(1)货物品种复杂、包装质量参差不齐，在装卸和运输过程中容易出现破损现象：在装车配货过程中，由于没有合适的品种配装，造成车辆载重量和容积的浪费，降低了运输收入。

(2)客户身份复杂。有企业自身的营销人员(A类客户)获得的客户资源；有其他物流公司(B类客户)以低于汽车运输成本的价格对外吸收货源，却转给依托铁路运输的物流企业运输，同时以货运量大为借口压低运费，造成无序竞争，严重扰乱了运输市场的秩序；还有独立于企业外的营销人员(C类客户)，仅靠自身信誉对外接货，然后在依托铁路的物流企业发货，从中赚取差价。其中B类和C类客户虽掌握了企业的大部分货源，但却造成物流企业客户关系管理困难，无法有效地与实际发货人进行交流，出现问题后相互推诿。

2.3缺乏人才管理机制

在依托铁路运输的物流企业中，由于企业的生命线就是货源，缺乏有效货源的支撑，公司经营将无法开展，致使营销人员占据主导地位。为此企业在人才市场上急于寻找擅长营销的人才，而忽视管理人员和操作人员。又因缺乏有效的制度约束，造成营销人员流动性大，再加上此类物流企业门槛较低，一条专用线有多家物流公司同时经营，因此营销人员的流动也会带走其所管理货源的流失。另外，企业忽视对物流人才的管理，很多人获得工作经验后，就转到其他企业工作，人才流失严重。

2.4缺乏核心竞争力

在企业战略发展中，核心竞争力是战略的焦点。所谓核心竞争力，指企业在市场竞争中取得并扩大优势的决定性力量。物流企业核心竞争力的外部特征可归纳为3个方面，即顾客价值、竞争差异化和延展性。依托铁路运输的物流企业缺乏有效的核心竞争力，依靠价格战占领市场。成都地区专用线在刚建立物流公司的时候，运价为货主自己提货250元／t、送货270元／t，但是由于市场无序竞争，运价目前已经各下跌到160元／t、180元／t。缺乏有效的核心竞争力及未建立企业长远的发展计划，造成部分企业已经在市场竞争中被淘汰。3解决问题的对策

(1)发展汽车运输辅助铁路运输。通过开展汽车运输，改变单一性，形成以铁路运输为主、汽车运输为辅的模式，减少经营管理的被动性。在客户对时间和运输质量要求高的情况下，以汽车运输满足需求，其他情况下以铁路运输满足需求。当铁路运输能力紧张时，汽车运输可以弥补铁路运输能力的不足。在市场淡季的时候，凭借原有企业的影响力，同时加大对原有客户的攻关及新市场的开发，使汽车设备不至于闲置。在开展汽车运输时，关键问题在于返程货源，企业可以在目的地寻找生产企业或者其他物流公司组织货源。

(2)整合物流资源。现代物流的发展，客户对门到门、小批量多批次物流服务的需求不断增加。依托铁路运输的物流企业受其物流设施的限制，不能满足需求时，企业可通过整合外部的运作资源来扩充自己完成物流作业的能力。如企业可以对中小型物流企业实施整合，实现配送、储存等物流服务。

(3)加强客户管理，提高服务质量。在客户管理上，由于企业对掌握货源的B、C类客户依赖性很强，企业应该注意收集实际发货人的信息，加强与他们的交流。对客户价值进行分析，为不同的客户提供差异化的高质量物流服务，并努力与客户建立长期合作伙伴关系。同时在货物出现破损及丢失情况，及时帮助客户解决索赔问题。

(4)加速人才储备。从企业的长远发展来看，应加强对员工的培训，树立现代物流理念，增强市场竞争意识，提高服务质量：通过学习相关专业知识，提高业务熟练程度，拓展业务空间，促进服务创新。同时，企业要选拔或引进高素质物流人才，设立专门的人才管理部门，优化激励制度，并通过发挥人才对知识技能的学习和创新能力，为提升核心竞争力提供持续的源动力。

(5)培养核心竞争力。依托铁路运输的物流企业所提供的铁路运输网络，难于为一般的运输企业或物流企业所模仿，其核心竞争力可以定位为：提供依托于铁路的运作能力的高质量的物流服务。物流企业应深入到供应链中，为货源量大的客户制定一体化的物流解决方案，提供整套的物流服务，而不仅专注于某条线路的运输。同时，加强对电子商务的投入，建立健全信息系统，提高企业的市场响应能力，从而强化企业的核心竞争力，扩大服务范围。