原创《基于供应链协调的地下物流系统运营》
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摘 要：本文以地下物流系统的正外部性为依据,从供应链协调的角度,利用两部定价契约,确定了集卡企业和地下物流系统之间的集装箱流量分配和政府补贴,既在经济方面实现了彼此的最优收益,同时在社会效益方面为缓解交通压力、节约能源消耗、减少环境污染以及有效减少由货运卡车引发的交通事故做出了贡献.
关键词：博弈理论；地下物流；供应链协调
文章编号：1004-7026（2018）12-0063-02 中国图书分类号：TP311.52 文献标志码：A
城市地下物流系统是指通过大直径地下管道、隧道等运输途径,通过特有的承载工具（如：AutomateddGuidedd Vehicle （A）、Duald Moded Truckd（DMT）等）,并结合传统地面运输系统,对货物进行管理、运输和配送的运输供应系统,有着极强的正外部性[1].它能有效缓解地面交通压力、节约能源消耗、减少环境污染、提高运输效率并有效减少由货运卡车引发的交通事故,尤其对于北京、上海这样的大城市而言,发展城市地下物流系统还能实现其“中心辐射”的功能从而实现区域性的整体优化.
周庆芬[2]列举了城市地下物流系统的四个应用领域；郭东军[3]等从不同视角,深入剖析了地下集装箱运输系统发展的深层动因并提出了研究的三个大方向.闫文涛[4]等在双层规划模型基础上建立了从决策者角度出发的上层规划模型和从客户角度出发的下层规划模型,为地下物流系统建设中物流节点的选址问题提供了参考依据.然而,这些研究均没有从运营的角度探讨当下物流系统的开发动因,多数研究也只是从宏观性角度对地下物流系统的外部性进行了粗略估计,而缺乏具体的计算理论与方法.
本文从地下物流系统的运营角度对企业和政府合作的博弈关系进行深入分析,从供应链协调的角度出发,利用两部定价契约,建立了企业和政府各自的收益函数,从而确定集卡企业根据客户需求分配到地下物流系统的最优货运量和政府补贴.最后通过实例对模型进行了验证.
1 问题描述与假设
基于顾客偏好, 研究供应链两部定价契约问题[5-6].考虑由一个集卡企业、一个地下物流系统和若干具有策略行为的顾客（客户）所组成的供应链.通过分析集卡企业与客户的理性预期均衡,确定集卡企业分配到地下物流系统的最优货运量,从而研究集卡企业与地下物流系统之间的两部定价契约条款.
假设客户对时间性要求高即预期要通过地下物流系统运输的货物量为x,其密度函数为f(x),分布函数为F(x)；地下物流系统能够承担的年货运总量为q；集卡企业以运输p 将货物分流到地下物流系统,并由于仓储、转运等操作对单位货物产生一定的成本cs；通过地下物流系统运输的货物用户的单位支付为w； 当货物总量超过地下物流系统的能力时,由集卡企业地面上运输,单位货物的收益为r1.考虑到地下物流系统空置的成本远远高于运输成本,故假设地下物流系统越接近其最大货运量越好[7].
1.1 分散式决策下博弈模型
分散式决策下,集卡企业的期望收益为：
地下物流系统的期望收益为：
欲使地下物流系统的收益最大化,令
1.2 集中式决策下博弈模型当集卡企业与当下物流系统选择合作时,采用两部定价契约：
地下物流系统支付一部分固定费用给集卡企业作为补贴,集卡企业将客户对时间性要求高的货物分配给地下物流系统,在不超过地下物流系统能力的前提下,剩余货物通过集卡在地面上运输.集卡企业与地下物流系统的收益情况如下：
集卡企业的收益为：
地下物流系统的收益为：
2 模型分析
分散式供应链情况下,供应链上各成员都拥有或部分, 即集卡企业与地下物流系统拥有自己的决策权、目标和信息,并基于各自的目标和信息进行优化决策,共同决定着供应链的整体绩效；集中式供应链情况下,供应链上各成员不再以自身利益最大化而是以供应链的整体最优为目标,即集卡企业和地下物流系统的总收益最大化, 此时称该供应链环节达成协调.
供应链协调需要满足以下两个条件：
条件1：集中式决策下的总收益等于分散式决策下的总收益；
条件2：集中式决策下的各主体利益应不小于分散式决策下的收益.
2.1 分散式决策下博弈模型分析
欲使地下物流系统的收益最大化,令
在此情况下,集卡企业的收益为：
欲使集卡企业的收益最大化,
根据（2-3）式,
将其代入（2-1）式,则
集卡企业的期望收益为：
地物流系统的期望收益为：
供应链的总收益为：
2.2 集中式决策下博弈模型分析
欲使供应链的总收益最大化：
令
若要满足供应链协调的条件1,必须使：
此时,地下物流系统的收益为：
集卡企业的收益为：
若要满足供应链协调的条件2,必须使：
故
即
结束语
在地下物流系统货运量的密度函数、分布函数、地下物流系统能够承担的年货运总量、集卡分流到地下物流系统的标箱运输、集卡企业分流成本及自身单位运输收益、用户的单位支付和地下物流系统的能力已知时,利用两部定价契约,能够确定集卡企业根据客户需求分配到地下物流系统的最优货运量, 确保各方收益不减少的前提下达到供应链的平衡；并且理论上可以为政府补贴集卡企业将货物分流的牺牲行为给出参考,从而达到社会效益的最大化.
参考文献：
[1]周启蕾,胡伟,黄亚军.绿色物流的外部性及其主体间的博弈分析［J］.深圳大学学报.2007(2)：49-53.
[2]周庆芬,束昱,路姗.电子商务时代上海地下物流系统发展前景［J］. 地下空间与工程学报.2011（10）：1269-1273.
[3]郭东军,谢金容,陈志龙,赵子维.地下集装箱运输系统研究的深层动因及趋势［J］.地下空间与工程学报.2012（4）：229-235.
[4]闫文涛,覃燕红.地下物流节点选址的双层规划模型及算法研究［J］. 地下空间与工程学报.2016（8）：870-874.
[5]戴航.基于博弈分析的物流园区运营模式研究[D].武汉理工大学博士学位论文.2010：36-40.
[6]齐二石,杨道箭,刘亮.基于顾客战略行为的供应链两部定价契约研究［J］.计算机集成制造系统.2010,16(4)：828-833.
[7]杨道箭.基于顾客策略行为的供应链协调研究[D].天津大学硕士学位论文.2010：40-41.
物流系统论文参考资料：
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