1. 模型背景

通过对中欧班列发展现状及集装箱中心站存在问题的分析，可以总结出作为生存于海运与空运之间的铁路运输，只有在发挥其时间上快于海运、价格上低于空运等特点的情况下，铁路运输的自身竞争优势才得以显现。尽管中欧班列属于点对点开行的直达运输，能够最大程度地发挥其高效、迅速等服务特长，但是中欧班列的运行需要良好的货流组织的支撑。通常情况下，铁路货运中心站运输组织过程主要包括货物运输组织和行车组织。就货物运输组织而言，目前研究的热点就是货物的集散运输，也就是侧重于运输组织方式协同问题的研究，包括港口通过铁水联运即多式联运运抵中心站货流、铁路环形快运货物列车货流、运抵集装箱中心站的公路货流之间协同，以及直达班列与中转班列协同、拼箱货与整箱货协同等，提升内陆型集装箱中心站中欧班列运输的时效性。

本章节侧重研究通过多式联运运抵集装箱中心站货流的协同组织优化。一般来说，在运输过程中，往往不止有一种运输方式，可能同时有多种运输方式交叉，即多式联运。多式联运作为一种现代高效的运输组织形式，能够有效协同货流组织中多种运输方式，达到协同效益。集装箱多式联运是一种以实现货物整体运输的效益最优化为目标的联运组织形式。它通常以集装箱为运输单元，将不同的运输方式有机地组合在一起，构成连续的、综合性的一体化货物运输。多式联运的特点是由多式联运经营人与托运人签订一个运输合同，统一组织以集装箱为运输单元的多式联运，可以降低运输成本、提高运作效率、提高服务质量。

基于这些优点，接下来将对不同运输方式进行协同优化研究。我们知道，在中心站运输组织过程中，存在不同的利益相关方，比如提供货物参与运输的用户方以及运输系统的承运方，这些利益相关方属于整个运输组织系统的子系统，承运方提供运输组织方案，目标是追求整体运输效用最大化，但这样难以使各个用户方实现自身效用最大化。本节将综合考虑运输过程中的成本与时间目标，具体主要包括运输成本、中转成本、运输时间以及中转时间，确定优化目标后，分析利益相关方协同的影响因素，从成本和时间这两个角度提出协同优化模型。

2. 模型构建思路

一批货物从供应点（O）运送到目的地（D），途径N个中间站点，任意两个相邻站点之间有多种运输方式，中心站企业在运输过程中可以选择直接由O点运送至D点的运输方式，也可以根据货物供给方的需求相应改变，比如在中间站点选择转换运输方式。在中间站点转换运输方式显然意味着需要花费一定的转运时间和转运成本。当然，在相邻两站点之间，不同的运输方式所需要的运输时间、运输成本、所具备的运输能力以及运输可靠性等都不尽相同。因此，在上述背景之下，要求运输方能在追求自身运输成本最低的要求下，满足供货方的时间需求，并提供最合适的运输方式及路径是本文建模的关键问题所在。(www.daowen.com)

模型构建思路如下。

选择运输路径，需要综合考虑包括成本、时间、可靠性、运输服务质量等多因素。这些因素包含了定量因素和定性因素两个方面；而且，成本和时间对路径的选择往往起到了决定性作用，因此，成本和时间两大因素是本书评价运输路径优劣的重要指标。鉴于此，本书以基于成本和时间两个定量指标来构建优化模型，从成本和时间两个方面对不同的路径进行对比，找出可行性较大的优化路径，将不同路径多方面的优劣势展现出来，以方便不同用户根据其自身需求进行路径的优化选择。

通常情况下，成本和时间的优化问题是典型的多目标规划问题，此类问题的各个子目标之间往往存在一定的冲突，追求一个目标最优的情况下，势必带来另一个目标的衰减，因此是一个不确定多项式（NP）问题，难以找到满足所有目标函数的最优解。但是，我们仍然可以根据优化求解得出是系统平衡的相对最优解，为决策提供支持。

在模型构建过程中，还需要注意，由于人的行为、设备稳定性、运输时的气候等不可预知的因素，运输过程存在一定的不确定性。不同运输方式具有不同的可靠性，不同作业班组所提供的作业质量存在波动，不同相邻站点之间可供选择的运输方式存在差异性等诸多无法得以准确界定的因素对实际运输方案的影响，在建模过程中应对上述问题进行详细考虑。本研究将主要的不确定因素反映在时间上，在建模过程中，将时间作为不确定参数，建立不确定模型。为了消除不确定因素，我们将引用模糊机会约束规划理论将模型进行清晰化，将问题转化成确定性的数学规划问题进行求解。