本文是一篇物流論文，本文基于現實運輸環境建立冷鏈多式聯運路徑模型，出于對運輸環境復雜多樣性的考慮，為了使模型更具適用性，同時將運輸需求和單位運輸費用作為混合不確定條件，引入模糊數學規劃相關理論進行處理。

1緒論

1.1研究背景及意義

1.1.1研究背景

隨著社會與經濟的高速發展，運輸服務對象關于運輸時效和運輸質量的要求越來越高，運輸業發展和環境保護之間的矛盾日益凸顯，而多式聯運的興起和發展恰好可以協調兩者的矛盾。在目前的形勢下，發展多式聯運并推動一體化交通網絡的建設與完善，是我國運輸業發展的一個重要趨勢。多式聯運作為綜合運輸系統中的關鍵組成部分，它充分發揮了各種運輸模式的優勢，可提高運輸效率，降低運輸成本，同時還能有效地減少運輸過程中的污染物排放，減輕城市交通擁堵壓力，因而受到國家和政府的廣泛提倡。

近年來，隨著我國市場經濟的不斷發展，人們的消費生活和文化水平也在不斷地提高，餐桌上開始出現“不合時令，不合地域”的食物，而生鮮貨物的運輸時效性和運輸質量開始逐漸受到社會的高度關注。與此同時電商行業的飛速崛起，成為我國冷鏈物流行業的發展契機，國家和政府的關注重點從如何提高運輸業的發展速度轉變為如何提高運輸質量，發展目標的轉變意味著我國的冷鏈運輸行業的發展即將開啟一個新篇章。

生鮮易腐品貨物的運輸意味著冷鏈物流即將成為我國物流行業的新主角。而冷鏈物流衍生于一般物流，主要對象是有運輸溫濕度要求的貨物，是一種新型物流，從某種角度上可理解為其興起與發展同我國東西部地區經濟發展情況密切相關。由于我國地域廣闊，資源豐富，不同區域都有其不同的時令特產，為了實現北方地區的人們可以品嘗熱帶水果和新鮮蔬菜，內陸地區的人們可以品嘗到海鮮的愿景，生鮮貨物跨地域運輸活動也會迎來發展的高峰，其運輸量、運輸距離等都會有新的突破。冷鏈多式聯運將逐步成為生鮮易腐貨物運輸的主要方式。雖然我國的冷鏈物流多式聯運還處于起步階段，但未來的發展潛力巨大。如何在加快發展速度的同時，有效降低運輸成本，并對其進行協同管理，是目前亟待解決的問題。

1.2國內外研究現狀綜述

1.2.1國內研究現狀綜述

（1）多式聯運研究現狀綜述

國內學者結合我國多式聯運發展的實際情況，改進國外的相關理論與模型，在多式聯運的研究領域有了豐富的研究成果。目前研究成果主要集中于單目標目標路徑選擇和多目標路徑選擇兩類。學者根據研究內容和現實需求，研究以運輸成本最低或運輸時間最短的單目標多式聯運路徑選擇問題。但單目標路徑選擇模型難以體現影響多式聯運路徑選擇各個因素之間的關系，學者開始對多目標多式聯運路徑選擇問題進行研究并在求解多目標規劃模型的算法方面進行改進創新。

2017年，劉松將中轉節點分解成轉入節點和轉出節點，將不同轉運時間與路段權重相結合，建立以總運輸時間最少為目標的多式聯運路徑優化模型，最后設計算例驗證了該模型的有效性[3]。

2018年，于雪嶠等從不同角度對廣義最短路徑進行定義，以節點作業時間窗和運輸時限客戶滿意度為約束建立廣義最短路徑模型[4]，為未來的路徑模型構建提供了新角度。

2018年，徐超等建立動態模型來研究多商品的路由問題，以總費用最低為目標，構建相應可靠性水平下多式聯運服務路徑模型[5]。同年，張佳琪等對區間型多式聯運路徑選擇問題進行研究，根據不確定運輸時間和運輸費用的區間取值范圍，將其轉為確定數進行求解[6]。

2019年，賴志柱等在研究多式聯運路徑問題時引入排序數的概念，將目標分為分目標和總目標兩類，通過計算優勢排序數，設計了一種基于優勢排序數的離散粒子群算法用以求解多目標路徑規劃模型[7]，并設計相應的算例，驗證了該模型和算法的有效性。

程興群等在2021年將魯棒最優模型理論應用到了碳排放政策下的多模式聯運路線選擇問題中，基于運輸時間、單位運價等不確定條件下，提出了一種新的多模式聯運路線選擇模型，為后續的研究提供了方向[8]。

2基礎理論概述

2.1冷鏈物流概述

2.1.1冷鏈物流定義

冷鏈物流是指需要在合適的低溫環境下完成生產加工、儲藏運輸、配送、銷售等物流環節。它是基于冷凍工藝學和制冷技術，其目的是保證貨物的品質，減少各個環節損耗的一項系統工程[41]，其在運輸設備裝置、運輸程序、規定的運輸時間以及運輸路徑等等方面與一般物流形式不同，可從以下三個角度對冷鏈物流進行具體定義：

（1）冷鏈物流活動

冷鏈物流活動是指在特定的低溫條件下，對易腐物品進行生產加工、運輸、裝卸搬運、包裝、儲存配送等系列活動。

2.2多式聯運概述

2.2.1多式聯運概念

多式聯運發展至今已有80多年歷史，由于各種原因，不同專家學者對多式聯運的定義也有不同的界定標準，理論界至今仍無統一明確的定義。多式聯運可稱為Multimodal Transport或Intermodal Transport，在一般情況下，兩者都表示國際多式聯運。多式聯運在《聯合國國際貨物多式聯運公約》中是指按照國際多式聯運合同，以不少于兩種的不同運輸方式，由多式聯運經營人把貨物從一國境內接管地點運至另一國境內指定交付地點的貨物運輸[45]。

在聯合國歐盟經濟委員會、歐洲運輸部長會議和歐盟制作的《組合運輸術語手冊（TERMINOLLOGY ON COMBINED TRANSPORT）》中從內涵方面對MultimodalTransport和Intermodal Transport做出了區分，一般以Intermodal Transport代表多式聯運，其定義為：“在貨物的裝載單元不發生改變的情況下，采用若干種運輸方式進行運輸，且不需對貨物本身進行任何改變的運輸方式稱之為多式聯運”[46]。

除此之外，很多專家和學者也從不同研究角度給出了不同的定義。如加州大學的Alt,Forster和King認為“多式聯運是使用兩種及以上不同運輸工具并采用單一的運費率進行結算，按照托運人的要求完成貨物運輸的運輸方式”[47]。丹佛大學的Syzliowicz認為“多式聯運是一種通過連接、管理并控制運輸方式創造的無縫銜接的可持續發展運輸體系”。

多式聯運按照運輸過程是否跨越多個國家可分為國際多式聯運和國內多式聯運，多式聯運定義一般是指國際多式聯運。國際多式聯運和國內多式聯運有一定區別，主要體現在國際多式聯運的多式聯運經營人選擇、提單簽證的簽發標準以及通關流程等方面，其中國際多式聯運的業務流程必須包括出口報關環節，所使用的單證也不同，在國際多式聯運中一般以海運為主。

3 冷鏈物流多式聯運網絡構建及運作流程分析 ........................ 20

3.1 多式聯運網絡分析 ................................ 20

3.1.1 多式聯運路徑選擇問題描述 ................................ 20

3.1.2 多式聯運網絡構建 ................................. 20

4 不確定環境下冷鏈物流多式聯運路徑選擇問題分析 ...................... 27

4.1 不確定環境下冷鏈物流多式聯運路徑選擇影響因素分析 ........ 27

4.1.1 經濟因素 ................................ 27

4.1.2 自然因素 ........................... 30

5 不確定環境下冷鏈物流多式聯運路徑模型構建及求解 .................. 41

5.1 不確定需求-單位運輸費用的冷鏈物流多式聯運選擇模型構建 .................................... 41

5.1.1 問題描述 .............................. 41

5.1.2 符號說明 ....................................... 41

6算例分析

6.1算例描述

6.1.1算例背景

為了充分地反映出模型的現實意義，并對其適用范圍進行檢驗，以我國具體生鮮易腐貨物多式聯運算例為模型背景，根據實際的運輸情況來對起運城市和終到城市的選擇、貨物種類的選擇、運輸網絡的構建等方面進行具體分析，具體內容如下：

（1）生鮮易腐貨物的選取與時令特征相一致。所選取的品類在不同的季節中分屬盛產，其在整個運輸過程中都要進行冷藏，并且對運輸時間要求比較敏感。

（2）在起訖點的設置上符合我國易腐貨物產銷地的實際情況。擇取三對合理的城市作為冷鏈多式聯運的運輸起點和終點，每對城市之間的直線距離至少大于1500公里，其中至少有一個毗鄰內河或海洋，便于進行水路運輸。

（3）多式聯運運輸節點的選擇合理。擇取的運輸節點城市均具有代表性，主要以我國省會城市或大型城市為主，滿足開展冷鏈多式聯運的地理環境和經濟條件，相鄰城市之間均存在兩種或兩種以上的運輸方式聯通。

結合以上分析，本文選取的算例以時令為基礎，選擇三類生鮮果蔬的產銷地作為多式聯運的起終點，建立基于需求-單位運輸費用混合不確定條件下的冷鏈多式聯運路徑選擇模型。針對所選擇的三類生鮮果蔬貨物產銷地分布的實際情況，現擇取桂林運輸至青島的砂糖橘、廣州運輸至大連的山竹和南寧運輸至天津的火龍果為OG貨物流，并收集整理相關數據進行分析。

7結論及展望

本文基于現實運輸環境建立冷鏈多式聯運路徑模型，出于對運輸環境復雜多樣性的考慮，為了使模型更具適用性，同時將運輸需求和單位運輸費用作為混合不確定條件，引入模糊數學規劃相關理論進行處理，建立不確定規劃模型，運用相關機會約束法進行轉化，將其轉化為確定模型，并在此基礎上帶入算例數據進行求解，可得出不同生鮮易腐貨物的具體冷鏈物流多式聯運方案，為多式聯運經營人提供決策依據。

本文主要完成的研究工作和研究結論可總結為以下幾個方面：

（1）總結冷鏈物流、多式聯運以及不確定規劃問題的相關理論，對多式聯運網絡和冷鏈物流的運作流程進行具體分析，構建相應的冷鏈多式聯運網絡，從運輸和業務兩個角度對冷鏈多式聯運作業流程進行分析，并總結冷鏈物流多式聯運的定義和特征。

（2）基于冷鏈物流的特殊性及多式聯運網絡的特征，對不確定環境下的可變因素進行歸納總結，其中重點對運輸總成本、能源消耗以及貨損率三方面進行分析。為了更好地描述冷鏈物流多式聯運運輸總成本的構成，基于廣義成本和冷鏈多式聯運的運作環節，重點考慮運輸成本、轉運成本、時間懲罰成本、負外部成本四類成本，并構建冷鏈物流多式聯運運輸總成本目標函數。基于冷鏈物流多式聯運的運輸和作業流程，從制冷能耗、運輸能耗和轉運能耗三方面對能源消耗進行分析，結合冷藏集裝箱的制冷原理和能量守恒定律，總結出冷藏集裝箱制冷能耗的計算方法，構建冷鏈物流多式聯運總能耗目標函數。結合生鮮易腐貨物的品質變化規律，提出在合理的運輸條件下，生鮮易腐貨物的貨損率主要與運輸時間和該類貨物的品質下降點有關，構建生鮮易腐貨物的貨損率目標函數。

（3）建立基于需求和單位運輸費用混合不確定條件下，以運輸總成本-總能耗-貨損率最低為多目標的冷鏈多式聯運路徑規劃數學模型，可以從多個角度反映客戶、多式聯運經營人的不同需求，為定制符合現實運輸需求的冷鏈多式聯運方案提供決策依據。根據現實運輸情景，運用三角模糊數和機會約束規劃對不確定模型進行轉化，采用NSGA-Ⅱ和DE-NSGA-Ⅱ分別對模型進行求解，并從四個方面對兩種算法的求解結果進行比較，驗證了DE-NSGA-Ⅱ對求解大規模多目標規劃問題具有收斂速度快、求解精度高、求解效率高等優勢。

參考文獻（略）