内河成品油物流优化

Abstract:This article from “east west the oil transports” the fact embarks, launches the analysis on the refined oil and the river navigation characteristic, proposed that suggested to the inland river refined oil physical distribution's macroscopic optimization and the microscopic optimization, use minimum-cut maximal-flow model analysis Yangtze River route refined oil physical distribution system optimization.

Key words:Inland river physical distribution Refined oil Optimization Minimum-cut maximal-flow

基金项目：国家大学生创新型试验计划项目2008-2009

一、 引言

长江流域是我国近代工业的主要发祥地，已经建立起部门比较齐全、轻重工业协调发展的工业体系。沿线有上海、南京、安庆、九江、岳阳、武汉、荆门等七大炼油中心 ,上游宜宾、泸州、长寿等地的天然气化学工业 ,上海、南京、仪征、临湘、安庆等地的石油化学工业等是具有全国意义的生产基地 , 沿江化工企业产量占全国 1/4。目前国务院的十大产业振兴规划中，上海、宁波、南京三个3000万吨的超大型炼油基地，已列入发改委能源局的规划，由此三大基地齐聚长三角。这样中国内陆成品油将不可避免地出现“东油西运”，同时随着中国西部大开发、中部崛起战略的大力实施，中西部成品油需求将会进一步加大，长江将毫无争议的担当其这个历史的重任。中国期刊网的检索统计表明,截止到2009 年3 月,以水上石油物流作为的中文论文仅为4 篇, 文献[1-2]对水上石油物流进行了研究，其中涉及内河成品油物流的论述较少。因此内河成品油物流研究将变得意义非凡。

二、 内河成品油物流特性

2.1、成品油特性

一是危险性高，成品油易燃、易爆、易产生静电并对人体有一定的毒性，因此成品油从炼油厂到加油站所有的物流过程，对其安全和环保的要求较高，对储运设施和储运操作提出了更高的要求。二是运输工具专用化，成品油运输的高危险性对其运输工具提出了非常严格的技术要求，需要专门的铁路、公路罐车、油轮或管道进行运输。三是成品油具有流动性和易挥发的特点。除了这三个特征外，涉及到物流管理和优化的还有另外两个特征：一是成品油属于关系到整个社会稳定、经济发展和国防安全的战略性物资，对成品油实现时间和空间转移的及时性和有效性有更高的要求。二是成品油物流量大、环节较多，涉及到每月上千万吨成品油从炼厂到大区公司油库，从大区公司中转油库到省区公司油库，再从省区公司油库配送到各个加油站的多个物流管理环节，因此管理的难度、涉及的物流成本都非常大。

2.2、航道特性

航道与公路、铁路网络相比具有其独特性，其独特性深深的影响着航道物流活动的开展。特征一：物流运输网络具有唯一性，河道总是固定不变并且仅仅一条网络，其路径仅仅只有水流方向上的选择；特征二、航道受季节影响大，涨水季节可以航行大吨位船舶，而在枯水季节只能航行小吨位船舶，甚至不能通航；特征三、河道改造建设难、成本高；特征四、河道既承受着运输的任务，同时也肩负沿线人畜饮水、灌溉、工业用水的重任，因此对环境保护要求高。

2.3内河成品油物流市场特性

内河成品油物流市场有两个特征：一、与港口、公路运输相结合，为广大内陆地区的成品油需求提供运输任务，满足成品油陆路市场需求，如汽车用油、农业用油等，因此其主要任务为运输；二、直接面对河流上行驶的船舶，为深圳到都匀物流往来船舶提供加油，主要对象为货运船舶，因此其主要任务是配送。

三、内河石油物流系统优化

我国内河石油物流系统的优化问题可以从两个角度进行探讨，一为宏观上的优化，二是微观上的优化。

3.1 宏观优化

宏观方面是属于大物流系统即社会物流的范畴,此优化要求政府或者航道管理局完成，属于政府决策范畴，按照不仅要提升“硬件”设施，而且 “软件”要与硬件设施相适应。具体建议措施有，一、改善航道通航条件，充分利用自然航道，合理拓宽、加深、疏浚运输河道，提升河道运力，能够满足大吨位，大型船舶通航；二、加大港口建设力度，建设一批现代化港口，大力发展具有大辐射范围、经济活力强的港口枢纽；三、升级改造通航船舶，建设标准化成品油运输船舶，标准化成品油装卸港口；四、充分运用现代信息科学技术，提升管理水平，服务内河船舶航运。

3.2 微观优化

微观方面则是站在石油企业的角度探讨微观的石油企业物流系统的供应链体系结构及其优化问题。文献[3-4]对成品油物流提出了许多科学的优化模式。硬件上提高物流信息化水平，加强物流设备技术投入；软件上提升企业物流管理水平，解放企业思想，大力吸引优秀物流专业人才，运用科学计算方法合理选择物流运输、配送陆线，建立物流仓储、配送中心等。对于内河成品油物流微观优化，虽然其措施与文献所研究的相差不大，但相对与大物流系统，其特殊性也即为明显。水上运输的特殊性以及成品油冶炼中心的固定性决定了内河成品油物流的复杂性。在不同的河段，成品油运输需要选择不同运力的船舶；在不同的港口距离之间，需要选择不同的配送模式；等等。因此内河成品油微观优化有一、科学合理的利用现有沿江冶炼中心，合理选择船舶配送和运输成品油，如充分利用数学模型采用线性规划法、动态规划法、神经网络等方法；二、充分利用统计资料，对沿线成品油需求及航道船舶成品油需求量作出科学精确的预测，对需求旺季和淡季采取不同的物流模式；三、加强物流管理专业水平，利用高校物流专业毕业生，引进高精尖端人才；四、提升物流信息管理水平，特别是船舶信息水平。提高技术标准 ,配置先进装备 ,适应 EDI 技术、GPS 技术等的应用要求；五、引进、研究适合内河航运的成品油运输船舶，开发大吨位、双壳成品油船舶，淘汰运力低、运龄长的落后船舶。

四、长江航道成品油物流微观优化分析模型

4.1模型描述

鉴于长江内河成品油物流的特殊性以及实际应用过程中的动态性，在对其物流系统的优化计算时可以运用最小费用最大流模型进行探讨。在计算过程中我们给予相关函数一个赋值，即变量和常量数值，按照下面计算方法将得到最优结果。

4.2最小费用最大流模型

给定网络D=(V,A,C汕头到福州物流),每一弧（vs,vt)∈A上，除了已经给容量cij外，还给了一个单位流量的的费用ｂ（vs,vt）０，此问题的目的就是要求一个最大流ｆ，使流的总输送费用

b(f)=■fij

取极小值

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若f是流量为V(f)的所有可行流中费用最小者，而u是关于f的费用最小的增广链，那么沿u去调整，得到的可行流f′，就是流量为V(f′)的所有可行流中的最小费用流。这样，当f′是最大流时，它也就是所要求的最小费用最大流了。

以上分析为求最小费用最大流找到了方法.即先取一个最小费用流,然后找出最小费用增广链并进行调整，一直这样调整下去，直到找不出增广链为止；这时的可行流即为最小费用最大流。那如何寻找最小费用增广链呢？

为了寻找最小费用增广链，我们构造一个有向赋权图w(f )。w(f )的顶点为原网络D的顶点，把D中的每条弧（vi，vj）变为两条相反方向的弧（vi，vj）（vj，vi）；

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长度为+∞的弧可以略去。

于是求最小费用增广链等价于在w(f )中求汕头到莱芜物流从vs 到vt的最短路。

由以上讨论可得出求最小费用最大流的算法：

（1）第一步取零流为初始最小费用可行流，记为f(0)。

（2)若第k步得到最小费用流f(k), 构造一个有向赋权图w(f (k)) ,在中寻求从vs 到vt的最短路。若不存在最短路，则f(k)即为网络D的最小费用最大流；若存在最短路，则在原网络D中得到了相应的最小费用增广链u，对f(k)做调整，调整量为

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通过重复以上步骤 ，得出最短路，求得最小费用最大流各节点及运行路线。

五、结束语

我国内河成品油物流优化还有许多问题需要解决，本文针对这些问题提出了一些解决措施。我们应该充分利用黄金水道能够有效连接东、中、西部物流运输的能力，系统优化成品油物流运输，为西部大开发、中部崛起提供能源支持。