![[09127409082]](https://barast.com/wp-content/uploads/2021/01/newlogo.png){kind=small}
شبکه حمل و نقل چندوجهی با فناوری کانتینری کردن بار: مزایا و چالشها
سالهاست که حمل و نقل چندوجهی سنتی از طریق جادهها، راهآهن و دریا مورد مطالعه قرار گرفته است. این مطالعه به بررسی مسئله توزیع محمولههای فله در یک شبکه حمل و نقل چندوجهی با در نظر گرفتن هر دو روش حمل و نقل آبراههای داخلی و فناوری کانتینری میپردازد. ابتدا، ما به صورت کیفی مزایا و چالشهای حمل و نقل با استفاده از فناوری کانتینری کردن محموله را از جنبههای هزینه حمل و نقل، صرفهجویی در زمان، کاهش انتشار آلایندهها و ترجیح مشتری مورد بحث قرار میدهیم. دوم، یک مدل برنامهریزی خطی عدد صحیح مختلط توسعه داده میشود که در آن تأثیر ارتفاع پل بر حمل و نقل در نظر گرفته میشود. این مدل بر اساس آزمایشهای عددی نزدیک به عمل اعتبارسنجی شده است و ما میتوانیم با حل مدل، شامل انتخاب حالت حمل و نقل، مسیریابی وسیله نقلیه، انتخاب انبار و مقدار بار برای کانتینری کردن، سناریوی حمل و نقل بهینه را به دست آوریم. سوم، ما آزمایشهای عددی را بر اساس شبکه حمل و نقل چندوجهی رودخانه یانگ تسه در چین انجام میدهیم تا عملکرد حمل و نقل چندوجهی را با ملاحظات فناوری کانتینری کردن مورد بحث قرار دهیم. نتایج نشان میدهد که حمل و نقل کانتینری میتواند کل هزینههای حمل و نقل را برای شرکتهای لجستیکی تحت پیکربندیهای پارامتری خاص کاهش دهد. سپس مدل و آزمایشها به ترتیب با در نظر گرفتن کاهش انتشار آلایندهها و صرفهجویی در زمان گسترش مییابند. ما عملکرد فناوری کانتینری کردن را با تجزیه و تحلیل جبهههای پارتو این فناوری و حمل و نقل سنتی محمولههای فلهای آشکار میکنیم. این مطالعه تصمیمگیری شرکتهای لجستیکی و سیاستگذاری دولت را روشن میکند.
مقدمه
آبراههای داخلی، مانند رودخانه راین در اروپا، رودخانه یانگ تسه و رودخانه پرل در چین، و رودخانه میسیسیپی در آمریکا، ستون فقرات لجستیک منطقهای بودهاند (ناتبوم و همکاران، 2020) و نقش مهمی در شبکههای لجستیک چندوجهی ایفا میکنند (لام و گو، 2016؛ پنت و همکاران، 2015؛ ژائو و همکاران، 2019؛ چن و همکاران، 2020؛ دنگ و همکاران، 2022). به عنوان اجزای مهم شبکههای لجستیک چندوجهی، آنها معمولاً توسط یک مرکز به زنجیرههای تأمین جهانی و شبکههای لجستیک دریایی متصل میشوند، مانند شانگهای برای رودخانه یانگ تسه و روتردام برای رودخانه راین (لی و همکاران، 2022). در مقایسه با سایر شیوههای حمل و نقل (مانند جادهها و راهآهن (ژانگ و همکاران، 2022))، حمل و نقل آبراههای داخلی (IWT) میتواند به دلیل راندمان هزینه بالاتر و مصرف کمتر آلودگی، رقابتی باشد. برای مثال، مصرف انرژی در هر کیلومتر•تن در IWT تقریباً 17٪ از مصرف حمل و نقل جادهای و 50٪ از مصرف حمل و نقل ریلی است (An et al., 2015). در اروپا، بیش از 37000 کیلومتر آبراه صدها شهر و منطقه صنعتی را به هم متصل میکند و 13 کشور عضو اتحادیه اروپا (EU) دارای شبکههای آبی به هم پیوسته هستند (https://ec.europa.eu/). ایالات متحده تقریباً 25000 مایل آبراه داخلی قابل کشتیرانی در 38 ایالت دارد (Pant et al., 2015). با این حال، IWT همچنین محدودیتهایی مانند تغییرات مکانی و فصلی عمق آب دارد. هنگامی که سطح آب به شدت کاهش مییابد، کشتیرانی در آبراههای داخلی دشوار میشود. اما بعید است که این اتفاق بیفتد، مگر در هوای بسیار بد. احتمال وقوع آن در طول خشکسالی بیشتر است. یکی دیگر از معایب آن میتواند ناشی از پلهای روی رودخانهها باشد که ارتفاع کشتیها را محدود میکنند (Zhang et al., 2020). علاوه بر این، به دلیل اینکه بنادر رودخانهای معمولاً در نزدیکی مشتریان نیستند، به جابجایی بیشتری بین روشهای مختلف حمل و نقل نیاز است. بنابراین، همانطور که در دنیای واقعی مشاهده میشود، اندازه کشتیها در آبراههای داخلی نسبتاً بزرگ نیست که باعث کاهش بهرهوری میشود. بنابراین، افزایش سهم IWT قابل توجه است. علاوه بر این، جهانی شدن مداوم جریانهای بار، افزایش الزامات IWTها را نشان میدهد. توجه قابل توجهی به IWTها از دیدگاه عملی و دانشگاهی شده است. برای مثال، چین در سال ۲۰۲۰، ۱۲۷,۷۰۰ کیلومتر آبراه در اختیار داشت و قصد دارد تا سال ۲۰۳۵ یک سیستم آبراه داخلی مدرن ایجاد کند. اتحادیه اروپا نیز از طریق برنامههای مختلف تأمین مالی و سرمایهگذاری، مانند «تسهیلات اتصال اروپا»، «افق ۲۰۲۰» و «صندوق اروپایی برای سرمایهگذاریهای استراتژیک» (https://ec.europa.eu/)، در حال ترویج IWT است.
در حال حاضر، بیشتر بارهایی که از طریق آبراههای داخلی حمل میشوند، بارهای فلهای (مانند محصولات کشاورزی، زغالسنگ، سنگ معدن، ماسه، سنگ و مصالح ساختمانی) هستند. به عنوان مثال، دسته اصلی محصولات حمل شده از طریق آبراههای داخلی اتحادیه اروپا در سال ۲۰۱۸، سنگ معدن فلزی و سایر محصولات معدنی و استخراجی است (https://ec.europa.eu/eurostat/). بارهای اصلی از طریق بنادر رودخانهای چین در سال ۲۰۱۵، مصالح ساختمانی معدنی (۳۱٪) و زغالسنگ (شامل محصولات زغالسنگ) (۲۰٪) هستند (بانک توسعه آسیا، ۲۰۱۶). بارهای فلهای معمولاً به دلیل صرفه اقتصادی مقیاس حملونقلهای فلهای در مسیرهای اقیانوسی، از طریق کشتیهای فلهبر حمل میشوند (Clott et al., 2015). با این حال، کانتینری کردن بارهای فلهای برای حملونقل توسط کشتیهای کانتینری توجه فزایندهای را به خود جلب کرده است. به عنوان مثال، میزان فزایندهای از حملونقل غلات از آمریکای شمالی و حملونقل گندم از استرالیا شاهد حملونقل کانتینری بودهاند (Yang et al., 2016). بیشتر واردات قهوه اروپا (Rodrigue and Notteboom, 2015) و برخی از واردات محصولات کشاورزی از تایوان و چین (Lirn and Wong, 2013b) نیز برای تحویل کانتینری شدهاند. کانتینری کردن محمولههای فله به دو دلیل زیر انگیزه دارد. اول، میتواند به طور قابل توجهی تلفات یا آسیب محموله را کاهش دهد. دوم، ساختار استاندارد آن، عملیات انتقال روان بین طرفهای مختلف در یک زنجیره تأمین یا انتقال انعطافپذیر بین تجهیزات حمل و نقل مختلف (به عنوان مثال، کشتیهای کانتینری، کامیونها و ریلها) را ارائه میدهد که زمان حمل و نقل و هزینههای ناشی از بارگیری و تخلیه محمولهها را کاهش میدهد. از این رو، حمل و نقل کانتینری در آبراههای داخلی به طور فزایندهای در شبکههای لجستیک داخلی رایج شده است (Braekers et al., 2013; Maraš et al., 2013; Notteboom et al., 2020; Zhang et al., 2020). بسیاری از دولتها نیز به دلیل مزایای زیستمحیطی آن، سعی در ترویج اجرای این فناوری دارند (Kamal and Kutay, 2021). با این حال، باید توجه داشت که کانتینری کردن محمولههای فله به دلایل خاصی در دنیای واقعی فراگیر نیست، مانند حجم زیادی از سرمایهگذاریهای سرمایهای در زیرساختها و تجهیزات (مانند جرثقیلهای غولپیکر، انبارهای انباشت)، چیدمان پیچیده کانتینرها هم روی زمین و هم روی کشتیهای کانتینری، و هزینه بالای تهیه کانتینر.
حجم زیادی از مقالات علمی به بررسی مشکلات حمل و نقل چندوجهی پرداختهاند. با این حال، اکثر مطالعات بر حمل و نقل چندوجهی بدون در نظر گرفتن آبراههای داخلی، مانند حمل و نقل چندوجهی جادهای-ریلی، جادهای-دریایی، جادهای-هوایی (Huang et al., 2020)، ریلی-دریایی (Xie et al., 2017) و جادهای-ریلی-دریایی تمرکز دارند. برخی مطالعات بر حمل و نقل رله با یک حالت حمل و نقل واحد در طول حمل و نقل تمرکز دارند (هو و همکاران، 2019؛ ورگارا و روت، 2013). برعکس، البته، حمل و نقل چندوجهی بیش از یک حالت حمل و نقل در طول حمل و نقل دارد. ما یک مسئله حمل و نقل چندوجهی را با در نظر گرفتن حالتهای حمل و نقل آبراههای داخلی، جادهها و راهآهن مطالعه میکنیم. حالتهای حمل و نقل بین مکانهای مختلف را میتوان برای اهداف اقتصادی انتخاب کرد. اکثر مطالعات در مورد حمل و نقل چندوجهی با آبراههای داخلی بر بهینهسازی کل شبکه چندوجهی از دیدگاه عملیاتی بدون در نظر گرفتن فناوری کانتینرسازی تمرکز دارند (چن و همکاران، 2021؛ چن و همکاران، 2022؛ لام و گو، 2016؛ لی و همکاران، 2015؛ لیو و همکاران، 2017؛ شو و همکاران، 2021؛ ژانگ و همکاران، 2013؛ ژائو و همکاران، 2019؛ ژو و همکاران، 2018). علاوه بر این، شرایط خاص کشتیرانی آبراههای داخلی، مانند ساختار گرمسیری راهروها، آبخورها و ارتفاع پل، به ندرت در نظر گرفته میشوند. در اینجا، ما شرایط کشتیرانی آبراههای داخلی را برای حمل و نقل چندوجهی در نظر میگیریم. کانتینر کردن محموله در مکانهای مناسب در فرآیند حمل و نقل گنجانده شده است.
برخلاف مطالعات موجود، این مطالعه به بررسی مسئله توزیع محمولههای فله در یک شبکه حمل و نقل چندوجهی با در نظر گرفتن فناوری کانتینریسازی میپردازد. این شبکه شامل آبراهها، جادهها و روشهای حمل و نقل ریلی است. یک شرکت لجستیکی باید محمولهها را از مرکز دریایی (مثلاً بندر شانگهای) با استفاده از کامیون، قطار و کشتی به مشتریان داخلی تحویل دهد. خدمات کانتینریسازی در بنادر رودخانهای مجهز به امکانات خاص در دسترس است. محمولههای کانتینری تا زمانی که از بستهبندی خارج نشده و در کارخانههای مشتریان به محمولههای فله تبدیل نشوند، در کانتینرها حمل میشوند. سهم این مطالعه دوگانه است.
(۱) این مقاله به طور جامع مزایا و چالشهای اصلی فناوری کانتینری کردن را از نظر هزینههای مالی، مزایای زیستمحیطی، صرفهجویی در زمان و ترجیح مشتری آشکار میکند.
(۲) این مقاله یک مدل برنامهریزی خطی عدد صحیح مختلط را برای دستیابی به یک برنامه بهینه حمل و نقل که کانتینری کردن را در نظر میگیرد، پیشنهاد میدهد.
بقیه این مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است. بخش ۲ به بررسی ادبیات مربوط به کانتینری کردن فله و حمل و نقل بینوجهی میپردازد. بخش ۳ این مشکل را تجزیه و تحلیل کرده و یک مدل ریاضی توسعه میدهد. در بخش ۴، آزمایشهایی برای ارائه شواهد عددی برای بینشهای مدیریتی انجام میشود. بخش ۵ محدودیتهای کانتینری کردن را مورد بحث قرار میدهد و نتیجهگیریها و برخی پیشنهادات سیاستی را ارائه میدهد.(منبع).