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欧洲—东南亚跨境运输方式与路径选择研究

智慧交通与物流

欧洲—东南亚跨境运输方式与路径选择研究

海蕊
佳俊
铁道科学与工程学报第22卷, 第3期pp.991-1003纸质出版 2025-03-28
600

我国跨境铁路的发展打通了欧洲—东南亚的铁路运输通道。为了探究欧洲—东南亚不同品类货物的跨境运输方式及最优路径,引入货物时间价值理论构建货物时间成本模型,以包含货物时间成本和运输费用的广义费用最低为目标,提出用于分析运输方式与最优路径选择的混合整数规划模型,并以德国—老挝进出口贸易的货物运输为例进行算例分析,采用CPLEX求解器对实例模型进行了求解。研究结果显示运输价格及货物的时间价值影响欧洲—东南亚跨境货物运输方式及路径的选择。高时间敏感度货物的最优运输路径为汉堡—阿拉山口—西安—昆明—万象的铁路运输;中、低时间敏感度货物的最优运输路径为曼海姆/诺伊斯—万象的海运运输。对运价调整分析发现,当海运价格上升,运输费用敏感且中时间敏感度的货物,会出现对运输方式或运输路径的转变;运输费用敏感且低时间敏感度的货物,对选择海运具有较强鲁棒性;在海运价格上浮过程中,铁路通道可以针对货物的品类调整运价来影响货物运输方式的选择。考虑拥堵因素,当跨境铁路运输通道货运量增长时会增加换装节点的拥堵时间,进而运输方式和路径发生转变。研究成果可为欧洲—东南亚之间的跨境运输方式与路径选择提供参考,同时为不同运输路径的运营优化提供借鉴。

跨境运输通道运输方式运输路径货物时间价值拥堵节点广义费用

中国“一带一路”倡议的提出推动了中欧班列的快速发展,其在保障国际物流运输通畅中承担着日益重要的作用[1]。亚欧海运线路日益增多的突发事件导致运输成本和时间增加,不少追求运输时效性的企业开始选择以中欧班列为代表的陆路运输方式。亚欧海运航线是东南亚国家连接欧洲国家的主要运输通道,在海运运输时间长、风险大的局限下,对于过度依赖海运的东南亚国家来说,需要寻找新的跨境运输通道。伴随着中老、中缅、中越铁路的同步发展,为我国西部陆海新通道增添了新的物流组织模式:国际铁路联运班列,全程采用铁路运输,与中欧班列等国际铁路实现无缝连接,形成一条跨欧亚大陆、连通东南亚市场的国际铁路联运大通道,为东南亚国家联通欧洲提供了全程铁路运输新方式[2-5]。已有研究证明通过中老铁路、国铁以及境外铁路联运的方式运输东南亚—波兰的货物具有较强的优越性[6]。考虑到海运与铁路运输的特征,针对不同的货物运输需求,选择不同的运输方式效果差别明显,因此,东南亚与欧洲之间在当前多样化跨境运输方式下进行最优运输决策成为重要而有意义的研究问题。在跨境运输方式选择方面,CHEN等[7-8]基于博弈论技术分析海运与铁路运输之间的竞争,同时分析政府补贴对托运人模式转换(从海运到铁路)行为的影响。WEN等[9]考虑成本、时间、环境影响、基础设施可靠性研究比较“一带一路”倡议下的多个运输通道与传统远洋航线的优势和影响。ZHU等[10]建立了一个基于陈述偏好调查的离散路线选择模型分析多式联运集装箱运输网络下东南亚与中国西部地区之间的路线选择行为。刘畅等[11]考虑货物时间成本和货物产地特点,以综合物流成本最低为目标,建立多式联运路径选择优化模型。跨境运输通道关键节点上可能存在拥堵情况,艾子妍等[12]在考虑中欧运输中间节点作业时间的不确定性下,设计中欧集装箱多式联运服务网络,LI等[13]构建了同时考虑了跨境运输通道瓶颈拥堵和服务能力的多商品货运网络模型,冯芬玲等[14]针对多变的国际形势,综合考虑跨境运输通道上关键节点的区域风险和瓶颈拥堵情况,以“长沙—柏林”中欧班列为案例分析多品类货物的路径选择以及区域风险递增情形下的路径选择。国家间进出口贸易结构是不同的,不同品类货物对运输费用和运输时间的敏感性也是不同的,部分学者直接将货物归类为高、中、低时间敏感性货物,而没有从具体的进出口贸易结构出发研究货物对运输费用和运输时间敏感性的分类。并且这些研究大多从中国—欧洲、东南亚—欧洲的西行货物来研究跨境运输路径,而中国跨境铁路作为连接欧洲与东南亚的陆路运输通道,中欧班列东西向班列从开行频次、关键节点拥堵程度等线路特征均不相同,欧洲至中国的中欧班列货源不够充足,发展相对迟缓,如若吸引东南亚流向的货源可以更有效利用跨境物流资源,同时考虑到欧洲—东南亚双方外贸货物类型和贸易量的不同,在运输方式与路径的选择上也会有区别,因此,根据欧洲—东南亚实际货物贸易结构的跨境运输方式与路径选择亟需研究。本文将货主作为决策主体,考虑到不同路径节点上的杂费、处理能力及拥堵情况,考虑货物时间价值,基于经典路径优化问题,以包含运输费用和货物时间成本的广义费用最低为目标,提出了用于分析运输方式与最优路径选择的混合整数规划模型,来探讨欧洲—东南亚货物运输方式及运输路径。并以“德国—老挝”出口的货物为例,分析多品类货物的运输方式和运输路径选择及其对运输费用和运输时间的敏感性。

1 问题描述

本文讨论的是在欧洲—东南亚洲际跨境运输中,将货主作为决策主体,全过程铁路能否替代海运运输。通过梳理中国跨境铁路班列开行情况,构建“枢纽—枢纽”的运输网络,欧洲—东南亚跨境运输通道示意图如图1所示。欧洲—东南亚全过程铁路运输过程中,途经多个换装节点以及中转场站,不同口岸的换装节点具有不同的集装箱作业能力、作业费用以及集装箱流量;各城市场站与各口岸之间班列开行频次也各不相同。口岸换装节点集装箱流量大普遍存在拥堵现象以及等待前往中转城市场站班列的时间均会导致运输时间延误;欧洲—东南亚海运运输过程中,首先需要通过城市内的公路、铁路或者海运短驳至起运港,再通过预定班列前往目的港。途中,不同海运航班需要在不同的挂靠港滞留等待。跨境运输全程时间较长会造成货物贬值。因此,本文的研究问题是考虑货物时间价值,寻求不同品类货物欧洲—东南亚广义费用最小化的跨境运输方式及路径的选择。

图1
欧洲—东南亚跨境运输通道示意图
pic

2 欧洲―东南亚货物运输方式和路径选择建模

为了便于问题的求解与建模,将多通道跨境集装箱运输问题抽象为一个集装箱运输网络问题,并用有向图pic对跨境集装箱运输通道的运输网络进行描述。pic为虚拟始发点;pic为跨境通道虚拟终点;pic为中欧班列欧洲内陆边境口岸站;pic为中欧班列中国内陆边境口岸站;pic为中欧班列到达中转场站;pic为欧洲海港节点;pic是跨境集装箱运输通道网络的节点集合;pic为网络中所有连接弧的集合。定义网络中一条弧为picpic,则网络中的任意一条弧pic都对应着网络中从节点pic到节点pic的运输路径。网络中的每条弧都包括时间和费用属性,pic表示弧pic的在途运输时间;pic表示弧pic的在途运输费用。节点i的作业时间和作业费用分别表示为picpic,最终得到不同种类货物从起点到终点的最优跨境集装箱运输通道的选择方案及运输路径。

2.1 模型假设

1) 设置出口东南亚货物的虚拟中心货运场站为起始点,起始点到出境口岸及海港站之间弧的时间、运输成本不计算在内。

2) 只考虑全过程铁路和全过程海运运输通道。

3) 货主承担货物出口的运输费用和货物因运输时间贬值产生的时间成本。

4) 货主为理性经济人。

2.2 模型建立
2.2.1 符号说明
表1
参数符号说明
参数符号符号说明参数符号符号说明
pic

跨境运输通道集装箱运输网络中的

节点集合

pic/h货物从欧洲海港pic发出的运输时间
pic节点pic到节点pic的任意弧集合pic/h货物pic节点pic到节点pic在途运输时间
pic节点pic的入边弧集合pic/元货物pic节点pic到节点pic在途运费
pic节点pic的出边弧集合pic/元节点pic集装箱作业费用
pic货物种类集合pic/h节点pic集装箱作业时间
pic/标箱货物pic货运量pic/(元∙h-1∙标箱-1)货物pic的时间贬值率
pic/(元∙箱∙km-1)铁路班列跨境集装箱运输价格pic/(元∙标箱-1)货物pic价值
pic/(元/箱∙km-1)欧洲区段铁路集装箱运输价格pic/(元∙箱-1)节点pic换轨费用
pic/(元/箱∙km-1)独联体国家区段铁路集装箱运输价格pic/(h∙箱-1)节点pic换时间
pic/(元/箱∙km-1)中国区段铁路运输价格pic/(元∙箱-1)节点pic清关费用
pic/(元/箱∙km-1)东南亚区段铁路运输价格pic/(h∙箱-1)节点pic清关时间
pic/(km∙h-1)铁路运行速度pic/(列∙周-1)

中欧班列口岸节点pic与到达城市pic之间

班列开行频次

pic/(km∙h-1)欧洲区段铁路运行速度pic节点picpic之间的距离
pic/(km∙h-1)独联体国家区段铁路运行速度,pic/(箱∙h-1)节点pic集装箱处理能力
pic/(km∙h-1)中国区段铁路运行速度pic/(箱∙h-1)

换装节点pic处的单位时间内集装箱

平均到达数量

pic/(km∙h-1)东南亚区段铁路运行速度pic/个换装节点pic系统内的换装站数量
pic银行年贷款利率pic

换轨站或转运港口节点pic处的

节点利用率,pic

pic货物pic一个集装箱的初始价值picpic
pic/(元∙箱-1)

货物从欧洲海港pic发出的单位

集装箱的运输价格

picpic
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2.2.2 目标函数

本文构建跨境物流运输方式和路径选择模型是以货主所承担的物流总费用最低为目标,这里的物流总费用是货主因选择某种运输方式而付出的“综合代价”,也被称为广义费用。在交通经济学中,将广义费用定义为某次出行中货币成本和非货币成本之和,是货主选择方式的参照标准,包括各路段的运费、物流节点处的作业费用、存储费用等货币成本,以及服务频率、服务质量、运输时间、可达性、可靠性、低碳环保等非货币成本[15-17]。而对于长距离跨国集装箱运输来讲,对货主运输方式选择的影响主要体现在运输费用和运输时间2个方面[18]

考虑到欧洲—东南亚跨境运输系统多阶段、多环节的复杂特征,物流全过程的运输费用构成是复杂的。其中,铁路通道包括各运输区段的运费、边境口岸的作业费用,比如报关清关费用、换轨费用、中转节点作业费用等;海运通道包括短驳费用、运费、报关清关费用、海峡通过费用等,本文海运通道的运输费用以调查到的单个集装箱“门到门”总包的运输价格表示。运输时间这一非货币成本通过货物时间成本函数转化为货币成本来表达对货主的影响。因此,从货主视角出发,根据其所承担的包含运输费用和时间成本的物流总费用构建广义费用函数,以物流总费用最低为目标,建立欧洲—东南亚跨境运输方式及路径选择模型。

1) 运输费用:是运输方案决策者制定方案时考虑的重要因素,它包括集装箱的基本运费以及通道节点作业时产生的费用,可构建运输费用函数为:

pic (1)

pic时,即货物通过海运通道运输,则节点间的在途运费表示为:

pic (2)

pic时,即货物通过铁路通道运输,则节点间的在途运费表示为:

pic (3)

货物通过铁路通道运输时,列车途经多个国家,不同国家的铁路运输费率不同,因此当货物通过弧pic,即列车通过欧洲区段,则pic;当货物通过弧pic,即列车通过独联体国家区段,则pic;当货物通过弧pic,即列车通过中国区段,则pic;当货物通过弧pic,即列车通过老挝区段,则pic

节点作业费用主要集中在边境口岸站处,因此,当pic,节点作业费用如公式(4)所示,其中,pic表示集装箱换轨费用;pic表示集装箱清关费用。

pic (4)

2) 运输时间:是保证集装箱货物能否按时送达或提前送达的前提,在时效性经济下,货物越早送达越好。运输时间主要包括节点间的在途运输时间以及节点作业时间,可构建运输时间函数为:

pic (5)

其中,当pic,即货物通过海运通道运输,节点间的在途运输时间为:

pic (6)

pic,即货物通过铁路通道运输,节点间的在途运输时间如公式(7)所示。其中,pic为虚拟节点pic之间的在途运输时间;pic为节点pic衔接等待时间。

pic (7)

货物通过铁路通道运输时,列车途经多个国家,不同国家的铁路运输速度不同,因此不同区段的运输时间如公式(8)所示 :

pic (8)

当货物通过弧pic,即列车通过欧洲区段,则pic;当货物通过弧pic,即列车通过独联体国家区段,则pic;当货物通过弧pic,即列车通过中国区段,则pic;当货物通过弧pic,即列车通过老挝区段,则pic

衔接等待时间主要集中在中欧班列回程班列与国内城际货运班列之间。即中欧班列国内边境口岸与国内到达城市之间。衔接等待时间如公式(9)所示:

pic (9)

节点作业时间主要集中在边境口岸站处,包含换轨、清关以及节点拥堵产生的等待时间,如公式(10)所示。其中,pic表示集装箱换轨时间;pic表示集装箱清关时间;pic表示集装箱节点拥堵时间。

pic (10)

中欧班列的换装站一般情况下有多个换装线或换装库以及换装设备,并且班列按照泊松流分布到达场站,若场站存在拥挤现象,列车会排队等待场站处理。节点排队系统显然符合多服务员等待系统(𝑀/𝑀/𝐶): (𝐺𝐷/∞/∞)的性质,货物在场站停留的时间由平均作业时间和拥堵时间共同决定。因此,单个集装箱货物在场站停留的时间可以通过公式(11)表示:

picpic (11)

3) 货物时间价值成本:货物的价值是一个与时间相关的函数,随着时间的推移,函数值也将减小,即货物的价值随时间的推移而产生贬值[19]。本文综合考虑货物运输途中货物自身贬值和对资金的占用将时间价值转化为货币成本,构建货物时间成本函数如公式(12)所示:

pic (12)pic (13)pic (14)

其中,公式(13)表示货物自身因运输时间贬值成本,公式(14)表示货物对资金占用产生的成本。

基于以上运输费用函数、时间函数、货物时间成本函数,构建欧洲―东南亚跨境运输方式与路径选择模型的目标函数即广义费用最小化函数如公式(15)所示:

pic (15)
2.2.3 约束条件

1) 决策变量取值约束,pic,表示在跨境物流运输通道网络中选中弧pic,否则未选中该弧。

pic (16)pic (17)

2) 起讫点约束,保证了跨境集装箱运输通道网络上所选择的路径必须经过包含起始节点和终点节点的弧。

pic (18)

3) 起始点与相邻节点之间只能选择一条路径,即:

pic (19)

公式(16)表示的是当pic时选中弧pic,否则未选中该弧;公式(17)表示的是集装箱流是否选中节点i公式(18)表示跨境集装箱运输通道网络上所选择的路径必须经过包含起始节点和终点节点的弧;公式(19)表示的是起始点与相邻节点之间只能选择一条路径。

3 实例分析

通过调查研究,老挝的地理位置处于内陆地区,没有自己的海港,进出口贸易通常需要通过邻国海港进行运输,更需要寻求其他跨境运输通道。并且老挝率先开辟了与中国铁路货运贸易的通道,是连通东南亚国家与中国、中亚、欧洲的重要陆上通道。其次,德国是欧洲对老挝第二大出口国,以高价值的装备制造业品类货物为主,地理位置优越能够吸引欧洲各国货源并且中欧班列在德国发展水平较高,开通班列数量较多。因此,最终选取德国和老挝作为欧洲出口东南亚国家的2个代表国家。

通过中欧班列门户网站了解到目前德国有如下城市:杜伊斯堡、汉堡、曼海姆、纽伦堡、诺伊斯开通中欧回程班列。回程班列国内目的地有如下城市:成都、重庆、武汉、西安、苏州、义乌、合肥、沈阳、郑州,并且这些城市都曾开通前往老挝万象的中老班列。所以选择这些城市作为班列始发城市以及中欧班列与中老班列衔接的中转场站城市。德国—老挝运输路径如图2所示。

图2
德国—老挝运输路径图
pic
3.1 数据来源

德国出口老挝货物结构如表2所示,数据为2021年全年出口总量,本文以我国海关对货品的2位编码作为分类的基础,对全部种类的货物进行了分类,并分析和整理了各类货品的时间成本率和单位货物价值[20]。2021年年贷款利率为4.35%,故确定θ

表 2
德国出口老挝货物相关参数
货物品类海关编码出口额/元

平均价值/

(FEU∙万元-1)

箱数(取整)/FEU

贬值价值/

(元∙FEU-1∙h-1)

食品加工及烟草工业1~2610 732 5960.030 003235.30
装备制造业84~91、9377 070 1260.002 602049.56
金属冶炼加工及金属制品71~833 637 6200.003 72212.08
纺织工业50~60、634 347 6160.032 9083.58
服装鞋帽、皮革、羽绒工业41~43、61、62、64、65556 2480.094 60624.59
木材加工、造纸业44~49431 9140.016 0016.62
化学原料及化工产品27~4014 350 4410.005 43896.30
非金属矿物制品68~702 333 7790.012 9036.06
其他制造业66、67、92、94~977 559 0090.019 20150.47
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边境口岸与城市间开行铁路班列频次(单向)数据来源于95306官网(https://ec.95306.cn/hyzx),如表3所示。德国—老挝跨境全程铁路运输过程中,途径多国,总共需要进行2次换轨作业,进出境换轨口岸的集装箱作业能力、换轨费用及报关费用数据来源于中欧班列门户网站以及通过新闻报道搜集(http://www.crexpress.cn) ,如表4所示。不同铁路运输区段的运输平均速度与集装箱单位运输费率均不相同,因此结合调研情况跨境铁路通道各区段运输数据如表5所示。

表 3
边境口岸与城市间开行铁路班列频次
成都苏州武汉西安义乌重庆沈阳合肥郑州昆明
阿拉山口2天3列3天1列3天1列2天5列3天1列6天8列3天1列
霍尔果斯3天2列1天1列7天8列1天1列
满洲里3天1列7天1列
磨憨3天1列
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表 4
边境口岸集装箱作业相关参数
布列斯特阿拉山口霍尔果斯满洲里磨憨
换轨费用/(元∙箱-1)250225292.5225
报关费用/(元∙箱-1)354500481625800
集装箱处理能力/(箱∙h-1)41/241/241/2
平均到达数量/(箱∙h-1)603960
换装站数量344
等待时间/(h∙FEU-1)0.844 50.7060.057 90.087 2
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表5
各运输区段铁路运输价格及速度
运输价格速度/(km∙h-1)
欧洲2.952元/箱∙km50.4
独联体国家3.556元/箱∙km45.6
中国

基价1:680/箱

基价2:2.754/箱∙km

55.2
老挝2.76元/箱∙km55.2
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德国—老挝有固定的海运班列,开行日期,各挂靠港等待时间,预计运行时间都相对固定,同时由于海运运费的波动较大,获取的海运报价具有时效性,因此,本文的海运费率于2024年1月25日通过马士基船运公司官网获取德国5个城市与老挝万象之间的海运航班相关运输数据及费率。

3.2 结果与分析

本文对此混合整数模型采用CPLEX 12.10进行求解。通过计算得到德国—老挝不同品类货物的运输方式和最优运输路径。结果如表6所示。

表6
德国—老挝最优运输方式及路径
货物品类最优路径运输时间/h物流总费用/元
食品加工及烟草工业曼海姆—万象(海运)959.51 388 715.20
装备制造业汉堡—阿拉山口—西安—昆明—万象(铁路)312.11 137 556.15
金属冶炼加工及金属制品诺伊斯—万象(海运)1 08239 273.12
纺织工业诺伊斯—万象(海运)1 08283 516.48
服装鞋帽、皮革、羽绒工业曼海姆—万象(海运)959.5198 726.63
木材加工、造纸业诺伊斯—万象(海运)1 08213 728.84
化学原料及化工产品汉堡—阿拉山口—西安—昆明—万象(铁路)312.1571 722.92
非金属矿物制品诺伊斯—万象(海运)1 08239 368.76
其他制造业诺伊斯—万象(海运)1 082106 118.10
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通过CPLEX软件对上述欧洲—东南亚货物跨境运输方式与路径选择模型进行求解,结果显示,针对不同种类的货物,“德国—老挝”的跨境运输可以选择铁路或者海运运输。装备制造业、化学原料及化工产品的最优运输路径为汉堡—阿拉山口—西安—昆明—万象(铁路),可以将其归为高时间敏感度货物,其运输时间和物流总费用分别为:312.1 h,1 137 556.15元;312.1 h,571 722.92元。食品加工及烟草工业和服装鞋帽、皮革、羽绒工业类货物的最优运输方式为海运,但是最优路径为用时较短的曼海姆—万象线路,因此该类货物的特性是对运输费用敏感且中时间敏感度。其运输时间和物流总费用分别为:959.5 h,1 388 715.2元;959.5 h,198 726.63元。其他运输费用敏感且低时间敏感度货物的最优运输路径为诺伊斯—万象(海运),运输时间为1 082 h,金属冶炼加工及金属制品类物流总费用为39 273.12元;纺织工业类物流总费用为83 516.48元;木材加工、造纸业类物流总费用为13 728.84;非金属矿物制品类物流总费用为39 368.76元;其他制造业类物流总费用为106 118.10元。

3.3 运输价格对结果的影响

地缘风险是出口集装箱运输市场面临的主要考验,红海地区的紧张局势使得亚欧航线市场运价继续上涨,且近几年海运航线遭受公共卫生事件、国际冲突等重大事件的冲击,海运价格出现了巨大幅度的波动,2019—2024年部分航运运价指数如图3所示(https://www.sse.net.cn)。因此,观察海运价格在符合实际情况的波动下,不同品类货物的最优运输方式与路径是否发生改变,具有重要意义。本文基于图3海运价格波动情况,分析海运与铁路运价调整对不同品类货物运输方式及路径的影响。

图3
2019—2024年部分航运运价指数
pic

当海运航线遭遇突发事件导致运价上涨,其对跨境铁路通道运价的影响具有滞后性。因此,首先控制铁路运价不变,调整海运运价,观察不同品类货物最优运输方式及路径的变化。运价调整对货物运输方式及路径的转变如表7所示。对食品加工及烟草工业类货物,当海运运价上浮到原来的1.47倍,达到14 004.69(元/箱)时,最优运输路径转变为诺伊斯—万象(海运);上浮到原来的2.17倍,达到20 673.59(元/箱)时,最优运输路径转变为汉堡—阿拉山口—西安—昆明—万象(铁路)。对服装鞋帽、皮革、羽绒工业类货物,当海运运价上浮到原来的1.017倍,达到9 688.96(元/箱)时,最优运输路径转变为诺伊斯—万象(海运);上浮到原来的3.43倍,达到32 677.61(元/箱)时,最优运输路径转变为汉堡—阿拉山口—西安—昆明—万象(铁路)。运输费用敏感且低时间敏感度货物的最优运输方式及路径在调价前后没有出现变化,因此该品类货物对选择海运具有较强的鲁棒性。

表7
运价调整对货物运输方式及路径的影响
货物品类

调价前最优运输

方式及路径

调价1/

(元∙箱-1)

调价后最优运输

方式及路径

调价2/

(元∙箱-1)

调价后最优运输

方式及路径

食品加工及烟草工业曼海姆—万象(海运)14 004.69诺伊斯—万象(海运)20 673.59汉堡—阿拉山口—西安—昆明—万象(铁路)
服装鞋帽、皮革、羽绒工业曼海姆—万象(海运)9 688.96诺伊斯—万象(海运)32 677.61汉堡—阿拉山口—西安—昆明—万象(铁路)
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根据实际情况,在海运运价上浮过程中,尤其是海运价格大幅上涨时,铁路通道的价格会跟随出现调整与波动。因此,本文继续分析了海运运价和铁路运价同时变化对不同品类货物的运输方式与路径选择的影响情况,具体如图4所示。由图4(a)可知,对食品加工及烟草工业类货物,在海运运价上涨时,小幅度降低铁路运价可以实现运输方式的转变,由海运转为铁路运输;由图4(b)可知,当海运价格上涨到原来的2.17~4倍之间即20 673.59~38 108(元/箱)时,铁路运价小幅度上涨,铁路通道依然优于海运通道。由图4(c)可知,对服装鞋帽、皮革、羽绒工业类货物,在海运运价上涨时,大幅度降低铁路运价可以实现运输方式的转变,由海运转为铁路运输;由图4(d)可知,当海运价格上涨到原来的3.43~4倍之间即32 677.61~38 108(元/箱)时,铁路运价小幅度上涨,铁路通道依然优于海运通道。因此,对运输费用敏感且中时间敏感度货物来说,在运价调整的可控范围内,可以实现最优运输方式及路径的转变。

图4
运输通道运价浮动对运输方式的影响
pic
3.4 拥堵节点集装箱等待时间对结果的影响

根据前文的分析,高时间敏感度以及运输费用敏感且中时间敏感度货物都存在选择汉堡—阿拉山口—西安—昆明—万象铁路运输的可能性,铁路通道集装箱数量的增长会导致边境口岸换装节点拥堵加剧,换装站拥堵对铁路通道的影响如图5所示。根据前文集装箱在换装场站停留时间公式(11)绘制单个集装箱等待时间关于集装箱平均到达数量的函数图像,阿拉山口换装站单个集装箱等待时间如图5(a)所示。通过德国—老挝的案例分析欧洲出口东南亚的集装箱货物选择跨境铁路运输方式的潜在增长量为108 409 FEU,阿拉山口口岸平均到达集装箱数量增长为72 FEU/h,远超出口岸换装站处理能力,因此需要提升口岸换装作业能力或者通过其他边境口岸运输货物。集装箱等待时间变化对物流总费用的影响如图5(b)所示,当阿拉山口口岸的集装箱到达数量为61 FEU/h时,单个集装箱等待时间增长为2.04 h/FEU,使得通过汉堡—阿拉山口—西安—昆明—万象(铁路)的货物的物流总费用高于曼海姆—霍尔果斯—西安—昆明—万象(铁路)线路的物流总费用,因此最优运输路径发生转变。

图5
换装站拥堵对铁路通道的影响
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4 结论

1) 对欧洲—东南亚的跨境运输来说,通过中欧班列与中国至东南亚的南向跨境班列实现欧洲—东南亚的全程铁路运输具有可行性,尤其对于高时间敏感度货物,例如装备制造业、化学原料及化工产品等,跨境铁路运输方式相比海运来说具有一定优越性。该结论不仅对欧洲—东南亚货主货运选择决策有重要参考意义,同时对于中国中欧回程班列与西部陆海新通道运营优化有参考意义。中欧班列运营商可在欧洲端针对出口东南亚的高时间敏感度货物进行集结,结合回程班列的富余资源开行常态化班列,以缓解中欧班列去回程货运不平衡导致的资源浪费问题。西部陆海新通道可发挥其对中欧班列与南向班列的有效衔接作用,承接中欧班列运输的过境货物并根据货物品类和目的地提前集结,优化过境转运货物的通关、检验检疫等手续流程。从流程与时效上构建中欧班列与南向班列高效衔接的跨境陆路运输服务系统,增强跨境陆路通道对东南亚货源的吸引的同时,实现南向班列扩容与运营规模和效率的提高。

2) 海运价格波动会对不同品类货物运输方式与路径选择产生不同影响。海运价格波动更易对运输费用敏感且中时间敏感度货物的运输方式与路径选择产生影响,例如食品加工及烟草工业和服装鞋帽、皮革、羽绒工业类货物,在海运价格不断上涨的过程中,会首先出现运输路径的转变,由曼海姆—万象转变成诺伊斯—万象,其次出现运输方式的转变,由海运转变成铁路运输。而研究案例中海运价格波动下运输费用敏感且低时间敏感度的货物没有出现运输方式及路径的转变,其对选择海运具有较强鲁棒性。在海运价格波动频繁的当下,该结论不仅为货主对不同品类货物的货运选择提供决策参考,同时对海运的运营优化有重要参考意义。海运班轮公司可根据海运价格波动提供更多元化的海运航线选择以满足客户针对不同品类货物对运输价格和运输时间的要求;同时,可在海运之外的两端运输中优化服务模式与网络,如积极开展铁海联运,开展陆上和海运一体化服务,提高“门到门”的服务质量,形成海运高效衔接的陆海跨境运输系统,进而提升海运在跨境运输中的竞争力。

3) 在海运价格波动的情况下,铁路可以针对货物的品类调整运价来影响货物运输方式的选择。对食品加工及烟草工业类货物,在海运运价上涨时,小幅度降低铁路运价可以实现铁路对海运的替代;对服装鞋帽、皮革、羽绒工业类货物,在海运价格上涨时,大幅度降低铁路运价可以实现铁路对海运的替代。当海运价格大幅度上涨,涨幅超过基础运价的2.17~4倍,铁路通道小幅度涨价依然能够吸引这类运输费用敏感且中时间敏感度的货物。该结论对跨境铁路运营优化有参考意义,跨境铁路运营商可以根据货物的品类以及海运价格波动幅度的大小制定灵活的运价策略,以吸引货源的同时提升自身的运营利润,达到量价齐升的运营效果,提升中欧班列、南向班列在跨境运输中的竞争力。

4) 关键节点的拥堵时间影响运输路径的选择。当欧洲出口东南亚货物选择经过阿拉山口口岸入境时,潜在过境的集装箱数量增加且不提升节点换装作业能力,会导致阿拉山口换装节点拥堵加剧,货物时间成本增加,进而货物选择通过单个集装箱等待时间更少的霍尔果斯口岸入境。该结论给出的启示是跨境铁路运营商应积极推进与各跨境口岸的拥堵信息共享与协同,根据拥堵信息有效调度线路通关口岸,以平衡货流缓解拥堵现象。或积极合作并推进重点口岸改造升级服务,优化通行效率,降低拥堵风险,以增强中欧回程班列对高时间敏感度货物的竞争力,吸引增量货源。

此外,本文研究中也存在一些不足,还需要对欧洲—东南亚的运输路径进行更深入完善的研究,未来应结合我国对欧洲和东南亚的进出口情况,将欧洲出口东南亚的过境货物加入我国对东南亚出口货物的货流网络中,同时考虑西部陆海新通道的运输结构,对这类过境货物的集疏运及物流模式展开研究。

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注释

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WEI Hairui,ZHOU Jiajun.Cross-border transportation modes and routes selection between Europe and Southeast Asia[J].Journal of Railway Science and Engineering,2025,22(03):991-1003.