第三章 运输工具选择
与干线运输决策
运输决策概述
一、运输决策的内容
基本上可归纳为两大类，一类是干线运输的组织及决
策，另一类是城市配送运输的组织及决策。
1、干线运输的组织及决策
干线运输通常指较长距离的输送，可采用铁路、公路、水路、航
空、管道和多式联运等运输方式。在干线运输组织与决策中，涉
及的内容，如运输网络设计、运输方式选择、多式联运、最短路
线选择和最佳运输量确定等。
2、城市配送运输的组织及决策
配送运输通常指在市内或某一地区内采用的多品种、小批量、多
频率的运送，运输方式基本上采用卡车运输。在配送过程中，涉
及到配送网络设计、配送线路优化和运输车辆选择等决策问题。
二、运输决策的方法
根据运输决策的内容不同，所选择的决策方
法也不同。在干线运输的决策中，常用方法
如下：
1、运输方式选择方法
2、最短路线选择方法
3、最佳运量确定方法
在城市配送运输的决策中，常用的方法为：
1、TSP行程安排决策
2、VRP运输路线选择及行程安排决策
三、运输决策对企业生产经营的意义和作用
1、运输决策影响企业库存量
不同的运输方式，运输时间不同，一次运输的货物量不同，对企业
库存量的影响也不同。
2、运输决策影响企业的物流成本
采用不同的运输方式、不同的运输网络、不同的运输技术和不同的
运输批量，会形成运输成本的差异，运输决策对物流企业运输成本
的降低起到关键作用。
3、运输决策影响企业对市场的快速反应、影响企业产品的
销售
根据市场需求情况的波动，实时在线地调整运输计划。
4、运输决策影响企业生产方式
采用先进的生产方式，如准时制生产、敏捷制造和精细生产新兴的
生产方式，离开运输支持是无法实现的，汽车制造业目前广泛采用
准时制生产方式。
四、企业对运输的要求
低成本、快速、高可靠性、灵活、方便是企业对运输的要求。
运输管理
速度
成本
灵活性
可获得性
可靠性
图3-1-1 运输核心服务性能指标
五、运输决策效果评价指标
企业运输决策是在客户满意的服务水平下，通过使用
运输实现总成本最小化的决策。无论是自营运输，还
是外包运输，都可以通过考察企业服务水平和降低运
输成本幅度来评价企业运输决策的效果。
1、客户服务水平。
高服务水平必然引起高服务费用，企业要在权衡运输成本和用
户服务水平之间的决策。
2、运输成本。
生产企业关心的是在一个合适的服务水平下，能否使用运输实
现物流总成本最小，包括运输成本、库存成本、设施成本、和
服务成本等。
一、各种运输方式的技术经济特征
（一）运输速度
铁路80～160公里/小时，
海运10～25节（20 × =37公里），
河运8～20公里/小时，
公路80～120公里/小时，航空900～1000公里/小
时。
海船（包括军舰）的速度单位却称作“节”。 １节
等于每小时１海里，也就是每小时行驶１．８５
２千米（公里）。
（二）运输工具的容量及线路的运输能力
（三）运输成本
基础设施成本，转运设备成本，营运成本
和作业成本。
（四）经济里程
（五）环境保护
（六）各种运输方式的合理分工与协调
五种基本运输方式的比较
各种运输方式成本结构的比较
各种运输方式相关的营运特征
技术经济特点
成本特点
铁路运输具有速度快、运输不大受自然条件限制、载运量大、运输成
本较低等优点。但是铁路运输的灵活性差，只能在固定线路上实现运
输，而且需要与其它运输手段配合和衔接。铁路运输经济里程从20世
纪六七十年代的200公里，已经提升到目前的800公里左右。
铁路运输固定成本包括铁路维护和折旧、端点设施的折旧和管理费
用；变动成本包括工资、燃油、润滑油和维护成本。
铁路运输的固定成本高、变动成本相对低，存在明显的规模经济和
距离经济。运输数量越大、运输距离越长，运输成本越低。
铁路运输的特点
公运输的特点
公路运输是指装载到卡车的货物通过使用公路实现的运输方式。
主要承担近距离、小批量的货物运输和其它三种运输方式（水运、
铁路和航空）难以到达地区的长途、大批量货物运输，以及与这三
种运输方式衔接的短途运输。
1、技术经济特点
1）机动灵活，运输方便。
2）适应性强。
3）“门到门”运输。
4）运送时间短。
由于公路运输的特点，许多企业采用公路运输，使公路运输的
经济距离一再升高，目前我国公路运输的经济距离已上升到800公里
左右。
2、成本特点
公路建设周期短，投资较低，易于因地制宜，对收到站设施要
求不高，这些特点使公路运输的固定成本是所有运输方式中最低的。
由于公路运输一次装载量低（目前国家规定，车货总重量不超过
40吨），使其运输规模效益没有铁路和水运显著，运输成本高。
公路运输过程中，花费在线路上的成本大约占到总成本的50-60%
，其中燃油成本和司机成本是最重要的两大成本，决定公路运输的
线路成本。
水路运输的特点
成本特点
在固定成本方面，水路
运输排在铁路运输与公路运
输之间。水运具有高端点费
用（港口费、货物装卸、搬
运费）和低线路费用的特点，
单位运输成本随运距和运量
的增加急剧下降，尤其在运
输大宗货物或散装货物时，
采用专用的船舶运输，可以
取得更好的技术经济效果。
技术经济特点
水运是最廉价的大宗货
物运输方式，运能大，适合
长距离、大批量运输。
但是，水运速度慢，准
时性差，受港口、水位、季
节、气候影响较大，因而一
年中中断运输的时间较长。
而且，营运范围受限制，航
行风险大，安全性略差。
航空运输的特点
航空运输是指利用飞机和空中航线运送旅客和货物的一种运输
方式，具有速度快和不受地形限制的特点。航空货物运输成本高、运
量小，适合对时间要求高的货物进行运输，主要适合运载的货物有两
类，一类是价值高、运费承担能力很强的货物；另一类是紧急需要的
物资，如救灾抢险物资等。
1、技术经济特点
较少受自然地理条件限制；最快的运送速度。
但是，受气候条件的限制；需要航空港设施和其它运输设施的配
合。
2、成本特点
航空运输需要投入大量的资金购买飞机，飞机维护费用高。
在运营中，需要机场服务，且运输能力小，使之成为最贵的运输
方式。但是，随着端点费用和其他固定开支分摊在更大的运量上，单
位成本会有所降低。如果长距离运营，单位成本还会下降。
管道运输的特点
利用管道输送气体、液体和粉状固体货物的运输，称为管道运
输。管道运输是靠物体在管道内顺着压力方向移动实现的，和其他
运输方式重要区别在于管道设备是静止不动的。目前，全球的管道
运输主要承担气体、液体或浆状产品的运输。
1、技术经济特点
管道运输适合于自动化管理，运输效率高；管道运输耗能少、运量
大，而且不存在必须回程运输问题；管道运输安全可靠、运行稳定、
不会受恶劣多变的气候条件影响，货物损失率低。但是，管道运输
只能在固定的管道上运输有限的几类货物，运送速度较慢，而且仅
提供单向服务。
2、成本特点
管道的固定成本与总成本的比例是所有运输方式中最高的，其高额
的固定费用产生于建设运输管道、泵站和气泵设备等。可变成本主
要包括运送产品的动力和与泵站经营相关的成本，变动成本很低。
而且随着运量的增加，单位成本降低。
二、 各种运输方式的综合性能评价及其选择影响因素
（一）各种运输方式的综合性能评价
经济性 、迅速性 、安全性 和便利性
（二） 影响运输方式选择的因素分析
1.货物品种；
2.运输期限；
3.运输成本；
4.运输距离；
5.运输批量；
例3-1 某制造商分别从供应商A和供应商B处购买了共
3000个配件，每个配件单价100元。目前这3000个配件
是由两个供应商平均提供的，其中，供应商A的配件采
用铁路运输方式。如缩短运达时间，则可以争取到更
多交易份额。假定运达时间每缩短一天，可从总交易
量中多得5%的份额，即150个配件。供应商从每个配件
可赚得占配件价格（不包括运输费用）20%的利润。
供应商A打算将运输方式从铁路运输改为卡车运输或航
空运输以缩短货物的运达时间。各种运输方式的运费
率和运达时间如表5-2所示，供应商A应采取哪种运输
方式？
运输方式选择案例
各种运输方式的运费率和运达时间
运输方式 运费率（元/件） 运达时间（天）
铁路 7
卡车 4
航空 2
使用不同运输方式时供应商A的利润比较表
运输方
式
配件销售量
（元）
毛利（元） 运输成本核算
（元）
净利润（元）
铁路 1500 30000 3750 26250
卡车 1950 39000 11700 27300
航空 2250 45000
结论：供应商A应当选择卡车运输。
启示：
选择较快的运输方式，缩短运输时间，
赢得市场份额，增加销售利润，抵消
运输成本的增加。
运输路线规划决策就是，找到运输网络中的最佳路
线，以尽可能缩短运输时间或运输距离，达到降低运输
成本、改善运输服务的目标。
运输路线决策问题有三种基本类型：
一是起点和终点不同的单一路径规划；
二是多个起点和终点的路径规划；
三是起点和终点相同的路径规划。
一、起点和终点不同的单一路径规划（最短
路问题）
此类问题可以描述为在一个已知运输网络中，寻找从
出发地到目的地的最佳路线。这里的“最佳”可以指
距离最短、时间最省或是费用最少。
数学模型——求网络图中二点之间的最短路问题。采
用网络规划中求最短路Dijkstra算法（标号算法）。
除了距离以外，还需要考虑通过交通网络的时间长短。
起点
A
终点
J
90分钟
138
348 153
48
90
120
132
48
150
126
132
60
8484
126
J
I
H
G
F
E
D
C
B
A
例如，从上图中找出A与J之间的最短路线。
1、最短路与最大流
起点
A
终点
J
90分钟
138
348 153
48
90
120
132
48
150
126
132
60
8484
126
J
I
H
G
F
E
D
C
B
A
0,0
A,
A,
A,
A,
A,
A, 348
A,138
A,90
A,
起点
A
终点
J
90分钟
138
348 153
48
90
120
132
48
150
126
132
60
8484
126
J
I
H
G
F
E
D
C
B
A
0,0
F, 283
E, 258
B,174
C, 228
D, 339
C, 291
A,138
A,90
I, 384
66
例题5 要把A市的一批货物运送到B市，根据两个城市之间可选择的行车
路线地图，绘制了图5—13的公路网络。要求寻找一条线路最短的运输
路线。
1A市 4 5
2
3 7
6
9
8
10 B市
100
150
175
300
275
200
175
275
200
300
200
400
250
125
100
150
图中 为结点，代表起点、目的地和与行车路线相交的其他城市，其中的数
字为结点编号。
箭头为分支，代表两个结点之间的公路，箭头上标明的数字为运输里程。
公路网络
1
解：从终点开始逐步逆向推算。
(1)与终点10联接的结点有两个，即结点9和8；
从结点9到结点10只有一条线路，该线路为最短线路，长度100，记为：（9-10）100
；
同样，结点8到结点10的最短线路为150，记为（8-10）150；
(2)结点6。与6联接的只有一个结点9，6至9的最短里程为200。而9至终点10的最短里程为
100．因此6至终点10的最短里程为200十100＝300。记为：(6-9-10)300。
(3)结点5。与5联接的结点有9、8两个。
5至9再至终点的最短里程为400十100＝500，
5至8再至终点的最短里程为250十155＝400。
400＜500，所以5至终点的最短里程为400，记为：(5-8-10)400。
(4) 结点7。至终点的最短里程为125十150＝275，记为：(7-8-10) 275。
1A市 4 5
2
3 7
6
9
8
10 B市
100
150
175
275
200
175
275
200
300
200
400
250
125
100
150
300
(5)结点4。与4联接的结点有5、6、7三个。
结点4至6再到终点的最短里程为200十300=500；
结点4至5再到终点的最短里程为175十400＝575；
结点4至7再到终点的最短里程为275十275＝550。
三个里程中以500为最小，所以结点4至l 0的最短里程记为(4—6—9—10) 500。
(6)结点2和3。
用同样的方法，得到：
结点2到终点的最短里程为600。记为：(2—6—9—10)600。
结点3到终点的最短里程为575。记为：(3—7—8—10)575。
(5)最后看结点1。结点1可以通过三个结点2、3、4连接到终点。
结点1通过结点2再到终点的最短里程100十600＝700，路径为（1—2—6—9—10）700；
结点1通过结点4再到终点的最短里程150十500＝650，路径为（1—4—6—9—10）650；
结点1通过结点3再到终点的最短里程175十575＝750，路径为（1—3—7—8—10）750。
以上三个里程中以650为最小，即A币到B市的最短里程，对应的最短路线为：1—4—6—9—10。
1A市 4 5
2
3 7
6
9
8
10 B市
100
150
175
275
200
175
275
200
300
200
400
250
125
100
150
300
2、图上作业法
图上作业法，就是在一张标有收发点、收发量、
收发点间距离的交通网络示意图上进行方案编制。
通过对方案的调整，得到一个既能完成调运计
划，又能使吨公里达到最少的调运方案。
一个好的调运方案中不应有对流、迂回等不合
理运输。
图上作业法图例
图例 说明
〇 货物的发点，其数量标为负
货物的收点，其数量标为正
线路交叉点，无收发任务
货物的运输方向
（1）对流
对流是指同一物资在同一线路上的往返运输。
q
D
C
B
A
q
E
A
q
D
C
B
q
结论：当运输线路不形成圈时，只要调运方案的流向图
不出现对流，那么这个调运方案一定是最好的。
如图， 将某物资10吨，从A1运到B2，而又有同样的物资10吨，
在同一期间从A2运到B1，于是A1A2间就出现了对流现象。
10 10 10 30
30 40 30
（10）
（10）
A1
A2B1 B2
如果从图上看，对流可以理解为同一条交通线上，有两
条或两条以上的物资调运方向。
10 10 10 30
30 40 30
（10）
A1
A2B1 B2
（10）
消除
对流
运力：
30*10+20*10=
600
运力：
30*10+40*10+
40*10+30*10=
1400
（2）迂回
所谓迂回就是物资不是就近运到收点，而是舍近求远，绕
道把同种同量物资由发点运到收点。
迂回的判别办法： 在交通图成圈的时候，如果流向图中
内圈流向的总长(简称内流长)或外圈流向的总长(简称外
流长)超过整个圈长的—半，就称为迂回运输。
①单圈线路，有一个收点C，一个发点A的情况：
q
B C
D
A
3km
2km
3km
4km
B C
A
D
3km
2km
4km
3km
5 5
6千米
A B
（5吨）
4千米
5 5
6千米
A B
（5吨）
4千米
迂回运输 无迂回运输
迂回运输：运力 6*5=30吨.千米
无迂回运输：运力 4*5=20吨.千米
二、 多个起点和终点的运输调度问题（最佳运
输量问题）
多个起点和终点的运输线路优化，需要确定各供求地点
之间的最佳供应关系。运用线性规划,数学模型可以描述为：
有m个产地 Ai，i =1，2，…，m，可供应量分别为ai，i=1
，2，…，m；有n个销地 Bj，j=1，2，…，n，需要量分别为
bj，j=1，2，…，n；产销平衡，从Ai到Bj 运输单位货物的运价
（也可以是时间或距离）为cij。问如何调运这些货物，使得运
费（或时间、吨公里数）最少？
1、供需平衡的运输问题
如果用xij表示由产地Ai调给销地Bj的货物数量，则可以
把问题转化成如下数学模型：
其中
此类问题（供需平衡的单纯的直达运输），可以运用
表上作业法求解。
2、供需不平衡运输系统
供大于求的供需不平衡运输系统的数学模型：
供小于求的供需不平衡运输系统数学模型：
其中，xij——资源点i运往需求点j的货物数量；
aj——资源点i的货物的可供应量；
bj——需求点j的货物的需求量。
供需不平衡问题的求解方法:
增加虚拟库存（当供大于求），或者虚拟供货商（当供
小于需）。
（1）当供大于求：
虚拟库存量等于：
（2）当供小于求：
虚拟供应量等于：
案例：某供需不平衡问题供需表4－1和单位运价表4－2
表4－1 供需不平衡表
表4－2 单位运价表
解决办法：
（1）增加虚拟需求地（虚拟库存）
（2）虚拟需求地的需求量＝原供需数量之差4t
（3）各供应地至虚拟需求地的单位运价为“0”
转换为供需平衡问题。
经过转换后的供需平衡问题
表4－3 供需平衡表
表4－4 最优调运方案
2
3
2
1
3
4
1
运输问题网络图
s2=27
s3=19
d1=22
d2=13
d3=12
d4=13
s1=14
供
应
量
供应地 运价
需
求
量
需求地
6
7
5
3
8
4
2
7
5
9
10
6
运输问题线性规划模型
供
应
地
约
束
需
求
地
约
束
运输问题的表格表示
最小元素法（1）
最小元素法（2）
最小元素法（3）
最小元素法（4）
最小元素法（5）
最小元素法（6）
