隨著國際貿(mào)易的進一步發(fā)展，航運業(yè)中的集裝箱運輸在世界經(jīng)濟中的地位也越來越重要，預計到2015年全球貿(mào)易的70%由集裝箱運輸服務來完成。集裝箱運輸服務鏈包含多個主體，如：貨主、貨代、承運人、租箱公司，還包括直銷市場、港口、陸地車場、政府等參與者。首先，基于各個主體的獨立性和利己性，他們各自為政，制定以自身利益最優(yōu)為目標的集裝箱運輸服務決策。而此類分散式服務鏈所固有的雙重邊際性，以及信息不對稱性，導致了服務鏈整體績效的低下。其次，集裝箱資源作為集裝箱運輸服務鏈中各主體運作協(xié)調(diào)的重要傳遞資源，在分散模式下也無法從服務鏈整體出發(fā)進行有效規(guī)劃，最終造成集裝箱資源和信息都無法共享，由此形成空箱率居高不下、運力資源浪費嚴重、利潤率始終保持低位的嚴重后果。 針對集裝箱運輸服務鏈所面臨的困擾，本研究試圖通過集裝箱運輸服務鏈上各個主體之間的有效協(xié)作，來保持服務鏈整體最優(yōu)的空集裝箱量，并實現(xiàn)集裝箱運輸服務鏈各個主體的最優(yōu)協(xié)作績效。本研究不僅通過博弈論、運籌學等方法進行數(shù)學建模，而且涉及到經(jīng)濟學、金融學等相關學科理論。本文的主要研究內(nèi)容為： (1)承運人與上游租箱公司之間的縱向協(xié)作問題研究。本文引入了金融期權的相關理論，進行承運人與上游租箱公司的集裝箱租賃期權契約設計。具體的決策過程分為兩階段：第一階段，承運人根據(jù)預測信息，簽訂租箱契約并采購一定數(shù)量的看漲/看跌期權；第二階段，基于集裝箱需求信息的不斷更新，承運人在其采購的期權范圍內(nèi)，執(zhí)行期權。并擴展應用有約束的非線性規(guī)劃方法推導分析了有上限或者下限約束的承運人最優(yōu)租箱策略。 (2)承運人與下游貨代之間的縱向協(xié)作問題研究。異質(zhì)合作能夠?qū)崿F(xiàn)承運人與貨代之間的合理分工，因此研究了基于異質(zhì)合作的集裝箱能力動態(tài)協(xié)調(diào)問題；并通過加深條件，面向集裝箱運輸系統(tǒng)中的三個參與者：承運人、貨代、直銷市場進行問題擴展研究。在引入下游直銷市場以后，構(gòu)建了集裝箱運輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡模型，并采用系統(tǒng)動力學仿真來分析。同時采用信息甄別原理設計了在直銷市場參與下的承運人與貨代之間的集裝箱能力協(xié)調(diào)機制。 (3)多承運人之間的橫向協(xié)作問題研究。運用進化博弈理論，研究多個集裝箱承運人之間的橫向協(xié)作問題，建立主體之間基于集裝箱資源共享的橫向聯(lián)盟進化模型。研究中引進了進化博弈的漸變思路，對聯(lián)盟之間的協(xié)作進行有效的監(jiān)督和管控，從而保證空集裝箱資源的共享機制長期穩(wěn)定有效。 本研究將集裝箱承運人的利潤最大化為基本出發(fā)點，以集裝箱數(shù)量為基本決策變量，對集裝箱運輸服務鏈中主體間的協(xié)作進行數(shù)學建模和優(yōu)化求解，實現(xiàn)了集裝箱運輸服務鏈上各個主體之間的有效協(xié)作，并使用數(shù)值分析的方式證明了各種協(xié)調(diào)方式的高效性。
【學位單位】：上海交通大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2012
【中圖分類】：F551;F224
【部分圖文】：

際貿(mào)易的迅速發(fā)展，航運業(yè)中的集裝箱運輸在世界經(jīng)濟中目前，集裝箱運輸成為聯(lián)結(jié)世界主要貿(mào)易區(qū)的主要方式和澳大利亞之間的航線上，端點和中繼站多屬于發(fā)達國家首先基本實現(xiàn)了集裝箱化。全球集裝箱市場的總體發(fā)展呈裝箱化成為必然趨勢 目前，世界各港進出口和中轉(zhuǎn)的集裝箱總量達到 5000 多易地區(qū)的集裝箱裝卸量均較大，其中歐洲 1500 萬只，北00 多萬只。根據(jù)世界航運組織的統(tǒng)計，世界貿(mào)易中集裝箱上升水平。2002 年的全球海運集裝箱貿(mào)易的比重在東西南北半球貿(mào)易中的比重分別是 34%，28%和 17%，而到為 70%，71%和 35%，達到 2002 年的兩倍。其中，東西增 5.8%，南北貿(mào)易集裝箱化率年增 6.2%，而區(qū)域內(nèi)部集（圖 1-1）[1]。因此，集裝箱化是國際貿(mào)易未來發(fā)展的趨

圖 1-2 全球集裝箱運輸總量的變化趨勢(1980-2015)Fig.1-2 Global container volumes運人集裝箱運力浪費嚴重國，海上運輸?shù)募b箱空箱率一直居高不下。奧克蘭港200箱吞吐量分別為539,474TEU和590,206TEU，空箱比例均達到杉磯港2004年進口空箱63,360TEU，出口空箱2,187,779TEU，增長到74,727TEU和2,357,340TEU，進出口空箱比重分別維；長灘港進口集裝箱 179,800TEU ，出口 82,797TEU ，空U，比2004年增長了12%。來自北歐主要港口的數(shù)據(jù)表明，整量的15%為空箱。歐洲鹿特丹、漢堡等先進集裝箱港口存在著占總箱量的13%-14%。歐洲另外兩個主要港口安特衛(wèi)普、馬賽到20%。其中馬賽港集裝箱運入量約占運出量的1/3左右[2]。

根據(jù)PIANC（國際航運協(xié)會）的統(tǒng)計和預測，在2010年之前，全球承運人空集裝箱比重始終處于20%左右的高位，而到2015年，空集裝箱率達到至1985年的最高位22.7%（圖1-3）[3]。按照截至2007年1月底的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全年大約有5000
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本文編號：2879348