第 1 章   緒論 

1.1   研究背景與意義 
本文研究的運輸問題是解決如何以最優(yōu)的方式運輸物資。2008 年以來，電煤價格持續(xù)上漲，雖然國家發(fā)改委幾次調(diào)增電價，但煤價上漲的大部分費用還是由電廠承擔(dān)，而且在環(huán)保投入持續(xù)加大，以及“上大壓小”建設(shè)任務(wù)的持續(xù)推進(jìn)中，發(fā)電企業(yè)虧損面較廣，特別是東北區(qū)域電廠虧損更為嚴(yán)重。
在火力發(fā)電廠成本中，燃煤成本占 60-80%；在發(fā)電廠燃煤成本中，運輸成本占了相當(dāng)高的比例，而且隨著鐵路運輸價格的輪番上漲，運輸規(guī)劃方案的設(shè)計是否合理，直接影響火力發(fā)電廠燃料成本，并對電廠盈利能力產(chǎn)生直接作用。
運輸問題是一項特殊的線性規(guī)劃問題，但是現(xiàn)實生活種的案例呈現(xiàn)多樣性，運輸問題的表現(xiàn)形式和求解方法也表現(xiàn)出多變性的特征。在具體運用中，表現(xiàn)為產(chǎn)銷平衡的運輸問題和產(chǎn)銷不平衡的運輸問題。在電煤調(diào)運過程中，由于電煤供需環(huán)境多變，在電煤供應(yīng)緊張或豐富的情況下，電煤運輸問題表現(xiàn)產(chǎn)銷不平衡的運輸問題；在電煤供需平衡的前提下，電煤運輸問題表現(xiàn)為產(chǎn)銷平衡的運輸問題。

基于以上背景，本文將對電煤運輸問題進(jìn)行系統(tǒng)的研究，提出電煤運輸問題模型，并給出求解方法，提出控制熱電公司電煤運輸成本的方法。

……

1.2   國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 
運輸問題起源于物資調(diào)運過程中的運價優(yōu)化問題，隨后在軍事活動在得到充分運用，進(jìn)而迅速推廣到社會活動中，它是運籌學(xué)中的一類特殊的線性規(guī)劃問題。美國學(xué)者希奇柯克(Hitchcock)在探究鐵路運輸方面的優(yōu)化時，產(chǎn)生了對該類問題的思考，并于 1941 年提出了運輸問題的雛形，并建立了簡易的數(shù)學(xué)模型 。1947 年柯普曼(Koopmans)在深入研究希奇柯克的數(shù)學(xué)模型后，比較系統(tǒng)提出運輸問題的觀點，并加以論證和實際操作。從上世紀(jì) 40 年代早期開始，康脫洛維奇(Kantorovich)圍繞運輸問題做了大量的研究，因此，運輸問題又稱為希奇柯克問題或康脫洛維奇問題。
運輸問題有著特定的運用環(huán)境，與一般的線性規(guī)劃問題相比，它們有著相同的模型結(jié)構(gòu)，都包含決策變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件這三個因素，但是運輸問題也表現(xiàn)出與一般線性規(guī)劃不同的特征，它在約束條件的內(nèi)容上顯得更為復(fù)雜多變，增加了對運輸問題求解的難度，只有簡化這些約束條件的表現(xiàn)形式，才能更為簡便地求解現(xiàn)實生活中的運輸問題。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展迅速，越來越多的物流公司積極尋求有效地組織物資的運輸和配送的方法，雖然目前物流途徑更為錯綜復(fù)雜，但其目的仍然是如何達(dá)到運輸成本最省。而隨著運輸問題在現(xiàn)實生活更加廣泛地運用，運輸問題已經(jīng)跨越了物資在空間上的移動，更多的運籌學(xué)中表現(xiàn)為“運輸問題”特征的模型隨之而生，并產(chǎn)生了一系列的有效求解方法，已經(jīng)跨越原有的運輸問題求解范疇。 

1941 年以來，運輸問題更為廣泛地得到推廣，在解決復(fù)雜的實際問題中得到不斷完善和創(chuàng)新，更加充分體現(xiàn)了運輸問題在實際運用中的靈活性、持續(xù)性和多樣性，很多運輸問題的模型已經(jīng)超越了物資配送優(yōu)化范圍，并產(chǎn)生了更為廣泛和精細(xì)的運輸問題模型。

……

第 2 章   線性規(guī)劃的相關(guān)理論方法綜述 

2.1   線性規(guī)劃問題的概述 
線性規(guī)劃在經(jīng)營管理中，經(jīng)常性地用來解決有限資源的合理分配問題，它能解決如何合理使用有限的人力、物力和資金，使經(jīng)營管理收到最好的效益；也能解決如何合理使用有限的人力、物力和資金，以最經(jīng)濟(jì)的方式，完成生產(chǎn)計劃的要求。 
建立線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型是解決線性規(guī)劃問題的一個重要步驟。建立的線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型是否真正反映客觀實際，數(shù)學(xué)模型本身是否正確，都直接影響求解結(jié)果，從而影響決策結(jié)果，所以，建立正確的線性規(guī)劃模型尤為重要。
線性規(guī)劃問題具有共同特征，一是每一個問題都由一組決策變量(x１，x2，…，xn)表示某一方案；這組決策變量的值代表一個具體方案，一般這些變量取值均為非負(fù)。二是存在一定的約束條件，這些約束條件可以用一組線性等式或線性不等式來表示。三是都有一個要求達(dá)到的目標(biāo)，它可用決策變量的線性函數(shù)（稱為目標(biāo)函數(shù)）來表示，按不同的問題，要求目標(biāo)函數(shù)實現(xiàn)最大化或最小化（max 或 min）。 

在線性規(guī)劃中，運輸問題的模型與求解最為復(fù)雜，而本論文運用的線性規(guī)劃問題也是以運輸問題為主，因此，以運輸問題進(jìn)行建模及求解。

……

2.2   運輸問題的概述 
運籌學(xué)中運輸問題解決的是，在某地區(qū)有若干生產(chǎn)基地，根據(jù)現(xiàn)有的交通網(wǎng)，將這些產(chǎn)品由生產(chǎn)基地調(diào)運到若干個銷地， 在各地之間的運輸單價已知的前提下，確定一個使得總的運輸費用最小的方案。用數(shù)學(xué)語言可以描述為： 
某種物資有 m 個產(chǎn)地 A1，A2，…，Am，聯(lián)合供應(yīng) n 個銷地 B1，B2，…，Bn，ai表示產(chǎn)地 Ai的產(chǎn)量；bj表示銷地 Bj銷量(單位：噸)；cij表示把物資從產(chǎn)地 Ai運往銷地Bj的單位運價(單位：元/噸)，如表 2.1 所示，應(yīng)如何組織調(diào)運，才能使得總運費最��？ 

1954 年，美國得克薩斯大學(xué) Cooper 與 Charners 教授根據(jù)實際工作需要，就運籌學(xué)中的運輸問題找到了一種適用方法，這種方法稱之為表上作業(yè)法。這種方法利用平衡表來輔助求解，它使得運輸問題更加深入地運用到實際工作中，得到越來越多人的認(rèn)可，表上作業(yè)法是求解運輸問題傳統(tǒng)而且經(jīng)典的算法。其算法過程是將利用供需平衡表的數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代、優(yōu)化、調(diào)整、再優(yōu)化的過程求解。 

根據(jù)運輸問題列出的數(shù)據(jù)，編制出產(chǎn)、銷平衡表，要掌握初始解的規(guī)律，簡化初始解方法，這個初始解涉及到迭代次數(shù)確定與改進(jìn)。因此，需要找到恰當(dāng)適宜的求解方案，力求簡易明了，迭代過程不能太過復(fù)雜。下面給出一般方法及步驟，確定初始解，得到(m＋n-1)個基變量或數(shù)字格。 

……

第 3 章   LH 公司煤炭供應(yīng)環(huán)境分析 .............................14
3.1   我國煤炭供需關(guān)系分析 ....................................14
3.2   東北區(qū)域煤炭供需分析 ....................................17
3.3  LH 公司煤炭供應(yīng)商情況分析 ...............................17
3.3.1   賀斯格烏拉煤礦 ........................................18
3.3.2   白音華煤田 ............................................18
3.3.3   神華寶日希勒能源有限公司 ..............................18
3.3.4   內(nèi)蒙古蒙西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 ........................18
3.3.5   黑龍江龍煤礦業(yè)控股集團(tuán)有限責(zé)任公司 ...................18
3.3.6   沈煤集團(tuán)雞西盛隆礦業(yè)有限責(zé)任公司 ......................19
3.3.7   吉林省煤業(yè)集團(tuán).........................................19
第 4 章   LH 公司電煤采購的成本構(gòu)成及控制策略 ................21
4.1   電煤采購成本的構(gòu)成 .....................................21
4.2   LH 公司火電企業(yè)基本情況 .................................21
4.3   LH 公司電煤采購成本控制策略 .............................21
第 5 章   LH 公司主供應(yīng)渠道運輸成本控制 .......................23
5.1   LH 公司煤炭供應(yīng)布局 .....................................23
5.1.1   吉林熱電廠煤炭供應(yīng)布局 ................................24
5.1.2   長春熱電廠煤炭供應(yīng)布局 .............................. 24
5.1.3   白城熱電廠煤炭供應(yīng)布局 ..............................25
5.1.4   延吉熱電廠煤炭供應(yīng)布局 ..............................25
5.2   LH 公司主供煤渠道采購的運輸問題建模 ..................... 26
5.2.1   運輸成本構(gòu)成 ....................................... 26
5.2.2   電煤價格特征及構(gòu)成 .................................. 27
5.2.3   電煤運輸問題中運價的轉(zhuǎn)換 ............................. 27
5.2.4   LH 公司主供應(yīng)渠道運輸問題模型 ......................... 29
5.3   LH 公司主供應(yīng)渠道運輸問題的規(guī)劃求解 .................... 33
5.3.1   在電子表格中輸入需要的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)單元格) .............. 33
5.3.2   確定決策變量的單元格(可變單元格) .................... 33
5.3.3   輸入約束條件的單元格(輸出單元格) .................... 34
5.3.4   輸入目標(biāo)函數(shù)公式 ............................... 35
5.3.5   單元格命名 ........................................... 35

5.3.6   進(jìn)行求解 ............................................ 37

……

第 6 章   LH 公司電煤整體成本控制

6.1   LH 公司電煤補(bǔ)充供應(yīng)渠道指標(biāo)要求
 LH 公司對各電廠 70%的主供應(yīng)渠道運輸成本控制后，達(dá)到了運輸成本最小，同時也滿足了主供應(yīng)渠道采購成本最低，而剩余 30%的補(bǔ)充供應(yīng)渠道采購成本控制也顯得尤為重要，在確定補(bǔ)充渠道的各產(chǎn)地煤炭運輸數(shù)量后，便可以構(gòu)成電廠整體運輸數(shù)量結(jié)構(gòu)，達(dá)到總體運輸成本以及采購成本的控制。 
電廠在確定主供應(yīng)渠道結(jié)構(gòu)后，需要對補(bǔ)充供應(yīng)渠道煤種進(jìn)一步確定，從而形成煤炭采購整體規(guī)劃。補(bǔ)充渠道煤種在價格上具有一定優(yōu)勢，但往往其煤炭性能指標(biāo)較差，很難單獨燃用，需要與主渠道煤種進(jìn)行混配摻燒，這也是目前電廠降低燃料成本的有效方法，各電廠鍋爐對煤種的特性指標(biāo)一般是根據(jù)設(shè)計值以及實際運行建立起來的，常規(guī)的特性指標(biāo)有干燥無灰基揮發(fā)分、煤中水分、硫分、發(fā)熱量及灰熔融性。
揮發(fā)分是指煤樣在規(guī)定條件下隔絕空氣加熱，并進(jìn)行水分校正后的質(zhì)量損失。它是煤變質(zhì)程度的標(biāo)志，也是煤炭分類的最主要依據(jù)。在電廠鍋爐運行中，揮發(fā)分是影響燃燒穩(wěn)定的首要因素，也是鍋爐設(shè)計的重要指標(biāo)。
揮發(fā)分高的煤易著火，火焰大，燃燒穩(wěn)定，但火焰溫度較低。相反，揮發(fā)分低的煤不易點燃，燃燒不穩(wěn)定，化學(xué)不完全燃燒熱損失和機(jī)械不完全熱損失增加，嚴(yán)重的甚至還能引起滅火。 

揮發(fā)分越高，煤在儲存中越易發(fā)生氧化或自燃，火力發(fā)電廠是連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè)，均建有儲煤場地，保證一定數(shù)量的儲煤，防止斷煤而產(chǎn)生停電或停供熱事件。煤在自然環(huán)境條件下，會發(fā)生緩慢的氧化作用，導(dǎo)致煤堆內(nèi)部溫度升高，對于高揮發(fā)分的煤炭，則易造成自燃，給電廠帶來經(jīng)濟(jì)損失，而且危及人身和設(shè)備安全。對于高揮發(fā)分的煤炭，堆煤高度需要嚴(yán)格控制，做到分層壓實、先存先取、定期翻燒，同時需要加強(qiáng)煤堆定期測溫，防止煤堆自燃。 

……

結(jié)論

論文主要研究區(qū)域發(fā)電公司煤炭集中采購中運輸成本控制，進(jìn)而控制各電廠采購成本，最后完成 LH 公司電煤整體采購方案。論文的基本出發(fā)點源于我國煤炭資源豐富，在電煤供應(yīng)可充足供應(yīng)的條件下，實現(xiàn)不同煤礦到各電廠之間最經(jīng)濟(jì)的運輸成本控制方法。這為區(qū)域公司電煤集中采購解決運輸成本問題給予求解方法，論文的主要工作及研究成果有以下幾個方面。 
(1)運輸問題相關(guān)理論綜述。歸納總結(jié)了運籌學(xué)中運輸問題的概念以及算法，并對運輸問題的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分類，針對產(chǎn)銷平衡與產(chǎn)銷不平衡的運輸問題模型，提供了表上作業(yè)法和 Excel 中的規(guī)劃求解功能進(jìn)行求解。 
(2)LH 公司煤炭供應(yīng)環(huán)境分析。簡要分析我國煤炭供需關(guān)系，同時對東北區(qū)域煤炭供需進(jìn)行分析，根據(jù)公司各電廠煤炭需求情況，周邊煤礦產(chǎn)能情況、鐵路運力情況著手，分析了 LH 公司煤炭供應(yīng)商分布，為運輸成本控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 
(3)火力發(fā)電廠采購成本由原煤成本和運輸成本構(gòu)成。原煤成本反映煤礦生產(chǎn)等過程成本，在信息化深入發(fā)展的情況下，原煤價格越來越透明，電廠無力撼動，不作為本論文研究范圍。在電廠運行過程中，由于鍋爐不能長時間滿負(fù)荷運行，需要由 70%的主供應(yīng)渠道煤種為基礎(chǔ)，再摻配 30%的價格較低的經(jīng)濟(jì)煤種，它與設(shè)計煤種充分混配后，通過線性規(guī)劃，在滿足鍋爐對煤炭基本特性指標(biāo)要求下，完成采購成本最省。再通過 LH 公司集中采購管理，對 70%的主供應(yīng)渠道煤種進(jìn)行運輸問題規(guī)劃，達(dá)到運輸成本最省，從而完成 LH 公司采購成本控制方案。 
(4)針對 LH 公司所屬的四個電廠分布情況，確定了電煤主供應(yīng)渠道運輸成本控制方法。首先對四個電廠的煤炭供應(yīng)進(jìn)行布局，根據(jù)電煤保供首要性，提出了主供應(yīng)渠道與補(bǔ)充供應(yīng)渠道的供應(yīng)數(shù)量分配，在保證電煤運輸安全性的基礎(chǔ)上，著手對電煤運輸成本控制。通過實例問題和基本數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，采用運籌學(xué)中運輸問題模型以及 Excel中的規(guī)劃求解方法來解決問題，在保證 LH 公司電煤運輸成本最省的前提下，也保證了電煤采購成本最省的目標(biāo)。在研究過程中，針對電煤具有附加熱值特性，論文引入標(biāo)煤單價這一指標(biāo)，既規(guī)避了各礦車板價格不盡相同的現(xiàn)狀，又規(guī)避了熱值對運輸成本的影響，達(dá)到了運籌學(xué)運輸問題建模的基本條件，這對于電力行業(yè)物資采購也具有重要的指導(dǎo)意義。并通過控制前后對比，顯示在采用論文提供的控制方法后，雖然個別電廠采制成本有所升高，但 LH 公司總體采購成本的控制取得了較好控制效果。 

(5)在電煤集中采購主供應(yīng)渠道確定后，針對 30%的補(bǔ)充供應(yīng)渠道，，提出控制采購成本的措施，通過電廠耗用煤特性指標(biāo)的約束條件，選擇特性指標(biāo)較差，但價格低廉的經(jīng)濟(jì)煤種進(jìn)行混配摻燒，利用 Excel 規(guī)劃求解功能，在達(dá)到鍋爐對煤炭特性指標(biāo)特殊要求情況下，滿足了燃料采購成本最省的要求，從而完成 LH 公司整體采購成本控制方案。 

參考文獻(xiàn)（略）

本文編號：34851