發(fā)布時間：2016-04-29 09:18

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)改委幾次調增電價，但煤價上漲的大部分費用還是由電廠承擔，而且在環(huán)保投入持續(xù)加大，以及“上大壓小”建設任務的持續(xù)推進中，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，但是現實生活種的案例呈現多樣性，運輸問題的表現形式和求解方法也表現出多變性的特征。在具體運用中，表現為產銷平衡的運輸問題和產銷不平衡的運輸問題。在電煤調運過程中，由于電煤供需環(huán)境多變，在電煤供應緊張或豐富的情況下，電煤運輸問題表現產銷不平衡的運輸問題；在電煤供需平衡的前提下，電煤運輸問題表現為產銷平衡的運輸問題。

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。

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1.2   國內外研究現狀 
運輸問題起源于物資調運過程中的運價優(yōu)化問題，隨后在軍事活動在得到充分運用，進而迅速推廣到社會活動中，它是運籌學中的一類特殊的線性規(guī)劃問題。美國學者希奇柯克(Hitchcock)在探究鐵路運輸方面的優(yōu)化時，產生了對該類問題的思考，并于 1941 年提出了運輸問題的雛形，并建立了簡易的數學模型 。1947 年柯普曼(Koopmans)在深入研究希奇柯克的數學模型后，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 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構，都包含決策變量、目標函數和約束條件這三個因素，但是運輸問題也表現出與一般線性規(guī)劃不同的特征，它在約束條件的內容上顯得更為復雜多變，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形式，才能更為簡便地求解現實生活中的運輸問題。隨著我國經濟的不斷發(fā)展，現代物流業(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雜，但其目的仍然是如何達到運輸成本最省。而隨著運輸問題在現實生活更加廣泛地運用，運輸問題已經跨越了物資在空間上的移動，更多的運籌學中表現為“運輸問題”特征的模型隨之而生，并產生了一系列的有效求解方法，已經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，在解決復雜的實際問題中得到不斷完善和創(chuàng)新，更加充分體現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超越了物資配送優(yōu)化范圍，并產生了更為廣泛和精細的運輸問題模型。

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第 2 章   線性規(guī)劃的相關理論方法綜述 

2.1   線性規(guī)劃問題的概述 
線性規(guī)劃在經營管理中，經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，以最經濟的方式，完成生產計劃的要求。 
建立線性規(guī)劃數學模型是解決線性規(guī)劃問題的一個重要步驟。建立的線性規(guī)劃數學模型是否真正反映客觀實際，數學模型本身是否正確，都直接影響求解結果，從而影響決策結果，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。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到的目標，它可用決策變量的線性函數（稱為目標函數）來表示，按不同的問題，要求目標函數實現最大化或最小化（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，以運輸問題進行建模及求解。

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2.2   運輸問題的概述 
運籌學中運輸問題解決的是，在某地區(qū)有若干生產基地，根據現有的交通網，將這些產品由生產基地調運到若干個銷地， 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。用數學語言可以描述為： 
某種物資有 m 個產地 A1，A2，…，Am，聯(lián)合供應 n 個銷地 B1，B2，…，Bn，ai表示產地 Ai的產量；bj表示銷地 Bj銷量(單位：噸)；cij表示把物資從產地 Ai運往銷地Bj的單位運價(單位：元/噸)，如表 2.1 所示，應如何組織調運，才能使得總運費最��？ 

1954 年，美國得克薩斯大學 Cooper 與 Charners 教授根據實際工作需要，就運籌學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可，表上作業(yè)法是求解運輸問題傳統(tǒng)而且經典的算法。其算法過程是將利用供需平衡表的數據進行迭代、優(yōu)化、調整、再優(yōu)化的過程求解。 

根據運輸問題列出的數據，編制出產、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確定與改進。因此，需要找到恰當適宜的求解方案，力求簡易明了，迭代過程不能太過復雜。下面給出一般方法及步驟，確定初始解，得到(m＋n-1)個基變量或數字格。 

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第 3 章   LH 公司煤炭供應環(huán)境分析 .............................14
3.1   我國煤炭供需關系分析 ....................................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   內蒙古蒙西礦業(yè)集團有限責任公司 ........................18
3.3.5   黑龍江龍煤礦業(yè)控股集團有限責任公司 ...................18
3.3.6   沈煤集團雞西盛隆礦業(yè)有限責任公司 ......................19
3.3.7   吉林省煤業(yè)集團.........................................19
第 4 章   LH 公司電煤采購的成本構成及控制策略 ................21
4.1   電煤采購成本的構成 .....................................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 公司主供應渠道運輸成本控制 .......................23
5.1   LH 公司煤炭供應布局 .....................................23
5.1.1   吉林熱電廠煤炭供應布局 ................................24
5.1.2   長春熱電廠煤炭供應布局 .............................. 24
5.1.3   白城熱電廠煤炭供應布局 ..............................25
5.1.4   延吉熱電廠煤炭供應布局 ..............................25
5.2   LH 公司主供煤渠道采購的運輸問題建模 ..................... 26
5.2.1   運輸成本構成 ....................................... 26
5.2.2   電煤價格特征及構成 .................................. 27
5.2.3   電煤運輸問題中運價的轉換 ............................. 27
5.2.4   LH 公司主供應渠道運輸問題模型 ......................... 29
5.3   LH 公司主供應渠道運輸問題的規(guī)劃求解 .................... 33
5.3.1   在電子表格中輸入需要的數據(數據單元格) .............. 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   輸入目標函數公式 ............................... 35
5.3.5   單元格命名 ........................................... 35

5.3.6   進行求解 ............................................ 37

……

第 6 章   LH 公司電煤整體成本控制

6.1   LH 公司電煤補充供應渠道指標要求
 LH 公司對各電廠 70%的主供應渠道運輸成本控制后，達到了運輸成本最小，同時也滿足了主供應渠道采購成本最低，而剩余 30%的補充供應渠道采購成本控制也顯得尤為重要，在確定補充渠道的各產地煤炭運輸數量后，便可以構成電廠整體運輸數量結構，達到總體運輸成本以及采購成本的控制。 
電廠在確定主供應渠道結構后，需要對補充供應渠道煤種進一步確定，從而形成煤炭采購整體規(guī)劃。補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較差，很難單獨燃用，需要與主渠道煤種進行混配摻燒，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一般是根據設計值以及實際運行建立起來的，常規(guī)的特性指標有干燥無灰基揮發(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，并進行水分校正后的質量損失。它是煤變質程度的標志，也是煤炭分類的最主要依據。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，也是鍋爐設計的重要指標。
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，化學不完全燃燒熱損失和機械不完全熱損失增加，嚴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)性生產企業(yè)，均建有儲煤場地，保證一定數量的儲煤，防止斷煤而產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，導致煤堆內部溫度升高，對于高揮發(fā)分的煤炭，則易造成自燃，給電廠帶來經濟損失，而且危及人身和設備安全。對于高揮發(fā)分的煤炭，堆煤高度需要嚴格控制，做到分層壓實、先存先取、定期翻燒，同時需要加強煤堆定期測溫，防止煤堆自燃。 

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結論

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，在電煤供應可充足供應的條件下，實現不同煤礦到各電廠之間最經濟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)運輸問題相關理論綜述。歸納總結了運籌學中運輸問題的概念以及算法，并對運輸問題的數學模型進行了分類，針對產銷平衡與產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)劃求解功能進行求解。 
(2)LH 公司煤炭供應環(huán)境分析。簡要分析我國煤炭供需關系，同時對東北區(qū)域煤炭供需進行分析，根據公司各電廠煤炭需求情況，周邊煤礦產能情況、鐵路運力情況著手，分析了 LH 公司煤炭供應商分布，為運輸成本控制提供基礎數據。 
(3)火力發(fā)電廠采購成本由原煤成本和運輸成本構成。原煤成本反映煤礦生產等過程成本，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荷運行，需要由 70%的主供應渠道煤種為基礎，再摻配 30%的價格較低的經濟煤種，它與設計煤種充分混配后，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%的主供應渠道煤種進行運輸問題規(guī)劃，達到運輸成本最省，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，確定了電煤主供應渠道運輸成本控制方法。首先對四個電廠的煤炭供應進行布局，根據電煤保供首要性，提出了主供應渠道與補充供應渠道的供應數量分配，在保證電煤運輸安全性的基礎上，著手對電煤運輸成本控制。通過實例問題和基本數據準備，采用運籌學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。在研究過程中，針對電煤具有附加熱值特性，論文引入標煤單價這一指標，既規(guī)避了各礦車板價格不盡相同的現狀，又規(guī)避了熱值對運輸成本的影響，達到了運籌學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渠道確定后，針對 30%的補充供應渠道，，提出控制采購成本的措施，通過電廠耗用煤特性指標的約束條件，選擇特性指標較差，但價格低廉的經濟煤種進行混配摻燒，利用 Excel 規(guī)劃求解功能，在達到鍋爐對煤炭特性指標特殊要求情況下，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（略）

本文編號：34851