鐵路省際煤炭調運的格局及優(yōu)化

經(jīng)營(yíng)管理鐵路省際煤炭調運的格局及優(yōu)化張華等鐵道運輸與經(jīng)濟互代用的數學(xué)模型，并驗證了其可行性。張炎治(6595km增加到2010年的642km,從而增加了煤炭運用產(chǎn)銷(xiāo)平衡模型，以全國煤炭鐵路運輸成本最小調運的難度， 在目前鐵路煤炭運力還未釋放的情況為目標，以省際煤炭調運量為決策變量，優(yōu)化了鐵下， 使煤炭市場(chǎng)- -分為二的現象更加突出。路調運格局。2.2 鐵路省際煤炭調運格局在此，研究以2010年全國鐵路地區間煤炭交煤炭的供應格局決定了調運格局。當前，我國流為數據，構造了鐵路省際煤炭調運的優(yōu)化模型，煤炭的供應格 局為:東部煤炭調入區帶供應能力快把凈調出和凈調入量大于1 000萬(wàn)t的省份，以及速下降，逐漸退出生產(chǎn)領(lǐng)域，包括華東、京津冀、黑龍江省作為供給地和需求地，并對此進(jìn)行了計算中南、 東北規劃區;中部煤炭調出區帶能源基地不分析?？蓜?dòng)搖，內蒙古自治區地位穩中有升，特指晉陜蒙寧規劃區，西部煤炭自給區帶煤炭資源蘊藏豐富,2鐵路省 際煤炭調運格局新疆維吾爾自治區后備能源基地浮現，包括西南和2.1 我國鐵路煤炭運輸基本情況新甘青規劃區。研究以鐵路省際煤炭調運的流向、煤炭是我國鐵路貨運量比重最大的品類(lèi)。從流量 和鐵路在省際煤炭調運中的作用等方面，對我表1可以看出，煤炭在鐵路貨運量中基本上占到國東中 西部地區逐- -進(jìn)行分析。40%以上，并呈穩步增長(cháng)的趨勢，2010 年達到了2.2.1 東部煤炭調入區55.1%。2001- 2010年， 我國煤炭產(chǎn)量經(jīng)歷了一個(gè)(1)華東地區。華東地區包括上海、江蘇、浙快速增長(cháng)的過(guò)程，年產(chǎn)量從11.6億t增加到32.4億t，江、 安徽、福建、江西和山東七省市，該地區資源增長(cháng)了20.8億t，平均年增長(cháng)率為17.9%。相應貧乏， 除安徽省外均需要大規模的煤炭調入。上地，鐵路煤炭運輸量也從7.7億t增加到20.0億t，海、 江蘇、浙江和福建四省市大量煤炭消費主要來(lái)增長(cháng)了12.3億t，平均年增長(cháng)率為16.2%?？梢栽从凇叭鳌?地區，距離因素導致這些省份的煤炭看出，鐵路煤炭運輸量的增長(cháng)率還落后于煤炭產(chǎn)調運方式主要 依靠鐵水聯(lián)運, 2009年鐵路煤炭調量增長(cháng)率。2001- -2010年，鐵路煤炭產(chǎn)運系數在入量占 省際煤炭調入量的比重分別為0.01%、7.7%、58%~ 66%之間波動(dòng)，近幾年呈降低的趨勢。說(shuō)5.6% 和13.9%，可見(jiàn)鐵路對這些省市的能源供應保明國家還需加大鐵路建設，解決鐵路運輸瓶頸問(wèn)障的直接貢獻較小。安徽、山東、江西三省的煤炭題。另外，鐵路煤炭運輸平均運距由2001年的調出調入主 要依靠鐵路，其中安徽省的煤炭主要流表1 2001- -2010年我國鐵路煤炭運輸量統計煤炭產(chǎn)量同比增長(cháng)鐵路煤炭發(fā)送量同比增長(cháng)|產(chǎn) 運系數占總貨運量的平均運距年份1萬(wàn)t/%191%比重1%/km2001116 10016.376 62511.866.039.85952002138 00015.987 85214.763.742.75762003166 70017.2101 028 ;15.060.645.15742004199 200116 78415.659.746.95672005219 0009.0129 03810.558.947.95582006238 0008.0137 8646.857.947.86012007253 6006.2154 00011.760.749.06072008271 6006.6172 87112.3中國煤化工.6222009297 3008.6175 100MYHCNMHG_6392010324 0008.2200 04314.255.1642RT&E15.第34卷第2期“經(jīng)營(yíng)管理。鐵道運輸與經(jīng)濟鐵路省際煤炭調運的格局及優(yōu)化張華等向江蘇、浙江和江西三省。東三大煤炭生產(chǎn)基地，--直以來(lái)是我國煤炭的生(2)京津冀地區。京津冀地區經(jīng)濟總量大，煤產(chǎn)中心，其煤炭供應涉及全國大部分省份。晉煤炭消費量高，同時(shí)該地區分布著(zhù)煤炭吐量最大的北外運通道建設一直是我國鐵路建設的重點(diǎn)，2009方四港一一秦皇島港、京唐港、天津港和黃驊港，年山西省鐵路煤炭調出量占煤炭生產(chǎn)量的比重為成為“三西”煤運通道北通路外運出海的必經(jīng)之路,92.7%，鐵路居于晉煤外運的主導地位。近幾年，因此鐵路煤炭運輸不僅承擔該地區各省區的調運任內蒙古自治區煤炭生產(chǎn)增長(cháng)迅猛，成為新興的煤炭務(wù)，還肩負著(zhù)大量煤炭鐵海中轉運輸，是全國煤炭生產(chǎn)基地，2009 年生產(chǎn)量已超過(guò)山西省，成為我調人最密集的地區。2010年，京津冀鐵路煤炭調國第一大煤炭生產(chǎn)省份，但其服務(wù)半徑遠遠低于入量分別為1 560萬(wàn)t、7687 萬(wàn)t、44 530萬(wàn)t,主山西省。鐵路在內蒙古自治區煤炭外運的作用也要來(lái)源于晉陜蒙寧地區，少量從山東、河南、黑龍不及 山西省，2009年鐵路煤炭調運量?jì)H占煤炭生江三省補充。產(chǎn)量的31.2%。與內蒙古自治區情形相同的還有陜(3)中南地區。中南地區包括河南、湖北、湖西省， 陜西省的煤炭產(chǎn)量增長(cháng)較快，但受到鐵路運南、廣東、廣西和海南六省。河南省是我國主要力的制約，2009 年鐵路煤炭調運量?jì)H占生產(chǎn)量的產(chǎn)煤省，由于緊鄰山西和陜西兩大產(chǎn)煤省，河南15.0%。寧夏回族自治區由于煤炭產(chǎn)量遠低于“三省煤炭處于“大進(jìn)大出”的運輸格局。2009 年，河西”，其鐵路煤炭調運量占煤炭生產(chǎn)量的比重較高，南省鐵路煤炭運輸達到7 178萬(wàn)t，占生產(chǎn)量的為 54.3%。從圖1可以看出，2001- -2009 年晉陝蒙31.2%，遠遠不能滿(mǎn)足中部地區湖南和湖北省對煤寧地區 鐵路煤炭調出量一直是增加的趨勢， 雖然內炭的需求。湖北省煤炭資源稀缺，大量從山西省和蒙古自治區煤炭生產(chǎn)量幅度較大，但受制于鐵路運河南省調入，鐵路煤炭調入量占省際煤炭調入量的力， 鐵路煤炭調出量增幅不大，調出量不及山西省77.0%。湖南省是產(chǎn)煤大省，煤炭從山西、河南、的一半。2001- -2009 年陜西省和寧夏回族自治區貴州流入，流向江西省及本省。廣東省的煤炭調鐵路煤炭 調出量處在一-個(gè) 穩定并且略有增加的趨勢入一部分依靠進(jìn)口，主要是鐵水聯(lián)運的運輸方式,上。此外，“三西”煤炭外運通道是我國鐵路煤炭2009年鐵路調入量占省際調入量的13.9%。廣西運輸的最主要通道， 所承擔的我國鐵路煤炭運輸的壯族自治區消費的煤炭主要依靠貴州省調人，2009比重歷年均在40%左右，已有大(大同)秦(秦皇年以鐵路方式從貴州省調入1 945萬(wàn)t，占總調入島). 神(神木北)朔(神池南)黃(黃驊港) 2條煤量的75.8%。海南省煤炭消費有限，依靠鐵路調入炭運輸專(zhuān)線(xiàn)， 在建的第三條煤炭運輸專(zhuān)線(xiàn)將更方便的煤炭數量很少。于將寧東地區的煤炭外運。(4)東北地區。東北地區是我國老工業(yè)生產(chǎn)基2.2.3 西部煤炭后備區地，近年來(lái)隨著(zhù)遼寧省和吉林省經(jīng)濟發(fā)展的需要和(1)西南地區。西南地區包括重慶、四川、云煤炭資源的枯竭，缺口越來(lái)越大。該地區鐵路網(wǎng)絡(luò )南和貴州四省市， 除貴州省外，其余三省市鐵路煤密集，在煤炭調運中發(fā)揮著(zhù)重要作用。2010年黑60 000龍江省鐵路煤炭調出6995萬(wàn)t,煤炭盈余主要供萸50000應遼寧和吉林兩省，同時(shí)也從內蒙古自治區東部調畫(huà)4000入煤炭。遼寧省和吉林省的煤炭來(lái)源于內蒙古自治- +山西30 000-一-內蒙古區、黑龍江省和山西省。美20 00002.2.2中部煤炭輸出區卜一寧夏草10 000晉陜蒙寧地區是我國煤炭主產(chǎn)區，2009 年煤0==H炭的生產(chǎn)量占到全國產(chǎn)量的52.4%。相應的，煤炭2001 200中國煤化工32009調運規模也大，2009年鐵路煤炭調運占全國鐵路TYHCNMH G煤炭調運的57.2%。山西省境內有晉北、晉中、晉圖1 2001- -2009年晉陜蒙寧地區鐵路煤炭調出量16 RT&E.第34卷第2期經(jīng)營(yíng)管理鐵路省際煤炭調運的格局及優(yōu)化張華等鐵道運輸與經(jīng)濟炭調入調出基本平衡，50% 以上的鐵路煤炭調運限式中: 目標函數z為煤炭運輸總成本最小; Cy為煤于本省以?xún)取?010年，重慶、四川、云南三省市炭 供給地i到需求地j的運輸單價(jià); xg為決策變量，鐵路省內調運占鐵路省際調入量的56.4%、49.9%、表示煤炭供給地i到需求地j的運輸量;ay表示某67.7%，占鐵路調出量的61.7%、56.3%、 67.3%。煤炭 供給地i運往所有需求地j的煤炭總量;by表貴州省煤炭資源豐富，服務(wù)于湖南、廣東、廣西、示某煤炭需求地j從所有煤炭供給地i調入的煤炭重慶、四川和云南等省市。隨著(zhù)南昆復線(xiàn)、西康復總量; m和n分別表示煤炭供給地和需求地的個(gè)數。線(xiàn)的建設，鐵路運輸能力可以適應西南地區的煤炭3.3數據來(lái)源及求解北調和南運的需要。研究所需的數據來(lái)源于《2010年全國鐵路統計(2)新甘青地區。該地區煤炭基本上以區內平資料匯編》， 把凈調出和凈調入量大于1 000萬(wàn)t的衡為主，鐵路承擔了絕大部分的省際調出量。甘肅省份及黑龍江省作為供給地和需求地，2010年鐵省煤炭調出量較大，煤炭主要流向山東省和河南路行政區域間煤炭交流統計數據如表2所示。省，而調入新疆維吾爾自治區、寧夏回族自治區的根據《鐵路貨物運價(jià)規則》計算鐵路煤炭運輸煤炭。青海省調入甘肅、寧夏回族自治區的煤炭。的運價(jià)費用， 其公式為:鐵路煤炭運輸的運價(jià)=新疆維吾爾自治區煤炭資源豐富，是未來(lái)開(kāi)發(fā)的重發(fā)到基價(jià)+(運行基價(jià)+電氣化附加費+鐵路建點(diǎn)，由于受制于運輸距離和鐵路運力，新疆維吾爾設基金+新路新價(jià)均攤運費)x里程。由于新建鐵自治區煤炭外運集中于河西走廊。2010年，新疆路所占的比例較小，因此忽略新路新價(jià)均攤運費,維吾爾自治區煤炭鐵路調運的71.5%流入甘肅省。把鐵路煤炭運輸的運價(jià)的公式定義為:鐵路煤炭運輸的運價(jià)=發(fā)到基價(jià)+(運行基價(jià)+電氣化附加3鐵路省際煤炭調運優(yōu)化費+鐵路建設基金)x里程。2009年12月13日開(kāi)3.1優(yōu)化假設始執行新的鐵路貨物運價(jià)率，整車(chē)運輸方式中,(1)僅將鐵路煤炭?jì)粽{出量和凈調人量大于鐵路 煤炭運輸的發(fā)到基價(jià)為10.50元/t，運行基1 000萬(wàn)t的省市(雖然黑龍江省鐵路煤炭?jì)粽{出量?jì)r(jià) 為0.053 7元/(t. km),電氣化附加費為0.012略低于1000萬(wàn)t,但絕對調出量非常大，暫且將元/(t. km),鐵路建設基金為0.033元/(t. km)。其作為供給地)分別作為供給地和需求地。根據以_上數據，計算得到各產(chǎn)地到需求地的運價(jià),(2)2個(gè)省份之間的距離用省會(huì )城市間的鐵路如表3所示。最短距離近似代替。研究采用的優(yōu)化模型屬于運籌學(xué)中典型的產(chǎn)銷(xiāo)(3)任何2個(gè)省份之間都由鐵路連通，并且運平 衡運輸問(wèn)題，采用軟件LINDO6.1進(jìn)行求解，得力無(wú)限制。到鐵路省際煤炭調配的優(yōu)化方案如表4所示。(4)不考慮各省份對煤種需求的差異。3.4結果分析3.2優(yōu)化模型3.4.1鐵路 省際煤炭調運成本和距離的優(yōu)化分析煤炭調運優(yōu)化模型如下:對鐵路省際煤炭調運成本和距離進(jìn)行優(yōu)化,，優(yōu)化結果表明，2010年鐵路省際煤炭調運成本為minz=之之571.4億元，比優(yōu)化前的653.6億元節省了82.2億元; .運輸平均距離為577.0 km,比優(yōu)化前的675.3 km縮短xy=ay了98.3 km。s.t..二xy=b,3.4.2鐵路省際煤炭調運格局的優(yōu)化分析(1)京中國煤化工煤炭調運格局優(yōu)xy≥0化之前，:MYHCNMHG分來(lái)源于山西地i=l,2...,m j= 1,2,.,n區，不足的由內蒙古自治區和寧夏回族自治區補RT&E 17.第34卷第2期經(jīng)營(yíng)管理鐵道運輸與經(jīng)濟鐵路省際煤炭調運的格局及優(yōu)化張華等表22010年鐵路行政區 域間煤炭交流統計萬(wàn)t山西.內蒙古黑龍江安徽河南貴州陜西寧夏需求量北京8332851401 157天津2 297549(182 864河北10 023781781 38839 928遼寧1 2716 4861 7781961169 847吉林2 7861 38614 207江蘇1 921.1623715844 606浙江16953352850江西.3836761152911 750東820348260334791439 679湖北1 8083262 0588145 033湖南202704531902 328廣西296(2 3772 468供給量45 78420 1773 2353 66142593 0412 9291 63184 717表3各供給地到需 求地的單位運價(jià)元/t省市山西陜西.576137120125142)6871351069229140331021711012331041311326:17416732121720161563:204197350247223江蘇.12917623621213020922427811493江西2398133山東.1101707:24112718726241391912323009915523525331539718197246充;優(yōu)化之后，北京和天津的煤炭調入依靠?jì)让晒?黑龍江省調運，不足部分由內蒙古自治區補充。自治區供給，而河北省的煤炭全部來(lái)自于山西省。(3)晉陜寧貴地區的煤炭流向。山西省的煤炭(2)東北地區的煤炭來(lái)源。煤炭調運格局優(yōu)化流向河北、江蘇和山東三省，陜西省的煤炭服務(wù)于之前，遼寧省和吉林省的煤炭主要來(lái)源于內蒙古自江西 和湖北兩省，寧夏回族自治區的煤炭供應山東治區，其余的從黑龍江省和山西省調運，優(yōu)化之和湖北兩省，中國煤化工西和湖南兩后，東北地區鐵路省際煤炭調運的流向未變，流量省， 相比于優(yōu)YHcNMHC的服務(wù)省份減重新分配。遼寧省從內蒙古自治區調運，吉林省從少， 呈集中供應的趨勢。18 RT&E.第34卷第2期經(jīng)營(yíng)管理鐵路省際煤炭調運的格局及優(yōu)化張華等鐵道運輸與經(jīng)濟表4鐵路省際煤炭調配的優(yōu)化方案萬(wàn)t省市山西.內蒙古黑龍江安徽河南貴州陜西寧夏北京1 1570天津2 864河北39 928遼寧9 847吉林9723235江蘇1795.2811浙江850江西1 750山東4 0615337281湖北2 5041179;1 3501 755573.廣西2 468(4)江浙地區的煤炭來(lái)源。煤炭調運格局優(yōu)化口、 煤種和鐵路直達及鐵水聯(lián)運的合理運輸半徑對之前，江浙地區的煤炭來(lái)源地較為分散;優(yōu)化之全國省際煤炭調運的影響。后，江蘇省的煤炭來(lái)源于山西省和安徽省，浙江省的煤炭來(lái)源于安徽省。相對而言，江蘇和浙江兩省參考文獻:更加依靠于安徽省，鐵路煤炭調人量分別增加了[1]趙 媛，于鵬.我國煤炭資源空間流動(dòng)的基本格局1 188萬(wàn)t和317萬(wàn)t.與流通通道[刃]經(jīng)濟地理，2007, 27(2): 196- -200.[2]劉敬青.鐵路省際煤炭調運的分析與評價(jià)[].中國能4結束語(yǔ)源，2010, 32(10): 20- -25.在對我國鐵路省際煤炭調運格局進(jìn)行分析的[3]李智.基于蟻群算法的煤炭運輸優(yōu)化方法[].中國基礎上，構建了鐵路省際煤炭調運的優(yōu)化模型，并鐵道科學(xué)，2004， 25(3): 126-129.做了優(yōu)化分析。研究結果表明: 2001- -2010 年我國[4]王滿(mǎn)銀，汪應宏.我國當前煤炭資源的運輸調配及優(yōu)鐵路煤炭運輸量增長(cháng)率低于煤炭生產(chǎn)增長(cháng)率，鐵路化問(wèn)題研究[].煤炭經(jīng)濟研究, 2004 (2): 15-17.運輸在各省煤炭調運中發(fā)揮著(zhù)不同作用:優(yōu)化后的[5]于麗穎，楊斌，王相平，等.鐵路煤炭調運問(wèn)題的鐵路省際煤炭調運成本比優(yōu)化前節約了82.2億元，遺傳算法[J].鐵道運輸與經(jīng)濟，2007，29(7): 79-81.平均運輸距離縮短了98.3 km,各供給地和需求地[6] Zhang Yanzhi, Lv Tao, Feng Ying. An EmpiricalStudy on China's Inter-provincial Coal Distribution by的鐵路煤炭流向和流量重新進(jìn)行了分配。Railway[G]. Proceedings of 2010 The 3rd International需要指出的是，研究對象僅為凈調入量和凈調Conference on Computational Intelligence and Industrial出量大于1 000萬(wàn)t的省份及黑龍江省，未考慮全國具有鐵路調運關(guān)系的31個(gè)省市，存在一-定的局Application,北京:電子工業(yè)出版社，2010 : 45- -48.限性。此外，也未考慮各省份對煤種需求的差異，收稿日期: 2011-12-12例如浙江省從安徽省調入焦煤用于鋼鐵產(chǎn)業(yè)，而安基金項目:國家自然科學(xué)基金項目(71173218);國家徽省從河南省調入動(dòng)力煤用于發(fā)電，由于在理論上軟科學(xué)研究中國煤化工中國博士后基金本省生產(chǎn)的煤炭?jì)?yōu)先供應本省，這時(shí)運輸成本就成(2011M500976YHCNM HG為次要的目標了。下一步的研究方向是綜合考慮進(jìn)責任編輯:金穎RT&E 19第34鑒第2期