中小无车承运人集中化运输合作

doi:10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2023.0600

摘要/Abstract

摘要：

本文运用合作博弈理论研究了独立的中小无车承运人间通过集中化运输的合作问题。综合考虑了运能限制，运力现货市场价格、能力浪费惩罚等复杂情境，构建了基于时间策略的中小无车承运人联合集结成本分摊合作博弈模型。同现有的研究不同，该模型的特征函数是基于联盟规模变化而建立的多值函数。研究显示，基于时间策略的最优决策在不同条件的触发下，将进一步分化为四种基本的集结发车策略，并形成相应的四类联盟。进一步研究了运力现货市场价格和能力浪费惩罚的变化对形成最终联盟的影响和适应范围。发现了随着联盟规模的扩大，大联盟形成的规律，并由此预测了大联盟形成的可能类型和可能路径。最后，从近视和远视的视角，分别运用核心和远视稳定集研究了比例分配方案对于形成稳定大联盟的促进激励作用。

关键词: 集中化运输, 时间策略, 合作博弈, 分配, 大联盟稳定性

Abstract:

In this paper， the problem， what are the characteristics of a blinding agreement for forming a stable grand coalition， is studied Based on a situation of small Non-Truck Operating Common Carriers cooperating by shipment consolidation， after considering the complicated scenarios such as transport capacity， freight spot market price， penalty of waste capacity， etc.， a cooperative game model is formulated under the typical time policy. Different from other research， the designed characteristic function is a piecewise function whose non-differential point changes as the difference of formed coalition. The departure strategies under the typical time-based policy will be further refined to the four consolidation strategies. The research shows that Full-loaded transportation is not always optimal， and under-loaded transportation may be optimal. The impacts of key parameters such as the freight spot market price and the penalty of waste capacity on decision-making are further explored， which shows when no other parameters are considered， then strategy I and strategy III are directly related to the penalty of waste capacity. The feasible range of the penalty of waste capacity is also discussed. With the increase of the transport spot price on decision-making. The trajectory of the final decision is changed from Strategy IV to Strategy II to Strategy III. The game is not necessarily subadditive， and the formation of the grand coalition is also more complicated. Finally， from the perspective of myopic and farsightedness， the stability of the grand coalition is studied.

Key words: shipment consolidation, time-based policy, cooperative game, allocation, stability of the grand coalition

中图分类号:

刘舰, 方希荣, 张双枣. 中小无车承运人集中化运输合作[J]. 中国管理科学, 2024, 32(11): 136-143.

Jian Liu, Xirong Fang, Shuangzao Zhang. A Cooperation Model among Small Non-Truck Operating Common Carriers under a Time Consolidation Policy[J]. Chinese Journal of Management Science, 2024, 32(11): 136-143.

图/表 1

表1

c p和 c o的变化对于联盟决策的影响 ( ↑增加, ↓减少)"

c p, c o

变化最优决策

c o ↓ c p ↑

c o ↑ c p ↑

c o ↑ c p ↓

c o ↓ c p ↓

III

I→III→II→IV或I→II→IV

II→IV

III→II→IV

I→III

II→III

III

IV→II→III

II →III→I

III→I

IV→II→III→I，或IV→II→I，或IV→III→I

II→IV

III→I

表1

参考文献 30

1	中兴交路，基于大数据的中国公路货运行业运行分析报告（2020）［EB/OL］.（2021-7-17）［2021-10-9］.
	Sinoiov. China highway freight industry operation analysis report based on big data（2020）［EB/OL］.（2021-7-17）［2021-10-9］.
2	Eurostat. Annual road freight transport vehicle movements， loaded and empty， by reporting country.［EB/OL］，（2021-6-5）［2023-3-1］.
3	Vanovermeire C， Sörensen K， Breedam A V， et al. Horizontal logistics collaboration： Decreasing costs through flexibility and an adequate cost allocation strategy［J］. International Journal of Logistics： Research and Applications， 2014， 17（4）：339-355.
4	Hezarkhani B， Slikker M， Woensel T V. Gain-sharing in urban consolidation centers［J］. European Journal of Operational Research， 2019， 279（2）：380-392.
5	Ülkü M A. Dare to care： Shipment consolidation reduces not only costs， but also environmental damage［J］. International Journal of Production Economics， 2012， 139（2）： 438-446.
6	Brennan J J. Models and analysis of temporal consolidation［D］. Berkeley： University of California， 1981.
7	Jackson G C. A survey of freight consolidation practices［J］. Journal of Business Logistics， 1985，6（1）： 13-34.
8	Hall R W. Consolidation strategy： Inventory， vehicles and terminals［J］. Journal of Business Logistics， 1987， 8（2）： 57-73.
9	Tyan J C， Wang F， Du T C. An evaluation of freight consolidation policies in global third party logistics［J］. Omega， 2003，31（1）： 55-62.
10	McKinnon A C. The economic and environmental benefits of increasing maximum truck weight： The British experience［J］. Transportation Research D： Transport and Environment， 2005， 10（1）：77-95.
11	Bookbinder J H， Higginson J K. Probabilistic modeling of freight consolidation by private carriage［J］. Transportation Research Part E： Logistics and Transportation Review， 2002， 38（5）： 305-318.
12	Çetinkaya S， Bookbinder J H. Stochastic models for the dispatch of consolidated shipments［J］. Transportation Research Part B： Methological， 2003， 37（8）： 747-768.
13	Wei B， Çetinkaya S， Cline D B H. Inbound replenishment and outbound dispatch decisions under hybrid shipment consolidation policies： An analytical model and comparison［J］. Transportation Research Part E： Logistics and Transportation Review， 2023，175： 103135.
14	Sonntaga D R， Schrotenboer A H， Kiesmüller G P. Stochastic inventory routing with time-based shipment consolidation［J］. European Journal of Operational Research， 2023， 306（3）： 1186-1201.
15	Oner N， Kuyzu G.Core stable coalition selection in collaborative truckload transportation procurement［J］. Transportation Research Part E： Logistics and Transportation Review， 2021，154： 102447.
16	Li J， Cai X Q， Zeng Y L. Cost allocation for less-than-truckload collaboration among perishable product retailers［J］. OR Spectrum， 2016， 38：81-117.
17	曾银莲，李军，冯海荣. 随机需求环境下零担货物运输合作［J］. 管理科学学报，2015，18（7）：48-58.
	Zeng Y L， Li J， Feng H R. Collaboration in less-than-truckload transportation with stochastic demand ［J］. Journal of Management Science in China， 2015，18（7）：48-58.
18	冯海荣，曾银莲，周杰. 碳交易机制下零售商合作的费用分配研究［J］.中国管理科学，2021，29（5）：108-116.
	Feng H R， Zeng Y L， Zhou J. Cost Allocation for Collaborative procurement with carbon cap and trade policy［J］. Chinese Journal of Management Science， 2021，29（5）：108-116.
19	杨洁，张欣，李登峰．考虑层级联盟的需求不确定联合采购成本分摊策略研究［J］．中国管理科学，2023，DOI：10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2022.1858 .
	Yang J， Zhang X， Li D F. Cost allocation strategy of joint procurement with level coalition structures and uncertain demand［J］. Chinese Journal of Management Science，2023， DOI：10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2022.1858 .
20	叶银芳，李登峰．模糊需求联合订货模型及均分 Shapley 值成本分摊方法［J］．系统工程理论与实践，2024，44（4）：1229-1245.
	Ye Y F， Li D F. Joint replenishment model with fuzzy demand and cost allocation approach based on egalitarian Shapley value［J］.Systems Engineering-Theory & Practice，2024，44（4）：1229-1245.
21	彭正银，孙莹，李妍，等．基于 Myerson 值优化的企业创新网络共创价值的分配研究［J］．中国管理科学，2022，DOI：10.16381/j.cnki. issn1003-207x.2022.0456 .
	Peng Z Y， Sun Y， Li Y， et al. Research on the distribution of co-creation value of enterprise innovation network based on Myerson value optimization［J］. Chinese Journal of Management Science，2022，DOI： 10.16381 /j.cnki.issn1003-207x.2022.0456 .
22	Harsanyi J C. An equilibrium point interpretation of stable sets and a proposed alternative definition［J］. Management Science， 1974， 20（11）： 1472-1495.
23	Chwe M. Farsighted coalitional stability［J］. Journal of Economic Theory，1994， 63（2）： 259-325.
24	Nagarajan M， Sošic´ G. Coalition stability in assembly models［J］. Operations Research， 2009， 57： 131-145.
25	Korpela V， Lombardi M， Vartiainen H. Implementation in largest consistent set via rights structures［J］. Games and Economic Behavior，2021， 128： 202-212.
26	Béal S， Durieu J， Solal P. Farsighted coalitional stability in TU-games［J］.Mathematical Social Sciences， 2008， 56（3）： 303-313.
27	Shinoa J， Kawasaki R. Farsighted stable sets in Hotelling’s location games［J］. Mathematical Social Sciences，2012， 63（1）： 23-30.
28	Neumann V， Morgenstern J. The theory of games and economic behavior， 3rd ed.［M］. Princeton： Princeton University Press， 1953.
29	Branzei R， Dimitrov D， Tijs S. Models in cooperative game theory［M］. （Second edition）. Berlin Heidelberg： Springer-Verlag， 2008.
30	Meca A， García-Jurado I， Borm P. Cooperation and competition in inventory games［J］. Mathematical Methods of Operations Research， 2003， 57（3）：481-493.

[1]	周林,黄鹏,代应,宋寒. 区域互救与外部救助耦合的突发性疫情初期应急物资协同调度研究[J]. 中国管理科学, 2024, 32(8): 297-307.
[2]	张瑶,张煜炜,李珍萍,吴玉文. 随机需求下多种应急医疗物资联合储备与分配问题研究[J]. 中国管理科学, 2024, 32(7): 129-137.
[3]	熊浩,鄢慧丽. B2C电子商务二级仓储网络订单履行的在线动态库存分配优化研究[J]. 中国管理科学, 2024, 32(7): 248-257.
[4]	范厚明,白雪,田攀俊,张跃光. 速度时变下多越库中心协同的库门分配及车辆路径优化[J]. 中国管理科学, 2024, 32(4): 108-119.
[5]	单而芳,史纪磊,蔡蕾. 具有联盟和概率图结构合作对策的分配规则及其应用[J]. 中国管理科学, 2024, 32(1): 137-145.
[6]	张俊光,王美华. 关键链项目组合情境下脆性风险驱动的动态缓冲监控[J]. 中国管理科学, 2024, 32(1): 200-210.
[7]	单而芳. 河流洪水风险控制的合作博弈分析[J]. 中国管理科学, 2023, 31(9): 45-51.
[8]	赵松,徐哲,刘东宁. 地域分散型多项目时间/成本权衡问题[J]. 中国管理科学, 2023, 31(9): 62-72.
[9]	王秀芹,刘旸,王兵. PPP项目再融资收益分配研究[J]. 中国管理科学, 2023, 31(8): 51-60.
[10]	倪宣明, 邱语宁, 赵慧敏. 私募基金市场融资缺口的形成机理与解决路径研究[J]. 中国管理科学, 2023, 31(7): 91-102.
[11]	耿心宇, 秦开大. 基于多物品委托拍卖的供应链协调研究[J]. 中国管理科学, 2023, 31(5): 260-268.
[12]	李建斌, 王莹莹, 李明康, 郑宇婷. 医药电商考虑信息动态更新和最小化拆单率的订单重分配优化研究[J]. 中国管理科学, 2023, 31(3): 38-47.
[13]	翟梦月, 王征, 李延通, 胡祥培. 可移动货架仓储系统中商品储位分配问题研究[J]. 中国管理科学, 2023, 31(3): 167-176.
[14]	冯青, 吴志彬, 徐玖平. 基于投入产出规模的省际碳排放配额分配研究[J]. 中国管理科学, 2023, 31(3): 268-276.
[15]	戴前智,徐晓迟,雷西洋,赵茜. 基于动态非合作博弈超效率DEA的成本补偿激励方法研究[J]. 中国管理科学, 2023, 31(12): 185-192.