基于快递运输组织方案的快递竞争网络均衡

基金项目： 国家自然科学基金资助项目（71171200，71101155）；浙江省科技厅软科学项目（2011C35024）；教育部人文社科基金资助项目（12YJC630142）；浙江省自然科学基金重点项目（LZ12G020001）

作者简介： 倪玲霖 （1980-），女，副教授，博士，研究方向为物流工程

通讯作者： 史峰（1956-），男，教授，博士生导师，研究方向为交通系统优化、物流系统工程等，电话：0731-2656451，E-mail：

文章编号： 0258-2724（2013）03-0525-07DOI： 10.3969/j.issn.0258-2724.2013.03.021

摘要：

为更好地分析影响快递价格的因素，在分析基于合并式快递运输组织方案的快递作业流程、快递市场竞争中消费者行为、快递企业行为、运输企业行为及其均衡条件的基础上，应用变分不等式方法，建立快递竞争网络均衡模型，并应用修正投影算法进行了求解.算例计算分析表明，快递价格与区域的快递平均质量、运输企业和快递企业的成本以及消费者与快递企业交易成本成正比，与运输市场和快递市场的竞争激烈程度成反比，且快递企业的竞争力随其与消费者交易成本的增加而减弱.

关键词：

快递；网络均衡；运输组织方案；变分不等式；修正投影算法

中图分类号： U499.3文献标志码： A

近几年我国快递行业得到了迅猛的发展，良好的市场发展前景和低进入门槛，极大地增加了快递市场的竞争性.目前，国内快递企业从需求市场收揽快递货物后，大部分委托给运输企业进行运输，因此，快递市场竞争均衡除研究快递企业之间的竞争均衡外，还应考虑运输企业、消费需求市场等不同市场主体的决策独立性和市场行为的相互影响所形成的复杂关系.

关于快递市场竞争网络均衡的研究至今较少，相关的网络均衡研究文献较多集中在供应链网络均衡[1-8]和交通网络均衡[9-11]两个方面.由于快件在运输企业、快递企业与区域市场之间的流向是双向的，并且快递运送路径具有合并性特征[12]，使得快递市场竞争网络均衡较一般供应链均衡更加复杂.本文通过分析基于运输组织方案下的快递作业流程，快递市场竞争中快递企业、运输企业和消费者需求行为及其相互关系，应用变分不等式方法，研究基于快递企业的运输组织方案的快递市场竞争网络均衡问题.

1

快递市场竞争网络均衡问题

1.1

基于运输组织方案的快递作业流程

1.2

快递市场竞争网络均衡

快递企业之间一般以非合作博弈的方式展开竞争，在给定其他快递企业策略的情况下，确定一定价格（价格由运量内生确定）下各起讫点的快递货物量，并确定向各运输企业预订各路段运能，使企业的利润最大化.但快递企业在确定各起讫点快递价格时不得不考虑各市场的需求特性和市场特性，同时，企业能预订多大的运能及相应的运输价格受到运输企业策略的影响.也就是说快递市场竞争除了研究快递企业间的非合作博弈竞争，还需考虑消费者需求市场和运输市场的竞争均衡问题.快递企业与需求市场、运输企业之间相互独立决策，但又相互影响，这种复杂关系可由图1表示.

假设运输企业之间以非合作博弈的方式展开竞争，则每个运输企业均以利润最大化为目标决定不同线路的运输能力，并确定提供给各快递企业运量，运输市场均衡表现为运输企业之间由于相互竞争而达到Nash均衡.假定消费者对快递的需求是具有弹性的，并且需求市场之间也存在竞争关系，即各起讫点的快递价格相互影响，需求市场均衡表现为消费能力约束下的供需平衡.在快递市场，每个快递企业均以利润最大化为目标决定向各运输企业预定不同路段的运输能力，并确定各起讫点快递货物的收揽量，快递市场均衡表现为快递企业收揽的不同起讫点的快递量由于相互竞争而达到Nash均衡.由于快递企业与需求市场、运输企业之间决策的独立性和相关性，快递市场竞争均衡就是在满足运输市场均衡和需求市场均衡约束下的快递企业间非合作竞争均衡.假定运输企业提供给快递企业的运输价格、快递企业制定的快递价格为内生变量，快递竞争市场均衡表现为运输市场、快递市场和需求市场同时达到均衡时的市场出清状态，此时，运输企业的运输价格和快递企业的快递价格达到市场出清价格.

2

快递市场竞争网络均衡模型

2.1

消费者行为与均衡条件

2.2

运输企业行为分析与均衡条件

2.3

快递企业行为分析与均衡条件

2.4

快递市场竞争均衡模型

快递市场竞争均衡是同时满足快递市场、运输市场和需求市场的非合作博弈下的网络均衡，也就是同时满足变分不等式模型（5）、（9）和（17）的网络均衡，将这些变分不等式整合后获得快递市场竞争网络均衡模型.

3

算例分析

3.1网络规模变化对快递市场价格的影响

3.2参数变化对均衡结果的影响

4

结论

运输市场、需求市场、快递企业之间的非合作竞争可采用网络均衡的变分不等式模型来描述，还能体现快递运送作业流程及快递运输组织方案的合并式特征.模型的均衡结果是同时满足运输市场、需求市场和快递市场的非合作博弈下的网络均衡，达到市场出清状态.

通过算例分析可知，快递价格与区域的快递平均质量、运输企业和快递企业的成本成正比，与运输市场和快递市场的竞争激烈程度成反比.因此，通过完善交通网络，增加运输市场与快递市场的竞争程度，并积极引导运输或快递企业引入先进技术降低企业运作成本，可有效降低快递价格.而快递企业为提升市场竞争力，在取、派、送环节应以方便客户为根本出发点，降低客户交易成本，内部运作则在满足服务质量要求的基础上，以成本最小化为目标，持续优化快递企业分拣中转等作业流程和运输组织方案.

参考文献：

[1]NAGURNEY A， DONG June， ZHANG Ding. A supply chain network equilibrium model[J]. Transportation Research Part E， 2002， 38（5）： 281-303.

[2]DONG June， ZHANG Ding， NAGURNEY A. A supply chain network equilibrium model with random demands[J]. European Journal of Operational Research， 2004， 156（1）： 194-212.

[3]NAGURNEY A. Supply chain network design under profit maximization and oligopolistic competition[J]. Transportation Research Part E， 2010， 46（3）： 281-294.

[4]NAGURNEY A， TOYASAKI F. Reverse supply chain management and electronic waste recycling： a multitiered network equilibrium framework for e-cycling[J]. Transportation Research Part E， 2005， 41（1）： 1-28.

[5]YANG Guangfen， WANG Zhiping， LI Xiaoqiang.The optimization of the closed-loop supply chain network[J]. Transportation Research Part E， 2009， 45（1）： 16-28.

[6]张铁柱，刘志勇，滕春贤.等. 多商品流供应链网络均衡模型的研究[J]. 系统工程理论与实践，2005，25（7）： 61-65.

ZHANG Tiezhu， LIU Zhiyong， TENG Chunxian， et al. A multi-commodity flow supply chain network equilibrium model[J]. Systems Engineering： Theory & Practice， 2005， 25（7）： 61-65.

[7]徐兵，朱道立. 多用户多准则随机选择下供应链网络均衡模型[J]. 系统工程学报，2008，23（5）： 547-553.

XU Bing， ZHU Daoli. Supply chain network equilibrium model with multiclass multicriteria stochastic choice[J]. Journal of Systems Engineering， 2008， 23（5）： 547-553.

[8]徐兵，朱道立. 产品随机选择下多商品流供应链网络均衡模型研究[J]. 系统工程理论与实践，2007，27（3）： 82-90.

XU Bing， ZHU Daoli. A multi-commodity flow supply chain network equilibrium model with stochastic choice[J]. Systems Engineering： Theory & Practice， 2007， 27（3）： 82-90.

[9]张宁. 产品随机选择与运输的跨区域市场均衡[J]. 系统工程理论与实践，1997，17（12）： 74-78.

ZHANG Ning. Stochastic spatial price equilibrium with transportation competition and congestion[J]. Systems Engineering： Theory & Practice， 1997， 17（12）： 74-78.

[10]SHEFFI Y. Urban transportation networks： equilibrium analysis with mathematical programming methods[M]. Englewood： Prentiee-Hall， INC， 1985： 324-331.

[11]周晶. 随机交通均衡配流模型及其等价的变分不等式问题[J]. 系统科学与数学，2003， 23（1）： 120-127.

ZHOU Jing. Stochastic equilibrium and its variational inequality problem[J]. Journal of Systems Science and Mathematical Sciences， 2003， 23（1）： 120-127.

[12]倪玲霖，史峰. 多分配快递轴辐网络的枢纽选址与分配优化方法[J]. 系统工程理论与实践，2013，32（2）： 441-448.

NI Linglin， SHI Feng. Hub location and allocation optimization of multiple allocation hub-and-spoke express networks[J]. Systems Engineering： Theory & Practice， 2013， 32（2）： 441-448.

[13]MENG Q， HUANG Y K， CHEU R L. A note on supply chain network equilibrium models[J]. Transportation Research Part E， 2007， 43（1）： 60-71.