第1章绪论
1.1研究背景及意义
1.1.1研究背景
近来，中国能源结构出现了明显的转变，由直接消耗煤炭转向消耗电力。电力行业煤炭消费量占国内总耗煤量的绝大部分，远高于建材、冶金和化工三大耗煤行业，而且比例呈现不断上涨趋势。纵观未来全国煤炭运输量的增长情况，主要是为了满足沿海发达地区的发电用煤的需求⑴。电力煤炭沿海运输系统是煤炭铁海联运的重要组成部分，包括煤炭在北方秦皇岛、天津、黄骅等装煤港堆存，转船，海上运输，卸船至华东华南沿海电厂码头等环节。海上运输能充分发挥海上运输航道批量大、规模效益明显等优势。避免过度依赖陆路运输，减小夏季暴雨、滑坡、泥石流等自然、地质灾害的影响，提高煤炭运输的可靠性和稳定性。但目前我国电煤沿海运输市场呈现散、杂、乱的现象，各个买方通常会根据自己的需求情况在即期租船市场选择一两万吨船舶进行运输。小船舶如果遭遇台风、冰冻等自然灾害，势必无法及时送达电力煤炭。亦无法充分发挥海上运输的规模效应，难以达到降低单位运输成本的目的。同时，大量使用小型船舶，会增加装煤港的船舶到港密度，导致船舶到达装货港时间无法协调、控制，特别是用煤高峰期，船舶压港现象时有发生，严重阻碍船舶的周转，增加承运人海运成本，提高煤炭运输的时间成木。针对电力煤炭波动性需求，在装煤港煤炭供应充足的基础上，可以通过在运输环节和沿海电厂堆场储存两个方面进行改善，提高沿海电力煤炭运输系统的可靠性和稳定性。在存储环节上的优化措施主要是增加电厂堆场的煤炭储存量，在煤炭产量供应不足或者运输拥挤的情况下仍能保证电厂一段时间内的正常运营。电厂通常持有10-15天的煤炭使用量。即便如此，若遇上台风，3-5天内船舶停止运营，煤炭存储量迅速降到警戒线以下，根本无法保证电厂能够正常运转。而且随着电厂规模的不断扩张，需要不断增加堆场面积，电厂土地资源有限，在短期之内扩大堆场面积并不现实。此外，因为各个沿海电厂各自为营，独立管理库存，不便于发挥整体规模效应。建设煤炭中转分拨基地已经成为改造现今电力煤炭沿海运输系统的有效途径，改变单一地依靠点到点直达运作模式，为电厂安排煤炭运输提供更多选择，也有利于统筹安排各个电厂船舶配置，降低海运成木和库存成本。因此，在煤电一体化的背景下，对电力煤炭沿海运输系统的改造包含以下几个方面：如何充分利用中转分拨运作模式，如何确定船舶配置组合，如何设定合理的发班密度，以充分发挥煤炭海上运输的低成本优势，同时提高电力煤炭海上运输安全性、可靠性和稳定性，降低不确定性风险的影响，保证沿海电厂日常生产用煤需求，成为我国沿海电力煤炭运输系统亟待解决的问题之一。
1.1.2研究意义
优化我国电力煤炭沿海运输系统有着重要理论意义和现实意义，既是充分发挥系统的整体效应，也是我国电煤运输生产实践中亟待解决的问题
(1)理论意义
从系统工程的角度看，我国电力煤炭沿海运输系统是一个复^^的系统，包括煤炭堆存环节，港口装卸环节，海上运输等环节，各个环节之间的衔接方式设计，作业流程安排、运作模式优化等内容都要符合系统运营的特点，同时考虑系统的适用性和可操作性、以及系统间的关联性和协作性，使得系统整体最优。优化系统中船型配置的组合、船舶发班密度属于对系统要素的优化，选择合理的运作模式是对系统各环节间衔接方式的优化。而充分考虑托运人的存储成木和承运人的海运成本则是在均衡系统各参与方的利益，以达到整体效益最优。
第2章我国电力煤炭沿海运输系统概述
2.1电力煤炭运输市场现状
2.1.1电煤经济属性和社会属性
电煤作为最主要的煤炭消耗行业，其供需状况对国民经济生产和居民生活造成直接影响。电煤有着重要的经济属性和社会属性，二者相辅相成。主要由于产业链中各个环节相互依存相互制约，表现在电力煤炭供给价格对发电企业的经济效益产生重要影响，进而影响到电价，电价影响到社会用电量等等，这些都是关系到国计民生问题。
1、电煤的经济属性
电力行业煤价敏感性较高。我国煤炭储备粮丰富，与石油、天然气相比，储量占有明显优势，这是我国能源生产消费结构以煤炭为主的根本原因。此外，电煤的开发利用成本相对较低。而电力行业的敏感性比钢铁、建材和化工行业高。如果煤炭价格上涨，火力发电行业成木势必节节升高，但居民用电受宏观调控保持着相对稳定的趋势，电力行业难以向下游行业转移成本，导致电力行业利润率降低。可见，电力行业对煤炭需求的依赖性大，对煤炭价格的敏感性较高。这也正是煤电一体化背后的驱动因素。电力行业关联上下游产业的发展。我国电力行业是重要的工业产业，在煤炭产业链中占有重要地位，既属于煤炭的下游产业链，又是钢铁、石油化工、建材的上游行业。电力行业影响着上下游产业，直接表现为电力资源紧张时，钢铁、建材和石油化工将成为重点限电对象。电力资源需求缓慢的时候，会造成上游产业产能过剩。从而影响整个煤炭产业链的平稳发展，直接影响全社会的工业生产水平。
第3章电力煤炭海上运输系统优化........18
3.1电力煤炭海上运输系统成本划分.........18
3.1.1船舶海运成木分析.........18
3.1.2煤炭存储成本分析.........20
3.2系统优化问题描述.........22
3.2.1系统主要运作模式.........22
3.2.2船型方案分析.........23
3.2.3船舶发班密度.........24
3.3决策变量分析.........24
第4章模型构建.........26
4.1帕累托改进理论介绍.........26
4.2模型假设条件及变量定义.........28
4.3船型选择模型.........29
4.4运输模式选择模型.........33
第5章算例分析.........37
5.1算例数据.........37
5.2算例结果.........38
5.3敏感性分析.........40
结论
如今，物流成本控制成为企业利润的源泉，电力煤炭需求企业越来越重视煤炭的运输成木和时间价值成本。为此，需从承运人海运成本和电厂煤炭存储成本的角度考虑电力煤炭沿海运输系统中的生产运作问题，方能有效提高我国电力煤炭海上运输系统的可靠性、经济性和快捷性。由于电煤特殊的社会属性和经济属性，电力煤炭海上运输组织问题日益引起人们关注。木文针对系统中较为关键的直达模式和中转模式选择问题、船型配置方案问题、船舶发班密度问题作了深入研究，基于帕累托改进思想分别设立优化模型。通过分析系统结构和特点，模型的构建，并结合算例分析得出以下结论：
(1)电力煤炭沿海运输需要有较高的可靠性、经济性和快捷性，三个目标都是系统各要素协调运作的重要指标，不可偏颇。唯有运用科学合理的优化方法，方能发挥系统整体运作的统一协调。
(2)电力煤炭沿海运输系统内各个要素和环节相互影响，相互制约，系统内各个参与方之间合作与博弈共存，因此，应用帕累托改进思想，均衡双方利益，同时优化模式选择、船型配置和船舶发班密度问题是必要的，也是合理可行的。
(3)直达运作模式与中转分拨模式构成要素不同，运行特点不同，经营效果也各有千秋。在货运需求、运距和码头条件不同的情况下，直达运作模式和中转分拨模式各有优势。因此，增加中转分拨模式，改造我国电力煤炭海上运输系统，根据不同的货运需求，合理确定最优运输模式、最优船型和最优发班密度，能有效降低社会总成木。
(4)通过船舶发班密度来连接承租人海运成木和电厂码头煤炭堆存成木，能将两种成木关系直观地表示出来，为模型构建奠定了基础。
(5)探讨电厂装机容量的快速增长和电力煤炭季节性波动需求对系统运作模式、船型配置方案和发班密度的影响，为适应市场变化，满足电力煤炭的需求提供合理性措施。
参考文献
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