·理论研究·
基于竞价系统的货物交易及配送优化研究
周乐欣，杨阳阳 （贵州大学 管理学院，贵州 贵阳550025）
摘 要： 物流运输过程中往往涉及中转和仓储问题，在物流运输的线路选择中把中转时所发生的仓储选择及仓储费用考虑到总的物流运输过程当中，如何选择供货商和物流线路能够使得整个物流过程的总费用最小化是一个很有价值的问题。针对这一问题建立三边多对多数学模型，并引入VCG机制设计突破供给方、运输方、需求方（采购） 三方信息不对称的限制，并在文中证明说真话是竞标者的最优策略，最后通过引入一个算例证明了文中模型的正确性和有效性。
关键词： VCG 机制；线路选择；仓储；竞标；采购
0 引 言
货物采购成本及中转仓储运输成本是决定货物终点成本的关键因素。据统计2017 年我国社会物流总费用为12.1 万亿元。究其原因，发现运输过程中的空载现象严重，买卖双方匹配度不高都是造成物流费用连年增加的主要原因。党的十九大提出建设网络强国，推动大数据、互联网同实体经济的深度融合。在此基础上贵州省成功实现了 “大数据+冷链物流” 助推 “黔货出山”。所以本文准备依托大数据平台的巨大优势，结合物流运输中的实际问题建立模型以期能够达到降低空载率，提升买卖双方交易效率的目的。本文所进行的具体研究是同质物品涉及多产地、多销地间进行一次或多次转运的综合供货策略以及物流线路的优化问题。
国内外学者对物流运输方面的相关研究主要分为选址和线路优化两个方面。熊桂武[1] （2017） 研究了国内整车物流联合运输中资源共享模式下地域合作的优化问题。姜彦宁[2] （2017） 以物流运输总成本最小化为目标研究了共享仓储中心模式下的整车物流运输路径优化问题。陈丹丹、洪卫[3]运用Dijkstra 算法求解了以费用最小化为目标的有时间窗约束的动态路径运输优化问题。Hans-Joachim Schramm[4] （2017） 对德国多式联运运输路径问题进行了研究。胡志华[5] （2015） 采用混合整数规划模型解决了运输中枢纽点的重新配置优化。从以上对物流问题的研究中发现，大多数学者在物流问题的研究中对于运输转运中的仓储问题并没有进行考虑，而在实际转运过程中是可能发生的，因此本文在研究中引入了转运点的仓储问题。在机制设计方面，赖明辉、薛巍丽[6] （2019） 研究了我国公路运输空驶现象严重的问题，设计了一种不完全信息条件下的运输人运输协作中的迭代拍卖机制，并通过算例实验证明了机制的强有效性；以上学者都对问题进行了深入的研究，根据问题本身的特点设计了更具创新意义的研究模型，并证明了模型很好的适应性。
在物流采购方面，胡新学、周根贵[7] （2019） 研究了单源头采购和双源头采购模型，并在零售商的角度求得最优采购策略；周乐欣、宋山梅[8] （2018） 研究了在物流市场的第四方作为物流市场的组织者依托大数据平台的优势建立一个物流供需方平台化竞价交易系统的可行性；所以本文从机制设计的角度入手，对物流转运问题和转运过程中的仓储问题进行建模分析，从商品需求者的角度整体考虑供应商的选择、运输路线的选择和运输过程中的货运仓储问题，使总的到货过程费用最小化，社会福利最大化的目的，同时本文所引用的机制设计满足激励相容约束和参与理性约束，并给出模型的分配规则及支付规则，最后通过算例分析验证了模型的正确性和合理性。本文的创新点有以下三个： （1） 本文在物流线路选择过程中的中转点加入了仓储的价格、仓库容量等限制更具现实意义。 （2） 本文综合考虑转运中融入仓储选择后的整个物流系统的线路优化，并通过机制设计进一步提升了物流运输效率。 （3） 研究了买卖方、物流承运方，多方竞价情况下的模型优化及线路选择。
1 问题介绍及模型的建立
1.1 问题介绍
本文所要研究的问题分为三部分：一是货物的物流运输（产地到仓库之间、仓库与仓库之间、仓库到需求地之间）；二是转运过程中的仓储；三是处理过程中如何综合处理货物供给方、物流承运方、仓储方和货物需求方这四个对象的报价信息已进行合理的路线选择及货物分配。
本文处理的这三个问题兼顾了先前学者对仓储这一因素的忽视，通过VCG 机制设计可以促使多方竞价过程中竞标人选择真实报价，同时通过求解目标函数最小化使机制设计与线路优化得到了很好的结合。对于上述问题，通过图1 对这一问题进行更直观的介绍。
图1 模型运作图
1.2 模型建立
本文的模型主要有五部分： （1） 产地集合。 （2） 首次仓储点集合。 （3） 二次仓储点集合。 （4） 需求地集合。 （5） 前四部分之间的联通关系。物流网络运输图如图2 所示，本文的研究问题中所涉及的一些变量做以下描述：商品产地集合X 
商品需求地集合
仓库集合
代表二0 级仓库（即从一个仓库转运到另一个仓库）；各仓库的容量V ∈R +；各仓库的报价r ∈R +；各路段承运人集合Q ，运输人各路段的运力上限
运输人各路段的单位运价
运输人各路段的实际承运量
将整个模型看作是一个非连通的网络图G= （V ,E ），其中V 表示该运输系统中的起始点终止点及仓储中转点，E 表示任意两点间的有效连接。将各条边上的运量及报价信息可以进行如下解释：
（1） 令Ex 表示货物供给方的报价向量：
（2） 令Gy 表示货物需求方的报价向量：
（4） 令
）表示任一货物承运人n 的报价向量：
目标函数为运输过程中所发生的总费用（运输费用+仓储费用） 最小化；约束1 表示货物的实际供给量与实际需求量相等；约束2 表示各仓库运往需求点的货物量要等于需求点的需求量；约束3 表示二级仓储中心的到货量要等于货物运出量；约束4表示一级仓储中心的流入流出货物量要相等；约束5 和约束6 表示仓库的到货量不能超过仓库现有容量；约束7 表示承运人实际货运量不能超过自身的运量限制。
（3） 令Hk 表示仓储中心的报价向量：
由于信息和相关视频在网络传播存在“时间差”，此事在中国网友间所引发的强烈反应经历了戏剧性的“反转”，许多“围观者”最初普遍同情三名同胞的遭遇，并对瑞典方面的“疑似种族歧视行为”表示强烈不满，但随着各方提供的细节和视频大量涌现，不少人发现3名“受害人”早先散布的消息经过剪裁取舍，许多信息并不一定属实，而他们的某些做法和形象也令人难以认同和接受，开始纷纷表达对酒店、警方的理解和对3人的不满，有些人甚至迁怒于介入进行领事援助的中国使领馆，认为“不该是非不分给这种人帮忙”。
强化重点工程和生产建设项目监督管理。完成了流域内8个省（自治区）102个县215个项目区重点工程前期现场审核。组织监督检查部批大型生产建设项目241项，督促流域省区监督检查各类生产建设项目5 000多项，查处违法违规案件约400余件。完成陕、甘、宁三省（自治区）39个县农业综合开发水土保持项目的竣工验收。督促生产建设单位投入水土流失治理资金约70亿元，恢复治理人为水土流失面积6万多hm2。
3版美国创新战略的框架体系和发展形式基本相同。由于美国的创新国情基本保持不变，即具有完备的金融体系、充足的创新资金、健全的创新人才培养制度以及完善的法律法规体系，因此3版美国创新战略的部署具有相同的框架体系。从发展形式上看，美国政府在3版创新战略中均在扩大创新投资、促进产业发展、激发市场创新活力等方面进行重点部署，并且通过国家制度、产业发展以及企业管理等多个层面来提升国家创新实力。
（6） 令
表示任一承运人n 在每条边上的单位运价
1.3 分配规则
规则1：根据常见的物流线路优化问题，建立该物流运输网络的运营费用（物流费用+仓储费用） 最小化数学模型，最小运输成本为：
2. 申请延期审理也是一个纯粹的程序性问题，只要当事人提出的理由确实充分，法官就无权拒绝，所以这样的问题如果拖延到庭审阶段才解决的话，无疑会大大延长庭审的时间，有悖我们的审判方式向集中审理的转变。
社会合作方，优选PPP项目运营经验丰富的国企、央企和实力较强的民营企业。高度关注 PPP 项目建成风险和运营维护风险，对于属于“跨界经营”的社会合作方，应有社会资本方提供连带责任担保、抵质押担保，或提供强约束的差额补足、流动性支持等。
令
表示在物流线路运输过程中除去承运人n 的报价系统重新分配后的总体最小费用，则在这个系统中货物承运人最后所获得的VCG 支付为
此公式表示承运人最后从系统中所获得的总支付为承运人n 离开系统的总费用增加量加上承运人在模型中各路段实际运输货物量乘以承运人在各路段的报价的总和。
用多功能微生物自动测量分析仪测量各抑菌圈的直径，并照生物检定统计法进行可信限率检验与效价计算，当可信限率不大于5%时，检测结果有效，测定结果见表2。
……
此模型与规则1 的模型相比在目标函数部分把购买货物的花费计入了总费用当中，约束条件部分及约束条件所代表的意义与规则1 模型中的约束完全相同，因此在此予以省略。通过此模型求解后需要对求解结果进行检验，用以确定满足
y =1,2,…,Y 这一判定条件，才能确保模型求得的求解结果有意义。
S.T.:
2 支付规则
2.1 物流承运人获得的支付
规则2：在平台中，每个货物买方也有报价
在这里货物买方的报价为货物的到岸价格，在本文中买方的报价由商品费用、物流运输费用、仓储费用三部分构成，即
对于每个货物的需求方来说，他们能够成功交易的必要条件是购买货物和运输货物过程中所发生的费用总和不能超过费用预算，即各个买方的报价。因此对整个系统来说交易成功的条件为
若不满足此条件则交易失败。因此在考虑整个系统货物到岸的总费用（买货+运输+仓储） 最小化模型为：
2.2 供货方获得的支付
令
表示当供货方x 不参与本次供货时系统再分配后所发生的总费用，则供货方在模型中最后所获得的VCG 支付为：Ux = Wx /X- （ ）ω+dxrx ，此公式表示供应方x 从模型中所获得的总支付为剔除供应方x 模型重新分配后的总费用相较供应方x 参与货物供应时总费用的增加量加上供应方x 所供应货物的实际成本的总和。
3 机制性质分析
以第三节模型的分配规则和支付规则为基础，在此讨论对本文的模型所设计的交易机制是否满足参与理性约束和激励相容约束，对此以每条成交边的承运人和供货方的竞标人作为本文的讨论对象。
（5） 令
表示任一承运人n 在每条边上的运量上限：
3.1 参与理性（IR ）分析
从2.1 可知，成交边的承运人最后获得的实际支付为其竞标时的报价加上其参与运输时社会福利增加的部分。设承运人参与运输的单位成本为c ，承运人的单位报价为r ，承运人在这条边获得承运资格时社会福利增加的部分为U ，则该成交边的承运人在这条边最后获得的实际支付为r*q+U 。当r＞c 时，r*q+U-c*q= （r-c ） *q+U ＞0, 如果承运人报价r 时成交，则报价为c 时也一定可以成交，反之，若报价为c 时可以成交，则报价r 不能确定交易能否达成。因此报价r＞c 降低了承运人的中标可能性；当r＜c 时，r*q+U-c*q= （r-c） *q+U 的值可能为正也可能为负或者0，则当r＜c 时，承运人无法保证自己的收益非负，而参与竞标的承运人作为一个理性的竞标者不会做出比成本还要低的报价。综上，r=c 是竞标人的最优报价策略，因此文中对承运人的支付规则，即竞标者选择真实的报价满足参与理性约束。同理供货方竞标人作为一个理性的竞标人所选择的真实报价也满足参与理性约束。
门口有一辆火红色的“马6”泊在停车线内，那便是白丽筠的座驾。我见不是传说中的宝马，冒傻气地问，这不是你的车吧？白丽筠错会了我的意思，信誓旦旦地说，当然是我的。我由此知道了，世间许多口舌都是捕风捉影，不可不信，也不可全信。
3.2 激励相容（IC ）分析
根据支付规则，物流承运人和生产方的赢标者所获得的支付为其报价与实际运输量或出货量的乘积加上赢标人参与运输或者仓储使社会福利提升的部分，设竞标人（物流运输、生产方） 的单位成本为c ，参与竞标的单位报价为r ，社会福利的增加量为U 。在这里会有以下两种情况： （1） 当r＞c 时，赢标人在本次物流运输过程中的收益与报价为c 时的收益相比没有变，而竞标人在报价r 时的赢标概率比报价为c 时的赢标概率要低； （2） 当r＜c 时，竞标人在报价r 时的赢标概率比报价为c 时的赢标概率要高，但是此时无法保证r*q+U-c*q ≥0，也即无法保证赢标人的收益非负。因此r＞c 和r＜c 均不是竞标者的最佳策略，竞标者的最佳策略应为竞标者参与物流运输过程的真实成本，即r=c 。同理货物生产方的竞标的最优策略也是货物在生产过程中的真实成本。所以2.1 和2.2 中的VCG 支付满足激励相容约束。该机制表明竞标者说真话是竞标者竞标过程中的最优策略。
4 模型验证
假设有如下物流运输模型，1、2、3 为货物的三个供给方，提供除报价以外其他无差别的货物，来供给7、8、9、10 四个不同地点的货物需求方，如下图正方形点4、5、6 为货物转运过程中的三个存储中心。本文的目标是求出一个运输方案在多方竞价的背景下既要满足需求方需求又能使货物运输过程中所发生的费用最小化。该问题如图2 所示：
图2 供货—运输模型图
图3 物流运输路线图
图3 即为把图2 中带有仓储中心的物流问题转化为求最小运输费用的线路优化问题。通过计算机随机生成了以下数据信息如表1 至表3 所示：
表1 运价、运量表
表2 最优方案中承运人各赢标路段交易信息表
通过lingo 对本问题进行建模求解并进行判定，得到的结果为：0-1:182；0-2:277；1-4:182；2-5:277；4-12:182；5-13:277；12-7:103；12-6:79；13-6:16；13-10:110；6-14:246；14-8:109；14-9:137。其中在线路1-4、2-5 这两段线路中都同时有两个承运人进行运输。根据求得的最优分配方案，得到这一仿真模型的运输、仓储及货物购买的综合最优成本为39 548.5，小于需求方总报价，可达成交易。
表3 最优交易方案中商品生产方交易信息表
5 结 论
在物流运输当中往往需要进行货物的转运和仓储。本文通过模拟物流运输过程中的转运和仓储建立了生产方、仓储方、二次仓储方、需求方的三级运输模型。并给出了满足参与理性约束（IR） 和激励相容约束（IC） 的分配规则和支付规则，证明了说真话为竞标者的最优选择，通过算例进行仿真分析和通过lingo 进行求解给出了算例问题中商品产地的选择和综合最优运输路线的选择，证明了模型运行的正确性和有效性。
高职中外合作办学是近年来许多高职院校推进高职教育人才培养国际化、多元化发展的一项重要措施，但由于办学模式、人才培养定位模糊等一系列问题的存在，使得我国高职中外合作办学长期存在着“先天不足，后天畸形”的问题。为进一步促进高职院校中外合作办学的良性发展，有必要对当前高职中外合作办学的现状、问题等进行深入分析，进而采取针对性措施。
参考文献：
[1]熊桂武. 国际多式联运运输优化建模与算法研究[M]. 成都：西南交通大学出版社，2017.
[2]姜彦宁，徐奇，任晗,等. 资源共享模式下的整车物流路径优化[J]. 公路交通科技，2017,8(6):114-121.
[3]陈丹丹，洪卫，贾禹. 面向随机因素的多式联运动态路径优化[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版），2015,34(2):112-117.
[4]Hans-Joachim Schramm. Freight Forwarder's Intermediary Role in Multimodal Transport Chains: A Social Network Approach[M]. London: Physica, 2012.
[5]胡志华，洪雯婷，胡青蜜. 轴辐式物流网络扩张的枢纽重配置优化[J]. 上海海事大学学报，2015(1):19-24.
[6]赖明辉，薛巍立，田歆,等. 整车运输协作问题迭代拍卖机制设计[J]. 系统工程理论与实践，2018,38(12):184-196.
[7]胡新学，周根贵，周礼南. 模糊需求下可单向替代的有机农产品订购策略[EB/OL]. (2019-04-20)[2019-08-05]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/31.1738.T.20190420.1416.030.html.
[8]周乐欣，宋山梅，李露. 大数据条件下物流采购竞价交易模式创新研究[J]. 贵州大学学报（社会科学版），2018,36(2):63-68.
Research on Optimization of Goods Transaction and Distribution under Bidding System
ZHOU Lexin, YANG Yangyang (Management College of Guizhou University, Guiyang 550025, China)
Abstract: The logistics and transportation process often involves transit and warehousing problems. In the route selection of logistics and transportation, the storage selection and storage costs incurred during transit are taken into account in the total logistics and transportation process. How to choose suppliers and logistics lines to minimize the total cost of the entire logistics process is a valuable issue. A three-way manyto-many mathematical model is established for this problem,and the VCG mechanism is introduced to break through the limitation of information asymmetry between the supply side,the transport side and the demand side. It is proved in the text that the truth is the best strategy of the bidder. Finally,an example is given to illustrate the correctness and effectiveness of the model.
Key words: VCG mechanism； line selection； warehousing；bidding； purchase
中图分类号： F253
文献标识码： A
文章编号： 1002-3100 （2019） 11-0001-05
收稿日期： 2019-07-30
基金项目： 国家自然科学基金资助项目（71461003）
作者简介： 周乐欣（1979-），男，贵州瓮安人，贵州大学管理学院，副教授，博士，研究方向：决策与对策理论、物流；杨阳阳（1994-），男，河南漯河人，贵州大学管理学院硕士研究生，研究方向：拍卖、物流。