智能運輸系統(tǒng)對降低物流運輸能耗的有效性分析

1、第25卷第1期2009年3月交通科學(xué)與工程JOURNALOFTRANSPORTSCIENCEANDENGINEERINGVol.25No.1Mar.2009文章編號:1674-599X(2009)01-0082-05智能運輸系統(tǒng)對降低物流運輸能耗的有效性分析許倫輝,湯云峰(華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院,廣東廣州510640)摘要:分析了智能運輸系統(tǒng)與物流運輸能耗的關(guān)系,介紹了廣東省智能運輸系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀,以20002007年廣東省道路能源消費數(shù)據(jù)為樣本,對廣東省道路運輸能源消費效率進行了定量研究,揭示出智能運輸系統(tǒng)建設(shè)對降低物流運輸能源消耗的有效性.關(guān)鍵詞:智能運輸系統(tǒng);物流運輸能耗;有效性分析中

2、圖分類號:U294文獻標(biāo)識碼:AAnalysisoneffectivenessofITSconstructioninGuangdongProvincetoreducethelogisticsenergyconsumptionXULun2hui,TANGYun2feng(SchoolofCivilEngineeringandTransportation,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)Abstract:Therelationshipbetweentheintelligenttransportsystemsandlogi

3、sticstransporten2ergyconsumptionisanalyzed.TheconstructionstatusofITSinGuangdongProvinceisintro2duced.TheefficiencyofroadtransportenergyconsumptioninGuangdongProvinceisstudiedbasedon20002007dataforenergyconsumptionofroadtransport.TheroleofITStoreducethelogisticsenergyconsumptionisrevealed.Keywords:i

4、ntelligenttransportsystems;logisticsenergyconsumption;analysisoneffective2ness物流的主要功能要素包括諸多環(huán)節(jié),其中運輸和配送依靠大量的動力消耗來完成物的空間場所的改變是現(xiàn)代物流消除空間和時間隔離的基礎(chǔ),在物流活動中始終處于核心地位.但這種活動往往時間長,距離大,消耗也大,根據(jù)一般綜合分析計算社會物流費用,運輸費大約占60%的比例,因此實現(xiàn)運輸和配送的安全合理及快速化對降低物流能源成本和提高物流的服務(wù)水平有著十分重要的作用.智能運輸系統(tǒng)(簡稱ITS)肩負著實現(xiàn)運輸現(xiàn)代化的使命,正是這一要求使智能運輸系統(tǒng)技術(shù)ITS技術(shù)是

5、交通運輸領(lǐng)域內(nèi)為“保障安全、提高效率、改善環(huán)境、節(jié)約能源”的目的而進行研究和開發(fā)的,其產(chǎn)生的背景就是為了解決道路日益擁擠、和現(xiàn)代物流活動緊密地聯(lián)系在一起,ITS作為物流系統(tǒng)的信息平臺,對物流系統(tǒng)中最重要的部分運輸產(chǎn)生積極的影響,使物流運輸?shù)哪茉聪牡玫搅藴p少.1ITS與物流運輸系統(tǒng)能耗的關(guān)系分析收稿日期:2009-02-12基金項目:廣東省軟科學(xué)研究項目(2006B70103020)作者簡介:許倫輝(1965-),男,華南理工大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師.第1期許倫輝,等:智能運輸系統(tǒng)對降低物流運輸能耗的有效性分析83路網(wǎng)通行能力不能滿足交通量增長需要、交通事故率居高不下、能源浪費和環(huán)境污染嚴重等問題

6、.由于物流系統(tǒng)中的運輸和配送對交通狀況有較強的依賴性,這就要求將智能運輸系統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代物流活動緊密地聯(lián)系在一起.ITS技術(shù)對減少現(xiàn)代物流運輸能耗的作用主要體現(xiàn)在幾個方面:1)通過ITS中的先進交通信息服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用,物流車輛駕駛員可及時獲得實時的交通信息,避開擁擠的路段,及時調(diào)整其行駛路線以便盡快完成運輸和配送任務(wù),從而實現(xiàn)物流的暢通,減少了物流能源成本,也有助于緩解交通狀況1.2)ITS中的地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)應(yīng)用于配送和運輸管理中,大大地方便了決策者選擇配送最優(yōu)路徑及合適的運輸方式,提高了效益,減少了耗費.通常,在同樣的情況下,通過動態(tài)誘導(dǎo)的駕駛員平均比未被誘導(dǎo)的駕駛員要少用10%的

7、行駛時間.3)ITS技術(shù)可以針對不同車型和運行線路狀況,結(jié)合車輛的經(jīng)濟時速,制訂車輛運行的速度上限,通過車載設(shè)備的超速報警和超速記錄存儲功能,可規(guī)范駕駛員操作,合理控制車速,達到降低油耗的目的.車載設(shè)備的越界報警、軌跡回放等功能,使駕駛員按規(guī)定區(qū)域行駛、停放車輛,杜絕公車私用、繞路耗油等現(xiàn)象2.4)ITS子系統(tǒng)中的電子收費系統(tǒng)可以實現(xiàn)收費車道上不停車、不用票據(jù)的自動收費,減少用現(xiàn)金收費所產(chǎn)生的延誤,提高道路的通行能力和運行效率,并且有效地減少了車輛的停車次數(shù),節(jié)省運輸時間和能源消費.5)ITS技術(shù)提高了現(xiàn)代物流的效率,物流管理者對運輸車輛的實時調(diào)度能充分滿足消費者對物流需求實時變化的需要.例如

8、:當(dāng)消費者對已發(fā)貨物的需求有變動時,物流中心借助于ITS技術(shù)可對需要改變行程的車輛進行及時調(diào)度,以便在消耗最低的情況下盡可能提高物流效率;再如:物流中心根據(jù)貨物配載系統(tǒng)提供的信息為在途車輛提供貨源信息,以降低車輛的空返率.總之,ITS可以為物流運輸系統(tǒng)提供非常多的服務(wù),ITS與現(xiàn)代物流系統(tǒng)緊密相聯(lián),對優(yōu)化供應(yīng)鏈,減少物流能源消耗,具有不可小視的作用,更是物流企業(yè)提供的極為重要的增值服務(wù).2廣東省ITS建設(shè)現(xiàn)狀為了緩解日益嚴重的交通問題,廣東省在進行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時加大了ITS建設(shè)的力度,在城市交通管理系統(tǒng)、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)和安全保障系統(tǒng)等方面取得多項科研成果,并開發(fā)生產(chǎn)了車輛檢測器

9、、可變情報板、可變限速標(biāo)志、緊急電話、分車型檢測儀和監(jiān)控地圖板等多種專用設(shè)備,制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范.廣東省聯(lián)合收費系統(tǒng)從2001年啟動到2004年底開通,粵通卡的使用令廣東的路網(wǎng)和交通環(huán)境獲得極大改善,對高速公路使用者進行電子收費,實現(xiàn)不停車通關(guān),該系統(tǒng)可兼容香港的“快易通”公路收費系統(tǒng),實現(xiàn)粵港公路收費無縫連接.還實現(xiàn)了公路監(jiān)控系統(tǒng)、高等級公路電子收費系統(tǒng)和路邊信息服務(wù)系統(tǒng),如:廣佛高速公路監(jiān)控系統(tǒng)等.2005年6月,廣州市ITS應(yīng)用試點示范工程廣州市共用信息平臺課題順利通過國家驗收,經(jīng)過近3年的建設(shè)已初具規(guī)模,實現(xiàn)了羊城通系統(tǒng)、線網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)、出租車綜合管理平臺和96900呼叫中心等多個子

10、系統(tǒng)的連接,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分類、有效存儲和查詢等相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理工作,提供了初步的交通數(shù)據(jù)服務(wù)功能.2006年9月,廣州市智能交通管理指揮系統(tǒng)建成,該系統(tǒng)由兩大平臺、兩套網(wǎng)絡(luò)和十五個子系統(tǒng)構(gòu)成,集成指揮調(diào)度子系統(tǒng)是該系統(tǒng)的核心,它集交通監(jiān)控、信號控制、交通誘導(dǎo)、電子地圖、警力定位和綜合查詢等功能于一體,能實時掌握整個交通脈動,提高了道路通行能力3.2006年3月15日,深圳市現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)作為全國唯一的物流信息平臺項目,入選“十五”國家智能交通系統(tǒng)應(yīng)用十大示范工程.該平臺在深圳市交通運輸電子數(shù)據(jù)交換信息網(wǎng)絡(luò)中心的基礎(chǔ)上,利用EDI技術(shù)為核心的各種通信技術(shù),集成信息應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集分析系

11、統(tǒng),通過幾年的推廣應(yīng)用,該平臺已為95%的運輸相關(guān)企業(yè)和85%的大型加工貿(mào)易企業(yè)提供服務(wù).2006年,深圳市實現(xiàn)了ITS規(guī)劃的第一階段目標(biāo),建成了交通信息采集與共用平臺、交通誘導(dǎo)和出行系統(tǒng)、停車誘導(dǎo)和管理等若干系統(tǒng)4.2002年初,中山市“智能交通系統(tǒng)”的技術(shù)方案與總體規(guī)劃通過專家論證,此后經(jīng)過3年多的努力,“智能交通管理系統(tǒng)”技術(shù)方案與總體規(guī)劃84交通科學(xué)與工程第25卷90%以上依靠外省調(diào)入或進口,是典型的能源輸入型地區(qū).隨著市場經(jīng)濟體制的建立和對外開放的擴大,能源市場的競爭將會日趨激烈,再加上國際經(jīng)濟政治存在著大量不明朗因素,如果不采取各種可能措施,將會使之付出巨大的經(jīng)濟成本.從前幾年開始

12、在珠三角地區(qū)頻繁出現(xiàn)的“油荒”和“電荒”現(xiàn)象看來,降低各個耗能單位尤其是道路運輸業(yè)這樣的耗能大戶的能源消耗,提高能源利用效率,具有巨大的經(jīng)濟意義和社會意義.在道路運輸過程中,各類運輸車輛消耗的主要為各種油品,為了統(tǒng)一量綱及數(shù)據(jù)收集的方便,現(xiàn)將各種類型的能源的消耗折算為標(biāo)準(zhǔn)煤.鑒于數(shù)據(jù)的權(quán)威性與可獲得性,本研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來自歷年廣東省統(tǒng)計年鑒及中國能源統(tǒng)計年鑒.廣東省道路運輸業(yè)數(shù)據(jù)見表1.其中,道路貨運能耗數(shù)據(jù)不可從統(tǒng)計資料直接獲得,但是據(jù)國家發(fā)展與改革委員會網(wǎng)站相關(guān)資料顯示,20032007年道路運輸費用占交通運輸總費用的比例分別為66.3%,63.5%,63.1%,63.1%和63.2%,彼此

13、相差很少.為了方便計算,在不影響分析的基礎(chǔ)上,將各年道路貨運能耗值統(tǒng)一取為63.3%.也通過了專家論證;2005年9月,“中山市ITS應(yīng)用試點示范工程”通過國家ITS協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組驗收,該系統(tǒng)現(xiàn)已投入使用,在交通信息采集、處理、指揮和調(diào)度方面的能力有了大大提高.2004年5月,東莞制定了東莞市交通指揮系統(tǒng)總體技術(shù)方案,經(jīng)過近三年建設(shè),東莞全市智能交通管理系統(tǒng)已經(jīng)初具規(guī)模.一期工程于2005年年底完成,建成了交通電視監(jiān)控系統(tǒng)、交通流采集系統(tǒng)、違章檢測記錄系統(tǒng)、GPS車輛定位系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、交通信號控制系統(tǒng)、交通通信系統(tǒng)和交通指揮系統(tǒng)工作平臺.二期工程在2006完成,完善了集成指揮系統(tǒng)、停車誘導(dǎo)

14、系統(tǒng)、公路車輛檢測記錄系統(tǒng)、GPS車輛定位系統(tǒng)和交通誘導(dǎo)系統(tǒng)等.而其他如:珠海、惠州和汕頭等各主要城市,也都在ITS建設(shè)方面取得了初步的成果,形成了一定的規(guī)模.限于篇幅,這里不再一一細述.53廣東省ITS建設(shè)對減少物流運輸能耗的有效性分析廣東省是一個能源貧乏的省份,能源消費表1廣東省道路運輸業(yè)數(shù)據(jù)Table1DataofroadtransportationinGuangdongProvince年度20002001200220032004200520062007道路貨運總量/(×108t)7.53658.65559.27369.780610.284310.55819.746111.26

15、11道路貨運周轉(zhuǎn)量/(×1010t4.72495.22895.76356.14016.57497.81417.42679.0684km)貨車數(shù)/(×106輛)0.8437790.8939170.9739380.9379491.0107071.1884391.1887971.226835標(biāo)稱載重/(×106t)3.5174703.3357652.9586282.0953562.0365682.6210992.4114222.397214交通運輸業(yè)能耗/(×107t標(biāo)準(zhǔn)煤)0.957921.046781.141251.312971.548451.918811

16、.974962.17988道路貨運能耗/(×107t標(biāo)準(zhǔn)煤)0.603490.659470.718990.827170.975521.208851.244231.37332注:數(shù)據(jù)來自廣東省統(tǒng)計年鑒及中國能源統(tǒng)計年鑒.為了反映廣東省ITS建設(shè)對道路物流運輸能耗的影響,本研究選用4個指標(biāo)進行比較研究:是全省道路貨運量平均單耗,其計算公式為:道路貨運能耗/道路貨運總量;是全省道路貨運周轉(zhuǎn)量平均單耗,其計算公式為:道路貨運能耗/道路貨運周轉(zhuǎn)量;是全省運輸車輛平均單耗,其計算公式為:道路貨運能耗/貨車數(shù);是全省運輸車輛標(biāo)稱載重量平均單耗,其計算公式為:道路貨運能耗/標(biāo)稱載重.根據(jù)4個指標(biāo)和計

17、算公式,對表1中的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)計算處理,得到各類能源單耗指標(biāo),各個指標(biāo)的計算值見表2,并據(jù)此作出折線圖,如圖14所示.第1期許倫輝,等:智能運輸系統(tǒng)對降低物流運輸能耗的有效性分析85表2廣東省道路運輸能源單耗數(shù)據(jù)Table2DataofenergyunitwastageofGuangdongroadtransportation貨物單耗/周轉(zhuǎn)量單耗/車輛單耗/載重量單耗/年度(×10-4t標(biāo)(×10-4t標(biāo)準(zhǔn)(t標(biāo)準(zhǔn)煤(t標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)煤t-1)煤t-1km-1)輛-1)煤t-1)200080.081.2777.1521.716200176.191.2617.3771.9772

18、00277.531.2477.3822.430200384.571.3478.8193.948200494.851.4849.9524.7902005114.491.54710.1824.7122006117.661.57510.1205.0602007116.951.51410.2944.969注:此表根據(jù)廣東省道路運輸業(yè)數(shù)據(jù)計算.圖1全省道路貨運量平均單耗Fig.1Averageunitenergywastageofroadfreight圖2全省道路貨運周轉(zhuǎn)量平均單耗Fig.2Averageunitenergywastageoffreightturnover圖3全省運輸車輛平均單耗Fig.

19、3Averageunitenergywastageofvehicles從圖14可以看出,廣東省的道路貨運量單耗、周轉(zhuǎn)量單耗、車輛單耗和標(biāo)稱載重量單耗的總體趨勢,從1995年到2007年,各類單耗指標(biāo)的值是逐漸遞增的,這主要是由于全省各型車輛保有量的急劇上升使得道路變得越來越擁擠,通行能力不足,并導(dǎo)致能源單耗越來越大.但是,各圖中同樣顯示出近幾年的指標(biāo)增長幅度逐漸偏小,有趨于平緩的跡象.圖4全省運輸車輛標(biāo)稱載重量平均單耗Fig.4Averageunitenergywastageofstandardload現(xiàn)將4個指標(biāo)的每年增長率(見表3)計算,據(jù)此作出折線圖58.由于影響道路貨運能耗效率的因素比

20、較多,各指標(biāo)的年增長率波動幅度較大.盡管如此,還是可以看出,增長率數(shù)值在近幾年已經(jīng)呈現(xiàn)出越來越接近于零軸的趨勢.表3廣東省道路運輸能源單耗增長率數(shù)據(jù)Table3IncreasingratioofenergyunitwastageofGuangdongroadtransportation%年度貨物單耗周轉(zhuǎn)量單耗車輛單耗載重量單耗增長率增長率增長率增長率20000.0760.037-0.040-0.0802001-0.050-0.0100.0310.15220020.018-0.0110.0010.22920030.0910.0800.1940.62420040.1220.1020.1290.21

21、320050.2070.0420.023-0.01620060.0280.018-0.0060.0742007-0.010-0.0400.018-0.020注:此表根據(jù)廣東省道路運輸能源單耗數(shù)據(jù)計算.圖5道路貨運量單耗增長率Fig.5Increasingratioofenergyunitwastageofroadfreight以2004年為界,從1995年至2004年這10年間,貨運單耗加權(quán)平均年遞增8.86%,貨運周轉(zhuǎn)量單耗加權(quán)平均年遞增4.87%,車輛單耗加權(quán)平均年遞增9.285%,標(biāo)稱載重單耗加權(quán)平均年遞增22.70%,而20042007年這4個指標(biāo)的年均遞增86交通科學(xué)與工程第25卷值

22、分別為7.77%,0.67%,1.15%和1.25%,增速明顯趨緩.這說明了由于近幾年在廣東省范圍內(nèi)及其各個主要城市的ITS建設(shè)逐漸形成了規(guī)模,并且它對道路運輸能源消耗量的減少和能源效率的提高,已經(jīng)產(chǎn)生了效果.圖6道路貨運周轉(zhuǎn)量單耗增長率Fig.6Increasingratioofenergyunitwastageofturnover圖7運輸車輛單耗增長率Fig.7Increasingratioofenergyunitwastageofvehicle圖8運輸車輛標(biāo)稱載重單耗增長率Fig.8Increasingratioofenergyunitwastageofstandardload4結(jié)論現(xiàn)代

23、物流活動對能源的需求主要表現(xiàn)在運輸、包裝和流通3個方面,其中貨物運輸是物流活動中最主要、最基本的活動,運輸工具的能耗是物流業(yè)能源消耗的主要部分.降低道路運輸業(yè)能源消耗,提高能源利用效率的需求已經(jīng)變得越來越迫切.為了在交通運輸領(lǐng)域內(nèi)“保障安全、提高效率、改善環(huán)境、節(jié)約能源”,ITS技術(shù)應(yīng)運而生,通過ITS,人們尋求物流運輸合理化,達到效率最高、費用最省的功能.本研究以廣東省ITS建設(shè)為例,通過各種運輸能源單耗指標(biāo)及其增長率的計算和分析,證明了ITS對物流系統(tǒng)中最重要的部分運輸產(chǎn)生了積極的影響,在提高物流運輸效率、減少物流能源消耗方面,具有不可小視的作用.參考文獻(References):1張寧,

24、高更君,林慧丹.基于ITS技術(shù)的現(xiàn)代物流體系的構(gòu)建J.物流技術(shù),2004(3):33-37.(ZHANGNing,GAOGeng2jun,LINHui2dan.ConstructmodernlogisticsarchitecturebasedonITStechniqueJ.LogisticsTechnology,2004(3):33-37.(inChi2nese)2李良法,任惠民,王兵海.GPS監(jiān)控系統(tǒng)在道路運輸節(jié)能工作中的應(yīng)用J.山西交通科技,2008(8):78-80.(LILiang2fa,RENHui2min,WANGBing2hai.TheapplicationofGPSmonitoringsystemtoroadtrans2portationenergy2savingworkJ.ShanxiScience&TechnologyofCommunications,2008(8):78-80.(inChinese)3司小平.廣東省智能交通管理系統(tǒng)及其投融資模式初步研究D.廣州:廣東工業(yè)大學(xué),2007.(SIXiao2ping.PrimaryresearchonintelligenttrafficmanagementsystemandpatternofinvestmentandfinanceofGuang2do