伊斯坦布爾至莫斯科國際鐵路通道優(yōu)化探討

劉紅杰，呂鈁宇，郭 媛，宋寶琳

LIU Hong-jie, LYU Fang-yu, GUO Yuan, SONG Bao-lin

（北京交通大學海濱學院?經(jīng)濟管理系，河北?黃驊?061199)

(Department of Economics and Management, Beijing Jiaotong University Haibin College, Huanghua 061199,Hebei,China)

我國提出的“一帶一路”倡議加深了歐洲、亞洲大陸之間的貿(mào)易交流與人文交往。為了進一步擴大國際交流，繁榮國際市場，有效降低物流成本，從鐵路通道路線及其經(jīng)濟性出發(fā)，選取從伊斯坦布爾至莫斯科的國際鐵路通道作為典型案例樣本，以運輸成本最小為目標，求解伊斯坦布爾至莫斯科的最優(yōu)鐵路通道運輸路徑，為國際貿(mào)易客戶鐵路運輸路徑選擇提供參考。

1 概述

國際鐵路運輸作為“一帶一路”沿線國家貿(mào)易的重要物流承載方式，極大地促進了“一帶一路”沿線區(qū)域經(jīng)濟一體化，以及區(qū)域內產(chǎn)業(yè)分布式發(fā)展。從“一帶一路”國際鐵路通道的現(xiàn)實情況看，新亞歐大陸橋具有技術經(jīng)濟優(yōu)勢，極大地促進了中歐間集裝箱鐵路運輸貿(mào)易。新亞歐大陸橋通過北線、中線、南線有效地打通了中國同歐洲各國間的貿(mào)易路線[1-3]。

新亞歐大陸橋北線運輸路徑，能夠實現(xiàn)從阿拉山口到莫斯科及阿姆斯特丹之間的“點對點”運輸；其南線運輸路徑，能夠實現(xiàn)與伊斯坦布爾的對接聯(lián)通[4]。分析基于“一帶一路”鐵路運輸網(wǎng)絡可知，以伊斯坦布爾至莫斯科段為代表的鐵路通道不僅表現(xiàn)為經(jīng)濟性缺失，同時亦呈現(xiàn)出運輸網(wǎng)絡的復雜性，以及與其他運輸線路間的彼此協(xié)同性的現(xiàn)實問題。土耳其作為聯(lián)通歐亞大陸與亞非大陸的重要交通地理樞紐與運輸戰(zhàn)略樞紐，其在“一帶一路”戰(zhàn)略版圖中的地位與作用不言而喻。長期以來，囿于地緣政治格局，以及區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展間所存在的一系列矛盾與問題，聯(lián)通伊斯坦布爾與俄羅斯間的鐵路發(fā)展較為滯后，這極大地阻礙了我國與亞歐非大陸及附近海上通道的互聯(lián)互通進程。同時，從我國目前開行的中歐班列線路來看，其核心線路運營規(guī)劃大都市以伊斯坦布爾為中轉樞紐。而俄羅斯作為在歐亞地區(qū)最具經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿εc地緣政治影響力的國家，建立及完善以土耳其、俄羅斯為交通樞紐的多維度立體化運輸網(wǎng)絡，對于增強“一帶一路”物流通道能力具有十分重要的戰(zhàn)略意義。為此，以伊斯坦布爾至莫斯科鐵路通道為例，通過求解以伊斯坦布爾至莫斯科段為代表的“一帶一路”物流網(wǎng)絡所對應的最優(yōu)鐵路通道，并在此基礎上構建體現(xiàn)集約性、協(xié)同性與科學性的“一帶一路”運輸網(wǎng)絡。

2 伊斯坦布爾至莫斯科最優(yōu)國際鐵路通道分析

基于以上分析可知，當前伊斯坦布爾至俄羅斯段的陸路運輸較為復雜，且尚未形成固定的最優(yōu)運輸通道路線。目前伊斯坦布爾至莫斯科鐵路運輸以基輔作為主要的中轉樞紐，從運輸成本方面來考慮，基輔并非為最優(yōu)的運輸中轉節(jié)點。為此，基于 OSM數(shù)據(jù)庫在地理信息系統(tǒng) (GIS) 中提煉運輸路徑與交通節(jié)點的具體信息，并依據(jù)途徑城市信息，運用DJAKARTA 算法求解伊斯坦布爾至莫斯科段的最優(yōu)鐵路通道路線[5-7]。

2.1 鐵路網(wǎng)抽象模型

OSM 數(shù)據(jù)庫作為一個開源的公共服務數(shù)據(jù)庫，是當前最為精準與內容完備的矢量地圖數(shù)據(jù)集。在 OSM 數(shù)據(jù)庫中能清晰地看出不同區(qū)域間的鐵路連接現(xiàn)實狀況?；?OSM 不同區(qū)域間鐵路線路的實際信息，從 GIS 中篩選出鐵路運輸路徑與鐵路運輸節(jié)點的具體信息，并生成伊斯坦布爾至莫斯科的鐵路網(wǎng)抽象模型[8-9]。在此遴選路網(wǎng)中，將所有鐵路線間的聯(lián)通節(jié)點計 280 個視為關鍵性路網(wǎng)節(jié)點，并在模型中進行設置。伊斯坦布爾至莫斯科鐵路網(wǎng)模型節(jié)點分布圖如圖1 所示。

2.2 鐵路網(wǎng)模型數(shù)據(jù)采集

基于以上分析，如果不同節(jié)點間能夠實現(xiàn)直接連通，則直接帶入到 OSM 數(shù)據(jù)庫中，針對節(jié)點間的現(xiàn)實距離進行測度；如果節(jié)點間尚未實現(xiàn)連通，則假設其距離趨近于無窮大。以此為基礎構建各節(jié)點間距離矩陣。

2.3 鐵路網(wǎng)模型求解

為發(fā)揮大城市區(qū)域經(jīng)濟地理集聚的經(jīng)濟效應，在構建伊斯坦布爾至莫斯科鐵路網(wǎng)模型過程中充分兼顧沿途各大城市，并將布加勒斯特作為沿途必經(jīng)的城市節(jié)點。首先，假設伊斯坦布爾與布加勒斯特在 OSM 模型中的節(jié)點編號分別為節(jié)點 1 與節(jié)點 4，假設布加勒斯特與莫斯科在 OSM 模型中的節(jié)點編號分別為節(jié)點 4 與節(jié)點 275；其次，基于DJAKARTA 算法測算出 2 個節(jié)點間的最優(yōu)距離。通過 LINGO 軟件語句運算，得到以節(jié)點距離矩陣為輸入變量，最優(yōu)路徑信息為輸出變量的節(jié)點 vi至節(jié)點 vj間的距離。伊斯坦布爾至布加勒斯特最短路徑信息如表1 所示，布加勒斯特至莫斯科最短路徑信息如表2 所示。

圖1 伊斯坦布爾至莫斯科鐵路網(wǎng)模型節(jié)點分布圖Fig.1 Distribution of model modes in the Istanbul - Moscow railway network

表1 伊斯坦布爾至布加勒斯特最短路徑信息表Tab.1 Information about the shortest path from Istanbul to Bucharest

表2 布加勒斯特至莫斯科最短路徑信息表Tab.2 Information about the shortest path from Bucharest to Moscow

基于 DJAKARTA 算法，測算出伊斯坦布爾至布加勒斯特的最短路徑長度為 531.65 km，布加勒斯特至莫斯科的最短路徑長度為 783.63 km。因此，伊斯坦布爾至莫斯科的最短運輸距離為：531.65 + 783.63 = 1 315.28 km。伊斯坦布爾至莫斯科國際鐵路通道主要路徑城市為布加勒斯特、基希納烏、波多利斯克。

3 伊斯坦布爾至莫斯科國際鐵路通道經(jīng)濟性分析

為實現(xiàn)運輸成本最小化的目標，尋求鐵路通道的關鍵性節(jié)點，以下從集裝箱運費角度進行計算分析。

根據(jù)國際貿(mào)易物流會計核算準則，

集裝箱鐵路運輸費用構成主要包括貨物

發(fā)送國國內段運費、過境國運費與目標國運費 3 部分。在此，計算標的為 40 ft 集裝箱普通運輸?？紤]到數(shù)據(jù)采集的局限性，只采用國外運價率與國內運價率來衡量集裝箱的整體運價率水平。設 C鐵內為貨物發(fā)送國國內段運價率、P鐵內為貨物發(fā)送國國內段附加費用基價，C發(fā)送國為貨物發(fā)送國國內段總運費，則 C發(fā)送國= (C鐵內+ P鐵內)×國內段運輸里程；設 P鐵外為過境國運價率，C過境國為貨物在過境國段的總運費，則 C過境國= P鐵外×過境里程+過境管理費用；設 C目標國為貨物在目標國段的總運費，則 C目標國= P鐵外×目標國運輸里程；C換為換裝地點所產(chǎn)生的費用。鐵路運輸總費用計算公式為 C =C發(fā)送國+ C過境國+ C換+ C目標國。

根據(jù)上述國際鐵路通道最短路徑結果可以看出，伊斯坦布爾至莫斯科途徑的城市依次為布加勒斯特、基希納烏、波多利斯克，最終到達莫斯科。設伊斯坦布爾節(jié)點為 v1，途徑國家間的節(jié)點分別為 v4，v85，v202，v275；相鄰節(jié)點間的距離為 dij，則可以得到過境國運費統(tǒng)計如表3 所示。關鍵節(jié)點運費統(tǒng)計如表4 所示。

表3 過境國運費統(tǒng)計Tab.1 Total costs of international railway transport paid to transit countries

表4 關鍵節(jié)點運費統(tǒng)計表Tab.4 Transportation costs of key nodes∶ a statistical table

經(jīng)過計算可知，伊斯坦布爾—布加勒斯特—基希納烏—波多利斯克—莫斯科路徑所產(chǎn)生的運輸費用為 3 825.6 美元/FTU。通過選取其他路徑進行測算可知，伊斯坦布爾經(jīng)由格但斯克至莫斯科的集裝箱總運費為 3 877 美元/FTU，經(jīng)由明斯克的集裝箱總運費為 4 086 美元/FTU，均高于經(jīng)基希納烏的費用。因此，將基希納烏作為國際鐵路通道的關鍵性節(jié)點。

4 結束語

國際鐵路通道優(yōu)化對于“一帶一路”沿線國家貿(mào)易往來具有積極意義。以“一帶一路”現(xiàn)行的鐵路通道為研究基礎，對伊斯坦布爾至莫斯科國際鐵路通道進行優(yōu)化，得到以基希納烏為節(jié)點的國際鐵路通道優(yōu)化布局。出于數(shù)據(jù)的可獲得性與研究方法的可行性，研究僅選取當前伊斯坦布爾至莫斯科段作為研究對象，在后續(xù)的相關研究中，擬分別從印巴經(jīng)濟走廊與歐亞大陸橋的雙重視閾來研究“一帶一路”沿線國際鐵路通道問題，為“一帶一路”經(jīng)濟路線的規(guī)劃與選擇提供參考。

[1] 張健衛(wèi). 新亞歐大陸橋運營管理及發(fā)展的研究[J]. 鐵道運輸與經(jīng)濟，2014，36(6)：1-4，11.ZHANG Jian-wei. Study on Operation Management and Development of New Eurasian Transcontinental Railway[J].Railway Transport and Economy，2014，36(6)：1-4，11.

[2] 時銘婧.“一帶一路”倡議下我國沿海港口集疏運方式優(yōu)化建議與展望[J]. 全國流通經(jīng)濟，2017(21)：17-18.

[3] 趙光輝，朱谷生.“一帶一路”沿線國家和地區(qū)物流節(jié)點發(fā)展與對策：2017 中國—阿拉伯國家博覽會國際物流合作論壇綜述[J]. 中國流通經(jīng)濟，2017，31(12)：115-121.ZHAO Guang-hui，ZHU Gu-sheng. The Current Situation and Countermeasures of the Logistics Node in Countries and Regions along the Belt and Road[J]. China Business and Market，2017，31(12)：115-121.

[4] 王 菲. 面向“一帶一路”的國際鐵路通道布局研究[J].鐵道運輸與經(jīng)濟，2018，40(4)：13-17.WANG Fei. A Study on the General Layout of an International Railway Channel along “One Belt and One Road”[J].Railway Transport and Economy，2018，40(4)：13-17.

[5] 覃 娜，張 堅.“一帶一路”倡議下我國國際鐵路貨物聯(lián)運探析[J]. 對外經(jīng)貿(mào)，2017(9)：30-32.

[6] 李大朋. 論“一帶一路”倡議下以鐵路運輸為中心的國際貨運規(guī)則重構[J]. 武大國際法評論，2017，1(4)：46-61.LI Da-peng. The Reconstitution of Rules on International Carriage of Goods Mainly by Railway in“One Belt and One Road”[J]. Wuhan University International Law Review，2017，1(4)：46-61.

[7] 莫世健，陳 石. 論國際鐵路運輸公約對“一帶一路”的重要性[J]. 山東科技大學學報 (社會科學版)，2016，18(2)：28-37，45.MO Shi-jian，CHEN Shi. Importance of International Convention on Railway Transportation to“the Belt and Road”[J]. Journal of Shandong University of Science and Technology(Social Sciences)，2016，18(2)：28-37，45.

[8] 張絳麗，張笑非，徐 丹，等. 基于 OpenStreetMap 的智能交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)的構建[J]. 道路交通與安全，2014，14(1)：41-47.

[9] 張英輝，張水平，張鳳琴，等. 基于 OpenStreetMap 最短路徑算法的分析與實現(xiàn)[J]. 計算機技術與發(fā)展，2013，23(11)：37-41.ZHANG Ying-hui，ZHANG Shui-ping，ZHANG Feng-qin，et al. Analysis and Implementation of Shortest Path Algorithm based on Open Street Map[J]. Computer Technology and Development，2013，23(11)：37-41.