建議 - 考量環境限制下之物流路網設計問題

根據上述結論對政府政策規劃者及決策者提出下列建議：

1. 港口設備新舊、技術優劣有別，產生的碳排放量也因而不同。由前述知，在改善政策可達成的減排目標內，政府可補貼或投資綠色港口，並實施外部成本內部化，以達成減排目標。

2. 透過本研究所提出之改善政策能降低的碳排放量有限，若綠色運輸或環境限制為未來運輸發展的趨勢，發展綠色港口將為未來港口發展之目標。因此建議可汰換港口設備或研發新技術，以因應未來港口發展趨勢。

對物流業者之建議如下：

1. 發展經濟的同時兼顧環境永續為未來趨勢，若政府受國際公約之壓力，須降低路網碳排放量時，將可能實施外部成本內部化政策，因此建議業者將因政府補貼而受惠的金錢用於發展綠色運輸，例如汰換運具、研發替代能源等，以因應未來可能發生之情況。

對未來研究者之建議與延伸議題如下：

1. 因 SAB 法無法處理下層均衡解對上層變數之敏感度為非平滑之函數，如本研究之補貼政策，故問題中若有此特性者，建議可預先將其設定為多組方案，以其他方法（如：基因演算法）求解最適方案組合，如同求解離散型路網設計問題。

2. 本研究投資港口之成本為常數，但實際情況並非如此。投資成本有規模經濟的特性，即投資容量增加而每單位之投資成本卻呈遞減，未來可將此特性納入考量。

3. 本研究為靜態問題，供給及需求皆為固定且已知，但近年來國際貨櫃運量逐年成長，為因應需求之變動，建議可將研究轉為動態問題，加入時階考量，以因應長期貨櫃流量之變化，擬定不同的因應政策。

4. 近年來各國政府開始投入綠色港埠之投資政策，因此可將投資港口處理能力與降低汙染排放一同納入考量，例如投資改善港口可使每單位的貨櫃使用該港口之碳排放量下降，促使整體路網碳排放量降低。

5. 政府目標不應以成本最小化為主，因此建議未來可收集相關資料，以計算政策執行之效益成本比最大化為目標進行研究。

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附錄一：符號說明

文中符號整理如下表：

集合

I 國外港口 J 國內港口 K 國內縣市

M 運輸運具，m={1,2}，1 為貨車，2 為船

 上層變數集合，{ ,y z w_j _j, , j J}

 下層變數集合， {SI_ijⁿ,DIⁿ_jk,SEⁿ_ji,DE_kjⁿ, i I j, J k, K}

 可是貨櫃流量與原始情況不同之補貼政策集合 C 收斂且可行之候選改善政策集合

參數

sf_i 由國外港口 i 送出的進口貨櫃量 sdk 由國內縣市 k 送出的出口貨櫃量 dfi 由國外港口 i 接收的出口貨櫃量 ddk 由國內縣市 k 接收的進口貨櫃量

b_j 國內港口 j 之港口容量 c_ij 由節點 i 至節點 j 之運輸成本

thcj 國內港口 j 之場站處理費用 (NT$/TEU) h 每單位時間內的存貨成本

t_ij 由節點 i 至節點 j 之運送時間

p_ij 由節點 i 至節點 j 之運送成本(Transit cost) (NT$/TEU-km) ecij 由節點 i 至節點 j 之環境成本

lij 由節點 i 至節點 j 之運送距離 (km) ap 二氧化碳之避免成本

k_p 二氧化碳之排放係數 u_f 燃料 f 之消耗量

pej 使用港口 j 產生的碳排放量 n^m 運具 m 的載貨容量

vij 運輸運具 m 從 i 到 j 的運具數量

G_j(y_j) 投資港口ｊ之處理能力之投資成本 (NT$/TEU) e_ij 由節點 i 至節點 j 之碳排放量

cap 整體路網之碳排放量上限

決策變數

SIij 由國外港口 i 到國內港口 j 的進口貨櫃量 SEji 從國內港口 j 到國務港口 i 的出口貨櫃量 DIjk 由國內港口 j 到國內縣市 k 的進口貨櫃量 DEkj 從國內縣市 k 到國內港口 j 的出口貨櫃量

VI jk 運具 m 從國內港口 j 運送進口貨櫃量到國內縣市 k 的運具數量

VE kj 運具 m 從國內縣市 k 運送出口貨櫃量到國內港口 j 的運具數量 y_j 投資政策：投資港口 j 所增加之處理容量 (TEU)

z_j 補貼政策：使用港口 j 之補貼金額 (NT$/TEU) w 外部成本內部化之課稅比例

其他符號 ˆ_j

z 補貼使用港口 j，洽可使貨櫃流量產生變化之補貼金額 emissions 整體路網碳排放量

 減排目標

n SAB 法之迴圈數，

 SAB 法之收斂誤差， = 0.01 R 原始情況下未達飽和之港口數量

r 原始情況下未達飽和但目前已受補貼之港口數量 B 補貼政策數量，

R R

R r

r=0 r=0

B = P = R!

(R-r)!

 

b B 個補貼政策中，第 b 個補貼政策

b 以第 b 個補貼政策為起始解，經 SAB 法運算 n 個迴圈後之結果 LL_TC 下層之運輸成本

LL_wEC 下層實施外部成本內部化後所需收取之環境成本 LLobj 下層目標值

ULobj 上層目標值 pf_j 港口 j 之流量

附錄三：BS 法

在第 3.4 節中需以 BS 法求得會使貨櫃流量產生變化之補貼金額 ˆz ，因補貼金額對_j 港口通過量的函數為連續函數，故可以漸進法求得 ˆz ，但漸進法收斂速度較慢，故本研_j 究以二分法 (Bisection Method) 的概念來設計尋求 ˆz 之方法，稱之為 BS 法。與二分法_j 相同的是，此法也是用區間上下界的平均值來逼近目標；不同的是，此法並非以區間上下界的平均值之斜率來判斷該更新區間之上界還下界，而是以目前區間上下界的平均值來計算下層港口貨櫃通過量。若港口貨櫃通過量和以區間上界計算出來的港口貨櫃通過量相同，則更新上界；若與區間下界計算出來的港口貨櫃通過量相同，則更新下界；若皆不同，則表示該港口的補貼值有一個以上階梯狀處，此上下界的平均值為新的候選 ˆz ，_j 此候選 ˆz 將與原區間之上下界分別組成新的兩個區間。一個區間計算到符合收斂條件後，_j 需判斷受補貼之港口是否為飽和，若是，則為欲求之 ˆz ；若否，則不是。 _j

以下先說明後續會出現的符號及集合，再條列步驟，如下：

IS 可能出現 ˆz 之區間的集合 _j p j 可能出現 ˆz 之區間中較小的值 _j q j 可能出現 ˆz 之區間中較大的值 _j ubz j 補貼金額之上限

b 可能出現 ˆz 之區間的差距 _j

pf j 港口貨櫃通過量 _jⁿ ( _ijⁿ ⁿ_ji),

i I

pf SI SE j J







  

newz 新出現的候選 ˆj z _j

Step 1. 以 0 及港口 j 的補貼上限ubz 做為起始區間，並將此區間放入集合 IS 中。 _j Step 2. 計算區間之差距_b=p_j q_j，並將這組區間從集合 IS 中刪除。

Step 3. 若_b大於 1 則進入 Step 4。若_b小於等於 1，則判斷當z_j = z 時之ˆ_j pf 是否等_j 於港口容量上限b_j，若是則得到 ˆz ，停止演算法；若否，則進入 Step 7。 _j

Step 4. 計算 ˆ = 2

j j

p q

z 

，並計算當z_j = z 時之ˆ_j pf 。判斷此_j pf 是否等於當_j

j j j

z  p 時之pf ，若是，則更新p_j= z ，並計算ˆ_j _b，再回到 Step 3；若否，則繼續。

Step 5. 判斷此pf 是否等於當_j z_j q_j時之 pf_j ，若是，則更新q_j= z ，並計算ˆ_j _b，再 回到 Step 3；若否，則出現新的候選 ˆz ，令其為_j newz 。 _j

Step 6. 將newz 分別與_j p 及_j q 組成新的區間，並放入集合 IS 中。 _j Step 7. 將 IS 中的第一組區間取出後回到 Step 2。

BS 法之求解流程圖如下圖：

在文檔中考量環境限制下之物流路網設計問題 (頁 60-70)