模式求解步驟

軸輻路網在節點指派有不規則性，使軸心港位置問題變得較複雜，由於軸輻路網模 式具有非凸性（non-concavity），屬於 NP-Hard 性質問題，以致常必須藉助電腦，處理 目標值求解。目前文獻上對有此類特性的函數，求解目標值有二途：問題線性化或啟發 式法求解，請參見前文 (2.2.2節) 所述。本文發展的軸輻路網模式，包括軸心港位置與 集貨港指派模式，是二次指派模式，存有上述函數特性，因此本文將以發展啟發式求解 法，求解目標值，此雖不保證得到函數全域最佳解，但理論上應為確切解。

本文軸心港位置模式參考O’Kelly (1987) 的HURI 1為原則，此法是事前認為不可 能為最佳解的數值先排除掉，不納入計算，才開始進行其餘數值的求解，基本上此法是 窮舉法，因此應能得到模式的確切解。做法上，本文先給定軸心港數量，由模式窮舉每 組最佳解，再選擇較佳解的組合，進入第二階段；第二階段的集貨港指派模式以”距離 最短指派”為原則，用意為求表現海運軸心港的功能，亦即負擔鄰近小港的區域轉運中 心。做法上，本文將第一階段未獲選為軸心港的港口，即集貨港，指派給距離最近的一 個軸心港，如此以形成以軸心港為中心的支線系統，其次選擇迴圈和直航航行作為支線 型態，再窮舉每組最佳支線利潤值；最後整合二階段模式，調整出一組利潤最大值的軸 心港與集貨港指派組合，作為此單一指派、非嚴格型海運軸輻路網模式之最佳解，模式 求解流程，如圖5-2。本文利用Mathmatica 4.0軟體求解二階段模式最大利潤值。

本文海運軸輻路網模式的目標值求解步驟，如下所示：

[步驟1] 對計劃航行區域內的港口，先決策出軸心港與集貨港

[步驟2] 決定軸心港之間的航行型態與母船服務頻次，完成主軸線的規劃 [步驟3] 建立指派原則並完成集貨港到軸心港指派，以建立支線系統 [步驟4] 決定集貨港到軸心港的航行型態及子船數量，完成支線的規劃 [步驟5] 調整主軸線與支線的航行可能組合，以達到利潤最大化目標 [步驟6] 完成最適海運軸輻路網式的貨櫃船航線規劃

(7 sets) (7 sets) 實例資料

軸心港位置模式

y 給定 P=2~9，求算每組之最佳軸 心港位置

y 取前最佳 5 組進第二階段

集貨港指派模式

y 計算最佳 5 組之支線指派利潤 y 單一指派、非嚴格路網

調整二階段利潤最大值

y 利潤最大軸心港位置和集貨港指派 y 母船航行次數及子船數量 y 最佳軸輻路網式航線型態

圖5-2 海運軸輻路網模式二階段求解流程圖

5.7 小結

1. 本章建構的模式，主要以Hsieh and Wong (2004) 模式為基礎，但延伸其未分析之處，

包括：(1) 引用折扣係數概念，修正軸心港航行成本公式，以反應出軸輻路網的運輸 特性，亦即貨源集中而產生的規模經濟性，(2) 修正支線的航行距離，及母船與子船 的航行次數等式，以符合支線迴圈航行之假設，(3) 增加集貨港航行路徑分析，以反 應支線接駁航線與指派型態。藉此補充，使模式分析更完整與嚴謹。本章假設條件 及分析角度，掌握到貨櫃船實際航行的特性，且符合航商港口決策及航線規劃之原 則。

2. 本章數學規劃式設計，目的以能描述定期航線的獨特性，考量運費收入與、營運成 本、燃油成本、港埠費用、服務頻次、船型，及航線型態等參數，在追求利潤最大 目標下，尋求出最佳軸輻路網式的定期航線。模式分析的另一重點，在於觀察軸心 港位置、主軸線航段、集貨港位置、集貨港指派，及支線航段等變數的改變，對軸 輻路網式設計的可能影響。

3. 本章模式在支線航線選擇的決策，其用意並非着重在探討子船航行設計，而是希望

透過集貨港彼此相連的方式，讓子船的支線接駁效率，在軸輻路網式航線能被反應 出來，同時在一個較符合海運實務之軸輻路網中，得到最佳軸心港位置與港埠連結 關係。因此，在支線航線處理與設計方面，本文乃希望在兼顧支線集貨特性的同時，

以較單純的支線型態來描述整個支線路網。

4. 文獻上對折扣係數的分析，大部份是設為定值；實際上，折扣係數會受某些變數的 影響而改變，在模式內以固定值求解問題的作法，容易導致偏差，而影響軸心港位 置的決策。最後，本章增加折扣係數模式，目的在確認折扣係數存在與範圍，並釐 清折扣係數值的差異性。