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本文作者：張華呂濤李愛彬作者單位：中國礦業大學管理學院

1概述

我國“富煤貧油少氣”的資源賦存狀況決定了煤炭在我國能源生產和消費中的主體地位。煤炭生產與消費在空間上的錯位性分布，致使煤炭資源流動成為一種廣域性、大規模并且具有廣泛經濟社會效應的空間現象[1]，從而形成了“北煤南運，西煤東送”的運輸格局，并且，這種格局將長期存在。由此可見，煤炭運輸是煤炭供需平衡的關鍵環節。而鐵路以其運輸能力強、運量大、受自然條件影響小、成本和單位能耗低等優勢[2]，一直是煤炭的主要運輸方式，使得鐵路成為影響煤炭有效供給的最主要因素。近年來，我國煤炭生產重心西移，以及部分地區出現不同程度的“電荒”和“煤荒”，更加凸顯鐵路運輸瓶頸。雖然國家“十二五”規劃綱要中強調加強能源輸送通道建設，但短期內鐵路運輸瓶頸仍將存在。在這樣的背景下，加上發展低碳經濟、節約社會成本的要求，研究鐵路省際煤炭調運優化具有重要的現實意義。

縱觀國內已有的研究成果，有關煤炭運輸格局和煤炭的資源流動方面的研究成果較多，而煤炭調運優化方面的研究比較鮮見。李智[3]運用蟻群算法研究了一種帶容量限制和考慮損耗的煤炭運輸優化問題。王滿銀等[4]構建了我國不完全產地和銷地的產銷平衡煤炭運輸模型，并進行了優化分析。于麗穎等[5]構建了煤炭調運時煤種間不能相互代用和可以相互代用的數學模型，并驗證了其可行性。張炎治[6]運用產銷平衡模型，以全國煤炭鐵路運輸成本最小為目標，以省際煤炭調運量為決策變量，優化了鐵路調運格局。在此，研究以2010年全國鐵路地區間煤炭交流為數據，構造了鐵路省際煤炭調運的優化模型，把凈調出和凈調入量大于1000萬t的省份，以及黑龍江省作為供給地和需求地，并對此進行了計算分析。

2鐵路省際煤炭調運格局

2.1我國鐵路煤炭運輸基本情況

煤炭是我國鐵路貨運量比重最大的品類。從表1可以看出，煤炭在鐵路貨運量中基本上占到40%以上，并呈穩步增長的趨勢，2010年達到了55.1%。2001—2010年，我國煤炭產量經歷了一個快速增長的過程，年產量從11.6億t增加到32.4億t，增長了20.8億t，平均年增長率為17.9%。相應地，鐵路煤炭運輸量也從7.7億t增加到20.0億t，增長了12.3億t，平均年增長率為16.2%。可以看出，鐵路煤炭運輸量的增長率還落后于煤炭產量增長率。2001—2010年，鐵路煤炭產運系數在58%～66%之間波動，近幾年呈降低的趨勢。說明國家還需加大鐵路建設，解決鐵路運輸瓶頸問題。另外，鐵路煤炭運輸平均運距由2001年的595km增加到2010年的642km，從而增加了煤炭調運的難度，在目前鐵路煤炭運力還未釋放的情況下，使煤炭市場一分為二的現象更加突出。

2.2鐵路省際煤炭調運格局

煤炭的供應格局決定了調運格局。當前，我國煤炭的供應格局為：東部煤炭調入區帶供應能力快速下降，逐漸退出生產領域，包括華東、京津冀、中南、東北規劃區；中部煤炭調出區帶能源基地不可動搖，內蒙古自治區地位穩中有升，特指晉陜蒙寧規劃區；西部煤炭自給區帶煤炭資源蘊藏豐富，新疆維吾爾自治區后備能源基地浮現，包括西南和新甘青規劃區。研究以鐵路省際煤炭調運的流向、流量和鐵路在省際煤炭調運中的作用等方面，對我國東中西部地區逐一進行分析。

2.2.1東部煤炭調入區

（1）華東地區。華東地區包括上海、江蘇、浙江、安徽、福建、江西和山東七省市，該地區資源貧乏，除安徽省外均需要大規模的煤炭調入。上海、江蘇、浙江和福建四省市大量煤炭消費主要來源于“三西”地區，距離因素導致這些省份的煤炭調運方式主要依靠鐵水聯運，2009年鐵路煤炭調入量占省際煤炭調入量的比重分別為0.01%、7.7%、5.6%和13.9%，可見鐵路對這些省市的能源供應保障的直接貢獻較小。安徽、山東、江西三省的煤炭調出調入主要依靠鐵路，其中安徽省的煤炭主要流向江蘇、浙江和江西三省。

（2）京津冀地區。京津冀地區經濟總量大，煤炭消費量高，同時該地區分布著煤炭吐量最大的北方四港——秦皇島港、京唐港、天津港和黃驊港，成為“三西”煤運通道北通路外運出海的必經之路，因此鐵路煤炭運輸不僅承擔該地區各省區的調運任務，還肩負著大量煤炭鐵海中轉運輸，是全國煤炭調入最密集的地區。2010年，京津冀鐵路煤炭調入量分別為1560萬t、7687萬t、44530萬t，主要來源于晉陜蒙寧地區，少量從山東、河南、黑龍江三省補充。

（3）中南地區。中南地區包括河南、湖北、湖南、廣東、廣西和海南六省。河南省是我國主要產煤省，由于緊鄰山西和陜西兩大產煤省，河南省煤炭處于“大進大出”的運輸格局。2009年，河南省鐵路煤炭運輸達到7178萬t，占生產量的31.2%，遠遠不能滿足中部地區湖南和湖北省對煤炭的需求。湖北省煤炭資源稀缺，大量從山西省和河南省調入，鐵路煤炭調入量占省際煤炭調入量的77.0%。湖南省是產煤大省，煤炭從山西、河南、貴州流入，流向江西省及本省。廣東省的煤炭調入一部分依靠進口，主要是鐵水聯運的運輸方式，2009年鐵路調入量占省際調入量的13.9%。廣西壯族自治區消費的煤炭主要依靠貴州省調入，2009年以鐵路方式從貴州省調入1945萬t，占總調入量的75.8%。海南省煤炭消費有限，依靠鐵路調入的煤炭數量很少。

（4）東北地區。東北地區是我國老工業生產基地，近年來隨著遼寧省和吉林省經濟發展的需要和煤炭資源的枯竭，缺口越來越大。該地區鐵路網絡密集，在煤炭調運中發揮著重要作用。2010年黑龍江省鐵路煤炭調出6995萬t，煤炭盈余主要供應遼寧和吉林兩省，同時也從內蒙古自治區東部調入煤炭。遼寧省和吉林省的煤炭來源于內蒙古自治區、黑龍江省和山西省。

2.2.2中部煤炭輸出區

晉陜蒙寧地區是我國煤炭主產區，2009年煤炭的生產量占到全國產量的52.4%。相應的，煤炭調運規模也大，2009年鐵路煤炭調運占全國鐵路煤炭調運的57.2%。山西省境內有晉北、晉中、晉東三大煤炭生產基地，一直以來是我國煤炭的生產中心，其煤炭供應涉及全國大部分省份。晉煤外運通道建設一直是我國鐵路建設的重點，2009年山西省鐵路煤炭調出量占煤炭生產量的比重為92.7%，鐵路居于晉煤外運的主導地位。近幾年，內蒙古自治區煤炭生產增長迅猛，成為新興的煤炭生產基地，2009年生產量已超過山西省，成為我國第一大煤炭生產省份，但其服務半徑遠遠低于山西省。鐵路在內蒙古自治區煤炭外運的作用也不及山西省，2009年鐵路煤炭調運量僅占煤炭生產量的31.2%。與內蒙古自治區情形相同的還有陜西省，陜西省的煤炭產量增長較快，但受到鐵路運力的制約，2009年鐵路煤炭調運量僅占生產量的15.0%。寧夏回族自治區由于煤炭產量遠低于“三西”，其鐵路煤炭調運量占煤炭生產量的比重較高，為54.3%。從圖1可以看出，2001—2009年晉陜蒙寧地區鐵路煤炭調出量一直是增加的趨勢，雖然內蒙古自治區煤炭生產量幅度較大，但受制于鐵路運力，鐵路煤炭調出量增幅不大，調出量不及山西省的一半。2001—2009年陜西省和寧夏回族自治區鐵路煤炭調出量處在一個穩定并且略有增加的趨勢上。此外，“三西”煤炭外運通道是我國鐵路煤炭運輸的最主要通道，所承擔的我國鐵路煤炭運輸的比重歷年均在40%左右，已有大（大同）秦（秦皇島）、神（神木北）朔（神池南）黃（黃驊港）2條煤炭運輸專線，在建的第三條煤炭運輸專線將更方便于將寧東地區的煤炭外運。

2.2.3西部煤炭后備區

（1）西南地區。西南地區包括重慶、四川、云南和貴州四省市，除貴州省外，其余三省市鐵路煤炭調入調出基本平衡，50%以上的鐵路煤炭調運限于本省以內。2010年，重慶、四川、云南三省市鐵路省內調運占鐵路省際調入量的56.4%、49.9%、67.7%，占鐵路調出量的61.7%、56.3%、67.3%。貴州省煤炭資源豐富，服務于湖南、廣東、廣西、重慶、四川和云南等省市。隨著南昆復線、西康復線的建設，鐵路運輸能力可以適應西南地區的煤炭北調和南運的需要。

（2）新甘青地區。該地區煤炭基本上以區內平衡為主，鐵路承擔了絕大部分的省際調出量。甘肅省煤炭調出量較大，煤炭主要流向山東省和河南省，而調入新疆維吾爾自治區、寧夏回族自治區的煤炭。青海省調入甘肅、寧夏回族自治區的煤炭。新疆維吾爾自治區煤炭資源豐富，是未來開發的重點，由于受制于運輸距離和鐵路運力，新疆維吾爾自治區煤炭外運集中于河西走廊。2010年，新疆維吾爾自治區煤炭鐵路調運的71.5%流入甘肅省。

3鐵路省際煤炭調運優化

3.1優化假設

（1）僅將鐵路煤炭凈調出量和凈調入量大于1000萬t的省市（雖然黑龍江省鐵路煤炭凈調出量略低于1000萬t，但絕對調出量非常大，暫且將其作為供給地）分別作為供給地和需求地。

（2）2個省份之間的距離用省會城市間的鐵路最短距離近似代替。

（3）任何2個省份之間都由鐵路連通，并且運力無限制。

（4）不考慮各省份對煤種需求的差異。

3.2優化模型

煤炭調運優化模型如下：(略)。

3.3數據來源及求解

研究所需的數據來源于《2010年全國鐵路統計資料匯編》，把凈調出和凈調入量大于1000萬t的省份及黑龍江省作為供給地和需求地，2010年鐵路行政區域間煤炭交流統計數據如表2所示。根據《鐵路貨物運價規則》計算鐵路煤炭運輸的運價費用，其公式為：鐵路煤炭運輸的運價=發到基價+（運行基價+電氣化附加費+鐵路建設基金+新路新價均攤運費）×里程。由于新建鐵路所占的比例較小，因此忽略新路新價均攤運費，把鐵路煤炭運輸的運價的公式定義為：鐵路煤炭運輸的運價=發到基價+（運行基價+電氣化附加費+鐵路建設基金）×里程。2009年12月13日開始執行新的鐵路貨物運價率，整車運輸方式中，鐵路煤炭運輸的發到基價為10.50元/t，運行基價為0.0537元（/t•km），電氣化附加費為0.012元（/t•km），鐵路建設基金為0.033元（/t•km）。根據以上數據，計算得到各產地到需求地的運價，如表3所示。研究采用的優化模型屬于運籌學中典型的產銷平衡運輸問題，采用軟件LINDO6.1進行求解，得到鐵路省際煤炭調配的優化方案如表4所示。

3.4結果分析

3.4.1鐵路省際煤炭調運成本和距離的優化分析

對鐵路省際煤炭調運成本和距離進行優化，優化結果表明，2010年鐵路省際煤炭調運成本為571.4億元，比優化前的653.6億元節省了82.2億元；運輸平均距離為577.0km，比優化前的675.3km縮短了98.3km。

3.4.2鐵路省際煤炭調運格局的優化分析

（1）京津冀地區的煤炭來源。煤炭調運格局優化之前，京津冀地區的煤炭大部分來源于山西地區，不足的由內蒙古自治區和寧夏回族自治區補充；優化之后，北京和天津的煤炭調入依靠內蒙古自治區供給，而河北省的煤炭全部來自于山西省。

（2）東北地區的煤炭來源。煤炭調運格局優化之前，遼寧省和吉林省的煤炭主要來源于內蒙古自治區，其余的從黑龍江省和山西省調運；優化之后，東北地區鐵路省際煤炭調運的流向未變，流量重新分配。遼寧省從內蒙古自治區調運，吉林省從黑龍江省調運，不足部分由內蒙古自治區補充。

（3）晉陜寧貴地區的煤炭流向。山西省的煤炭流向河北、江蘇和山東三省，陜西省的煤炭服務于江西和湖北兩省，寧夏回族自治區的煤炭供應山東和湖北兩省，貴州省的煤炭集中流向廣西和湖南兩省，相比于優化之前，晉陜寧貴地區的服務省份減少，呈集中供應的趨勢。

（4）江浙地區的煤炭來源。煤炭調運格局優化之前，江浙地區的煤炭來源地較為分散；優化之后，江蘇省的煤炭來源于山西省和安徽省，浙江省的煤炭來源于安徽省。相對而言，江蘇和浙江兩省更加依靠于安徽省，鐵路煤炭調入量分別增加了1188萬t和317萬t。

4結束語

在對我國鐵路省際煤炭調運格局進行分析的基礎上，構建了鐵路省際煤炭調運的優化模型，并做了優化分析。研究結果表明：2001—2010年我國鐵路煤炭運輸量增長率低于煤炭生產增長率，鐵路運輸在各省煤炭調運中發揮著不同作用；優化后的鐵路省際煤炭調運成本比優化前節約了82.2億元，平均運輸距離縮短了98.3km，各供給地和需求地的鐵路煤炭流向和流量重新進行了分配。

需要指出的是，研究對象僅為凈調入量和凈調出量大于1000萬t的省份及黑龍江省，未考慮全國具有鐵路調運關系的31個省市，存在一定的局限性。此外，也未考慮各省份對煤種需求的差異，例如浙江省從安徽省調入焦煤用于鋼鐵產業，而安徽省從河南省調入動力煤用于發電，由于在理論上本省生產的煤炭優先供應本省，這時運輸成本就成為次要的目標了。下一步的研究方向是綜合考慮進口、煤種和鐵路直達及鐵水聯運的合理運輸半徑對全國省際煤炭調運的影響。