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电子商务环境下物流配送体系优化
中国石油大学(华东)硕士学位论文电子商务环境下物流配送体系优化姓名:李永进申请学位级别:硕士专业:管理科学与工程指导教师:侯风华;付峰
摘
要
电子商务时代的来临,给全球物流带来了新的发展。但是电子商务快捷购物的需求,
也对物流配送提出了更高的要求。目前同内物流业发展相对缓慢,没有一个有效的物流
配送体系支持电子商务模式的发展。
本文主要针对目前国内这一现状,对电子商务环境下的物流配送进行体系进行研
究、提出优化方案。
本文首先介绍了电子商务物流的相关理论和目前物流配送的现状,根据我同目前物
流配送体系与电子商务高效性的要求进行了分析,并总结出提升电子商务物流配送水平
的几种方式——物流标准化、物流装备设施技术现代化、物流管理方法现代化。然后从物流管理方法现代化入手,对提升管理方法的手段进行总结,提出了物流配送模式中的两大关键问题——物流配送中心选址问题和物流配送路径优化问题。本文主要对物流配送的两大关键问题进行了研究,并充分利用电子商务环境下物流企业实施数据挖掘的便捷性和易操作性,提出了物流配送中心的选址模型和在此选址模型结果基础上的路径优化模型。得出了一个从物流相关数据作为输入到物流中心选址的确定到各个
物流作业项目的配送路径选择作为输出的一个整体模型。系统的对物流配送体系进行了优化。关键词:物流配送,电子商务,物流中心选址,路径优化
关于学位论文的独创性声明
本人郑重声明:所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的
成果,论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知,除文中已经加以标注和致谢外,本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含本人或他人为获得中国石油大学(华东)或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志
对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。
若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。
学位论文作者签名:
杏永定
日期:劫叩年y月沁日
学位论文使用授权书
本人完全同意中国石油大学(华东)有权使用本学位论文(包括但不限于其印刷版和电子版),使用方式包括但不限于:保留学位论文,按规定向国家有关部门(机
构)送交学位论文,以学术交流为目的赠送和交换学位论文,允许学位论文被查阅、借阅和复印,将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,采用影印、
缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。
指导教师签名:—二锺乏j牛
学位论文作者签名:
奎丞蓬
日期:2。07年j月j口日
日期:&p’年6月1日
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中国石油大学(华东)硕士论文
第1章前言

电子商务是在开放的网络环境下,利用电子计算机及信息技术,实现消费者的网上
购物、企业之间的网上交易和服务以及在线电子支付的一种新型的交易方式。电子商务与传统商务的本质区别,就是以数字化网络为基础进行商品、货币的交易和服务,目的在于减少信息社会的商业中间环节,缩短交易周期,降低交易成本,提高经营效率,使
企业有效地参与竞争。
就最终消费者而言,电子商务的出现,使得他们不必跑到拥挤的商业街,一家又一家地挑选自己所需的商品,而只要坐在家里,在Intemet上挑选商品,就可以完成交易,这在很大程度上方便了其购物过程。但如果他们所购的商品迟迟不能到达,或者商家所送并非自己所购,那么电子商务的优势就形同虚设,消费者也就不会选择电子商务的购物模式。因此物流配送是电子商务实现“以客户为中心”的根本保证。缺少现代化的物流配送体系,电子商务给消费者带来的便捷购物就成为一纸空谈,消费者必然会转向他
们认为更为安全的传统的购物方式。
就商家而言,电子商务的出现,使得店面的运营费、货物的仓储费、人员费用等大大降低,从而降低了商品的成本。另一方面,电子商务的出现,使得购物欲望和购物行为网络化、模式化,从而使商家能很容易的得到规范化的数据,为商家充分分析这些数
据,进行客户需求的识别提供基础。从而商家可以更充分的了解客户的需求,个性化的
改进服务,提高企业的竞争力。
据(2006中国B2C电子商务研究报告》统计,2005年中国B2C购物交易额达到
56亿人民币,同比2004年增长33%。随着国内网上购物环境的进一步改善,2005--2010年复合增长率将为52%,预计2010年将达到460亿人民币。通过B2C模式购物的消费
者在2004年为1400万人,2005年1600万,增长率达到14%,随着家庭电脑的普及,
预计到2010年通过B2C模式购物的消费者将突破5000万,这是非常可观的一个数字。但是尽管B2C电子商务在消费交易额和购物人数上都有了突飞猛进的发展,但由于电子商务物流配送体系的不完善,缺乏与高效电子商务模式相协调的物流配送体系,物流
配送环节己经成为限制电子商务发展的瓶颈。在我国,由于物流业起步较晚,且大部分都是小型物流公司和由以前的运输公司整
合而来的物流公司,信息交换与共享受到明显的限制,使配送不能达到高效率低成本的
第1章前言
效果。另外,物流配送相关理论在物流业尚未普及,专业的物流管理人才相对短缺也是造成我国物流业处在经济领域的落后部分的一个重要原因。目前我国没有一个有效的社会物流配送体系对实物的转移提供低成本的、适时的、适量的转移服务,配送成本过高、速度过慢。一个先进的电子商务模式与一个落后的物流配送体系就形成了鲜明的对比。
网络经济、电子商务的迅猛发展,必然会凸显物流的瓶颈限制。
目前,电子商务物流配送的研究均处于理论研究阶段,很多模型、方法从理论上讲都比较合理,但是要么不够系统、不够完全,要么过于深奥、缺乏可操作性。这与目前
物流业缺乏相对专业的管理人员产生了严重的矛盾,因此,建立一个与电子商务相配套的简单易行的物流配送体系就成了当务之急。

,SeunginWhang在((Winning
thelastmile
ofE—Commence))一文
中指出物流配送能实现网上交易商品的末端配送,是完成整个电子商务活动的最后一个
过程【11。
我国自80年代初开始了对物流的研究。但对物流配送的重视是随着互联网的出现、
电子商务的发展才开始的。电子商务的发展使传统的流通领域发生了根本性的变化。近年来,众多学者对电子商务物流配送作了大量的研究。我国经济学家樊刚认为,今后世
界上只有3个系统,即生产系统、物流配送系统和技术系统,其他系统都是从这3个系统中分离出来的。我国经济学家魏杰指出:“同际上,物流产业被认为是同民经济发展的动脉和基础产业,其发展程度成为衡量一个国家现代化程度和综合国力的主要标志之
一,被喻为经济发展的加速器。”张铎指出,物流是电子商务的主要组成部分,网上交
易可以解决信息流、商流、资金流问题,但无法解决物流问题,除CD、MP3等信息产品外,物流仍然需要实体配送来解决,并指出物流是实现电子商务的保证【2】。程得通也在《电子商务与物流配送》一文中指出:无论商品交易的形式如何变化,除了可以通过
网络传递的信息制品外,所有的商品从卖者到买者总是还有一个物理位置的变化,还是
要通过物流配送来完成。也就是说,无论在传统的贸易方式下,还是在电子商务模式下,商务的顺利进行都需要各类物流活动的支持。王之泰认为电子商务是网络经济和物流一体化的产物,是网络经济和现代物流共同创造出来的。可以形象地用公式:电子商务=
网上信息传递十网上交易十网上结算十物流配送,也可以表示为:电子商务=鼠标+车轮,
其中鼠标指的就是网上交易,车轮指的就是物流配送。此外,我同学者丁俊发、徐寿波、
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中国石油大学(华东)硕士论文
李京文、吴润涛、吴清一、张文杰、何明坷、王宗喜等也在不同场合发表过对物流配送
的看法。
据百家之言,物流配送是电子商务的主要组成部分,是信息流和资金流的基础和载
体,缺少了现代化的物流配送过程,电子商务过程就不完整。
提到物流配送模式的优化,最关键的两个环节就是物流中心选址问题和物流配送路径优化问题。因为这不仅关系到物流的配送成本——物流企业最关注的问题,而且关系到物流配送的服务质量。因此,对物流中心选址问题和物流配送路径问题进行深入的研
究是非常有必要的。
在物流配送体系中配送中心连接着供货点和需求点,是两者之间的桥梁,在整个物流系统中具有举足轻重的作用。配送中心拥有众多建筑物及固定的机械设备,一旦建成
很难搬迁,如果选址不当,将付出长远代价。因此,配送中心选址对物流系统作用的发
挥和经济效益的提高产生着重要的影响。对选址问题的建模和求解一直以来都是学术界的热点。物流配送中心选址在整个物流配送体系的设计中是一个十分重要的决策问题,它决定了整个物流系统的模式、结构和形状。物流中心选址方法的研究已发展成为一个
受人关注的研究领域。
尼比和劳(Neebe&Rao)1983年建立了一个配送中心供应一个客户一个产品的选址模型【31。单配送中心供应多产品的选址模型在1998年被提出,多配送中心、客户对单产品有快速需求的选址模型于1997年被提出。克洛兹和德雷克尔(Klose&Drexl)于2003年发表了一部关于不同情况、不同规模下配送中心选址问题的着作141。对于模型的求解方法,李(Lee)于1993年提出了基于分支定界法的启发式算法和拉格朗口松驰方法来解决大规模配送中心选址问题【51。在他的模型中,每个配送中心对不同产品的处理能力不同,并且每个配送中心建立的费用也不同。国内有关物流配送中心选址方面的研究起步较晚,只有十余年历史,但也有许多学者对其进行了较为深入的研究,在理论和实践上都取得了较大的成果。同济大学的王战权,西南交通大学的姜大立、杜文等针对物流配送中心选址问题分别提出了各种混合整数规划模型,并采用遗传算法对模型进行分析求解【6】。西南交通大学的刘海燕等在分析
物流系统中库存管理、运输、配送中心之间联系的基础上,应用最优化方法建立了一种物流中心选址的数学模型,并给出了按BENGERS方法(一种数学求解方法)设计的求解
算法【71。然而,各种物流配送中心选址方法各有特点、优势、适应场合和实施条件,为建立可靠而高效的物流配送管理系统,简化业务流程,降低业务成本,研究如何合理进
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第1章前言
行配送中心选址是非常有意义的。
近年来主要研究方法可分为以下三类【8J:
(1)数学模型法
从选址的数量上可将选址问题分为单中心选址和多中心选址。单中心选址的常用模
型有精确重心法(ExactCenter-of-GravityApproach)、网格法(GridMethod)S1-1重心法,这
些模型可被并于静态连续地址模型,这些方法很简单,选址因素只包括运输费率和该点的货物运输量。精确重心模型很受欢迎,它还有许多推广模型,其中主要有:考虑客户服务和收入,解决多设施选址问题,引人非线性运输成本等。除重心模型外,其它的单
物流中心选址方法包括图表技术和近似法【9】。
多设施选址的常用模型有精确法(ExactMethods)、多重心法(MultipleCenter-of-Gravity)、目标规划法(ObjectiveProgramming)、树形搜索法(Tree
Search
Approach),动态规划法(Dynamicprogramming)、混合
——整数线性规划法(Mixed-Inte-
gerLinearProgramming)。其中最有前景的当属混合——整数线性规划法,它是商业选址
模型中最受欢迎的模型。混合——整数线性规划在整个网络需求分配过程中的优点是,它能够把固定成本以最优的方法考虑进去。但其代价也相当昂贵,除非利用个别问题的特殊属性,否则计算机运行的时间将很长,需要的内存空间也非常大。西南交大的刘海燕等分析物流系统中库存管理、运输、配送中心之间的联系,应用最优化方法建立了一个棍合——整数规划物流配送中心选址的数学模型【lo】。(2)模拟法模拟设施模型是指以代数和逻辑语言做出对物流系统的数学表述法,在计算机的帮助下人们可以对模型进行处理。台湾国立云林科技大学的纪惠茵根据台湾地区不同的购买力及消费性,结合数学模型和GIS的Arc/View软件,研究了竞争性连锁商店在台湾
选址问趔111。
(3)启发法
启发法意为通过对过去的经验的归纳推理以及实验分析来解决问题的方法,即借助于某种直观推断或试探的方法。简单说,是定性和定量结合方法的一种,是一个简单化了的推理过程,它融入了定性和经验原则,寻求问题的满意解,而不是最优解。它包含
’
一种规则、概念或计算程序,可以限制问题可行解的个数,缩短了问题的求解时问。在
解决物流管理中一些最为困难的决策问题时,该方法具有很好的可操作性。用它可以表
示指导问题解决的经验原则。库恩(Kuehn)平Ll汗伯格(Hamburger)建立的启发法是一种用
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中国石油大学(华东)硕士论文
于仓库选址问题的经典方法,一直沿用至今【12】。物流配送中另一个关键环节即物流配送路径优化,配送路径优化问题研究方法主要
有精确算法和智能优化方法。精确算法主要包括分枝定界法、动态规划法等。近似算法则主要包括禁忌搜索法、模拟退火算法、遗传算法等。如禁忌搜索法(TS)属于一种人工
智能型㈧)的局部搜寻方法。Willard首先将此算法用来求解VRP,Laporte用禁忌搜索
提高了求解VRP问题的精度【13】。西南交通大学的袁庆达等设计考虑时间窗口和不同车辆类型的禁忌算法【14】。模拟退火方法具有收敛速度快,全局搜索的特点。Osman提出模
拟退火方法主要适合解决组合优化问题【”】。遗传算法具有求解组合优化问题的良好特
性。Holland首先采用遗传算法(GA)编码解决VRP问题。国内姜大立等构造了车辆路径问题的染色体表达【161,并对染色体进行可行化映射,建立此问题的遗传算法。

(1)论文的主要思路框架:
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第l章前言
I
介绍课题的选题背景与薯妻意义、国内外发展现状
』土
电子商务物流配送的特点及目前存在的主要问题
』土
总结提升电子商务物流配送水平的方式
I
物流标准化
物流装备设施技术现代化
物流管理方法现代化
』上
电子商务环境下物流配送体系优化方案
物流企业数据挖掘
电子商务物流配送中心选址优化
电子商务物流配送路径优化
U
模拟分析
现行配送方案
优化后配送方案
I
优化方案效果评价
上上
l
l
本文结论
图I-I论文思路框架
Figl-IFrameworkofthisthesis
(2)论文采取的相关方法:
①文献法:通过查阅国内外有关电子商务物流管理、系统工程、数据挖掘、运筹学
等相关文献杂志,了解有关电子商务物流配送的理论,为论文的写作提供充分的理论依
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据。
②模型法:通过对电子商务环境下物流企业的数据进行统一的规划、分析、挖掘其中的有用信息,建立物流配送中心选址和物流配送路径优化模型,为物流中心选址和路
径优化提供方法。
③模拟分析法:通过相关数据对模型进行验证,得出模型的有效性。
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第2章电子商务环境下的物流配送
第2章电子商务环境下的物流配送
电子商务下的物流配送就是信息化、现代化、社会化的物流配送1171。它是指物流配送企业采用网络化的计算机技术和现代化的硬件设备、软件系统及先进的管理手段,针
对社会需求,严格的、守信用的按用户的要求,进行一系列分类、编配、整理、分工、
配货等理货工作,定时、定点、定量地交给没有范围限度的各类用户,满足其对商品的
需求【1引。
在电子工具和网络通信技术的支持下,信息流、商流、资金流通过点击鼠标瞬问即可完成。而对于物流,只有少数商品和服务可以直接通过网络传输的方式进行配送,如电子出版物、软件等,大多数商品和服务的物流过程必须通过物理活动才能完成。无论电子商务是多么便捷的贸易形式,只要交易的商品是实物,它的实现就离不开完整的物流过程,离开了物流,任何电子商务也只不过是一种信息交换的过程,是无米之炊。可
见,物流是电子商务发展成败的关键。
新型的物流配送要求能使商品流通更容易实现信息化、自动化、现代化、社会化、
智能化、合理化、简单化,使货畅其流、物尽其用,既减少生产企业库存、加速资金周
转、提高物流效率、降低物流成本,又能满足客户的个性化、快捷化需求,刺激社会需
求,有利于整个社会的调控,提高整体社会的经济效益,促进市场经济的健康发展。

随着计算机网络技术的迅速发展和国际互联网的普及应用,电子商务的发展风起云涌,各类的互联网站几乎都建立了自己的网上营业厅,电子商务已成为一种新的贸易手
段和交易方式。电子商务时代的来临,给全球物流带来了新的发展。(1)物流可以扩大网上购物市场宽度。物流为适应电子商务没有地域限制的特点,在全同各大城市,甚至全球必要的地区都要建立物流配送中心,电子商务交易做到哪里,商品就要配送到哪里,为电子商务扩大商机,赢得市场提供必要的后方支持。另外,随着物流对特殊商品运输能力的加强,电子商务的交易对象也随之扩大,一些对实效、运
输要求较高的商品也逐渐加入电子商务市场。
(2)物流是电子商务实现高效率低成本优势的力量所在。高效率低成本是物流活
动的核心内容。建立快速反映机制,能够做到按时、按地点、按商品数量、安全准确快
捷将商品送到用户手中。及时掌握购、销、调、存信息,缩短库存周期,实现“零库存"。选择合理的运输路线和运输工具,提高运力,节约运杂费用,从而实现高效率低成本的
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要求。
(3)物流是电子商务核心竞争力量,决定市场竞争的胜负。电子商务本身既有电子订购过程,又有实物流动过程,谁更能节省流通时间和流通成本,就看物流运作成本、速度和效益。物流选择最佳的服务方式和路径,节省直接和间接开支,以最快速度,最低费用将商品从供方送到需方,使其在电子商务市场竞争中处于领先地位。与传统的配送相比较,电子商务配送具有以下特点:①物流配送虚拟化虚拟化是电子商务配送的一个重要特点。它是指在信息网络构筑的虚拟空间中进行的配送活动,通过对配送活动的现实虚拟,生成各种虚拟的环境,作用于人的视觉和听觉等,使人们不仅可以看到配送活动的图像,而且可以进行配送的操作演示,产生身临其境的感觉。此外,电子商务的虚拟性的特点可使企业有效的对配送活动进行实时监控,
保证配送环节的合理衔接,提高配送效率。
②物流配送信息化
电子商务时代,物流信息化是电子商务的必然要求。物流信息化表现为物流信息的商品化、物流信息收集的数据库化和代码化、物流信息处理的电子化和计算机化、物流
信息传递的标准化和实时化、物流信息存储的数字化等。因此,条码技术(BarCode)、数据库技术(Database)、电子定货系统(EOS:Electronic
(Electronic(Effective
DataOrdering
System)、电子数据交换
Interchange,EDI)、快速反应(QuickResponse,QR)及有效的客户反映Response,ECR)、企业资源计划(Enterprise
Resource
Customer
Planning,ERP)
等技术与观念在我国的物流中将会得到普遍的应用。信息化是一切的基础,没有物流的信息化,任何先进的技术设备都不可能应用于物流领域,信息技术及计算机技术在物流
中的应用将会彻底改变世界物流的面貌。
③物流配送自动化自动化的基础是信息化,自动化的核心是机电一体化,自动化的外在表现是无人化,自动化的效果是省力化,另外还可以扩大物流作业能力、提高劳动生产率、减少物流作
业的差错等。物流自动化的设旌非常多,如条码/语音尉频自动识别系统、自动分拣系
统、自动存取系统、自动导向车、货物自动跟踪系统等。这些设施在发达国家已普遍用
于物流作业流程中,而在我国由于物流业起步晚,发展水平低,自动化技术的普及还需要相当长的时间。
④物流配送智能化
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第2章电子商务环境下的物流配送
这是物流自动化、信息化的一种高层次应用,物流作业过程大量的运筹和决策,如
库存水平的确定、运输(搬运)路径的选择、自动导向车的运行轨迹和作业控制、自动
分拣机的运行、物流配送中心经营管理的决策支持等问题都需要借助于大量的知识才能解决。在物流自动化的进程中,物流智能化是不可回避的技术难题。好在专家系统、机器人等相关技术在同际上已经有比较成熟的研究成果。为了提高物流现代化的水平,物流的智能化已成为电子商务下物流发展的一个新趋势。⑤物流配送网络化物流领域网络化的基础也是信息化,这里指的网络化有两层含义:一是物流配送系统的计算机通信网络,包括物流配送中心与供应商或制造商的联系要通过计算机网络,另外与下游顾客之间的联系也要通过计算机网络通信,比如物流配送中心向供应商提出定单这个过程,就可以使用计算机通信方式,借助于增殖网(ValueAddedNetwork,VAN)上的电子定货系统(EOS)*H电子数据交换技术(EDI)来自动实现,物流配送中心通过计算机网络收集下游客户的定货的过程也可以自动完成;二是组织的网络化,即所谓的企业内部网(Intranet)。比如,台湾的电脑业在90年代创造出了“全球运筹式产销模式”,这种模式的基本点是按照客户定单组织生产,生产采取分散形式,即将全世界的电脑资源都利用起来,采取外包的形式将一台电脑的所有零部件、元器件、芯片外包给世界各地的制造商去生产,然后通过全球的物流网络将这些零部件、元器件和芯片发往同一个物
流配送中心进行组装,由该物流配送中心将组装的电脑迅速发给订户。这一过程需要有高效的物流网络支持,当然物流网络的基础是信息、电脑网络。
⑥物流配送柔性化
柔性化本来是为实现“以顾客为中心’’理念而在生产领域提出的,但要真正做到柔
性化,即真正地能根据消费者需求的变化来灵活调节生产工艺,没有配套的柔性化的物流系统是不可能达到目的的。90年代,国际生产领域纷纷推出弹性制造系统(Flexible
ManufacturingSystem,FMS)、计算机集成制造系统(Compmer
Integrated
Manufacturing
System,CtMS)、制造资源系统(ManufacturingRequirementPlanning,MRP)、企业资源
计划(EI冲)以及供应链管理的概念和技术,这些概念和技术的实质是要将生产、流通进行集成,根据需求端的需求组织生产,安排物流活动。因此,柔性化的物流正是适应生产、流通与消费的需求而发展起来的一种新型物流模式。这就要求物流配送中心要根据消费需求“多品种、小批量、多批次、短周期”的特色,灵活组织和实施物流作业。另外,物流设施、商品包装的标准化,物流的社会化、共同化也都是电子商务下物
lO
中国石油大学(华东)硕士论文
流模式的新特点。

信息产业部统计资料显示,2001、2002、2003年的零售网站分别为2046、2277和2508家,2004年为2219家。中国B2C交易额也从2004年的42亿人民币增长到2005年的56亿人民币119】。但是随着电子商务的发展,因为物流问题导致的用户不从事网上交易的比例正在逐年递增,这严藿的限制了电子商务的发展。物流运作的核心目标是提高服务水平和降低物流成本【201。我同的物流企业数量虽具有一定的规模,但能适应现代电子商务的物流企业数量仍很少、规模也小、服务意识和服务质量不尽如人意。除少数企业外,大多数物流企业技术装备和管理手段仍比较落后,服务网络和信息系统不健全,大大影响了物流服务的准确性和及时性。大多数物流企业还只是被动地按照用户的指令和要求,从事单一功能的运输、仓储和配送,很少能提供物流策划、组织及深入到企业生产领域进行供应链全过程的管理,物流增值少。与电子商务要求提供的高效率低成本的现代物流服务还有较大的差距,信息收集、
加工、处理、运用能力、物流的专门知识、物流的统筹策划和精细化组织与管理能力都明显不足。主要表现如下:(1)发展电子商务物流的基础尚不完善,物流业相对落后物流基础设施是指在供应链的整体服务功能上和供应链的某些环节上,满足物流组
织与管理需要的、具有综合或单一功能的场所或组织的统称,主要包括公路、铁路、港口、机场以及网络通信基础等。经过多年的发展,我国在交通运输、仓储设施、信息通讯、货物包装和搬运等物流基础设施装备方面有了一定的发展,但从总体上来说,我国的物流基础设施还比较落后,特别是在条块分割、多头管理的模式下,我国各种物流基