Shapley value cost allocation model for multimodal freight transport carriers
Date
2024-02-28
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Видавництво Львівської політехніки
Lviv Politechnic Publishing House
Lviv Politechnic Publishing House
Abstract
Розподіл нафтопродуктів у секторі переробки та збуту стикається зі значними проблемами через старіння трубопровідної інфраструктури, вандалізм на трубопроводах та інші логістичні обмеження. Ці проблеми призвели до стрімкого зростання цін на пальне, дефіциту та недоступності продукту в деяких регіонах Нігерії. Зважаючи на це, використання альтернативних видів транспорту для розподілу нафтопродуктів вивчають з метою підвищення ефективності розподілу цієї продукції. Рішення поєднати внутрішній водний транспорт (замість трубопровідної мережі) та автомобільний транспорт активізує переваги, притаманні мультимодальній транспортній системі. Однак ефективність використання мультимодальних перевезень може знизитись, якщо оператори мультимодальних перевезень будуть конкурувати (замість того, щоб співпрацювати) у наданні послуг. У статті досліджено економічну ефективність кооперативної співпраці між мультимодальними перевізниками. Розглянуто співпрацю між шістьма операторами мультимодальних перевезень. Метою заохочення такої масштабної коаліції (S) є очікування, що витрати, які виникають в результаті їхньої спільної діяльності, будуть зменшені. Застосовано метод розподілу вартісних витрат Шеплі для розподілу операційних витрат і прибутку між учасниками коаліції. Результати аналізу показали, що витрати на одиницю продукції для коаліції S1 зменшилися на 17,16 (5,10 %) млн. найр. Аналогічно, спостерігається відповідне зниження питомих витрат для коаліцій S2, ..., S10. Відбулося зниження витрат на 107,84 млн найр, що становить 6,15 % зниження загальних витрат на одиницю продукції для мультимодальних перевізників. Отже, спостережувана економічна ефективність є економією завдяки ефективності ланцюга розподілу, якщо мультимодальні транспортні перевізники співпрацюють для покращення доступності продукції. Робота в коаліціїкомпенсує коливання цін на пальне, спричинене неефективністю ланцюга розподілу.
The downstream petroleum products distribution is beset with significant challenges due to ageing pipeline infrastructure, pipeline vandalism and other logistical constraints. These challenges have given rise to soaring pump prices of premium motor spirit (PMS), product shortages and unavailability across some locations in Nigeria. Thus, deploying alternative transport modes for PMS distribution is explored to improve product distribution efficiency. The decision to combine inland waterway transport (instead of pipeline network) and road transport modes would activate the intrinsic advantages inherent in the multimodal transport system. However, the efficiency outcome of using multi-modes may be eroded if the multimodal transport operators compete (instead of collaborating) in service provisions. This research investigated cost efficiency in cooperative collaboration among multimodal transport carriers. We proposed collaboration among six multimodal transport operators. The aim of encouraging such a large-scale coalition (S) is the expectation that costs emanating from their joint operation would be reduced. We applied the Shapley value cost allocation method to distribute the costs of operation and profit to the collaborators. After the analysis, we observed that the unit cost for coalition S1 was reduced by N17.16 (5.10 %) million naira. Similarly, we observed respective reductions in unit costs for coalitions S2, …, S10. We observed a reduction in cost by N107.84 million naira, which represents a 6.15 % reduction in total unit cost for the multimodal transportation carriers. Thus, the observed cost efficiency represents savings due to distribution chain efficiency if the multimodal transport carriers collaborate to improve product availability. Working as a coalition would offset PMS pump price variation attributable to distribution chain inefficiency.
The downstream petroleum products distribution is beset with significant challenges due to ageing pipeline infrastructure, pipeline vandalism and other logistical constraints. These challenges have given rise to soaring pump prices of premium motor spirit (PMS), product shortages and unavailability across some locations in Nigeria. Thus, deploying alternative transport modes for PMS distribution is explored to improve product distribution efficiency. The decision to combine inland waterway transport (instead of pipeline network) and road transport modes would activate the intrinsic advantages inherent in the multimodal transport system. However, the efficiency outcome of using multi-modes may be eroded if the multimodal transport operators compete (instead of collaborating) in service provisions. This research investigated cost efficiency in cooperative collaboration among multimodal transport carriers. We proposed collaboration among six multimodal transport operators. The aim of encouraging such a large-scale coalition (S) is the expectation that costs emanating from their joint operation would be reduced. We applied the Shapley value cost allocation method to distribute the costs of operation and profit to the collaborators. After the analysis, we observed that the unit cost for coalition S1 was reduced by N17.16 (5.10 %) million naira. Similarly, we observed respective reductions in unit costs for coalitions S2, …, S10. We observed a reduction in cost by N107.84 million naira, which represents a 6.15 % reduction in total unit cost for the multimodal transportation carriers. Thus, the observed cost efficiency represents savings due to distribution chain efficiency if the multimodal transport carriers collaborate to improve product availability. Working as a coalition would offset PMS pump price variation attributable to distribution chain inefficiency.
Description
Keywords
показник Шеплі, розподіл витрат, мультимодальні вантажні перевезення, дистрибуція нафтопродуктів, співпраця перевізників, теорія ігор, Shapely value, cost allocation, multimodal freight transport, petroleum products distribution, carrier collaboration, Game theory
Citation
Shapley value cost allocation model for multimodal freight transport carriers / Harrison Obiora Amuji, Donatus Eberechukwu Onwuegbuchunam, Kenneth Okechukwu Okeke, John Folayan Ojutalayo, Christy Chidiebere Nwachi, Abdulmalik Muhammad Mustapha // Transport Technologies. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2024. — Vol 5. — No 1. — P. 53–63.