Shapley value cost allocation model for multimodal freight transport carriers

Simple item page
dc.citation.epage63
dc.citation.issue1
dc.citation.spage53
dc.contributor.affiliationFederal University of Technology Owerri
dc.contributor.affiliationFederal College of Fisheries and Marine Technology
dc.contributor.affiliationIbrahim Badamasi Babangida University
dc.contributor.authorAmuji, Harrison Obiora
dc.contributor.authorOnwuegbuchunam, Donatus Eberechukwu
dc.contributor.authorOkeke, Kenneth Okechukwu
dc.contributor.authorOjutalayo, John Folayan
dc.contributor.authorNwachi, Christy Chidiebere
dc.contributor.authorMustapha, Abdulmalik Muhammad
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2024-06-27T09:07:54Z
dc.date.available2024-06-27T09:07:54Z
dc.date.created2024-02-28
dc.date.issued2024-02-28
dc.description.abstractРозподіл 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.
dc.description.abstractThe 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.
dc.format.extent53-63
dc.format.pages11
dc.identifier.citationShapley 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.
dc.identifier.citationenShapley 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.
dc.identifier.doidoi.org/10.23939/tt2024.01.053
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/62294
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofTransport Technologies, 1 (5), 2024
dc.relation.references1. Cruijssen, F., Cools, M., & Dullaert, W. (2007). Horizontal cooperation in logistics: opportunities and impediments. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 43(2), 129-142. doi: 10.1016/j.tre.2005.09.007 (in English). https://doi.org/10.1016/j.tre.2005.09.007
dc.relation.references2. Wang, Y. (2023). A collaborative approach based on Shapley value for carriers in the supply chain distribution. Heliyon, 9(7). e17967. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e17967 (in English). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e17967
dc.relation.references3. Agarwal, R., & Ergun, Ö. (2010). Network design and allocation mechanisms for carrier alliances in liner shipping. Operations research, 58(6), 1726-1742. doi: 10.1287/opre.1100.0848 (in English). https://doi.org/10.1287/opre.1100.0848
dc.relation.references4. Ivanov, D., Pavlov, A., & Sokolov, B. (2014). Optimal distribution (re) planning in a centralized multi-stage supply network under conditions of the ripple effect and structure dynamics. European Journal of Operational Research, 237(2), 758-770. doi: 10.1016/j.ejor.2014.02.023 (in English). https://doi.org/10.1016/j.ejor.2014.02.023
dc.relation.references5. Kayikci, Y. (2020). Analysis of Cost Allocation Methods in International Sea-Rail Multimodal Freight Transportation. Yaşar Üniversitesi E-Dergisi, 15(57), 129-142. doi: 10.19168/jyasar.568692 (in English). https://doi.org/10.19168/jyasar.568692
dc.relation.references6. Audy, J. F., D'Amours, S., & Rousseau, L. M. (2010). Erratum: Cost allocation in the establishment of a collaborative transportation agreement-an application in the furniture industry. Journal of the operational research society, 61(10), 1559-1559. doi: 10.1057/jors.2010.139 (in English). https://doi.org/10.1057/jors.2010.139
dc.relation.references7. Zaremba, L., Zaremba, C. S., & Suchenek, M. (2017). Modification of shapley value and its implementation in decision making. Foundations of Management, 9(1), 257-272. doi: 10.1515/fman-2017-0020 (in English). https://doi.org/10.1515/fman-2017-0020
dc.relation.references8. Thomas, L. (1986). Games, Theory & Applications. Chichester: Ellis Horwood (in English).
dc.relation.references9. Aziz, H., Cahan, C., Gretton, C., Kilby, P., Mattei, N., & Walsh, T. (2014). A Study of Proxies for Shapley Allocations of Transport Costs. Computer Science and Game Theory, 51, 1-35. doi: 10.48550/arXiv.1408.4901 (in English).
dc.relation.references10. Li, J., Cai, X., & Zeng, Y. (2016). Cost allocation for less-than-truckload collaboration among perishable product retailers. OR spectrum, 38(1), 81-117. doi: 10.1007/s00291-015-0424-9 (in English). https://doi.org/10.1007/s00291-015-0424-9
dc.relation.references11. Aloui, A., Hamani, N., & Delahoche, L. (2021). An integrated optimization approach using a collaborative strategy for sustainable cities freight transportation: A Case study. Sustainable Cities and Society, 75, 103331. doi: 10.1016/J.SCS.2021.103331 (in English). https://doi.org/10.1016/j.scs.2021.103331
dc.relation.references12. Pavlidis, K., Ioannis, P., & Folinas, D. (2016). Application of game theory in multimodal transport operator processes. Retrieved from: https://www.zbw.eu/econis-archiv/handle/11159/686 (in English).
dc.relation.references13. Masimli, A. (2023). Shapley Value for Shortest Path Routing in Dynamic Networks. Retrieved from: https://www.preprints.org/manuscript/202304.1115/v1 (in English). https://doi.org/10.20944/preprints202304.1115.v1
dc.relation.references14. Amuji, H. O., Ugwuanyim, G. U., & Anyiam, K. E. (2019). Application of game theory in maintaining the academic standard in the Nigerian Universities. World Scientific News, (125), 72-82. (in English).
dc.relation.references15. Young, H. P. (1985). Monotonic solutions of cooperative games. International Journal of Game Theory, 14(2), 65-72. doi: 10.1007/BF01769885 (in English). https://doi.org/10.1007/BF01769885
dc.relation.references16. Shapley, L. S. (1953). A value for n-person games. (in English). https://doi.org/10.1515/9781400881970-018
dc.relation.references17. Dai, B., & Chen, H. (2012). Profit allocation mechanisms for carrier collaboration in pickup and delivery service. Computers & Industrial Engineering, 62(2), 633-643. doi: 10.1016/j.cie.2011.11.029 (in English). https://doi.org/10.1016/j.cie.2011.11.029
dc.relation.references18. Malawski, M., Wieczorek, A., & Sosnowska, H. (2006). Konkurencja i kooperacja - teoria gier w ekonomii i naukach społecznych (Competition and Cooperation - Theory of Games in Economics and Social Science), Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
dc.relation.referencesen1. Cruijssen, F., Cools, M., & Dullaert, W. (2007). Horizontal cooperation in logistics: opportunities and impediments. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 43(2), 129-142. doi: 10.1016/j.tre.2005.09.007 (in English). https://doi.org/10.1016/j.tre.2005.09.007
dc.relation.referencesen2. Wang, Y. (2023). A collaborative approach based on Shapley value for carriers in the supply chain distribution. Heliyon, 9(7). e17967. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e17967 (in English). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e17967
dc.relation.referencesen3. Agarwal, R., & Ergun, Ö. (2010). Network design and allocation mechanisms for carrier alliances in liner shipping. Operations research, 58(6), 1726-1742. doi: 10.1287/opre.1100.0848 (in English). https://doi.org/10.1287/opre.1100.0848
dc.relation.referencesen4. Ivanov, D., Pavlov, A., & Sokolov, B. (2014). Optimal distribution (re) planning in a centralized multi-stage supply network under conditions of the ripple effect and structure dynamics. European Journal of Operational Research, 237(2), 758-770. doi: 10.1016/j.ejor.2014.02.023 (in English). https://doi.org/10.1016/j.ejor.2014.02.023
dc.relation.referencesen5. Kayikci, Y. (2020). Analysis of Cost Allocation Methods in International Sea-Rail Multimodal Freight Transportation. Yaşar Üniversitesi E-Dergisi, 15(57), 129-142. doi: 10.19168/jyasar.568692 (in English). https://doi.org/10.19168/jyasar.568692
dc.relation.referencesen6. Audy, J. F., D'Amours, S., & Rousseau, L. M. (2010). Erratum: Cost allocation in the establishment of a collaborative transportation agreement-an application in the furniture industry. Journal of the operational research society, 61(10), 1559-1559. doi: 10.1057/jors.2010.139 (in English). https://doi.org/10.1057/jors.2010.139
dc.relation.referencesen7. Zaremba, L., Zaremba, C. S., & Suchenek, M. (2017). Modification of shapley value and its implementation in decision making. Foundations of Management, 9(1), 257-272. doi: 10.1515/fman-2017-0020 (in English). https://doi.org/10.1515/fman-2017-0020
dc.relation.referencesen8. Thomas, L. (1986). Games, Theory & Applications. Chichester: Ellis Horwood (in English).
dc.relation.referencesen9. Aziz, H., Cahan, C., Gretton, C., Kilby, P., Mattei, N., & Walsh, T. (2014). A Study of Proxies for Shapley Allocations of Transport Costs. Computer Science and Game Theory, 51, 1-35. doi: 10.48550/arXiv.1408.4901 (in English).
dc.relation.referencesen10. Li, J., Cai, X., & Zeng, Y. (2016). Cost allocation for less-than-truckload collaboration among perishable product retailers. OR spectrum, 38(1), 81-117. doi: 10.1007/s00291-015-0424-9 (in English). https://doi.org/10.1007/s00291-015-0424-9
dc.relation.referencesen11. Aloui, A., Hamani, N., & Delahoche, L. (2021). An integrated optimization approach using a collaborative strategy for sustainable cities freight transportation: A Case study. Sustainable Cities and Society, 75, 103331. doi: 10.1016/J.SCS.2021.103331 (in English). https://doi.org/10.1016/j.scs.2021.103331
dc.relation.referencesen12. Pavlidis, K., Ioannis, P., & Folinas, D. (2016). Application of game theory in multimodal transport operator processes. Retrieved from: https://www.zbw.eu/econis-archiv/handle/11159/686 (in English).
dc.relation.referencesen13. Masimli, A. (2023). Shapley Value for Shortest Path Routing in Dynamic Networks. Retrieved from: https://www.preprints.org/manuscript/202304.1115/v1 (in English). https://doi.org/10.20944/preprints202304.1115.v1
dc.relation.referencesen14. Amuji, H. O., Ugwuanyim, G. U., & Anyiam, K. E. (2019). Application of game theory in maintaining the academic standard in the Nigerian Universities. World Scientific News, (125), 72-82. (in English).
dc.relation.referencesen15. Young, H. P. (1985). Monotonic solutions of cooperative games. International Journal of Game Theory, 14(2), 65-72. doi: 10.1007/BF01769885 (in English). https://doi.org/10.1007/BF01769885
dc.relation.referencesen16. Shapley, L. S. (1953). A value for n-person games. (in English). https://doi.org/10.1515/9781400881970-018
dc.relation.referencesen17. Dai, B., & Chen, H. (2012). Profit allocation mechanisms for carrier collaboration in pickup and delivery service. Computers & Industrial Engineering, 62(2), 633-643. doi: 10.1016/j.cie.2011.11.029 (in English). https://doi.org/10.1016/j.cie.2011.11.029
dc.relation.referencesen18. Malawski, M., Wieczorek, A., & Sosnowska, H. (2006). Konkurencja i kooperacja - teoria gier w ekonomii i naukach społecznych (Competition and Cooperation - Theory of Games in Economics and Social Science), Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.tre.2005.09.007
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e17967
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1287/opre.1100.0848
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.ejor.2014.02.023
dc.relation.urihttps://doi.org/10.19168/jyasar.568692
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1057/jors.2010.139
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1515/fman-2017-0020
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1007/s00291-015-0424-9
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.scs.2021.103331
dc.relation.urihttps://www.zbw.eu/econis-archiv/handle/11159/686
dc.relation.urihttps://www.preprints.org/manuscript/202304.1115/v1
dc.relation.urihttps://doi.org/10.20944/preprints202304.1115.v1
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1007/BF01769885
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1515/9781400881970-018
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.cie.2011.11.029
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2024
dc.rights.holder© H. O. Amuji, D. E. Onwuegbuchunam, K. O. Okeke, J. F. Ojutalayo, C. C. Nwachi, A. M. Mustapha, 2024
dc.subjectпоказник Шеплі
dc.subjectрозподіл витрат
dc.subjectмультимодальні вантажні перевезення
dc.subjectдистрибуція нафтопродуктів
dc.subjectспівпраця перевізників
dc.subjectтеорія ігор
dc.subjectShapely value
dc.subjectcost allocation
dc.subjectmultimodal freight transport
dc.subjectpetroleum products distribution
dc.subjectcarrier collaboration
dc.subjectGame theory
dc.titleShapley value cost allocation model for multimodal freight transport carriers
dc.title.alternativeМодель розподілу витрат Шеплі для мультимодальних вантажних перевізників
dc.typeArticle

Files

Original bundle
Now showing 1 - 2 of 2
No Thumbnail Available
Name:
2024v5n1_Amuji_H_O-Shapley_value_cost_allocation_53-63__COVER.png
Size:
1.04 MB
Format:
Portable Network Graphics
Download
No Thumbnail Available
Name:
H. O. Amuji, D. E. Onwuegbuchunam, K. O. Okeke, J. F. Ojutalayo, C. C. Nwachi, A. M. Mustapha.pdf
Size:
276.92 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.89 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Transport Technologies. – 2024. – Vol. 5, No. 1