中部地区物流网络构建研究

中部地区物流网络构建研究

1物流网络的提出国家和地区的经济发展有赖于它们主导产业的效应，区域物流是衡量经济发展水平的重要标志。根据中部地区的资源与区位优势,将现代物流业作为重要的支柱产业,对加速经济崛起具有重要意义。现代物流是在包括传统物流中物品的包装、运输、仓储、装卸、加工等环节基础上,综合物流信息处理技术,并朝着构建上述各个环节组成的完整的流通体系,它有助于克服空间和时间阻碍,有效、快速的提供物流服务。然而,与经济发达地区相比,中部地区仍存在物流体系不完善,综合货运枢纽效率低,物流中心、配送中心布局不合理等问题,加上不同运输方式与物流管理不能很好的协调和统一发展,从而影响物流效率的提高。因此,构建结构稳定、高效运作的物流网络将是中部地区物流业发展的总体趋势。近年来,关于如何综合运用各种物流资源、降低物流运输成本、提高物流效率、构建布局合理的物流交通网络,已成为学术界日益关注的热点。“轴—辐”物流网络在现代物流业中逐渐显示出其独特的优势。“轴—辐”物流网络是将货物的流转集中在几个大型综合枢纽上,以此实现规模效益,降低运输成本。在轴—辐系统中,根据空间影响力和辐射范围可将区域内的节点划分为若干个等级,将处于支配地位的大型综合枢纽节点作为轴心;而“辐网”是指网络中的非中心节点及与轴心的联系,整个网络由轴心、腹地、连接线路以及各等级层次的节点等要素组成。关于物流网络的研究,O’Kelly等于1987年率先提出轴—辐网络(Hub-and-SpokeNetwork)的概念,并通过网络设置,第一次基于启发式算法为单一配置枢纽区位设计了二次整数方程,提出了p-hub模型;Dupuy和Stransky对欧洲城市公路可达性及其等级体系进行了探讨;Horner和O’Kelly提出了轴—辐网络内hub数量的设置与hub-hub间的货流强度有着明显的规模效应,并可通过网络优化,实现整个区域内总成本的最低化;Matsubyashi等认为在理想状态下,4~5个hub是实现区域总物流成本最低的最为合理的数量;Upchurch等利用GIS研究了网络内各节点间的拓扑关系,通过网格处理的办法研究了网络中心对各种要素的吸引和集聚情况。在国内,金凤君在得出我国客流网络体系具有明显地域分异现象的基础上,构建了中国航空领域的“轴—辐”物流网络;张世翔和霍佳震对长三角地区城市群物流配送体系运用UncapacitatedMultiP-Hub轴辐式网络模型进行了优化设计与规划;吴威等分析了长三角公路网络空间可达性格局及其演化;吴昊构建了武汉城市圈轴—辐式物流网络体系并研究了武汉城市物流圈物流节点的内圈和外圈布局;胡娟等提出了武汉城市圈物流网络体系,并提出了相关的建议。中部地区作为全国内陆腹地,起着承东启西、连接南北、吸引四面、辐射八方的重要战略作用,是我国重要的交通干线和中转换装中心,截至2005年底,铁路营业里程占全国的23%,承担全国铁路30%货物周转量,公路总里程占全国的24.01%,具有得天独厚的交通优势。中部地区是全国重要的粮食基地和能源原材料基地,物流业、商业、信息业集散地,在全国经济社会发展中占有十分重要的地位。但是,已有研究基本上只考虑公路交通的单一因素,尚未对中部地区轴辐物流网络的构建展开研究。本文通过研究中部地区公路和铁路运输成本的轴—辐物流网络,提出适合自身区域物流发展的结构稳定、高效运作的物流网络,进而对中部地区的物流建设加以引导,以减少社会资源浪费,提高要素和整个网络效率及经济效益。2学习方法2.1节点可达性评价模型假设同等条件下相同运输工具运输成本不变,则运输成本主要取决于运输时间,因此,采用加权平均旅行时间来测度交通运输成本。加权平均旅行时间是评价某个节点到其他物流中心的时间测度,指标值越小,说明该节点可达性越高,与物流中心的联系越紧密,反之亦然。从开展的研究来看,该模型已广泛应用于交通可达性的相关研究。式中:Ai为交通网络中节点i的加权平均旅行时间;Tij为节点i与节点j之间的最短时间距离;Mj为节点j的某种社会经济要素流的流量,可以是节点j的人口或地区生产总值(GDP),本文Mj采用GDP×人口;n为除节点i以外的节点总数。2.2城市辐射范围潜力模型反映各城市在空间上受中心城市的空间“合力”。分值高低与中心城市的规模成正比,与评价节点到中心城市的距离、时间或费用成反比。本文将采用栅格范围划分方法,通过计算每个栅格到中心城市的最短时间距离,选用潜力模型来划分城市辐射范围。其基本公式为:式中:Pi表示归属于节点i的优势潜力值,其值越高,归属于节点i的潜力越大;Dij表示交通网络中节点i到节点j的时间距离;a为距离摩擦系数,一般取1;Mj取GDP×人口。2.3栅格的识别与计算选用网络分析法计算交通运输成本。地理空间数据来源于国家基础地理信息系统1:100万数据库(2002年最新),采用GCSBeijing1954坐标系,在ArcGIS软件中提取中部各省面状、交通网络、城市节点数据。将中部各省2011年最新道路交通图矢量化,并配准到以上地理空间数据中,以补充和完善中部地区的交通网络。处理过程:(1)为了满足精度要求,本文将中部地区分割为若干个10km×10km的栅格,考虑中部地区面积为102.72×104km2,因此,每个栅格内部的影响可以忽略不计。(2)区分不同的道路交通等级,并建立交通网络的拓扑关系。考虑到高速公路、铁路并不与其他道路都联通,因此,本文对高速公路和铁路作封闭化处理,只保留高速路口、铁路站点与其他道路的联系。(3)将有交通网络通过的栅格赋予相应的速度值,如果同一个栅格有多种道路通过时,该栅格值取最高等级道路速度值,没有交通网络通过的栅格赋予默认速度值。(4)设置区域内网格的通达可行性,利用ArcGIS软件提取每个栅格的几何中心点坐标。(5)进行ArcGIS平台的二次开发,利用式(1),计算每个栅格到轴心的运行时间成本,利用式(2),确定每个轴心的辐射范围,以此构建中部地区的物流网络。技术路线如图1所示。因为测度的是时间距离,首先需要设定不同等级道路的行车速度。根据《中华人民共和国公路工程技术标准(JTGB01-2003)》、《铁路车站及枢纽设计规范(GB50090-99)》规定的公路、铁路设计速度,考虑中部地区实际的车速行驶情况,本文设定各类公路、铁路的行驶速度为:有高速公路通过的栅格速度值为100km/h,有国家级和省级公路通过的栅格速度值为70km/h,有县乡级公路通过的栅格速度值为30km/h,没有等级公路通过的栅格速度值为15km/h,有铁路通过的栅格速度值为140km/h。因此,每个栅格值基本反映该栅格的通达能力。3在中心地区建设物流网络3.1区域物流生成能力区域经济发展水平越高,提供商品和服务的水平越高,综合发展状况反映区域的物流生成能力。为了综合衡量物流网络轴心的物流水平,本文通过建立中部地区物流网络指标评价体系,划分出不同的物流发展等级,以确定不同等级物流轴心城市。3.1.1中部地区物流中心城市指数评价指标体系考虑到区域综合发展水平与研究的准确性,县级单元尚不具备成为轴心的条件,本文拟选取中部6省为研究区域,88个地(州)级及以上城市为研究样本。为了准确表示出各地(州)级及以上城市的物流综合发展水平,并考虑到数据和资料的可获取性,本文选取了13项指标作为中部地区的物流中心城市指数评价指标体系(表1)。指标体系由社会综合发展状况、市场供需状况、物流基础设施建设、物流行业发展水平4个指标集构成。社会综合发展状况反映区域经济发展的总体水平,是物流发展环境分析中的决定因素,市场供需状况反映区域物流行业的发展需求,物流基础设施反映区域物流的流通能力,物流行业发展水平反映区域物流的发展环境。3.1.2数据处理及分析根据2011年《中国城市统计年鉴》、中部各省份统计年鉴,得到2010年中部地区88个地级及以上城市上述指标的原始数据,为了更准确合理的分析上述大量数据,本文选择了较为成熟的主成分分析法进行统计分析。利用SPSS18.0软件对上述数据进行主成分分析,得到3个主因子,累计方差贡献率达到85.054%,基本可以反映区域物流的总体发展水平。通过正交旋转,得到GDP、货物运输周转能力、等级公路总里程3个主因子,根据各因子方差所占比重计算各研究单元的物流中心城市指数,并对其进行排序,从而得到各研究单元的物流综合实力评价指数。3.1.3武汉物流综合实力综合评价体系中各个层次的划分从表2可以看出,中部地区物流综合发展水平按照得分可以划分为4个级别。考虑中部地区地域面积较大,各省份在省会城市的带动下形成了不同的城市群和经济增长极,结合本区的实际发展状况,将轴心城市划分为3个层次:(1)一级轴心城市。武汉物流综合实力评价指数得分为3.681,远远领先于其他城市,优势比较明显,其他城市无法动摇其轴心城市的地位,其辐射范围包括整个中部地区。(2)二级轴心城市。作为省会城市,长沙、合肥、郑州、南昌、太原虽然和武汉的物流综合水平有一定差距,但其得分也远高于其他地级城市,具有明显的比较优势,因此,将其作为二级轴心。(3)三级轴心城市。包括芜湖、济源等19个地级市,虽然这些城市的综合得分远小于省会城市,但和其他地级市相比,其优势较明显。在地级市中得分为正,物流水平相对较高,因此,将其作为三级轴心城市。(4)中部地区其他地(州)级和县级城市为边缘物流城市。3.2持续发展的资源配置武汉作为一级轴心城市,物流网络辐射范围包括整个中部地区,是该区“轴—辐”物流网络的重心,各地区到武汉的交通运行成本较为均匀,没有明显的规律;三级轴心是二级轴心的腹地,且具有联系二级及以上轴心城市与广阔腹地的作用,其运行成本很大程度上受到二级轴心的影响,因此,三级轴心的建设与空间布局直接影响到区域内物流网络的协调发展;其他边缘城市作为物流网络广阔的腹地,其运行成本受轴心城市空间布局的影响最大。由于篇幅所限,本文只列举出5个二级轴心的运行成本图(图2)。3.3物流发展受一定影响结合二级轴心的运行成本,运用潜力模型,得到各轴心城市的辐射范围,进而构建中部地区“轴—辐”物流网络体系(图3)。其中,一级轴心城市为轴,二级轴心城市为辐,三级轴心城市为支节点,其他地(州)级和县级城市为腹地。(1)中部6省的物流辐射范围与行政区域范围基本吻合。各省范围内“轴—辐”物流网络以二级轴心城市为中心,三级轴心城市为次中心,省内其他区域为广阔的腹地,各分支节点和腹地的物流发展基本上依靠于本省更高级别的物流轴心,这说明各省内部交通基础设施相对均匀,区域内节点与轴辐之间联系紧密,其通达性不需要长距离的运行。(2)山西省未形成明显的三级轴心城市,区域物流网络出现明显断层现象。从山西省二级轴心交通成本图中可以看出(图2d),太原最大交通成本约为91.02h,均大于其他二级轴心的最大交通成本,说明在同等条件下太原市物流水平落后于其他二级轴心,这与物流综合实力评价指数得出的结论一致。由于区域内没有形成较大规模的物流中转中心,全省物流重心主要集中于太原;太原到郑州的交通成本在7.06h以内,且小于郑州周边地区,所以,太原与郑州形成了密切的物流联系,其辐射范围延伸到了河南省的济源、新乡。因此,山西省物流业的发展受河南省影响较大。山西省是我国煤炭主产地,也是全国能源重化工基地,作为能源出口大省,服装、家电、日用品的进口大省,其能源运输最主要的方式是铁路,物流供给能力不能满足当地需求,物流资源种类和流向不平衡,制约了其物流业的发展。(3)豫鄂两省三级轴心城市分布均匀,物流网络较为密集,“轴—辐”物流网络较为合理,区域物流水平相对发达。武汉作为一级轴心城市,且位于中部地区的几何中心,经计算,其到长沙、合肥、郑州、南昌的交通成本在5.08h以内,到太原的交通成本在11.87h以内,所以,武汉物流综合实力远远领先于其他城市,物流辐射能力覆盖了整个中部地区。继2007年国务院正式批准武汉城市圈为建设“良型”社会综合配套改革试验区以来,武汉作为武汉城市圈的增长极,承担着促进中部地区物流业发展、构建承东启西、贯通南北的全国性物流基地的重任。但湖北省其他地区的物流水平与武汉相差较大,导致物流发展水平的不平衡。河南省三级轴心城市是济源、漯河、洛阳、新乡,分布在郑州周边5.90h时间圈内,同时,陇海铁路与京广铁路两大交通干线在郑州交会,与中原城市群形成了较为密集的物流网络,因此,河南省的物流水平相对发达。但河南省的东部、南部和西南部地区经济发展水平不高,物流综合实力相对较弱。(4)安徽省三级物流轴心城市主要分布在沿江地区,围绕二级轴心城市合肥均匀分布,且在合肥5.01h时间圈内。由于安徽省沿江地区具有广阔的腹地,基础设施好,并承接了从长三角地区转移来的物流业,其物流业和区域经济将面临重大的机遇和挑战。安徽省西部物流水平较弱,但同时作为合肥—郑州、合肥—武汉两大“轴—轴”的腹地,其物流业具有良好的发展机遇。(5)江西省物流水平整体较弱,物流业发展呈现明显的南北差异。全省物流业发展重心集中在北部和中西部,南部地区物流水平差,物流企业间联系不紧密,物流信息和咨询业落后,导致产业发展不协调。江西省以南昌为中心,九江为次中心,新余、萍乡为三级轴心,构成了全省的物流体系。北部的九江地处长江腹地,依靠良好的港口优势,且位于武汉、合肥、南昌3个物流轴心围成的三角形的几何中心地带,其物流业的发展在江西省的经济建设中具有举足轻重的作用。新余、萍乡作为连接南昌和长沙的纽带,在物流网络中起着中转枢纽的作用,由于萍乡在地理位置上靠近湖南,因此,在受到南昌辐射作用的同时,也受到长沙的辐射作用。江西省在中部6省中经济实力较弱,制约了其物流业的发展。作为一个农业大省,依靠优良的自然资源,借助快速发展的道路体系和基础设施,在东临浙江、南连广东、西接湖南、北毗湖北、安徽的区位条件下,未来江西省物流业不仅具有迫切的发展需求,而且具有良好的发展潜力。(6)湖南省物流轴心集中在长株潭城市群地区,极化趋势明显。具体来看,湖南省物流网络是以长沙为二级轴心,湘潭、株洲和衡阳为三级轴心,均匀分布在长沙4.80h时间圈内。省内西部和南部地区无轴心点,物流业集聚化发展趋势明显。据有关资料显示,到2010年末,湖南省全省公路总里程达22.8万km,物流企业3100多家,随着铁路、公路、航运、航空等交通网络的逐步完善,以及长株潭“3+5”城市群城际交通一体化,物流企业和设施等要素逐步向长株潭综合交通枢纽汇集的趋势愈加明显。4中部地区各城市物流企业发展建议(1)中部地区已形成以武汉为一级轴心城市,长沙、合肥、郑州、南昌、太原为二级轴心城市,芜湖等19个地级市为三级轴心城市,其他地(州)级和县级城市为边缘物流城市的“轴—辐”物流网络。虽然中部地区公路、铁路、水运、航空等交通体系已基本形成,但与我国物流水平发达的东部地区相比,还有一定的差距,主要表现在交通基础设施较为薄弱、地区发展水平差距较