引力模型下廣西區(qū)域軸輻式物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究

祝新

內(nèi)容摘要：本文采用主成分分析法和重構(gòu)的引力模型對2014年廣西區(qū)域主要地級市的物流數(shù)據(jù)進行研究，選取20個代表性的指標(biāo)來評價城市物流綜合能力，將廣西14個城市分為三個等級，并確定了軸心城市和輻射范圍，最終構(gòu)建以南寧物流圈、柳州物流圈、桂林物流圈和玉林物流圈為核心的廣西區(qū)域的軸輻式物流網(wǎng)絡(luò)，為廣西區(qū)域物流系統(tǒng)優(yōu)化提供了思路。

關(guān)鍵詞：區(qū)域物流 軸輻式網(wǎng)絡(luò) 引力模型

引言

當(dāng)今社會的經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)都處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，經(jīng)濟全球化和區(qū)域經(jīng)濟一體化所帶來的生產(chǎn)要素的流動和資源的配置離不開與之相匹配的物流系統(tǒng)的支撐。區(qū)域之間的物流協(xié)調(diào)、資源整合受到越來越多的關(guān)注，如何減少物流距離、縮短物流時間、降低物流成本成為各國各地區(qū)經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展亟需解決的問題。廣西壯族自治區(qū)作為中國唯一與東盟既有陸地又有海上通道的省區(qū)，憑借著其特有的區(qū)位優(yōu)勢成為了中國-東盟雙邊貿(mào)易一個重要的物流樞紐。隨著中國-東盟自由貿(mào)易區(qū)建設(shè)進程加快和廣西“十三五”規(guī)劃要求的出臺，構(gòu)建一個合理的、優(yōu)化的廣西區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為廣西經(jīng)濟發(fā)展和適應(yīng)經(jīng)濟全球化大環(huán)境的重要前提。

文獻綜述

對于區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)來說，當(dāng)前學(xué)者的研究熱門是以樞紐站為核心的軸輻式物流網(wǎng)絡(luò)。軸輻式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一種類似于“自行車輪子”的網(wǎng)絡(luò)模式，是由“軸心”和“輻網(wǎng)”組成的一種空間結(jié)構(gòu)。各節(jié)點的供貨需要全部運送到軸心處，然后再進行干線運輸?shù)竭_需求站點，由此產(chǎn)生了集聚效應(yīng)，干線流量大幅增加，規(guī)模經(jīng)濟的優(yōu)勢得以發(fā)揮從而降低了網(wǎng)絡(luò)運輸成本，提高了運輸效益，實現(xiàn)物流資源利用的最大化和網(wǎng)絡(luò)運作成本的最優(yōu)化。

20世紀(jì)80年代，OKelly（1987）首次將軸輻式網(wǎng)絡(luò)的概念引入大眾視野，并且設(shè)計改進了選址和P-Hub中值模型。Claudio（2007）和Seung-J（2007）等分別為巴西LTL服務(wù)的卡車運輸公司和鐵路運輸設(shè)計軸輻網(wǎng)絡(luò)，開創(chuàng)了將軸輻式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于實踐的先河。金鳳君是我國國內(nèi)較早把軸輻式網(wǎng)絡(luò)引進來的學(xué)者之一，其運用首位聯(lián)系強度指標(biāo)評價方法，分析了中國內(nèi)陸航空客流的網(wǎng)絡(luò)體系（金鳳君，2001）。李文博、張永勝（2011）以浙江省為例，構(gòu)建了軸輻式網(wǎng)絡(luò)并對新規(guī)劃的物流干、支線通道進行了詳細分析。劉荷、王建（2014）在軸心城市對輻點城市的物流引力測度中使用了引力模型，將海西區(qū)劃分為以福州、溫州、廈門和泉州為軸心四大物流圈。李明芳、薛景梅（2015）通過主成分分析法和城市引力模型，構(gòu)建了“四軸九輻”的京津冀區(qū)域物流軸輻式網(wǎng)絡(luò)并從軸心城市建設(shè)、物流設(shè)施規(guī)劃、區(qū)域子物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建等方面對未來區(qū)域優(yōu)化提出建議。唐建榮、張鑫等（2016）采集了江蘇省13個城市10年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用引力模型和TOPSIS熵權(quán)法對其進行處理，構(gòu)建了江蘇省物流網(wǎng)絡(luò)通道，發(fā)現(xiàn)了江蘇省區(qū)域物流存在的問題并給出發(fā)展建議。

總體來看，大多數(shù)學(xué)者的研究著眼于網(wǎng)絡(luò)樞紐的甄選，而對節(jié)點的輻射范圍和聯(lián)系程度只做定性的分析，缺乏一定的科學(xué)性和合理性。并且縱覽已有文獻，仍未學(xué)者有針對整個廣西區(qū)域的物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建進行研究，因此本文擬將軸輻模型應(yīng)用于廣西區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進一步完善廣西城市節(jié)點的評估指標(biāo)，并將引力模型運用于物流強度和物流隸屬度的度量中，構(gòu)建廣西區(qū)域物流的軸輻網(wǎng)絡(luò)模式，為廣西區(qū)域物流系統(tǒng)的優(yōu)化提供了方案依據(jù)。

軸心城市的甄選

在軸輻式網(wǎng)絡(luò)中，主要的物流節(jié)點城市定義為軸心城市，次要的物流節(jié)點城市為輻點城市。軸心城市的甄選是構(gòu)建軸輻式網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，必須要依靠完整的評價指標(biāo)體系，綜合評價廣西各主要城市的物流實力。只有綜合實力較強的城市才能擔(dān)當(dāng)整個廣西區(qū)域的物流交通軸心樞紐點的角色。

（一）指標(biāo)體系構(gòu)建

針對廣西區(qū)域的經(jīng)濟和物流發(fā)展?fàn)顩r，并且參考國內(nèi)外代表性文獻中出現(xiàn)的高頻率指標(biāo)，本文擬從以下三個維度對廣西各城市的綜合物流能力進行評估，即區(qū)域經(jīng)濟和社會發(fā)展水平、物流供求和發(fā)展?fàn)顩r以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況。區(qū)域經(jīng)濟和社會的發(fā)展水平反映了一個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)達程度，而區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展很大程度上推動了區(qū)域物流的發(fā)展，是區(qū)域物流的重要影響因素。物流供求狀況指標(biāo)映射了區(qū)域物流的行業(yè)需求、潛在物流量和物流行業(yè)生命力?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)代表區(qū)域物流的流通能力，反映了區(qū)域物流行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和未來潛力。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)指標(biāo)選擇的完備性、指標(biāo)含義的清晰明確性以及數(shù)據(jù)的可獲得性原則，并力求兼顧城市能力評估的特殊性和綜合性，共篩選出廣西14個地級市的20個指標(biāo)（見表1）。本文所使用數(shù)據(jù)來源于《廣西統(tǒng)計年鑒2015》、《中國城市統(tǒng)計年鑒2015》以及廣西各地級市2014年的統(tǒng)計公報等，使用SPSS19.0對統(tǒng)計所得數(shù)據(jù)進行主成分分析。

（二）數(shù)據(jù)處理和分析

針對表1中廣西14個城市的數(shù)據(jù)，進行主成分分析，過程如下：

提取主成分。根據(jù)表2所示的各成分的方差貢獻率和累計貢獻率可得，排名前四的成分特征值均大于1，且累計貢獻率超過85%，因此選擇這四個成分作為主成分來分析，基本能夠反映廣西各市的綜合物流水平。

主成分荷載計算。將SPSS直接得出的成分矩陣中的數(shù)據(jù)進一步處理得到特征向量矩陣，該特征向量矩陣中的每一個評價指標(biāo)所對應(yīng)的值便是主成分荷載值，作為以上標(biāo)準(zhǔn)化后評價指標(biāo)的線性組合系數(shù)，如表3所示。

根據(jù)上述公式進行計算，求得綜合評價得分后，根據(jù)結(jié)果對廣西各市進行排名如表4所示。

（三）軸心城市定位

通過聚類分析對廣西區(qū)域14個城市進行分類，由綜合評價得分將其評為三個層級，如圖1所示。

由圖1可知，廣西壯族自治區(qū)的物流綜合競爭力第一等級為南寧，南寧市作為廣西壯族自治區(qū)的省會城市，無論是政治、經(jīng)濟、文化、交通各方面都遙遙領(lǐng)先，屬于綜合發(fā)展城市，人口密集，貨物的生成量和周轉(zhuǎn)量具有絕對優(yōu)勢，基礎(chǔ)設(shè)施完善，城市的發(fā)展完全能夠促進和滿足物流服務(wù)的要求；第二等級城市有柳州、桂林和玉林，柳州作為老牌工業(yè)發(fā)展城市，擁有豐厚的基礎(chǔ)政策優(yōu)勢和柳工、兩面針集團等知名自主品牌，經(jīng)濟發(fā)展勢頭強勁，物流需求量大。桂林的旅游業(yè)則領(lǐng)先于其他城市，為桂林帶來了巨大的客流量和旅游消費收入，從而促進了桂林市的經(jīng)濟增長和物流業(yè)發(fā)展。玉林市作為正在不斷振興的泛北部灣中小企業(yè)名城，歷史悠久，商業(yè)貿(mào)易發(fā)達，在中國-東盟自貿(mào)區(qū)中具有一定影響力，面臨著較大機遇和發(fā)展前景。第三等級為來賓、賀州、貴港等其余十個城市，與一級、二級城市相比，第三等級的城市經(jīng)濟發(fā)展水平還不夠高，交通發(fā)達程度低，物流基礎(chǔ)設(shè)施等條件還有所欠缺。結(jié)合國外學(xué)者的研究，為使總成本最低，物流網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)設(shè)置4到5個軸心為宜（Matsubyashi N et al.，2005）。因此根據(jù)上述結(jié)果，聯(lián)系到廣西城市的實際發(fā)展情況，共選取四個軸心城市：將綜合發(fā)展程度最高的省會南寧作為一級軸心城市，而經(jīng)濟發(fā)展迅速、物流發(fā)展?jié)摿Υ蟮牧?、玉林、桂林作為二級軸心城市，其他十個城市則作為輻點城市。

一級軸心城市南寧得分6.622。作為廣西的第一大城市，南寧市的GDP總量、固定投資額和工業(yè)總產(chǎn)值都處于領(lǐng)先地位，物流綜合能力較強，擁有優(yōu)越的區(qū)位條件和鐵路、港口、航空運輸全方位覆蓋的綜合交通運輸系統(tǒng)，是我國對外開放和“一帶一路”國家戰(zhàn)略的重要門戶之一。自從“中國-東盟博覽會”永久性地在中國廣西南寧選址落戶，廣西南寧成為了我國連接?xùn)|盟的一個重要通道和對話平臺。截至2015年，一共有12屆中國-東盟博覽會在南寧成功落幕。并且，通過博覽會的舉辦，越來越多的世界先進企業(yè)紛紛向南寧拋出了橄欖枝，為廣西帶了極大的發(fā)展機遇。經(jīng)濟的發(fā)展、城市交通的進步和充滿機遇的對外開放前景使得南寧市的物流實力蒸蒸日上，成為廣西樞紐城市。

二級軸心城市柳州得分2.547排名第二，僅次于廣西首府南寧。地處廣西中北部的柳州是廣西資深的工業(yè)大市，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，經(jīng)濟實力雄厚，人均地區(qū)生產(chǎn)總值甚至超過南寧市。柳州東與桂林市為鄰，西接河池市和宜州市，南接來賓，北部連湖南，是綜合發(fā)展的區(qū)域性中心城市和交通樞紐。擁有著大型綜合性的西鵝鐵路貨運中心，東南西北分別連通上海、廣州、貴陽、北京的高鐵網(wǎng)絡(luò)，柳州的水上交通航道也在規(guī)劃建設(shè)中——珠江水域南接廣州、香港、東盟地區(qū)的柳江航道已在打造中。如今柳州市的物流企業(yè)加快了發(fā)展步伐，許多大型的物流園區(qū)正在加緊建設(shè)和完善中，如港官塘作業(yè)區(qū)及配套物流園區(qū)，城市整體的物流配送、運營等能力也正穩(wěn)步提升。

排名第三的二級軸心城市桂林市得分1.328。擁有“山水甲天下”美譽的桂林市不僅風(fēng)景優(yōu)美，而且地理位置優(yōu)越，其地處泛珠三角、西南、東盟三大經(jīng)濟圈的結(jié)合部，東北向與湖南、貴州相鄰，西南與柳州市相接，東與賀州市毗鄰，湘桂鐵路縱貫漓江，在建的貴廣高速鐵路橫穿全境，鐵路和港口眾多，交通發(fā)達，是區(qū)域性的交通樞紐。2015年，桂林更是被確定為第一批綜合運輸服務(wù)示范城市，國際旅游勝地建設(shè)也實現(xiàn)了新突破，立體旅游交通網(wǎng)絡(luò)初步形成。隨著桂林高鐵旅游的發(fā)展、國際國內(nèi)航線不斷增加和優(yōu)化，公路通達性增強，中國-東盟博覽會旅游展永久落戶桂林，桂林市的經(jīng)濟綜合實力和物流綜合實力都邁上了新臺階。

二級軸心城市玉林市得分1.138，以微弱的差距低于桂林位列第四。玉林在歷史上就是一個重要的商貿(mào)往來中心、貨物集散地，隨著近年來商業(yè)貿(mào)易的進一步發(fā)展和林業(yè)、中藥材的開發(fā)，玉林更是被冠以世界牛仔褲之都、南方藥材之都的贊譽。在“一帶一路”國家戰(zhàn)略中，玉林市作為北部灣經(jīng)濟區(qū)的重要組成部分，致力于調(diào)整城市的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，大力推廣“商貿(mào)興市”，力圖將玉林市打造成為北部灣城市群的中心商貿(mào)城市。近年來，玉林市先后規(guī)劃建設(shè)玉林交通商貿(mào)物流園、廣西萬里祥物流園區(qū)、玉林無水港等一批專業(yè)物流園區(qū)，積極打造桂東快速物流分撥中心。伴隨廣西“十三五”規(guī)劃的實施、交通基礎(chǔ)設(shè)施的完善，玉林市的物流服務(wù)能力和物流承載能力已具備作為廣西物流樞紐城市的條件。

輻射范圍的確定

（一）城市間物流引力和隸屬度分析

軸心城市定位之后，需要確定軸心城市的輻射范圍，輻射范圍的確定需要充分考慮城市之間物流活動的聯(lián)系度。與以往對輻射范圍的定性分析不同的是，本文引入引力模型來衡量城市之間的引力大小，引力模型源自物理學(xué)領(lǐng)域，后逐漸被運用于經(jīng)濟學(xué)的物流、信息流等研究中。本文采用的引力模型經(jīng)由學(xué)者進行了重構(gòu)和驗證（李江蘇等，2009），計算公式如下：

Iij為城市i對城市j的物流引力；α值為城市間物流引力系數(shù)常量，對結(jié)果沒有影響，故取值為1；Zi、Zj分別代表城市i、城市j的“質(zhì)量”大小，通過物流綜合競爭力來表示，但由于主成分分析法得到的城市物流綜合能力得分存在負值，不能夠表現(xiàn)“物流質(zhì)量”這一定義，因此將各個城市的物流綜合能力得分均線性平移三個單位作為調(diào)整的城市物流質(zhì)量數(shù)據(jù)；Dij為城市i與城市j間的相對最短距離，β一般取值為2（李金喜等，2010）。根據(jù)廣西區(qū)域2014年全年不同運輸方式的貨運量統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)果可得，鐵路、公路、水運貨運量分別為11091、134339、22018萬噸，其中公路運輸?shù)呢涍\量占總體貨運量的80.3%。由此可知公路運輸是廣西區(qū)域內(nèi)主要的貨物運輸方式，因此本文選取城市間的最短公路運輸距離數(shù)據(jù)來計算城市間的物流引力強度。

僅僅通過城市間的物流引力還不能很清晰地劃分城市的輻射范圍，因此還需要引入另一個衡量標(biāo)準(zhǔn)，即物流隸屬度，來測度物流往來的影響范圍，更直觀地反映出輻點城市對軸心城市的隸屬程度。物流聯(lián)系隸屬度計算公式如下：

Pij指物流聯(lián)系隸屬度，表示i城市節(jié)點歸屬于j城市節(jié)點輻射的概率；Rij為物流引力強度，由上述引力模型公式計算得出。對廣西4個軸心城市與10個輻點城市之間的物流引力和隸屬度進行計算，結(jié)果如表5所示。

根據(jù)表5結(jié)果，將輻點城市歸為對應(yīng)物流隸屬度最大的軸心城市的輻射范圍中。據(jù)此可擬定廣西區(qū)域四大軸幅圈：軸心城市南寧，輻射范圍包括北海、百色、欽州、崇左和防城港；軸心城市柳州，輻射范圍包括河池和來賓；軸心城市桂林，輻射城市為賀州；軸心城市玉林，輻射范圍包括梧州和貴港。

（二）物流通道構(gòu)建和分析

根據(jù)上文所確定的軸心城市、輻點城市和輻射范圍的結(jié)果，將軸心城市間的通道設(shè)置為干線通道，軸心城市與輻點城市間的通道設(shè)置為支線通道，結(jié)合各城市的地理位置，建立如圖2所示的廣西區(qū)域軸輻式物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

干線通道。干線通道連接著南寧、柳州、桂林、玉林這四個樞紐點城市，是整個物流網(wǎng)絡(luò)的核心通道，因為在軸輻網(wǎng)絡(luò)中，干線運輸匯集了支線上的運輸量，擁有區(qū)內(nèi)大量的物流、資金流和信息流流通。廣西區(qū)域軸心城市間的交通主要有公路（泉南高速、廣昆高速、柳北高速、三北高速等）、高速鐵路（柳南城際鐵路、衡柳高鐵等）、機場（南寧吳圩國際機場、柳州白蓮機場、桂林兩江國際機場）、港口（南寧港、柳州港等）。廣西要優(yōu)化物流業(yè)空間布局，必須要注重加強這四個樞紐城市的互聯(lián)互通，發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)優(yōu)勢。

支線通道。支線通道是軸心城市和其輻射范圍所覆蓋的輻點城市之間的連接通道，應(yīng)能保證物流在不同層級的節(jié)點城市間暢通而快速地流動，因此支線通道需銜接合理、覆蓋范圍廣，一般以公路運輸為主。南寧物流圈中，除了公路（蘭海高速、南寧繞城高速、廣昆高速等）之外，還通過廣西沿海城際鐵路相連接，包括南欽高鐵、欽防高鐵、欽北高鐵。柳州物流圈主要通過汕昆高速、宜柳高速、泉南高速等進行物資往來。桂林物流圈的城市對接公路有包茂高速、汕昆高速。玉林物流圈通過廣昆高速、福昆線相通。這四個物流圈中，軸心城市依托其規(guī)模較大的經(jīng)濟實力、更為完備的交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)帶動周圍的輻點城市物流業(yè)發(fā)展，因此輻點城市應(yīng)當(dāng)加快物流網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，加大對軸心城市的依托，完善與樞紐點城市的交通對接；軸心城市也應(yīng)當(dāng)不斷增強自己的綜合實力，提高對輻點城市的吸引力，加大對輻點城市資金、技術(shù)和人才支援，實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟和物流的協(xié)調(diào)、均衡發(fā)展。

結(jié)論

本文搜集了廣西區(qū)域主要節(jié)點城市2014年的截面數(shù)據(jù)，并使用主成分分析法和引力模型對廣西區(qū)域物流軸輻式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建進行了研究。結(jié)果表明：根據(jù)地區(qū)生產(chǎn)總值、人口和工業(yè)產(chǎn)值等20個指標(biāo)的評價結(jié)果，廣西14個城市可劃分為三個等級。將其構(gòu)建為由1個一級軸心城市、3個二級軸心城市、10個三級輻點城市構(gòu)成的軸輻式網(wǎng)絡(luò)，通過發(fā)揮軸心城市的規(guī)模效應(yīng)可以提高物流效率，降低物流成本，實現(xiàn)整個物流系統(tǒng)的合理分工。另外，軸心城市對輻點城市發(fā)展的帶動作用還有利于促進整個區(qū)域經(jīng)濟的一體化協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，該物流系統(tǒng)模式具有一定的科學(xué)價值和實用價值，為廣西區(qū)域物流系統(tǒng)的優(yōu)化，實現(xiàn)資源的合理配置提供了參考依據(jù)。然而本文未從定量的角度來進一步分析軸輻系統(tǒng)規(guī)模效應(yīng)對物流運輸帶來的成本節(jié)約，這有待今后進行更深入的研究。

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