基于系統(tǒng)動力學(xué)的快遞末端共同配送系統(tǒng)效益研究
——以北京市通州區(qū)為例

陸 華，袁 敏，王立彪，杜志平

(北京物資學(xué)院 物流學(xué)院，北京 101149)

一、引 言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)的深度應(yīng)用，我國電子商務(wù)發(fā)展迅猛，快遞物流需求量呈現(xiàn)連年高速且穩(wěn)步增長態(tài)勢，快遞配送服務(wù)成為保障城市高品質(zhì)生產(chǎn)生活的重要基礎(chǔ)支撐。2019年全年，全國快遞業(yè)務(wù)量累計(jì)完成635.2億件，超過美、日、歐等發(fā)達(dá)國家業(yè)務(wù)量總和，占全球包裹總量50%以上，連續(xù)6年穩(wěn)居世界第一?？爝f業(yè)務(wù)收入累計(jì)完成7497.8億元，同比增長25.3%、24.2%[1]。不斷涌現(xiàn)的高增長消費(fèi)需求，給快遞末端配送帶來了巨大的壓力。消費(fèi)需求碎片化及快遞企業(yè)各自為政等特點(diǎn)加劇了末端配送網(wǎng)點(diǎn)配置不均衡、經(jīng)濟(jì)規(guī)模效益低、重復(fù)配送及配送車輛龐雜等現(xiàn)象，產(chǎn)生配送資源利用率低，影響交通和居民出行等快遞末端配送發(fā)展“小散亂”的痛點(diǎn)和難題[2]。

在傳統(tǒng)快遞企業(yè)各自配送模式中，區(qū)域配送需求時空、數(shù)量規(guī)模分布不均衡等因素[3]，導(dǎo)致末端配送系統(tǒng)缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃。一方面，由于快遞末端需求點(diǎn)隨機(jī)分布，客戶配送要求各異，導(dǎo)致快遞配送批量小，配送頻率高，加大快遞配送成本[4]。另一方面，快遞企業(yè)眾多且各自為政，致使快遞末端服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)在城市區(qū)域的布局接近，快遞員的配送路徑也基本相同，造成末端網(wǎng)點(diǎn)重復(fù)建設(shè)、分散利用。在配送任務(wù)飽和時，出現(xiàn)配送供給小于配送需求、運(yùn)力不足的現(xiàn)象，帶來配送效率低下問題；在配送任務(wù)不飽和時，出現(xiàn)服務(wù)設(shè)施空置情況，帶來較為嚴(yán)重的資源浪費(fèi)、快遞配送資源配置不合理和配送效率低下等現(xiàn)象[5-7]。

在此背景下，眾多學(xué)者在末端配送路徑優(yōu)化問題上，綜合考慮收派混合、動態(tài)性、時間窗、容量約束以及交通行駛限制政策等因素，通過構(gòu)建和改進(jìn)相關(guān)智能算法來進(jìn)一步優(yōu)化末端配送路徑[8-11]，以提高配送的效率和服務(wù)質(zhì)量。近些年，隨著電子商務(wù)的快速發(fā)展，政府及物流企業(yè)認(rèn)為創(chuàng)新轉(zhuǎn)變城市傳統(tǒng)末端配送模式，是解決城市末端配送相關(guān)難題的重要方向和手段，并且構(gòu)建電子商務(wù)與快遞物流協(xié)同配送模式，能夠有效解決城市配送“最后一公里”難題[12-14]，此外，針對配送區(qū)域需求規(guī)模小、配送時效差、配送成本過高、客戶滿意度低等問題，認(rèn)為共同配送模式能夠有效解決物流企業(yè)在該領(lǐng)域的難題。目前，共同配送模式研究主要集中在配送效率影響因素、企業(yè)聯(lián)盟成本、利益分?jǐn)偟冉?jīng)濟(jì)效益問題[15-18]。但學(xué)者針對快遞末端配送環(huán)節(jié)服務(wù)區(qū)域重疊導(dǎo)致的重復(fù)性、聚集性配送、配送車輛出行劇增，對加劇城市交通擁堵、增加能源消耗及環(huán)境污染等社會效益問題少有涉及。

基于以上分析，本文借鑒系統(tǒng)動力學(xué)理論與方法[19-20]，從基于城市快遞末端配送行業(yè)的復(fù)雜性、開放性的系統(tǒng)角度出發(fā)，以北京市通州區(qū)為例構(gòu)建快遞末端配送的系統(tǒng)動力學(xué)模型，仿真測算共同配送模式與各自配送模式在配送成本、緩解城市交通擁堵、節(jié)能減排方面的效益變化，進(jìn)而為政府制定政策和規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支撐和決策參考。

二、快遞末端配送系統(tǒng)動力學(xué)建模

(一)快遞末端配送運(yùn)作模式分析

城市快遞配送網(wǎng)絡(luò)一般由三級節(jié)點(diǎn)構(gòu)成：一級節(jié)點(diǎn)即快遞分撥中心，負(fù)責(zé)城市間的快遞集散和轉(zhuǎn)運(yùn)；二級節(jié)點(diǎn)即快遞末端配送網(wǎng)點(diǎn)，負(fù)責(zé)城市若干個劃分區(qū)域內(nèi)的快遞配送及攬件業(yè)務(wù)；三級節(jié)點(diǎn)即快遞寄存點(diǎn)或者是最終收件人，一般寄存點(diǎn)主要涉及社區(qū)便利店、快遞柜等便民服務(wù)點(diǎn)，主要有自提和直送兩種方式。

目前，通州區(qū)各快遞企業(yè)獨(dú)立派送的末端配送模式，造成末端配送網(wǎng)點(diǎn)布局重復(fù)、配送效率低及資源浪費(fèi)。由于通州區(qū)常住人口規(guī)模的不斷增加，消費(fèi)需求尤其是電商快遞需求快速增加，這對通州區(qū)快遞末端配送提出了更高的要求，但通州區(qū)目前快遞末端配送模式難以滿足電商快遞快速增加的需求，與城市的發(fā)展戰(zhàn)略要求不相匹配。根據(jù)通州區(qū)政府發(fā)布的《通州區(qū)物流體系研究》及相關(guān)規(guī)劃文件可知，未來通州快遞末端配送模式，主要通過整合眾多快遞企業(yè)末端配送網(wǎng)點(diǎn)，以行政街道為單位，均衡布局快遞末端共同配送網(wǎng)點(diǎn)，統(tǒng)一規(guī)劃網(wǎng)點(diǎn)服務(wù)區(qū)域及配送路徑。

(二)模型的選擇

系統(tǒng)動力學(xué)是基于因果關(guān)系從系統(tǒng)內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)入手建立模型，同時借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來分析研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能與動態(tài)行為的內(nèi)在演變關(guān)系，從而找出解決問題的對策。本文討論的快遞末端共同配送模式對快遞派送車輛出行總量、城市貨運(yùn)交通擁擠度、配送成本、碳排放和二氧化碳排放量影響具有非線性特征，結(jié)果具有不可預(yù)測性，受時間長短的影響。應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)方法可以有效的測算快遞末端共同配送模式與各自配送模式帶來的效益變化數(shù)據(jù)?；谝陨戏治觯疚膶?gòu)建系統(tǒng)動力學(xué)模型來進(jìn)行仿真測算。

(三)系統(tǒng)邊界確立

對快遞需求量的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測是支撐末端共同配送模型效益測算的首要工作。從社會經(jīng)濟(jì)角度分析，合理地考慮未來城市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人口發(fā)展趨勢對快遞需求量的影響，為實(shí)現(xiàn)通州區(qū)快遞末端共同配送仿真測算具有重要意義[3]。

作為第三產(chǎn)業(yè)的一部分，未來快遞末端配送行業(yè)將以降本增效和提高用戶體驗(yàn)為核心目標(biāo)。從資源節(jié)約、綠色發(fā)展、交通避害和公共服務(wù)等社會系統(tǒng)間反饋機(jī)制角度分析城市快遞共同配送的演進(jìn)動力，構(gòu)建城市快遞配送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，仿真測算末端配送系統(tǒng)中各自配送模式和共同配送模式產(chǎn)生的效益數(shù)據(jù)，來證明發(fā)展成熟的末端共同配送模式對城市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的正面推動作用，為政府推動末端配送服務(wù)高質(zhì)量發(fā)展、推動政企間深度合作和踐行科技化發(fā)展道路，制定科學(xué)的決策提供數(shù)據(jù)參考。

綜上所述，快遞末端配送系統(tǒng)動力學(xué)模型中除設(shè)置各自配送和共同配送兩種不同模式對比外，主要考慮配送供給、快遞需求、城市貨運(yùn)交通、能源環(huán)境四個方面的影響因素。

1.配送供給方面，物流基礎(chǔ)設(shè)施投資、配送設(shè)施(主要包括配送車輛)、物流費(fèi)用、快遞配送相關(guān)政策都會對快遞配送供給能力產(chǎn)生不同程度的影響。

2.快遞需求方面，主要根據(jù)城市GDP、城市人口總量、人均快遞需求量來反映城市消費(fèi)水平、快遞需求情況。

3.城市貨運(yùn)交通方面，配送車輛的調(diào)度直接影響城市貨運(yùn)交通擁擠程度、車輛占道面積、高峰車流量等交通環(huán)境。

4.能源環(huán)境，主要是根據(jù)配送車輛出行工作情況產(chǎn)生的電力消耗、上游生產(chǎn)性電力CO2排放量來反映環(huán)境承載力情況

根據(jù)研究目的分析，剔除與末端配送系統(tǒng)關(guān)聯(lián)較小的因素，最終明確快遞末端配送系統(tǒng)范圍見表1。

表1 快遞末端配送系統(tǒng)動力學(xué)模型要素

(四)因果關(guān)系分析

城市快遞末端配送發(fā)展是涉及城市社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境發(fā)展的復(fù)雜的開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系，其系統(tǒng)內(nèi)涉及因素關(guān)聯(lián)性密切。經(jīng)過對城市快遞末端配送系統(tǒng)邊界的確定，本章系統(tǒng)動力學(xué)模型主要考慮配送供給、快遞需求、貨運(yùn)交通、能源環(huán)境四個方面的影響因素，得出系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間的因果關(guān)系，如圖1所示。

圖1 城市貨運(yùn)交通系統(tǒng)因果關(guān)系圖

主要因果反饋回路如下：

1.城市GDP→快遞需求總量→快遞業(yè)務(wù)收入→物流業(yè)增加值→城市GDP(正反饋)。

2.城市GDP→人均快遞需求量→快遞需求總量→配送車輛出行量→電力能源消耗→運(yùn)輸費(fèi)用→配送成本→城市GDP(負(fù)反饋)。

此因果關(guān)系圖揭示：(1)隨著經(jīng)濟(jì)水平不斷發(fā)展和城市居民的消費(fèi)升級，快遞需求總量和快遞業(yè)務(wù)收入不斷提高，進(jìn)而帶動物流業(yè)增加值增加，最終表現(xiàn)為城市GDP的上升，產(chǎn)生正面影響。(2)城市快遞需求量及配套服務(wù)的快遞配送車輛出行的增加，導(dǎo)致電力能源消耗、運(yùn)輸費(fèi)用和配送成本的增加，最終消耗城市GDP，產(chǎn)生負(fù)面影響。

(五)系統(tǒng)模型的建立

本節(jié)在快遞末端配送系統(tǒng)邊界確定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步整理系統(tǒng)要素之間的因果關(guān)系，結(jié)合通州區(qū)實(shí)際快遞末端配送情況，構(gòu)建關(guān)聯(lián)城市經(jīng)濟(jì)、交通環(huán)境、配送資源、快遞需求、能源環(huán)境等要素的快遞末端配送系統(tǒng)動力學(xué)模型，使之更完整有效地描述系統(tǒng)要素間的關(guān)系，如圖2所示。

圖2 快遞末端配送系統(tǒng)動力學(xué)模型

(六)模型參數(shù)及表達(dá)式說明

經(jīng)過系統(tǒng)因果關(guān)系分析和建立系統(tǒng)存量流圖后，通過對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理、分析，構(gòu)建模型參數(shù)數(shù)學(xué)表達(dá)式，對系統(tǒng)流圖中的模型參數(shù)輸入初始值、函數(shù)和表函數(shù)，見表2、表3。

表2 快遞末端配送系統(tǒng)參數(shù)描述表

表3 快遞末端配送的系統(tǒng)動力學(xué)模型部分方程表

(七)模型參數(shù)設(shè)置

在模型仿真運(yùn)行之前，首先對模型中常數(shù)、狀態(tài)變量初始值和表函數(shù)進(jìn)行賦值。據(jù)《北京市通州區(qū)2019年統(tǒng)計(jì)年鑒》、《北京市2019年交通發(fā)展報告》、北京市通州區(qū)郵政管理局等政府網(wǎng)站、政策文件、企業(yè)調(diào)研等相關(guān)信息，對模型中主要參數(shù)作詳細(xì)說明，模型其他參數(shù)及初始值，見表4。

表4 模型部分參數(shù)及初始值

1.GDP增長率：6%-7%

在全球新冠疫情的蔓延、反彈和后期恢復(fù)情況不明朗以及國際貿(mào)易環(huán)境動蕩的雙重因素?cái)D壓下，北京作為中國首都，依托經(jīng)濟(jì)體系調(diào)整戰(zhàn)略背景，背靠國內(nèi)消費(fèi)大市場和京津冀超級規(guī)模城市經(jīng)濟(jì)群，未來北京市國內(nèi)外市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模將此消彼長。通州區(qū)定位北京城市副中心，是搭建京津冀協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵橋梁，未來5年，其經(jīng)濟(jì)水平增長速度較前5年有所放緩，但整體趨勢較好，預(yù)計(jì)保持在6-7%左右的中高偏下速度增長。

2.人口增長率：0.03%

通州區(qū)城市常住人口總量增長速度放緩，人口規(guī)模發(fā)展受政策影響。根據(jù)新版北京城市總體規(guī)劃提出：①強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)推進(jìn)北京非首都功能疏解和“高精尖”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整重點(diǎn)任務(wù)，未來勞動密集型傳統(tǒng)行業(yè)就業(yè)人員總量將有所減少。②以資源環(huán)境為硬約束，實(shí)施常住人口規(guī)?？刂?，到2020年2 300萬人以內(nèi)，2020年之后，長期穩(wěn)定控制在2 300萬人左右。通州作為北京城市副中心，重點(diǎn)承擔(dān)非首都功能疏解任務(wù)，將成為容納新增外來人口的重點(diǎn)區(qū)域之一。同時，受政府人口調(diào)整管理和退租房補(bǔ)償政策影響，通州區(qū)將承接部分中心城區(qū)的本地戶籍人口轉(zhuǎn)移。預(yù)計(jì)未來5年，通州區(qū)常住人口年均增長率保持在0.03%左右。

3.車輛最大容積量及其平均體積滿載率

(1)車輛最大容積量，快遞三輪車裝載容積為1.1立方米，按照快件通用的包裝箱外形尺寸規(guī)定，常見的快遞包裹紙箱尺寸(cm)為35×19×23和29×17×19兩種類型混裝，可確定每輛快遞三輪車的最大容積量為88件；新能源物流車裝載容積為4立方米，按照相同的快件包裝箱外形尺寸，可確定其最大容積量為320件。

(2)車輛平均體積滿載率，根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)確定各自配送模式中，快遞三輪車輛的平均體積滿載率為70%；共同配送模式中，假設(shè)新能源物流車輛的平均體積滿載率為90%-100%。

4.百公里綜合耗電量

(1)快遞三輪車百公里綜合耗電量，根據(jù)《快遞專用電動三輪車技術(shù)要求》對電池容量及續(xù)航里程的要求，以48 V60Ah鋰電池(續(xù)駛里程60 km)為例，其百公里耗電量為2 880 Wh，故百公里耗電量為4.8千瓦時。

(2)新能源電動車百公里耗電量，按照其電池功率容量8千瓦時，續(xù)航能力80公里計(jì)算，其百公里耗電量為10千瓦時。

5.耗電費(fèi)用占比

根據(jù)對通州區(qū)快遞企業(yè)及電商平臺末端實(shí)際配送成本的調(diào)查數(shù)據(jù)分析，顯示其每單的快遞配送成本最低為6元。以第三部分對通州地區(qū)各自配送的快遞模式仿真結(jié)果中快遞三輪車容積量61件來計(jì)算，每車次的配送成本為360元。按照每次配送行駛里程4 km計(jì)算，其耗電費(fèi)用占配送成本的0.053%。

三、模型仿真和實(shí)證分析

本文采用Vensim軟件對構(gòu)建的模型進(jìn)行仿真運(yùn)行，數(shù)據(jù)來源于北京市通州區(qū)政府統(tǒng)計(jì)信息及快遞企業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)。本部分利用系統(tǒng)動力學(xué)仿真功能分析快遞末端配送模式的改變對通州區(qū)城市貨運(yùn)交通、能源環(huán)境及配送成本的影響，即城市快遞末端共同配送模式對城市經(jīng)濟(jì)和社會效益的影響。

(一)模型檢驗(yàn)

為保證模型的仿真模擬符合現(xiàn)實(shí)情況，需要對模型進(jìn)行誤差檢驗(yàn)，確保模擬數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)的相對誤差值在一定范圍內(nèi)。以2013年至2018年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對通州區(qū)城市快遞末端配送運(yùn)行情況進(jìn)行仿真模擬，選取2019年部分變量進(jìn)行誤差檢驗(yàn)，見表5、表6。對比模型仿真模擬結(jié)果可知，選取的各項(xiàng)變量模擬預(yù)測值相對誤差最高值0.73%，說明該模型描述的行為和系統(tǒng)實(shí)際狀態(tài)基本相符，模型真實(shí)有效。

表5 城市GDP和城市人口總量誤差對比結(jié)果

表6 快遞需求量和城市道路長度誤差對比結(jié)果

(二)模型仿真運(yùn)行

1.快遞需求與城市經(jīng)濟(jì)、人口發(fā)展趨勢仿真預(yù)測分析見表7。

以2019年的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，分析表7的仿真結(jié)果可知：(1)城市GDP方面，截至2019年，通州區(qū)城市GDP達(dá)1059.20億元；未來5年，通州區(qū)的城市經(jīng)濟(jì)水平以6-7%的增長速度發(fā)展，預(yù)計(jì)2025年，GDP達(dá)1700億元左右。(2)人口總量方面，截至2019年，通州區(qū)常住人口為167.5萬人；未來5年人口規(guī)模發(fā)展主要受政策引導(dǎo)，通州區(qū)常住人口總量增長速度放緩，預(yù)計(jì)2025年，其常住人口規(guī)模預(yù)計(jì)在180萬人左右。(3)快遞需求量方面，截至2019年，通州區(qū)快遞業(yè)務(wù)量達(dá)1.78億件；新冠疫情短期內(nèi)沖擊快遞需求量，但“宅家”模式迅速提高網(wǎng)購滲透率，快遞業(yè)務(wù)總量持續(xù)上漲，需求水平穩(wěn)中上升，我國快遞行業(yè)整體高增長、高需求的發(fā)展趨勢沒有改變，預(yù)計(jì)到2025年，快遞業(yè)務(wù)量達(dá)2億件左右，年均增長速度在3%左右。

表7 快遞物流與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢

2.實(shí)施共同配送模式效益分析

對快遞末端配送不同模式的效益研究，主要在于觀察快遞企業(yè)實(shí)施各自配送較共同配送模式下，對城市貨運(yùn)交通(車輛出行總量、車輛占路面積、道路擁擠程度)、配送成本、能源消耗、二氧化碳排放的影響。即依據(jù)改變配送模式前后，不同的配送車輛滿載率、平均運(yùn)距參數(shù)的變化對其系統(tǒng)效益影響，并以2025年數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，對比各自配送與共同配送模式中相關(guān)變量變化。

根據(jù)北京市通州區(qū)各家快遞企業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)可得，各自配送模式中快遞三輪車的滿載率平均在70%左右。通州區(qū)政府在末端公共配送規(guī)劃方案中，提出使用車輛容量更大的新能源物流車后，期望滿載率達(dá)到90%的目標(biāo)。因此，結(jié)合第二章第七部分中對車輛參數(shù)的設(shè)置，整理各自配送和共同配送模式中不同類型的車輛數(shù)據(jù)，見表8。

表8 配送模式轉(zhuǎn)變前后快遞配送車輛數(shù)據(jù)

實(shí)施共同配送模式后，考慮不同的需求點(diǎn)分布密度及需求水平，通過組合不同車輛體積滿載率和平均運(yùn)距數(shù)據(jù)，仿真分析不同方案的城市社會經(jīng)濟(jì)效益的變化，組合方案見表9。其不同方案的情景模擬，更切合在城市規(guī)劃中，針對不同需求規(guī)模，不同空間分布密度的區(qū)域內(nèi)采取不同的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施共同配送方案的要求。

表9 共同配送模式中不同車輛調(diào)度方式的參數(shù)設(shè)置

(1)車輛出行總量對比分析

實(shí)施共同配送后，由于單批次配送量增加，快遞電動三輪車受最大容積限制，被新能源物流車替代。在快遞需求規(guī)模一定的情況下，車輛出行總量主要受車輛體積滿載率影響。依據(jù)配送路徑優(yōu)化仿真結(jié)果，因車輛類型的變化，假設(shè)共同配送模式中的車輛體積滿載率由70%上調(diào)至80%、90%、100%，觀察車輛出行總量變化如圖3所示。

圖3 配送模式轉(zhuǎn)變前后滿載率提高對車輛出行總量的影響

根據(jù)圖3仿真結(jié)果可知，共同配送模式能夠通過提高車輛滿載率來大規(guī)模減少快遞配送車輛出行總量。預(yù)計(jì)到2025年，各自配送模式中快遞三輪年出行總量337.91萬輛，共同配送模式下方案1、3、5的新能源物流車日均車輛出行總量將下降75.94%-80.75%。此外，車輛出行總量減少量的邊際效應(yīng)呈現(xiàn)遞減趨勢，即在共同配送模式中不應(yīng)過度追求單一指標(biāo)車輛體積滿載率的提高，應(yīng)關(guān)注末端配送整體系統(tǒng)的最大效益中相應(yīng)的指標(biāo)數(shù)據(jù)。

(2)貨運(yùn)交通道路擁擠程度

城市貨運(yùn)交通擁擠體現(xiàn)在快遞末端配送系統(tǒng)中，主要關(guān)注的就是快遞配送車輛的出行總量，在各自配送模式中，由于車輛滿載率水平較低，且隨著快遞需求量的增加呈現(xiàn)正相關(guān)變化，加劇道路擁擠程度。因此，實(shí)施共同配送模式旨在提高滿載率降低車輛的出行，故將車均占道面積參數(shù)由3平方米上調(diào)至8平方米。由于車輛出行總量的下降，直接影響日均車輛占道路總面積的大幅下降，觀察貨運(yùn)交通道路擁擠程度變化，如圖4所示。

圖4 配送模式轉(zhuǎn)變前后滿載率提高對道路擁擠程度的影響

根據(jù)圖4仿真結(jié)果得到：到2025年，預(yù)計(jì)各自配送模式中快遞電動三輪車產(chǎn)生的擁堵系數(shù)為1.74，共同配送模式下方案1、3、5的新能源物流車產(chǎn)生的擁堵系數(shù)分別為1.12、0.99、0.89。因此，快遞共同配送模式較各自配送對緩解城市貨運(yùn)道路擁擠具有一定的貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)率達(dá)35.63%-48.85%。

(3)配送成本

實(shí)施共同配送模式后，由于配送車輛路徑發(fā)生變化，提高車輛體積滿載率的同時增加配送車輛的行駛里程即配送的平均運(yùn)距。車輛滿載率和平均運(yùn)距的調(diào)整對快遞配送成本的影響如圖5所示。

圖5 配送模式轉(zhuǎn)變前后配送成本變化

根據(jù)圖5仿真結(jié)果得到：到2025年，各自配送模式中快遞配送成本達(dá)12.24億元，除共同配送方案2外，共同配送方案配送成本均低于各自配送模式，降低百分比分別為24.75%、33.16%、10.87%、39.87%和19.78%。由此可見，滿載率的提高較平均運(yùn)距增加更能反映配送成本的變化，通過提高車輛滿載率，能夠大規(guī)模降低車輛出行，同時增加快遞配送員單批次配送件數(shù)，進(jìn)而降低快遞單件配送成本。但方案2的結(jié)果說明，在滿載率80%，平均運(yùn)距8km的情況下，共同配送模式效益反而小于各自配送模式。因此，要綜合考慮滿載率及運(yùn)距組合的疊加成本，否則，將出現(xiàn)增加運(yùn)距上升的成本大于提高滿載率降低的成本這一現(xiàn)象。

(4)能源消耗量

北京市通州區(qū)現(xiàn)有的快遞配送車輛95%以上為電動三輪車，燃油車只在快遞需求急劇突增的情況下選擇出行，且上路時間受限，如“雙十一”購物節(jié)期間，故忽略不計(jì)燃油車出行產(chǎn)生的能源消耗。電動車輛的能源消耗主要是電力消耗產(chǎn)生的上游生產(chǎn)性煤炭能源消耗，實(shí)施共同配送模式后，車輛出行總量的下降和平均運(yùn)距的縮短對快遞配送能源消耗產(chǎn)生重要影響，如圖6所示。

圖6 配送模式轉(zhuǎn)變前后能源消耗量變化

根據(jù)圖6仿真結(jié)果得到：在滿載率提高10%的前提下，運(yùn)距增加1.5倍是能源消耗量水平的最低區(qū)間。預(yù)計(jì)到2025年，各自配送模式中快遞配送產(chǎn)生的能源消耗在259.52噸標(biāo)準(zhǔn)煤，除方案2外，共同配送模式方案中能源消耗均有所降低，使得能源消耗量下降10.88%-39.85%。

(5)二氧化碳排放量

實(shí)施共同配送模式后，涉及配送車輛、平均運(yùn)距的調(diào)整對二氧化碳排放量的影響如圖7所示。

圖7 配送模式轉(zhuǎn)變前后二氧化碳排放量變化

根據(jù)圖7仿真結(jié)果得到：在滿載率提高10%的前提下，運(yùn)距增加1.33倍以內(nèi)是滿載率和運(yùn)距降低碳排放的最佳組合區(qū)間。預(yù)計(jì)到2025年，各自配送模式中快遞配送中產(chǎn)生的二氧化碳排放量506.05噸，除方案2外，共同配送模式中的其它方案的二氧化碳排放量均呈現(xiàn)下降趨勢，能夠減少10.88%-39.84%的二氧化碳排放量。

四、結(jié)論與啟示

本文以城市快遞配送模式為研究對象，基于快遞企業(yè)各自配送模式向共同配送模式轉(zhuǎn)變角度，應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)理論和方法，建立快遞末端配送仿真模型研究共同配送對降低配送成本、緩解城市交通擁堵、節(jié)能減排的經(jīng)濟(jì)及社會效益，并以北京市通州區(qū)為例進(jìn)行實(shí)證分析。研究結(jié)果顯示，共同配送模式下通過調(diào)整配送車輛滿載率及運(yùn)輸距離，能夠使配送車輛出行總量下降76%-81%，但車輛出行總量減少量的邊際效益呈現(xiàn)遞減趨勢；城市貨運(yùn)道路擁擠度下降36%-49%；降低配送成本11%-40%；能源消耗、二氧化碳排放量減少11%-40%。

因此，共同配送模式對提高快遞末端配送效率具有積極作用，但共同配送模式下不應(yīng)過度追求高滿載率而忽略運(yùn)距增加帶來的成本，更應(yīng)關(guān)注末端配送系統(tǒng)的整體最大效益指標(biāo)和數(shù)據(jù)。在未來城市末端配送網(wǎng)點(diǎn)布局規(guī)劃中，應(yīng)針對不同片區(qū)需求量、分布密度情況，做好統(tǒng)計(jì)分析，避免出現(xiàn)共同配送模式“增本降效”的負(fù)面效應(yīng)。此外，政府要加大對現(xiàn)有末端配送設(shè)施的改造力度，改造一批，淘汰一批；在城區(qū)規(guī)劃時，統(tǒng)一規(guī)劃土地，建立物流園區(qū)及末端配送網(wǎng)點(diǎn)，完善城市共同配送的節(jié)點(diǎn)規(guī)劃布局。