基于引力模型的軸輻式冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究
——以山東省冷鏈物流為例

王星紫，丁明智

(安徽理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽 淮南 232001)

0 引 言

近些年，人們對農(nóng)產(chǎn)品的需求只增不減，2020年山東省農(nóng)產(chǎn)品冷鏈需求達(dá)11937.29萬噸。壽光的蔬菜、膠州的漁業(yè)和廣饒的畜牧養(yǎng)殖業(yè)更進(jìn)一步促進(jìn)了山東省對冷鏈物流的需求。農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流作為朝陽產(chǎn)業(yè)，解決其現(xiàn)存問題是物流業(yè)繁榮發(fā)展的重要手段。目前，區(qū)域冷鏈物流業(yè)仍存在物流活動成本較高、基礎(chǔ)設(shè)施普遍陳舊老化以及城市間服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的現(xiàn)象。

為了實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)協(xié)調(diào)發(fā)展、提高物流活動效率，許多國內(nèi)外學(xué)者對此展開了探究與分析。在物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方面，20世紀(jì)80年代，O'Kelly[1]首先提出軸輻式的概念，用于改進(jìn)選址過程；祝新與范雅[2]對廣西省14個地級市進(jìn)行評價與分析，由引力模型構(gòu)建了“1準(zhǔn)軸心+3次軸心+10輻點(diǎn)”的物流網(wǎng)絡(luò)；朱小林和李敏[3]基于綠色物流、共享經(jīng)濟(jì)的理念，借助粒子群算法解決構(gòu)建區(qū)域冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)及物流活動過程中的問題。在冷鏈物流發(fā)展方面：marija Bogata[4]等為了準(zhǔn)確地預(yù)測分析農(nóng)產(chǎn)品物流的需求，研究易腐產(chǎn)品在冷鏈物流中的穩(wěn)定性；張喜才和李海玲[5]通過分析國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品物流的現(xiàn)有模式和特點(diǎn)，利用信息化建立了全鏈條式現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展模式；呂靖和陳宇姝[6]借助BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測和改進(jìn)后的GM(1,1)模型分別對大連市的冷鏈物流需求量進(jìn)行預(yù)測，并提出加強(qiáng)冷鏈物流基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與專業(yè)人才的培養(yǎng)。另外，Christopher Lindsey[7]、吳稼樂[8]、徐華敏[9]、王曉平和閆飛[10]、謝聰[11]、張誠[12]、何美玲[13]等學(xué)者都進(jìn)行了相關(guān)研究。通過對現(xiàn)有文獻(xiàn)的查閱和分析，尚未發(fā)現(xiàn)針對山東省冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的研究。本文采取定性和定量結(jié)合的方法，研究山東省冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，為山東省冷鏈物流系統(tǒng)優(yōu)化和區(qū)域物流發(fā)展提供參考和建議。

1 研究方法和指標(biāo)選取

1.1 研究方法

文章通過因子分析法對所選指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，得到相關(guān)矩陣的特征值與特征向量，取符合條件的n個因子反映原評價指標(biāo)。因子需要旋轉(zhuǎn)(使原因子更有可解釋性)，再由線性組合求各因子的得分，主因子分值乘相關(guān)貢獻(xiàn)率，最終得到各研究對象的綜合評價值。軸輻式網(wǎng)絡(luò)[14]，與“自行車車輪”相似的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為兩層：(1)軸心節(jié)點(diǎn)之間形成的網(wǎng)絡(luò)；(2)輻點(diǎn)節(jié)點(diǎn)與軸心節(jié)點(diǎn)之間形成的網(wǎng)絡(luò)。作為特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，軸輻式現(xiàn)已應(yīng)用到了物流領(lǐng)域。軸輻式網(wǎng)絡(luò)具有層次性，建立網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域內(nèi)，輻點(diǎn)城市將定量的貨物通過支線運(yùn)輸至軸心城市，軸心城市之間通過干線運(yùn)輸完成物流活動。力爭提高貨物的運(yùn)輸效率和資源利用率，實現(xiàn)集群和經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 冷鏈物流評價指標(biāo)的選取

通過大量查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，參照學(xué)術(shù)界主流做法，并考慮數(shù)據(jù)的可獲得性與可靠性，文章最終選擇城市經(jīng)濟(jì)水平、行業(yè)發(fā)展水平、冷鏈物流需求以及基礎(chǔ)設(shè)施情況為一級指標(biāo)，對區(qū)域冷鏈物流能力進(jìn)行全方面的衡量。綜合考慮山東省的地理條件和經(jīng)濟(jì)因素，選取符合山東省冷鏈物流發(fā)展現(xiàn)狀的12個二級指標(biāo)(相關(guān)性較強(qiáng))構(gòu)建16座城市的物流能力評價和等級判別體系。指標(biāo)體系如表1所示：

表1 山東省冷鏈物流能力評價指標(biāo)體系

相關(guān)數(shù)據(jù)源自《山東省2020年統(tǒng)計年鑒》、各地級市2020年的《統(tǒng)計公報》以及山東省制冷協(xié)會。研究對象為山東省的16個地級市，文章通過X1～X12十二個指標(biāo)測算各城市冷鏈物流的綜合能力。數(shù)據(jù)整理后如表2所示：

表2 山東省各城市冷鏈物流能力評價指標(biāo)數(shù)據(jù)

2 山東省冷鏈網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的實證分析

2.1 主因子分析

(1)

(2)

表3 總方差解釋

表4 KMO和巴特利特檢驗

表5 影響指標(biāo)的成分矩陣

表5中指標(biāo)X5、X6、X7、X8、X10、X12的系數(shù)分別是0.921、0.879、0.772、0.908、0.741和0.831，這些指標(biāo)代表行業(yè)發(fā)展水平、冷鏈需求和基礎(chǔ)設(shè)施情況，可以被成分1環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品供需因子解釋。成分2中X1、X2、X3和X4的系數(shù)分別是0.919、0.840、0.904和0.860，主要反映城市的經(jīng)濟(jì)水平和運(yùn)輸支出，可以由成分2城市發(fā)展現(xiàn)狀因子解釋。參考式(1)，X1～X12為城市各項指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值，數(shù)值代入式(3)和式(4)后得到各城市的y1值和y2值?；谑?1)、式(3)和式(4)得到式(5)— 城市的冷鏈物流能力綜合得分：

y1=-0.261X1+0.464X2+0.354X3+0.404X4+0.921X5+0.879X6+0.772X7+0.908X8-0.3337X9+0.741X10+0.673X11+0.831X12

(3)

y2=0.919X1+0.840X2+0.904X3+0.860X4-0.156X5+0.338X6+0.360X7+0.100X8+0.525X9+0.612X10+0.602X11-0.036X12

(4)

Y=0.552*y1+0.448*y2

(5)

2.2 城市的物流能力評價

青島作為山東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的領(lǐng)頭羊，全市擁有120余家冷鏈物流企業(yè)，其綜合分是3.377。物流之都—臨沂，力圖打造中國物流名區(qū)，冷鏈物流能力排名第二。濰坊市得分2.863，與煙臺市榮獲“農(nóng)產(chǎn)品冷鏈流通標(biāo)準(zhǔn)化試點(diǎn)城市”稱號。濟(jì)南作為省會和首批國家冷鏈物流基地之一，綜合得分2.693，綜合能力排名第四。煙臺位于膠東經(jīng)濟(jì)圈的沿海地帶，城市的冷鏈物流現(xiàn)代化水平較高，綜合得分2.666。其他11座城市的農(nóng)產(chǎn)品物流業(yè)發(fā)展水平一般，得分較低。山東省各城市的冷鏈物流能力綜合得分Y值和得分排名如表6所示：

表6 山東省各地級市的物流綜合能力排名

2.3 確定軸心城市的輻射范圍及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

軸心城市最好是4～5個，綜合能力較強(qiáng)的城市通常為軸心城市。根據(jù)表6確定的軸心城市有：濟(jì)南、青島、臨沂和濰坊。引力模型是衡量2個區(qū)域間空間相互作用力大小的模型，原是解決物理界的問題，經(jīng)過演變應(yīng)用至經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域。隸屬度是計算城市的影響范圍的模型。根據(jù)李江蘇等[16]對引力模型的重構(gòu)和闡述，引力模型如式(6)、隸屬度模型如式(7)所示：

(6)

(7)

Iij代表兩座城市之間的冷鏈物流引力值；G代表引力系數(shù)，不對結(jié)果產(chǎn)生影響，任取常數(shù)值；MiMj代表i市與j市的“質(zhì)量”，即冷鏈物流綜合實力，由于某些城市得分為負(fù)數(shù)，質(zhì)量以線性平移2個單元的Y+列數(shù)值為準(zhǔn)；Dij是城市間公路運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)距離；r代表引力衰減系數(shù)，通常取常數(shù)2。Rij是城市i在城市j輻射范圍內(nèi)的概率。輻點(diǎn)城市與軸心城市的物流引力值與隸屬度、引力值的強(qiáng)度范圍如表7～表8所示：

表7 各地級市之間的物流引力與隸屬度

表8 各城市間引力值的強(qiáng)度范圍

Iij>10，代表城市間物流引力強(qiáng)；8≤Iij≤10，城市之間具有較強(qiáng)的物流引力；3

圖1 山東省冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3 思考與建議

文章根據(jù)人均GDP、社會消費(fèi)品零售總額、蔬菜和水果總產(chǎn)量等12項指標(biāo)的得分情況，再由引力模型和隸屬度模型劃分物流圈，形成了“4+12”以青島、濟(jì)南、濰坊和臨沂為軸心城市的冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但分析結(jié)果也顯現(xiàn)了山東省物流業(yè)現(xiàn)存的問題：首先，山東省整體呈沿海城市強(qiáng)，西部內(nèi)陸城市較弱的局面。膠東物流圈擁有多個國際港口且與日韓相鄰，有利于開展對外貿(mào)易。而中西部內(nèi)陸地區(qū)由于地理位置等因素，導(dǎo)致整體的經(jīng)濟(jì)水平和物流效率相對偏低。其次，四個物流圈基本皆存在輻點(diǎn)城市過于依附周邊經(jīng)濟(jì)實力更加強(qiáng)大的軸心城市的現(xiàn)象。為了一定程度上降低物流成本與提高農(nóng)產(chǎn)品的流通率、城市之間物流業(yè)協(xié)同繁榮發(fā)展和鞏固所構(gòu)建的冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)，建議如下：

3.1 引領(lǐng)區(qū)域合作并促進(jìn)雙贏

軸心城市與輻點(diǎn)城市的關(guān)系應(yīng)該是提攜和互助共存的。像各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先的青島、位于魯南蘇北的物流商貿(mào)城臨沂，近些年不斷提高自身的管理能力與第三產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)水平，有能力且可以適當(dāng)?shù)叵蛲?、日照等城市提供人才和技術(shù)方面的幫助，并且加強(qiáng)輻點(diǎn)城市對其的隸屬度和信息溝通。輻點(diǎn)城市或是物流能力較弱的城市應(yīng)正確地自我定位，發(fā)揮自身優(yōu)勢和挖掘潛能，盡可能實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)均衡發(fā)展。

3.2 重視設(shè)施設(shè)備的投資和物流人才的培養(yǎng)

軸心城市與某些輻點(diǎn)城市的距離遠(yuǎn)至幾百公里，如果設(shè)施設(shè)備不夠充足和先進(jìn)，不可避免會造成貨損。為此，軸心城市應(yīng)適當(dāng)調(diào)整對物流基礎(chǔ)設(shè)施與設(shè)備的投資。同時，企業(yè)需要重視物流業(yè)人才的培養(yǎng)，專業(yè)的工作人員通過合理規(guī)劃運(yùn)輸途中貨物的堆放和倉儲空間的布局，可以減少蔬菜、水果、水產(chǎn)品易腐爛貨物的貨損率，提高冷鏈物流運(yùn)輸效率。此外，鼓勵企業(yè)使用清潔能源和新能源技術(shù)，提升物流環(huán)節(jié)中的現(xiàn)代化與綠色化，不僅區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)冷鏈物流系統(tǒng)化運(yùn)行和降低運(yùn)營成本，也會達(dá)到保護(hù)環(huán)境、低碳減排的目的。