基于雙層規(guī)劃模型的珠三角物流園區(qū)選址研究

摘 要：對珠三角物流園區(qū)的選址規(guī)劃進(jìn)行研究具有重大現(xiàn)實(shí)意義。通過對國內(nèi)外物流園區(qū)選址規(guī)劃研究的現(xiàn)狀分析，從研究目標(biāo)、研究內(nèi)容、擬解決的關(guān)鍵問題、研究方法等方面來論證運(yùn)用雙層規(guī)劃模型對珠三角物流園區(qū)進(jìn)行選址的研究方案具有創(chuàng)新性可行性。

關(guān)鍵詞：物流園區(qū) 雙層規(guī)劃模型 選址

中圖分類號(hào)：F252 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4914（2013）07-170-02

珠江三角洲地區(qū)是我國重要的經(jīng)濟(jì)區(qū)域，現(xiàn)代物流業(yè)已成為珠三角的重要產(chǎn)業(yè)。從國家的政策可以看出珠三角物流業(yè)的發(fā)展任務(wù)緊迫且勢頭強(qiáng)勁，物流園區(qū)的建設(shè)已勢在必行。為實(shí)現(xiàn)區(qū)域物流的協(xié)調(diào)發(fā)展和現(xiàn)有資源的整合，加快物流園區(qū)的建設(shè)步伐，選取珠江三角洲作為研究區(qū)域，采用全新的物流園區(qū)理念，開展物流園區(qū)的選址規(guī)劃研究工作具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

一、研究意義

1.珠江三角洲地區(qū)是我國改革開放的先行地區(qū)，是我國重要的經(jīng)濟(jì)中心區(qū)域，在全國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和改革開放大局中具有突出的帶動(dòng)作用和舉足輕重的戰(zhàn)略地位?，F(xiàn)代物流業(yè)已經(jīng)成為珠三角地區(qū)的重要產(chǎn)業(yè)，其中物流園區(qū)建設(shè)是物流發(fā)展的重要組成部分，物流園區(qū)的選址是物流系統(tǒng)中研究的重要問題。

2.國家發(fā)展和改革委員會(huì)出臺(tái)的《珠三角地區(qū)改革發(fā)展規(guī)劃綱要》（2008-2020年）中明確提出“珠三角地區(qū)要建設(shè)開放的現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系，大力推進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，形成網(wǎng)絡(luò)完善、布局合理、運(yùn)行高效、與港澳及環(huán)珠江三角洲地區(qū)緊密相連的一體化綜合交通運(yùn)輸體系，使珠江三角洲地區(qū)成為亞太地區(qū)最開放、最便捷、最高效、最安全的客流和物流中心?！辈⑨槍贰㈣F路、水運(yùn)及航空發(fā)展規(guī)劃作了重要布署。從國家的發(fā)展政策可以看出珠三角物流園區(qū)的建設(shè)勢在必行，選取珠江三角洲作為研究區(qū)域，開展物流園區(qū)的選址規(guī)劃研究工作具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

3.目前物流園區(qū)熱正席卷全國。深圳、上海、天津等城市欲重點(diǎn)規(guī)劃發(fā)展大型工業(yè)物流園和國際物流運(yùn)作區(qū)。根據(jù)對青島、蕪湖、邯鄲、聊城、鄭州、武漢、成都、東莞等城市粗略估算，列入各地規(guī)劃的園區(qū)己超過200個(gè)。一些已經(jīng)建成和運(yùn)營的物流園區(qū)和物流中心并沒有出現(xiàn)預(yù)期的效果。據(jù)中國物流與采購聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)，目前全國已建成的物流中心空置率高達(dá)60%，倉儲(chǔ)設(shè)施的利用率不到50%。物流園區(qū)科學(xué)地選址和規(guī)劃在現(xiàn)代物流快速啟動(dòng)階段的必要性和重要性得到了充分體現(xiàn)。

4.目前我國對物流園區(qū)選址規(guī)劃的研究深度明顯不足，雖然有多種方法在物流園區(qū)選址時(shí)加以運(yùn)用，但由于物流園區(qū)選址是一個(gè)多層次結(jié)構(gòu)、關(guān)系復(fù)雜的問題，大部分選址方法仍處于單一層面，且層次分散，不能充分考慮投資方與使用方雙方的利益，因此物流園區(qū)選址規(guī)劃的研究具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。

5.本研究擬采用雙層模型對物流園區(qū)選址。雙層規(guī)劃模型是描述主從遞階系統(tǒng)優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型，在這種模型下，既可以使最高層決策機(jī)構(gòu)的目標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，也可以使作為上層決策“約束”的下層決策機(jī)構(gòu)的目標(biāo)在從屬位置上達(dá)到最優(yōu)，用這個(gè)模型進(jìn)行選址可以充分考慮物流園區(qū)投資方和園區(qū)使用方的需要，使雙方成本最小化，同時(shí)還可以考慮到園區(qū)之間的競爭，進(jìn)行最優(yōu)選址。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.國外研究現(xiàn)狀。關(guān)于物流園區(qū)的選址布局問題，國外研究較多，采用了多種模型進(jìn)行選址規(guī)劃，但往往考慮的都只是單一層次、單個(gè)物流園區(qū)的選址優(yōu)化問題，沒有考慮到多個(gè)用戶的需求和物流園區(qū)之間的競爭。如：Andreas（1996）和Hokey（1998）研究物流中心的選址問題時(shí)，將選址和運(yùn)輸路線安排結(jié)合起來考慮，這樣在尋找最優(yōu)供應(yīng)點(diǎn)位置的同時(shí)，還可以滿足供應(yīng)點(diǎn)到各個(gè)需求點(diǎn)的運(yùn)輸成本最小的要求。他們建立的模型為獲得最優(yōu)配送路線提供了辦法，不足之處是只考慮了一個(gè)配送中心的情況；Chen.Tung（2001）根據(jù)決策數(shù)據(jù)的模糊性，應(yīng)用模糊綜合評(píng)判對物流配送中心的選址問題進(jìn)行比選分析，此方法通常是在一定的原則如降低成本原則、經(jīng)濟(jì)效益原則、提高客戶服務(wù)水平原則等的指導(dǎo)之下，預(yù)先選擇一些方案，然后再通過各種方法對這些方案進(jìn)行比較，最終從中選出滿意的一個(gè)或幾個(gè)方案作為新的中心的地址，但這種做法主要是運(yùn)用定性方法來進(jìn)行選址。

2.國內(nèi)研究現(xiàn)狀。隨著物流產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，國內(nèi)對此越來越關(guān)注，理論界的研究也開始深入，以往的研究主要集中在物流中心和物流系統(tǒng)方面。（1）關(guān)于物流園區(qū)的選址技術(shù)，在國外研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)實(shí)際情況進(jìn)行了一定的研究和創(chuàng)新。主要的模型有：張蹺東（2003）對區(qū)域物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律、布局層次等理論進(jìn)行了研究；毛薇（2004）通過問卷調(diào)查確定物流作業(yè)系數(shù)，根據(jù)物流作業(yè)系數(shù)及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行物流量預(yù)測，提出應(yīng)用層次分析法來進(jìn)行物流園區(qū)選址判定，并采用系統(tǒng)聚類的最小樹法確定物流園區(qū)分期建設(shè)的實(shí)施序列。陳達(dá)強(qiáng)、孫單智、蒲云（2004）根據(jù)區(qū)位論和城市地理信息系統(tǒng)從市場、交通、競爭環(huán)境等四個(gè)方面分析影響物流園區(qū)布局區(qū)位的因素，提出基于區(qū)位論和城市GIS的物流園區(qū)區(qū)位布局二階段模型。（2）物流園區(qū)的選址優(yōu)化模型在求解方面，研究也較深入。在傳統(tǒng)算法的基礎(chǔ)上，發(fā)展了各類優(yōu)化算法、啟發(fā)式算法、遺傳算法和模擬算法等。因物流園區(qū)的選址布局涉及因素眾多，進(jìn)行量化有一定的難度，目前一般采用定性方法，或者是半定量的綜合評(píng)價(jià)法。如：戴禾和劉興景（2001）分析了物流園區(qū)選址的特點(diǎn)與原則，建立了選取物流園區(qū)的最優(yōu)布局方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，重點(diǎn)分析了定量評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算方法；許成鐵、朱曉寧、許曉彬（2004）在分析了配送中心型物流園區(qū)規(guī)劃原則的基礎(chǔ)上，提出了物流園區(qū)選址模型—CFLP法，提出了配送中心型物流園區(qū)選址問題的量化處理方法。

綜上所述，國內(nèi)外的研究主要是單個(gè)物流園區(qū)的選址問題，層次比較單一，沒有對園區(qū)間的競爭因素加以考慮。而國內(nèi)目前對物流園區(qū)選址的研究仍然相對較少，僅處于探討階段。在物流節(jié)點(diǎn)的選址布局方面，現(xiàn)有的量化模型主要針對單個(gè)企業(yè)的物流中心選址布局，一般假設(shè)物流中心服務(wù)的是單產(chǎn)品，且是同層次選址。區(qū)域物流系統(tǒng)是一個(gè)多層次結(jié)構(gòu)，而且公共型物流中心一般提供多產(chǎn)品服務(wù)，因此以往的物流選址及布局優(yōu)化模型應(yīng)用于區(qū)域物流大系統(tǒng)中就有一定的局限性，非常必要研究建立一種適應(yīng)區(qū)域物流系統(tǒng)的選址技術(shù)，雙層規(guī)劃選址模型能夠避免以上選址方法的局限性。

三、研究方案

（一）研究目標(biāo)、研究內(nèi)容，擬解決的關(guān)鍵問題

1.研究目標(biāo)。本研究主要是確立合理的物流園區(qū)選址方案，使珠三角物流系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)作業(yè)通暢，同時(shí)使成本降低，最大限度取得利潤。（1）合理確定物流園區(qū)的建設(shè)規(guī)模。通過調(diào)研，對珠三角地區(qū)的物流發(fā)展進(jìn)行分析，從珠三角物流系統(tǒng)整體發(fā)展的角度，合理確定新建物流園區(qū)的建設(shè)規(guī)模。（2）建立珠三角物流園區(qū)的選址規(guī)劃方案。結(jié)合物流園區(qū)的建設(shè)規(guī)模及珠三角地區(qū)的物流長期發(fā)展規(guī)劃，為合理確定珠三角物流園區(qū)的選址地點(diǎn)構(gòu)建雙層規(guī)劃模型，合理規(guī)劃物流園區(qū)的選址方案。（3）通過優(yōu)化，確定最優(yōu)選址方案，為珠三角物流園區(qū)決策方提供決策依據(jù)。

2.研究內(nèi)容。（1）研究物流園區(qū)的建設(shè)規(guī)模，著重研究新建物流園區(qū)的占地規(guī)模、需求面積和空間，分析和研究其對物流園區(qū)選址的影響，篩選并確定備選點(diǎn)。（2）結(jié)合物流園區(qū)的建設(shè)規(guī)模，在備選點(diǎn)的基礎(chǔ)上建立物流園區(qū)的選址模型，以對珠三角物流園區(qū)選址問題進(jìn)行研究。（3）對建立的物流園區(qū)選址模型進(jìn)行優(yōu)化，從而更合理地規(guī)劃珠三角的物流系統(tǒng)，明確物流網(wǎng)絡(luò)的分布。（4）對物流園區(qū)的選址進(jìn)行可行性分析，以確定選址方案的可行性和最優(yōu)性。

3.擬解決的關(guān)鍵問題。（1）物流園區(qū)建設(shè)規(guī)模的確定。物流園區(qū)需要一定的規(guī)模和從事業(yè)務(wù)活動(dòng)的固定場所。由于投資建設(shè)規(guī)模和實(shí)際生產(chǎn)的需要，以及物流園區(qū)的運(yùn)營成本支出，物流園區(qū)建設(shè)應(yīng)該控制在一個(gè)合適的規(guī)模。目前，有關(guān)物流園區(qū)占地規(guī)模的確定方法國際上還沒有一套較為成熟的理論，在具體的確定物流園區(qū)的建設(shè)規(guī)模問題上，既要參考、借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，更要結(jié)合本國、本地區(qū)實(shí)際情況，綜合考慮多方面因素。（2）物流園區(qū)選址模型的建立。市場經(jīng)濟(jì)條件下，物流園區(qū)在供應(yīng)鏈中以一種網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)分布在社會(huì)物流系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，這些物流園區(qū)之間存在著復(fù)雜的關(guān)系。物流園區(qū)的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)不僅與企業(yè)自身物流網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，而且也與社會(huì)上由各物流企業(yè)組成的企業(yè)間網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，采用何種技術(shù)手段建立模型來分析處理物流園區(qū)間的復(fù)雜關(guān)系是物流園區(qū)選址的關(guān)鍵問題。（3）物流園區(qū)選址模型的優(yōu)化。由于物流園區(qū)的建設(shè)投資規(guī)模較大，沒有有效的規(guī)劃和優(yōu)化措施，就不能有效地利用資源，從而造成巨大的浪費(fèi)。物流園區(qū)選址模型建立后，需要對該模型進(jìn)行優(yōu)化，可選擇的數(shù)學(xué)算法有多種，不同的算法所產(chǎn)生的結(jié)果也將不同。為獲得更優(yōu)的選址方案，采用何種優(yōu)化方法優(yōu)化選址模型是本項(xiàng)目的難點(diǎn)。

（二）擬采取的研究方法

1.獲取珠三角物流網(wǎng)絡(luò)信息。對珠三角的物流發(fā)展進(jìn)行充分調(diào)研，對調(diào)研的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分析珠三角現(xiàn)有的物流節(jié)點(diǎn)（包括物流園區(qū)及物流中心）的建設(shè)規(guī)模、物流網(wǎng)絡(luò)、物流流向及物流量，綜合以上結(jié)果獲得珠三角物流網(wǎng)絡(luò)分布的信息。

2.確定物流園區(qū)建設(shè)規(guī)模。從物流園區(qū)選址的影響因素、選址原則入手，按照珠三角經(jīng)濟(jì)和物流的發(fā)展方向，從整體分析珠三角物流園區(qū)選址的可能地點(diǎn)，確定物流園區(qū)的備選點(diǎn)，并根據(jù)空間服務(wù)范圍、貨物需求量、運(yùn)輸距離與成本、規(guī)模效益等因素合理確定備選物流園區(qū)的建設(shè)規(guī)模。

3.建立物流園區(qū)選址規(guī)劃方案。在社會(huì)物流系統(tǒng)中，物流園區(qū)在物流供應(yīng)鏈中的位置以及各物流園區(qū)之間的關(guān)系將影響物流園區(qū)的經(jīng)營策略，同時(shí)園區(qū)的經(jīng)營策略又會(huì)進(jìn)一步影響物流園區(qū)的選址方案。鑒于選址方案和經(jīng)營策略相互影響的關(guān)系，將社會(huì)物流條件下的物流園區(qū)選址問題用雙層規(guī)劃方法建立數(shù)學(xué)模型，建立模型背景如下：

上層為：

minF（x，y）

s.t. G（x，y）≤0

其中y=y（x）由下述規(guī)劃求得：

下層為：

minf（x，y）

s.t. g（x，y）≤0

其中x∈E■，y∈E■，F(xiàn)∶E■×E■→E■，G∶E■×E■→E■，f∶E■×E■→E■，g∶E■×E■→E■。

根據(jù)以上模型背景建立物流園區(qū)選址的規(guī)劃模型，上層規(guī)劃為在允許的投資范圍內(nèi)，以物流園區(qū)建設(shè)投資和物流運(yùn)營總費(fèi)用最小來選擇物流園區(qū)地址，下層規(guī)劃為在競爭環(huán)境下不同物流園區(qū)間客戶需求量的分配。

4.優(yōu)化選址方案。針對建立的雙層規(guī)劃選址模型選取恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)算法進(jìn)行優(yōu)化，建立計(jì)算步驟，對已篩選的物流園區(qū)備選地點(diǎn)采用計(jì)算軟件進(jìn)行優(yōu)化處理，選出最優(yōu)選址規(guī)劃方案。

5.論證物流園區(qū)選址方案的可行性。對物流園區(qū)選址方案的可行性分析主要為以下幾個(gè)方面：選址方案與珠三角經(jīng)濟(jì)及物流發(fā)展規(guī)劃的相容性分析；選址方案的交通條件分析；選址方案所在地的環(huán)境和公用設(shè)施情況分析。

四、創(chuàng)新性與可行性

1.創(chuàng)新性。本研究建立在眾多學(xué)者的研究基礎(chǔ)上，吸收了前人的優(yōu)秀成果，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是，采用雙層規(guī)劃技術(shù)手段對區(qū)域物流系統(tǒng)的物流園區(qū)規(guī)劃建立選址模型。雙層規(guī)劃模型能夠分別考慮上層規(guī)劃決策者及下層規(guī)劃決策者的目標(biāo)最優(yōu)，項(xiàng)目中把物流園區(qū)投資規(guī)劃方和物流園區(qū)的使用企業(yè)作為上下層的決策者來構(gòu)建模型，并兼顧園區(qū)之間的競爭，使參與各方的成本最小化，以達(dá)到最優(yōu)選址，解決了原有選址規(guī)劃模型涉及層面比較單一，且層次分散方面的問題。

2.可行性。近年來，隨著物流的發(fā)展，許多項(xiàng)目將物流園區(qū)選址或物流中心選址作為研究重點(diǎn)，物流園區(qū)選址研究有了一定的理論基礎(chǔ)，這些研究成果對本項(xiàng)目的研究有很好的參考價(jià)值。關(guān)于物流園區(qū)的選址問題，國內(nèi)外研究較多，但往往考慮的只是單一層次、單個(gè)物流園區(qū)的選址問題。本研究通過對珠三角物流現(xiàn)狀進(jìn)行分析，綜合考慮物流園區(qū)選址的影響因素和原則，篩選物流園區(qū)的備選點(diǎn)，根據(jù)物流園區(qū)物流量的發(fā)展確定備選物流園區(qū)的建設(shè)規(guī)模。運(yùn)用雙層規(guī)劃技術(shù)對物流園區(qū)選址進(jìn)行建模，并進(jìn)行優(yōu)化。雙層規(guī)劃模型充分考慮了物流園區(qū)的多層次結(jié)構(gòu)，使物流園區(qū)投資方和經(jīng)營方成本最小化，并能充分考慮物流園區(qū)之間的競爭和運(yùn)營費(fèi)用，以達(dá)到最優(yōu)選址，本研究方案具有可行性，能為珠三角物流園區(qū)較長規(guī)劃期內(nèi)的建設(shè)提供決策依據(jù)。

[本文為中央財(cái)政支持高職院?！疤嵘龑I(yè)服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力”項(xiàng)目（教職成廳函[2011]71號(hào)）階段性研究成果。]

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（作者單位：廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 廣東珠海 519090）（責(zé)編：若佳）