基于引力模型的物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法研究

王克鑄

摘要：針對(duì)系統(tǒng)物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法存在節(jié)點(diǎn)流量分配性能較差的問(wèn)題，提出一種基于引力模型的物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法，根據(jù)物流節(jié)點(diǎn)的復(fù)合功能強(qiáng)弱、輻射功能強(qiáng)弱以及規(guī)模大小，將物流節(jié)點(diǎn)布局層次劃分為配送中心、物流中心以及物流園區(qū)3個(gè)層次。構(gòu)建空間物流需求預(yù)測(cè)體系，并結(jié)合預(yù)測(cè)方法與定性分析對(duì)空間物流需求進(jìn)行預(yù)測(cè)?；谝δＰ蛯?shí)施物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃，共包括3種物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃，分別為雙向軸線型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃、扇形擴(kuò)散型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃以及層次環(huán)狀型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃。為了證明基于引力模型的物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法的節(jié)點(diǎn)流量分配性能更優(yōu)秀，將傳統(tǒng)方法與該方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該方法的節(jié)點(diǎn)流量分配性能優(yōu)于傳統(tǒng)方法，更適合進(jìn)行物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃。

關(guān)鍵詞：引力模型;物流節(jié)點(diǎn);空間布局規(guī)劃;空間物流需求預(yù)測(cè)體系

中圖分類號(hào)：K901文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2095-5383（2020）04-0063-04

Research on Spatial Layout Planning Method of

Logistics Nodes based on Gravity Model

WANG Kezhu

（School of Economics and Management，Luan Vocational Technical College，Luan 237000，China）

Abstract：In view of the poor performance of node flow distribution in the spatial layout planning method of system logistics nodes， a spatial layout planning method of logistics nodes based on gravity model was proposed. According to the strength of composite function， radiation function and scale of logistics nodes， the layout level of logistics nodes was divided into three levels： distribution center， logistics center and logistics park. A spatial logistics demand forecasting system was constructed， and it was used to forecasts the spatial logistics demand by combining forecasting methods and qualitative analysis. Based on the gravity model， the spatial layout planning of logistics nodes was implemented， including three kinds of spatial layout planning of logistics nodes， which were bi-directional axis type， fan-shaped diffusion type and hierarchical ring type. In order to prove that the node flow distribution performance of the gravity model-based logistics node spatial layout planning method was better， the traditional method was compared with this method. The experimental results show that the node flow distribution performance of this method is better than the traditional method， and it is more suitable for logistics node spatial layout planning.

Keywords：

gravity model; logistics node; spatial layout planning; Spatial Logistics Demand Forecasting System

現(xiàn)代物流的具體發(fā)展歷程能夠追溯至20世紀(jì)70年代，初期的發(fā)展趨勢(shì)是整合功能與局部區(qū)域的系統(tǒng)化，但是整合功能較為單一并且區(qū)域發(fā)展格局較為狹窄，在發(fā)展歷程中逐漸趨于系統(tǒng)化與共同化，在電子商務(wù)誕生后，其信息化、集成化發(fā)展趨勢(shì)帶來(lái)了物流節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)化布局的發(fā)展趨勢(shì)，物流產(chǎn)業(yè)成為一種大型經(jīng)濟(jì)化產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展目標(biāo)也發(fā)展改變，由最初被動(dòng)性的對(duì)需求進(jìn)行滿足到物流需求的整合與創(chuàng)造[1]。在物流產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展中，其引領(lǐng)核心與發(fā)展精髓就是物流節(jié)點(diǎn)走向的系統(tǒng)化，使物流產(chǎn)業(yè)成為運(yùn)行體制的高效性與功能要素的多樣化的代名詞。作為一個(gè)有機(jī)統(tǒng)一與相互作用的整體，物流系統(tǒng)的意義主要表現(xiàn)在：在指定區(qū)域內(nèi)對(duì)全部物流相關(guān)人員、物流設(shè)施、運(yùn)送物品、設(shè)施支撐力以及物流信息進(jìn)行整合。目前物流系統(tǒng)已經(jīng)成為社會(huì)運(yùn)行中不可或缺的一種支撐性子系統(tǒng)，并且已經(jīng)成長(zhǎng)為一個(gè)多樣結(jié)構(gòu)、龐大流量、完備功能的大系統(tǒng)[2]。物流系統(tǒng)的主要元素包括保管、配送、儲(chǔ)存等，可以分為無(wú)數(shù)個(gè)子系統(tǒng)并且需要不斷對(duì)這些子系統(tǒng)進(jìn)行分流，最終在子系統(tǒng)之間搭建起時(shí)間利用、空間利用、資源利用等多種聯(lián)系，使各子系統(tǒng)之間能夠相互促進(jìn)，從而達(dá)成物流系統(tǒng)的終極目標(biāo)[3]。

在該目標(biāo)的達(dá)成過(guò)程中，最重要的構(gòu)造就是物流節(jié)點(diǎn)，只有通過(guò)物流節(jié)點(diǎn)的中轉(zhuǎn)，貨物才能夠進(jìn)行運(yùn)送。物流節(jié)點(diǎn)也被稱為物流接點(diǎn)，能夠?qū)ξ锪骶€路進(jìn)行連接，是物流網(wǎng)絡(luò)的結(jié)節(jié)處[4]。物流的實(shí)體活動(dòng)必須通過(guò)物流節(jié)點(diǎn)與線路來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中物流節(jié)點(diǎn)承載了大部分物流功能，包括保管、裝卸、包裝等，物流整體流程的順暢與協(xié)調(diào)都取決于物流節(jié)點(diǎn)。為了提升物流網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)輸效率，必須對(duì)物流節(jié)點(diǎn)進(jìn)行空間布局規(guī)劃，因此提出一種基于引力模型的物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法。

1 設(shè)計(jì)基于引力模型的物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法

1.1 劃分物流節(jié)點(diǎn)布局層次

根據(jù)物流節(jié)點(diǎn)的復(fù)合功能強(qiáng)弱、輻射功能強(qiáng)弱以及規(guī)模大小，將物流節(jié)點(diǎn)布局層次劃分為配送中心、物流中心以及物流園區(qū)3個(gè)層次[5]。具體物流節(jié)點(diǎn)布局層次劃分如圖1所示。

劃分的具體物流節(jié)點(diǎn)布局層次如表1所示[6]。

1.2 預(yù)測(cè)空間物流需求

根據(jù)物流節(jié)點(diǎn)布局層次的劃分結(jié)果，構(gòu)建空間物流需求預(yù)測(cè)體系，并結(jié)合預(yù)測(cè)方法與定性分析對(duì)空間物流需求進(jìn)行預(yù)測(cè)。首先根據(jù)價(jià)值量與實(shí)物量這兩個(gè)度量體系對(duì)空間物流需求的有關(guān)指標(biāo)實(shí)施量化研究，從而構(gòu)建空間物流需求預(yù)測(cè)體系[7]。其中價(jià)值量的空間物流需求包括供應(yīng)鏈增值、物流收入、物流成本，主要是指空間物流環(huán)節(jié)中的所有服務(wù)價(jià)值;實(shí)物量的空間物流需求包括配送量、加工量、庫(kù)存量、貨運(yùn)量等，主要是指各功能、各環(huán)節(jié)的具體作業(yè)量。根據(jù)價(jià)值量與實(shí)物量實(shí)施量化研究，包括分析空間物流需求的數(shù)量指標(biāo)與質(zhì)量指標(biāo)[8]。其中數(shù)量指標(biāo)包括功能需求與總量需求，功能需求主要通過(guò)分析加工流通需求、配送需求、倉(cāng)儲(chǔ)需求以及貨運(yùn)需求獲取;總量需求通過(guò)測(cè)算物流整體貨運(yùn)額度與物流整體費(fèi)用來(lái)獲取，其中物流整體貨運(yùn)額度的測(cè)算需要通過(guò)經(jīng)濟(jì)計(jì)量模型對(duì)3次經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)及其主要內(nèi)部部門的信息處理、倉(cāng)儲(chǔ)以及搬運(yùn)裝卸等運(yùn)輸活動(dòng)的具體消耗進(jìn)行計(jì)算;物流整體費(fèi)用的測(cè)算需要結(jié)合權(quán)威機(jī)構(gòu)的相關(guān)預(yù)測(cè)成果對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)與分析[9]。根據(jù)獲取的數(shù)量指標(biāo)與質(zhì)量指標(biāo)構(gòu)建空間物流需求預(yù)測(cè)體系，包括需求質(zhì)量指標(biāo)與需求數(shù)量指標(biāo)，其中需求質(zhì)量指標(biāo)中包括物流成本、物流效率以及物流時(shí)間;需求數(shù)量指標(biāo)包括功能需求與總量需求，其中功能需求包括加工流通總需求量、配送總需求量、倉(cāng)儲(chǔ)總需求量以及運(yùn)輸總需求量;總量需求包括貨運(yùn)量、物流整體費(fèi)用以及物流整體貨運(yùn)額度[10]。構(gòu)建的空間物流需求預(yù)測(cè)體系如圖2所示。

根據(jù)構(gòu)建的空間物流需求預(yù)測(cè)體系，結(jié)合預(yù)測(cè)方法與定性分析對(duì)空間物流需求進(jìn)行預(yù)測(cè)。其中結(jié)合的預(yù)測(cè)方法具體如表2所示[11]。

而結(jié)合定性分析則是指對(duì)于交通因素、產(chǎn)業(yè)因素與規(guī)劃建設(shè)因素進(jìn)行定性分析，其中交通因素的定性分析需要獲取區(qū)域的區(qū)位交通優(yōu)勢(shì)，主要通過(guò)加權(quán)河道、鐵路干線、省道與國(guó)道的具體數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn);產(chǎn)業(yè)因素的定性分析需要獲取區(qū)域的開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，主要根據(jù)物流節(jié)點(diǎn)的建立對(duì)整個(gè)區(qū)域的產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)能夠起到多大帶動(dòng)作用與帶來(lái)多少外資來(lái)決定;規(guī)劃建設(shè)因素主要是指場(chǎng)站與貨運(yùn)樞紐的具體建設(shè)規(guī)劃[12]。

1.3 物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃

根據(jù)空間物流需求的具體預(yù)測(cè)結(jié)果，基于引力模型實(shí)施物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃，共包括3種物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃，分別為雙向軸線型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃、扇形擴(kuò)散型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃以及層次環(huán)狀型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃[13]。其中雙向軸線型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃指的是沿著干線軸對(duì)物流園區(qū)實(shí)施布設(shè)，并將配送中心與物流中心在與軸線方向相垂直的兩側(cè)布設(shè)。這種方式適用于布局為組團(tuán)式或多中心分散的中等城市，將區(qū)域主干網(wǎng)、內(nèi)河或鐵路等主區(qū)域通道作為軸線[14]。雙向軸線型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃如圖3所示。

扇形擴(kuò)散型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃指的是在城市的某一側(cè)對(duì)物流園區(qū)進(jìn)行布設(shè)，沿布設(shè)區(qū)域向城市內(nèi)逐步對(duì)配送中心與物流中心進(jìn)行布設(shè)，這種物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃主要適用于沿海城市，將港口對(duì)應(yīng)的一側(cè)設(shè)置為物流的出入主方向，以海岸線為軸線以港區(qū)為依托對(duì)物流園區(qū)進(jìn)行布設(shè)，沿城市交通干線呈現(xiàn)扇形向城市內(nèi)部輻射[15]。扇形擴(kuò)散型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃具體如圖4所示。

層次環(huán)狀型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃指的是在城市外圈的產(chǎn)業(yè)基地或干道出入口對(duì)物流園區(qū)進(jìn)行布設(shè)，在更進(jìn)一步的城市外圈的大型市場(chǎng)或逐干線處對(duì)物流中心進(jìn)行布設(shè)，在城市內(nèi)圈對(duì)各種配送中心進(jìn)行布設(shè)。層次環(huán)狀型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃的特征為層次性，將市中心作為圓心，以圓環(huán)狀布設(shè)物流節(jié)點(diǎn)，這種形式適用于內(nèi)陸城市，是基本的布局規(guī)劃形態(tài)。層次環(huán)狀型物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃如圖5所示。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析

2.1 對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

利用基于引力模型的物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法進(jìn)行物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)區(qū)域共具備40個(gè)物流需求點(diǎn)，其具體需求量如表3所示。

根據(jù)物流需求點(diǎn)的具體需求量對(duì)物流節(jié)點(diǎn)進(jìn)行空間布局規(guī)劃，為了保障實(shí)驗(yàn)結(jié)果具備公正性，將傳統(tǒng)物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法與本文設(shè)計(jì)的基于引力模型的物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。比較各個(gè)物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法的節(jié)點(diǎn)流量分配性能。節(jié)點(diǎn)流量分配性能的判斷依據(jù)為該方法的節(jié)點(diǎn)流量分配曲線與計(jì)算后得出的節(jié)點(diǎn)流量分配曲線的相似性，節(jié)點(diǎn)流量分配曲線越接近計(jì)算后得出的節(jié)點(diǎn)流量分配曲線，該方法的節(jié)點(diǎn)流量分配性能越優(yōu)秀。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

傳統(tǒng)物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法與基于引力模型的物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法的節(jié)點(diǎn)流量分配性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

根據(jù)圖6可知，基于引力模型的物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法的節(jié)點(diǎn)流量分配性能優(yōu)于傳統(tǒng)物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于引力模型的物流節(jié)點(diǎn)空間布局規(guī)劃方法實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)流量分配性能的提升，對(duì)于各類型城市都有很大參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王諾，丁凱，吳迪，等.面向遠(yuǎn)海島礁群的雙向物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃[J].運(yùn)籌與管理，2019，28（6）：118-128.

[2]秦書婷，張著洪.基于物流配送路線規(guī)劃的改進(jìn)型果蠅優(yōu)化算法[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2019，40（7）：2007-2012.

[3]劉川昆，陳銘顥，王芷蕓，等.基于模擬退火的地下物流通道網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J].公路交通科技，2019，36（6）：151-158.

[4]王成林，屈曉芒，皇甫宜龍.[J].北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2019，18（2）：105-118.

[5]胡萬(wàn)杰，潘欣維，華云.基于綜合效益的城市地下物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2018（15）：303-312.

[6]梁英，楊含，李強(qiáng)，等.基于線性規(guī)劃和帶重節(jié)點(diǎn)三次樣條的Lorenz曲線逼近方法[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2019，35（7）：9-12.

[7]趙建峰，袁細(xì)國(guó)，梁伯棟，等.基于車聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算的電動(dòng)物流車智能調(diào)度算法[J].公路交通科技，2019，36（6）：112-124.

[8]樓振凱.應(yīng)急物流系統(tǒng)LRP的雙層規(guī)劃模型及算法[J].中國(guó)管理科學(xué)，2017，25（11）：151-157.

[9]王瑋，梁霄.特大城市樞紐型城市副中心規(guī)劃設(shè)計(jì)策略：以武漢市楊春湖商務(wù)區(qū)為例[J].城市規(guī)劃，2018，42（8）：111-122.

[10]朱玲，郭青海，肖黎姍，等.福建省城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)特征及影響因素[J].地域研究與開(kāi)發(fā)，2019，38（3）：42-47.

[11]王寧，孫玲玲，賈清泉，等.計(jì)及光伏調(diào)壓能力的分布式光伏并網(wǎng)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃方法[J].電工電能新技術(shù)，2018，37（6）：88-96.

[12]王其東.廣州站交通樞紐片區(qū)交通規(guī)劃與城市設(shè)計(jì)一體化規(guī)劃探究[J].規(guī)劃師，2017，33（12）：131-135.

[13]史艷芬，徐忠明，徐詠華.高校圖書館空間規(guī)劃方法：以同濟(jì)大學(xué)圖書館為例[J].圖書情報(bào)工作，2018，62（16）：28-34.

[14]吳思齊，吳永常.中國(guó)傳統(tǒng)規(guī)劃布局理論與農(nóng)業(yè)園區(qū)“規(guī)劃五綱”之辨析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2017，38（5）：161-166.

[15]陳妤凡，王開(kāi)泳.撤縣（市）設(shè)區(qū)對(duì)城市公共服務(wù)配置和空間布局的影響與作用機(jī)理[J].經(jīng)濟(jì)地理，2019，39（5）：76-86.