貨運(yùn)交通組織優(yōu)化背景下城市商貿(mào)物流需求及園區(qū)規(guī)模計算

■曹雄赳 殷 韞 王 芮

（中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院，北京 100037）

商貿(mào)物流是指與批發(fā)、零售、住宿、餐飲、居民服務(wù)等商貿(mào)服務(wù)業(yè)及進(jìn)出口貿(mào)易相關(guān)的物流服務(wù)活動[1]，與居民日常生活消費(fèi)密切相關(guān)。 商貿(mào)物流由于需要深入中心城區(qū)， 不可避免地將與城市交通互相干擾。 部分城市出現(xiàn)了大貨車占道停車導(dǎo)致交通擁堵，大貨車與城市交通混行造成安全隱患等問題。 為凈化城市交通環(huán)境，解決大貨車進(jìn)城的問題，優(yōu)化貨運(yùn)交通組織， 多數(shù)城市通過在中心城區(qū)外圍建設(shè)商貿(mào)物流園區(qū)， 在園區(qū)內(nèi)將大型貨車換成小型貨車開展城市配送。 在此背景下，對城市商貿(mào)物流需求進(jìn)行預(yù)測并合理計算園區(qū)規(guī)模至關(guān)重要。 既有文獻(xiàn)對物流需求預(yù)測開展了大量研究，如鹿應(yīng)榮等[2]、后銳等[3]提出了基于MLP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域物流需求預(yù)測模型，董愛卉[4]提出了基于支持向量機(jī)的物流預(yù)測模型，初良勇等[5]、田麗等[6]結(jié)合多種方法的優(yōu)缺點(diǎn)建立了組合預(yù)測模型。 這些方法多通過貨運(yùn)量、社會經(jīng)濟(jì)等因素建立模型， 但僅能預(yù)測城市貨運(yùn)總量， 難以區(qū)分貨種，無法獲得商貿(mào)物流需求。 本文將在分析商貿(mào)物流需求特征和組織模式的基礎(chǔ)上， 探索城市商貿(mào)物流預(yù)測方法，并建立商貿(mào)物流園區(qū)規(guī)模計算模型。

1 商貿(mào)物流需求預(yù)測

1.1 商貿(mào)物流主要特征

物流根據(jù)需求端不同可分為生產(chǎn)物流和生活物流（表1），生產(chǎn)物流主要服務(wù)于工業(yè)農(nóng)業(yè)原材料及產(chǎn)成品運(yùn)輸，體現(xiàn)生產(chǎn)端的物流需求；生活物流主要服務(wù)于消費(fèi)端，包括商貿(mào)物流、公共物流及快遞等。

根據(jù)表1 可知商貿(mào)物流的運(yùn)輸對象主要包括糧食、農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)品、輕工和醫(yī)藥產(chǎn)品、機(jī)械設(shè)備和電器等消費(fèi)品。 郵政快遞由于與居民日常生活密切相關(guān)，也應(yīng)考慮。

商貿(mào)物流的主要特征包括3 個方面：一是運(yùn)輸模式上，與生產(chǎn)物流集約化的大進(jìn)大出不同，商貿(mào)物流最終用戶多元且廣泛分布，多為零擔(dān)運(yùn)輸或大進(jìn)分出；二是貨品種類上，商貿(mào)物流品種多、重量輕、批次多；三是時效性上，商貿(mào)物流涉及民生，時效性要求高且要求持續(xù)保障。 鑒于上述特征，城市通常很難完整統(tǒng)計商貿(mào)物流需求，且目前大部分城市未進(jìn)行分貨類的貨運(yùn)量抽樣調(diào)查，因而無法直接得到商貿(mào)物流的貨運(yùn)量。

1.2 商貿(mào)物流組織模式

商貿(mào)物流合理的組織模式應(yīng)包含3 個階段，第一階段是外部流通， 城市與外部區(qū)域的貨物集散，采用干線運(yùn)輸將消費(fèi)品從生產(chǎn)地運(yùn)輸至需求地的物流園區(qū)；第二階段是內(nèi)部流通，消費(fèi)品在城市內(nèi)部的物流園區(qū)、物流中心與商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)間流通；第三階段是末端配送，滿足消費(fèi)者個性化需求的末端配送過程（圖1）。

圖1 商貿(mào)物流組織模式

在城市發(fā)展初期， 由于尚未建立以物流園區(qū)、物流中心為主要節(jié)點(diǎn)的多層級物流體系，第二階段的流通過程將直接越過，生產(chǎn)地至消費(fèi)地的大貨車干線運(yùn)輸直接抵達(dá)商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)， 出現(xiàn)了大貨車進(jìn)城，與城市交通相互干擾的情況。 通過建設(shè)物流園區(qū)構(gòu)建多層級物流體系， 既可以凈化城市交通環(huán)境，又可利用園區(qū)整合物流資源，發(fā)展共同配送，提升物流效率。

1.3 商貿(mào)物流預(yù)測模型

根據(jù)現(xiàn)有資料，建立類比法和消耗法2 種計算模型。 由于快遞計量的特殊性，以下計算不包括快遞業(yè)務(wù)量。

（1）類比法

雖然單個城市分貨類的貨運(yùn)量難以獲取，但通過統(tǒng)計年鑒可獲取各省和全國主要城市的分貨類的貨運(yùn)量。 由于各個城市的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)不同，導(dǎo)致不同城市貨運(yùn)量中的生產(chǎn)性原材料和產(chǎn)成品的類別差異非常大，因而不能用全省或其他城市的貨運(yùn)結(jié)構(gòu)來類推目標(biāo)城市。 但不同城市貨運(yùn)結(jié)構(gòu)的差異主要體現(xiàn)在生產(chǎn)物流上，而生活商貿(mào)物流結(jié)構(gòu)各個城市相差不大； 這主要是由于在一定地域范圍內(nèi)，居民的消費(fèi)結(jié)構(gòu)基本相同。 因此可考慮利用全省的商貿(mào)物流結(jié)構(gòu)來類推目標(biāo)城市。 為方便計算，定義城市社會消費(fèi)品零售總額S 為：

式中：Tn表示商品n 的重量，t；Pn表示商品n 的單價，元/t。

假設(shè)目標(biāo)城市居民的消費(fèi)結(jié)構(gòu)與全省相同，則有：

式中：Tn·i為i 城市第n 類商品的重量，t；Tn·p為全省第n 類商品的重量，t。因而，目標(biāo)城市商貿(mào)物流需求量Ti為：

其中，Tp為全省分類貨運(yùn)量中涉及商貿(mào)類的貨運(yùn)量，根據(jù)統(tǒng)計資料獲取。 故只需要得到k 值便能計算Ti。 利用式（1）和式（2）可得到：

其中，目標(biāo)城市和全省的社會消費(fèi)品零售總額均可通過統(tǒng)計年鑒獲得，目標(biāo)城市歷年商貿(mào)物流需求可通過式（5）計算。

在獲得歷年商貿(mào)物流需求的基礎(chǔ)上，還應(yīng)對目標(biāo)年進(jìn)行預(yù)測， 這是一個離散時間序列預(yù)測問題。由于商貿(mào)物流需求隨著城市人口增加、物質(zhì)生活的改善，會呈現(xiàn)前期快速增長，后隨著人口及生活水平穩(wěn)定而增長趨穩(wěn)， 故可利用Logistis 生長曲線進(jìn)行趨勢外推。

其中，Ty是第y 年預(yù)測值；y 為時間序列；K、a、b為待估參數(shù)，可采用三和法進(jìn)行估計[7]。

（2）消耗法

城市居民每人每年生活必需品的用量，因不同城市人民生活水平的差異而有所不同，其運(yùn)輸量也不一樣，大城市每人每年大約3～4 t，中小城市大約2 t，農(nóng)村1 t 左右[8]，可根據(jù)城市規(guī)模進(jìn)行合理取值。通過城市總體規(guī)劃獲取目標(biāo)年規(guī)劃人口，便可計算商貿(mào)物流需求。

式中：Ri為目標(biāo)城市預(yù)測人口值，人；Xi為目標(biāo)城市人均生活類物資消耗量，t/人。

2 商貿(mào)物流園區(qū)規(guī)模計算

2.1 總體規(guī)模

物流園區(qū)的規(guī)劃規(guī)模不能太小，否則不利于城市物流的持續(xù)發(fā)展；但規(guī)劃規(guī)模也不能太大，容易產(chǎn)生投資浪費(fèi)和物流資源閑置，給以后的經(jīng)營運(yùn)作埋下隱患。 據(jù)中國物流與采購聯(lián)合會統(tǒng)計， 我國64%物流園區(qū)占地在0.5 km2以內(nèi)， 倉儲面積在園區(qū)中占比最高23%，園區(qū)平均物流強(qiáng)度433 萬t/km2[9]。

單個物流園區(qū)的規(guī)模可利用時空消耗法建立模型。 調(diào)查主要貨類單位貨物的體積（每噸貨物存儲在倉庫中所占有的空間）和貨物的周轉(zhuǎn)期（貨物存儲在倉庫中的時間），單位貨物體積與周轉(zhuǎn)期的乘積就是該單位貨物的時空消耗。 在此基礎(chǔ)上乘以該貨物的適站量就是該種貨物的時空消耗。 把所有貨物的時空消耗相加就是總的時空消耗需求。

式中：A 為物流節(jié)點(diǎn)的理想規(guī)模，m2；α 為物流節(jié)點(diǎn)中倉庫面積占總面積的比重，%；n 為貨物的種類數(shù)，無量綱；Vi為第i 類貨物單位重量平均所占的體積，m3/t；Ti為第i 類貨物的平均周轉(zhuǎn)時間，即貨物的在庫時間，日；Qi為第i 類貨物的年周轉(zhuǎn)量，t；Fi為第i 類貨物的時間不均勻系數(shù)，無量綱；Si為每平方米倉庫所能夠存儲第i 類貨物的體積，m3/m2。

參數(shù)取值應(yīng)通過調(diào)查獲得，以牡丹江市為例，單位貨物平均占地面積取1.5 m2/t，平均周轉(zhuǎn)時間3日，不均衡系數(shù)取1.5，α 可采用全國平均值23%。

2.2 停車位計算

園區(qū)的停車需求規(guī)?？筛鶕?jù)其生成交通量的大小來計算[10]：即根據(jù)高峰小時機(jī)動車吸引量、機(jī)動車車種構(gòu)成、車輛停放時間和泊位利用率等因子進(jìn)行計算。

式中：Pi為園區(qū)i 型車泊位需求數(shù)，個；Wi為園區(qū)i 型車高峰小時停車數(shù)，輛，由式10 計算；Ti為園區(qū)i型車平均停車時間，min；ai為園區(qū)i 型車泊位利用率，取0.85，無量綱；Qi為園區(qū)i 型車年貨運(yùn)量，t；mi為i 型車貨運(yùn)量日不均衡系數(shù)，無量綱；ni為i 型車貨運(yùn)量小時不均衡系數(shù)，無量綱；ei為i 型車噸位數(shù)，t。

參數(shù)取值同樣應(yīng)通過調(diào)查獲得。 以牡丹江市為例，取長途運(yùn)輸大型貨車噸位數(shù)為30 t，中轉(zhuǎn)入城的小型貨車噸位數(shù)為2 t；關(guān)于平均停車時間，大型貨車由于承擔(dān)長途運(yùn)輸， 在將貨物送達(dá)園區(qū)后，一方面需要休息，在園區(qū)停車住宿；另一方面為了不空車返程，也會出現(xiàn)在園區(qū)停車待貨現(xiàn)象，因而停車時間較長，取6 h；而小型貨車主要承擔(dān)市內(nèi)配送短途運(yùn)輸，不會出現(xiàn)在園區(qū)停車住宿現(xiàn)象，停車時間取1 h。

3 實(shí)例計算

牡丹江市于2017 年開展了 《牡丹江市城市物流體系專項(xiàng)規(guī)劃》， 預(yù)期發(fā)揮中俄重要交流窗口的區(qū)位優(yōu)勢以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，發(fā)展成為東北亞重要國際商貿(mào)物流中心及全國重要綠色農(nóng)產(chǎn)品物流中心。 由于牡丹江市物流體系尚不完善，大貨車在中心城區(qū)違章停放問題突出，該規(guī)劃的主要目標(biāo)之一是通過建設(shè)城郊物流園區(qū)以推動大貨車出城。為此，迫切需要對大貨車出城政策實(shí)施后受影響的商貿(mào)物流量進(jìn)行預(yù)測，并計算商貿(mào)物流園的建設(shè)面積。

3.1 商貿(mào)物流量預(yù)測

（1）類比法：通過統(tǒng)計年鑒可得黑龍江省歷年分貨類的公路貨運(yùn)量、黑龍江省及牡丹江市歷年社會消費(fèi)品零售總額。 以2014 年為例，當(dāng)年全省分類貨運(yùn)量如表2 所示，根據(jù)式（5）計算當(dāng)年牡丹江市商貿(mào)物流需求量為702 萬t。 在計算近5 年數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用式（6）生長曲線外推法預(yù)測得到規(guī)劃期2025 年商貿(mào)物流需求量為1179.3 萬t。

表2 黑龍江省2014 年分貨類公路貨運(yùn)量

（2）消耗法：根據(jù)黑龍江省的分貨類貨運(yùn)量計算得到全省每人每年生活類物資的消耗量為2.8 t，牡丹江市取全省平均值。 根據(jù)城市總體規(guī)劃牡丹江市2025 年目標(biāo)人口值，計算2025 年商貿(mào)物流需求量為840 萬t。 綜合2 種方法的結(jié)果，取平均值得到2025 年牡丹江市商貿(mào)物流需求量為1010 萬t。

上述過程不包括快遞業(yè)務(wù)量的預(yù)測， 近年來，隨著電子商務(wù)的迅猛發(fā)展，牡丹江市快遞業(yè)務(wù)量呈指數(shù)增長形勢，全市快遞業(yè)務(wù)量超2700 萬件。 預(yù)計未來年快遞業(yè)務(wù)量將繼續(xù)快速增長，至2025 年，快遞業(yè)務(wù)量將達(dá)4250 萬件，日均12 萬件。

3.2 園區(qū)規(guī)模計算

根據(jù)牡丹江市貨物流向的調(diào)查結(jié)果，東、西2 個方向的貨運(yùn)量比例在4∶6 左右，因而實(shí)施貨車出城政策后，進(jìn)入規(guī)劃的城西物流園的貨運(yùn)量將占60%，即到2025 年，城西商貿(mào)物流園需求量為606 萬t/年，快遞業(yè)務(wù)量將達(dá)7 萬件/日。 其他參數(shù)取值見表3。

表3 城西物流園區(qū)規(guī)模計算取值

將表3 參數(shù)代入公式（8），可得城西物流園總體規(guī)模為34.1 萬m2。 上述規(guī)模計算中的物流量僅考慮了實(shí)施貨車出城政策后必須中轉(zhuǎn)的商貿(mào)物流和快遞業(yè)務(wù)量，若考慮園區(qū)吸引的生產(chǎn)物流，則可以在此基礎(chǔ)上預(yù)留30%的空間，園區(qū)的規(guī)?？蓴U(kuò)大至48.7 萬m2。

3.3 停車位計算

根據(jù)式（9）和（10）進(jìn)行計算，全部計算參數(shù)取值及計算結(jié)果如表4 所示，即需要大型貨車停車位334 個，小型貨車停車位469 個。

表4 停車位計算取值及結(jié)果

4 結(jié)語

由于商貿(mào)物流與居民日常生活密切相關(guān)，將不可避免地需要深入城市核心區(qū)。 為避免物流對城市交通的干擾，多數(shù)城市規(guī)劃了推動大貨車出城的城郊物流園區(qū)，以優(yōu)化貨運(yùn)交通組織。 在園區(qū)建設(shè)過程中，對于商貿(mào)物流需求的預(yù)測及園區(qū)規(guī)模的計算至關(guān)重要。 但由于城市物流需求分布復(fù)雜，統(tǒng)計較為困難，多數(shù)城市尚未統(tǒng)計分貨類的貨運(yùn)量。 通過分析商貿(mào)物流特征及組織模式，提出了類比法和消耗法2 種商貿(mào)物流需求估算方法，并提出了基于時空消耗的物流園區(qū)規(guī)模及停車位的計算模型，在牡丹江市開展實(shí)例應(yīng)用，取得了較好的效果。