現(xiàn)代城市貨運物流空間布局優(yōu)化策略研究

焦洪贊 楊發(fā)興 徐莎莎 肖苗苗

摘要：物流業(yè)是推動國民經(jīng)濟發(fā)展和全社會實體貨物流通的支柱產(chǎn)業(yè)，物流業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展對于促進建設(shè)國內(nèi)統(tǒng)一大市場、推動經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。以湖北省武漢市為例，運用貨車軌跡數(shù)據(jù)結(jié)合核密度估計方法和網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)分析法對武漢市及武漢都市圈物流發(fā)展進行評估，挖掘貨運物流的時空分布特征，探尋貨運強度與城市發(fā)展的耦合關(guān)系，進而探究影響城市貨運物流的關(guān)鍵因素。發(fā)現(xiàn)城市貨運物流強度與城市經(jīng)濟發(fā)展水平、交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、工業(yè)及物流倉儲用地分布有密切關(guān)系。最后，從貨運物流的點（物流園區(qū)建設(shè)）—線（交通基礎(chǔ)設(shè)施及貨運通道建設(shè)）—網(wǎng)（貨運物流區(qū)域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）—時（貨運物流動態(tài)時空分布特征）4個方面為武漢市貨運物流空間布局優(yōu)化提供科學支撐。

關(guān)鍵詞：物流空間優(yōu)化；貨車軌跡數(shù)據(jù)；社會網(wǎng)絡(luò)分析方法；武漢市

文章編號：1673-8985（2023）02-0093-08 中圖分類號 TU984 文獻標志碼 A

0 引言

物流業(yè)是推動國民經(jīng)濟發(fā)展和全社會實體貨物流通的支柱產(chǎn)業(yè)[1]，物流業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展對于促進建設(shè)國內(nèi)統(tǒng)一大市場[2]、推動經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。隨著工業(yè)化后快速的城鎮(zhèn)化，城市的內(nèi)部功能日益復(fù)雜。復(fù)雜的城市功能區(qū)產(chǎn)生大量的物流需求，城市物流業(yè)為各類城市功能區(qū)提供了后勤服務(wù)和保障，對確保城市平穩(wěn)運行具有極其重要的作用，是支撐國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。同時，隨著全球經(jīng)濟、科技的發(fā)展，城市物流經(jīng)濟規(guī)模逐漸擴大，被認為是繼物力資源、人力資源后可重點開發(fā)的第三利潤增長點，在國民經(jīng)濟中的地位日益凸顯[3]。城市貨運物流空間作為物流業(yè)發(fā)展的實體組成部分，承載了城市中大量的貨物和商品，是聯(lián)系區(qū)域和城市內(nèi)部貨物相互流通的橋梁和基礎(chǔ)。

然而，自20世紀90年代以來，城市經(jīng)濟迅速增長、用地規(guī)模逐漸擴張，貨運物流空間因其經(jīng)濟效益低下、大型建筑較多、占地面積較大等原因[4]，在城市發(fā)展過程中容易被取代并占用。如今，貨運物流空間在城市空間中分布不均衡、城市貨運需求與物流空間不匹配、貨運流量與城市交通不協(xié)調(diào)等問題日益凸顯[5]，傳統(tǒng)粗放式的物流空間布局規(guī)劃不再能滿足經(jīng)濟和新技術(shù)快速發(fā)展的要求。因此，如何合理地進行城市貨運物流空間優(yōu)化成為目前物流規(guī)劃及國土空間規(guī)劃中亟需解決的難題。

針對貨運物流空間優(yōu)化的相關(guān)研究已取得一定的進展，齊長安[6]利用北京、天津及河北11個地級市的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對京津冀都市圈的物流網(wǎng)絡(luò)空間進行優(yōu)化研究；郁玉兵等[7]從供給能力、需求水平及其匹配度3個維度構(gòu)建指標體系，對浙江省空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化提出未來發(fā)展方向；沈玉芳等[8]利用宏觀統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)位基尼系數(shù)、區(qū)位熵等方法，研究長三角區(qū)域內(nèi)物流空間的布局優(yōu)化；安東琪等[9]以廣州物流倉儲用地為研究對象，結(jié)合周邊相關(guān)功能用地進行空間關(guān)聯(lián)性分析，對廣州市物流空間優(yōu)化進行探究；陳紅麗等[10]利用營商大數(shù)據(jù)，運用CLRIP集成優(yōu)化方法建立供應(yīng)鏈物流節(jié)點空間布局優(yōu)化模型，對環(huán)首都物流供應(yīng)鏈空間布局進行優(yōu)化。

綜合來看，受限于物流數(shù)據(jù)的缺乏和數(shù)據(jù)采集手段的制約等問題，既有的研究存在忽視公路運輸?shù)谋举|(zhì)特征、無法準確描述城市中貨運發(fā)展現(xiàn)狀、無法精確評估影響物流空間布局的主要因素等問題，對于指導(dǎo)物流空間布局優(yōu)化的意義有限。近年來，在智慧城市建設(shè)的背景下，多源的城市數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃的決策，為科學合理的城市規(guī)劃帶來全新手段。

武漢市作為全國重要的物流節(jié)點城市，擁有“九省通衢”的極佳區(qū)位條件，在《武漢市物流業(yè)空間發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》的基礎(chǔ)上已經(jīng)取得進展。但其現(xiàn)有的貨運體系不能滿足今后的城市定位，因此亟需優(yōu)化現(xiàn)有的物流空間布局。本文獲取了湖北省2018年6月的貨車軌跡數(shù)據(jù)，通過軌跡數(shù)據(jù)對武漢市及武漢都市圈的物流空間布局特征進行評估，探尋貨運強度與城市發(fā)展的耦合關(guān)系，分析影響貨運強度的關(guān)鍵因素，并提出武漢市物流空間布局的優(yōu)化策略。本文為《武漢市現(xiàn)代物流空間布局專項規(guī)劃（2021—2035年）》提供了科學依據(jù)，有助于推動武漢市到2035年基本建成“便捷順暢、經(jīng)濟高效、綠色集約、智能先進、安全可靠”的國際物流樞紐城市。

1 研究區(qū)域概況

《中國城市物流競爭力報告（2020）》[11]指出，武漢市是全國重要的物流節(jié)點城市，在以北京—天津、上海、廣州—深圳、武漢、成都—重慶等為核心的“五極”磚石結(jié)構(gòu)中，武漢位居“五極”中心，在全國城市物流競爭力排名中位列第6。內(nèi)部經(jīng)濟發(fā)展方面，2019年，武漢市貨運總規(guī)模為67 555萬t，物流產(chǎn)業(yè)增加值為1 549億元，分別位列全國第4、第5位。物流業(yè)已成為武漢市重要的支柱產(chǎn)業(yè)，其針對物流的投資年均近百億元。用地規(guī)模和空間布局特征方面，2019年全市物流倉儲用地為33.2 km?。武漢市物流空間布局按照《武漢市物流業(yè)空間發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》中“網(wǎng)狀聯(lián)系、圈層發(fā)展”的布局思路，規(guī)劃重點形成“一港六園八中心”的園區(qū)格局。如今，除了遠期規(guī)劃的江南機場國際物流港、花山港綜合物流園、古龍物流中心沒有啟動建設(shè)外，其余物流園區(qū)均已初步建成。

在武漢市建設(shè)全國物流中心城市的過程中，隨著城市用地規(guī)模的擴張和交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，武漢市的物流發(fā)展存在以下5個問題：（1）國際物流通道建設(shè)嚴重不足，物流樞紐地位面臨挑戰(zhàn)。（2）物流樞紐發(fā)展不充分，配套設(shè)施服務(wù)能力較弱。（3）多式聯(lián)運發(fā)展不充分，集約化和服務(wù)水平不高。（4）物流相關(guān)設(shè)施和功能布局分散，用地建設(shè)標準低。（5）港產(chǎn)城一體化發(fā)展不充分，協(xié)同驅(qū)動能力有待提升。

2 研究數(shù)據(jù)與研究方法

2.1 研究數(shù)據(jù)

近年來，因交通管理部門的管理需要，我國重型貨車已經(jīng)基本實現(xiàn)定位裝置全覆蓋，主要用于記錄貨車行駛的時間、速度、經(jīng)度、緯度、運輸里程等關(guān)鍵信息。2019年我國公路貨物運輸量達343.58億t，在貨運總量中占73%[12]?？紤]到貨車是物流環(huán)節(jié)內(nèi)最主要的單元，貨車的軌跡數(shù)據(jù)能夠反映公路運輸?shù)谋举|(zhì)特征?；诖?，本文選取湖北省2018年6月的貨車軌跡數(shù)據(jù)進行分析，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表1所示。

本文基于python編譯語言，參考母萬國等[13]、詹起林等[14]的方法對貨車軌跡進行出行OD點提取。在該過程中，OD點均為低速停留點（但低速停留點并非就是OD點）， 而GPS點在低速情況下漂移特別嚴重，如果僅從空間上對OD點進行分析非常困難，必須結(jié)合GPS軌跡點的時間、速度等因素進行綜合分析和判斷。為了減少貨運車輛因停滯等造成的影響，在OD點分析前，需要基于貨車行駛的速度、貨車中途停留的時間、貨車出行的最小距離、貨車出行的最短時間等閾值進行篩選判斷，主要步驟如下：

（1）利用貨車車輛的唯一標識“SIMID”字段，將每一輛貨車的數(shù)據(jù)按時間順序進行歸類。

（2）選取兩條相鄰的GPS字段，依據(jù)經(jīng)緯度坐標與采樣時間間隔計算兩點的平均速度。本文以10 km/h為速度閾值，篩選平均速度小于此閾值的GPS坐標點，以此記為“STAY”狀態(tài)，若大于等于此速度閾值，則此移動點記錄為“MOVE”狀態(tài)。

（3）當狀態(tài)值由“STAY”變?yōu)椤癕OVE”時，將該“STAY”點識別為潛在出行起點PO；當狀態(tài)值由“MOVE”變?yōu)椤癝TAY”時，將該“STAY”點識別為潛在出行終點PD。接著，將同一車牌的一對PO、PD依次合并，并與車輛ID和經(jīng)緯度等字段信息寫入同一行。

本文定義貨車單次出行的最小出行距離為1 km，貨車出行的單次最短時間為30 min，結(jié)合貨車裝卸貨的時間一般為20 min[15]等一系列閾值，篩選所有的貨車出行OD點。經(jīng)過初步篩選湖北省從2018年6月4日到2018年6月10日的貨車軌跡，共獲得808 305條軌跡，數(shù)據(jù)大小為244.42 G。