物流系統(tǒng)韌性與提升策略

摘 "要：由于各種不確定事件的影響及其風(fēng)險(xiǎn)性，韌性的研究應(yīng)拓展到物流這種具有社會(huì)功能的服務(wù)類系統(tǒng)。由韌性理論的核心內(nèi)涵提出物流系統(tǒng)韌性概念及測(cè)度思路。將物流系統(tǒng)性能分為功能和效率兩個(gè)維度，分別包含完好度、時(shí)間和能力利用率、單位成本四方面因素，并給出系統(tǒng)性能對(duì)其因素和維度的增減性，以及各因素的計(jì)算方法，系統(tǒng)性能變化是各因素變動(dòng)的直接和間接影響的綜合結(jié)果。還分析了路網(wǎng)狀態(tài)量對(duì)物流系統(tǒng)性能的總體作用及可能影響，最后提出物流經(jīng)營人角度和路網(wǎng)建設(shè)方面提升物流系統(tǒng)韌性的策略。

關(guān)鍵詞：物流系統(tǒng)；韌性；不確定事件；擾動(dòng)；策略

中圖分類號(hào)：F503 " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " "DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.23.004

Abstract： Due to the impact and risk of various uncertain events， research on resilience should be extended to logistics， a service system with social functions. Based on the core connotation of resilience theory， the concept and measurement approach of logistics system resilience are proposed. The performance of logistics system is divided into two dimensions： Function and efficiency， which include four factors： Integrity， time and capacity utilization， and unit cost. The increase or decrease of system performance on its factors and dimensions is provided， as well as the calculation method for each factor. The change of system performance is the comprehensive result of the direct and indirect influence of each factor. The overall role and potential impact of road network state variables on the performance of logistics systems are also analyzed. And finally puts forward the strategy of improving the resilience of logistics system from the perspective of logistics operators and road network construction.

Key words： logistics system; resilience; uncertain event; disturbance; strategy

0 "引 "言

"人類社會(huì)發(fā)展的過程中會(huì)面臨各種不確定事件和突發(fā)事件以及由此而產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，例如自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、社會(huì)安全事件、公共衛(wèi)生事件等。物流系統(tǒng)是人類社會(huì)活動(dòng)正常、有序進(jìn)行的基礎(chǔ)條件和保障，面臨不確定事件時(shí)的安全性、可靠性、可用性、抗干擾性和恢復(fù)能力非常重要，即韌性強(qiáng)弱。而目前韌性的研究多關(guān)于道路、橋梁等交通基礎(chǔ)設(shè)施[1-3]，物流這種服務(wù)類系統(tǒng)的韌性研究十分缺乏，因此為了盡量減少不確定事件的危害、建設(shè)抗毀性強(qiáng)、可靠性高的物流系統(tǒng)，增強(qiáng)人們的安全感及社會(huì)秩序的穩(wěn)定，很有必要研究物流系統(tǒng)的韌性及其影響因素，以進(jìn)一步研究提高其韌性的措施和方法。

1 "物流系統(tǒng)韌性概念

韌性（Resilience）一詞最早來源于拉丁語，本意為恢復(fù)到原始狀態(tài)。1973年加拿大生態(tài)學(xué)家Holling首次將韌性概念引入生態(tài)系統(tǒng)研究，提出生態(tài)系統(tǒng)韌性，而后韌性的概念逐步發(fā)展到城市硬件設(shè)施建設(shè)中的工程問題[4]。2009年聯(lián)合國國際減災(zāi)戰(zhàn)略署（UNISDR）提出“韌性是系統(tǒng)、社區(qū)或社會(huì)在受到干擾時(shí)能夠及時(shí)通過有效的方式抵抗、吸收，適應(yīng)外部變化，并從其影響中恢復(fù)的能力”[5]。自21世紀(jì)初聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展全球峰會(huì)上提出“韌性城市”的概念以來，韌性已經(jīng)成為交通運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)對(duì)災(zāi)害的重要能力和建設(shè)指標(biāo)，2020年我國交通運(yùn)輸部發(fā)布的《國家綜合立體交通網(wǎng)指標(biāo)框架》首次將交通網(wǎng)韌性作為系統(tǒng)指標(biāo)之一。

"不同學(xué)科領(lǐng)域?qū)g性的界定有所不同，但其核心內(nèi)涵包括兩個(gè)方面：一是系統(tǒng)吸收擾動(dòng)的能力。由擾動(dòng)事件發(fā)生后系統(tǒng)偏離正常性能的程度體現(xiàn)；二是系統(tǒng)恢復(fù)到預(yù)期性能的能力。交通運(yùn)輸領(lǐng)域現(xiàn)有的韌性研究是關(guān)于基礎(chǔ)設(shè)施能力和網(wǎng)絡(luò)通行能力的，韌性理論同樣可以拓展到物流系統(tǒng)，依據(jù)目前相關(guān)學(xué)者整理的國內(nèi)外交通領(lǐng)域韌性概念，本文提出物流系統(tǒng)韌性概念如下：在外界干擾下，物流系統(tǒng)運(yùn)作偏離正常情況的程度，以及恢復(fù)到預(yù)期或正常情況的能力，包括恢復(fù)速度和恢復(fù)程度。不同性質(zhì)和類型的干擾對(duì)物流系統(tǒng)的影響和作用不同，物流系統(tǒng)的偏離和恢復(fù)機(jī)制就不同，體現(xiàn)出的韌性就不同。這里仍沿用呂彪等[6-7]提出的韌性量化方法來計(jì)算物流系統(tǒng)累積韌性測(cè)度：

式中：F表示物流系統(tǒng)的性能水平，為系統(tǒng)開始受干擾的時(shí)刻，t為干擾影響消除的時(shí)刻。圖2為不確定事件發(fā)生時(shí)物流系統(tǒng)性能圖解，其中t為系統(tǒng)性能達(dá)到最低的時(shí)刻，t為系統(tǒng)性能開始恢復(fù)的時(shí)刻。

不確定事件對(duì)物流活動(dòng)的影響如下：一是可能發(fā)生路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化，例如部分物流中心、配送中心、港站等物流節(jié)點(diǎn)或運(yùn)輸線路功能減弱或喪失，此時(shí)其物流負(fù)載就需要由其他節(jié)點(diǎn)和線路分擔(dān)；二是事件影響物流運(yùn)作的質(zhì)量和服務(wù)水平，如自然災(zāi)害、極端天氣等引起物流過程中的貨損等；三是為維持物流服務(wù)質(zhì)量而增加成本，例如改進(jìn)、加強(qiáng)包裝及其他措施；四是由于應(yīng)對(duì)突發(fā)事件而采取的一些措施對(duì)物流運(yùn)作的影響，例如疫情防控需要增加檢測(cè)、消毒等環(huán)節(jié)會(huì)增加物流時(shí)間，減少工作人員會(huì)降低物流能力等；五是供應(yīng)渠道以及物流模式的變化產(chǎn)生的影響，例如本地廠家供應(yīng)改為線上外地采購、采用無人機(jī)配送等。總體上，在事件發(fā)生初期，物流系統(tǒng)所受影響較明顯，物流量減少、運(yùn)送周期延長，系統(tǒng)性能下降幅度較大，待事件影響平穩(wěn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在較低性能狀態(tài)持續(xù)一段時(shí)間，期間可能會(huì)隨相關(guān)條件的變化而波動(dòng)，然后隨著情況好轉(zhuǎn)而逐漸恢復(fù)，恢復(fù)速度跟具體事件的危害程度、采取的相關(guān)措施和經(jīng)濟(jì)恢復(fù)程度有關(guān)，恢復(fù)能力與系統(tǒng)自身和外部條件都有關(guān)。

2 "物流系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)與函數(shù)形式

"系統(tǒng)韌性主要由其性能的變化程度和持續(xù)時(shí)間體現(xiàn)，影響系統(tǒng)性能的因素即為影響系統(tǒng)韌性的因素。研究物流系統(tǒng)性能的文獻(xiàn)并不多見，綜合物流系統(tǒng)功能、水平、服務(wù)等方面的相關(guān)研究[8-11]，本文將物流系統(tǒng)性能分為兩個(gè)維度——系統(tǒng)目的實(shí)現(xiàn)的功能水平St和資源消耗的效率水平Et。功能水平主要體現(xiàn)在對(duì)需求的滿足能力上，主要是服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率，通?？捎韶浳飻?shù)量、質(zhì)量的完好程度G和物流時(shí)間T表示。效率水平主要體現(xiàn)在對(duì)資源的利用水平上，主要是物流生產(chǎn)要素和成本的投入產(chǎn)出效率，通?？捎晌锪髂芰寐蔝和物流單位成本C表示。有下列函數(shù)式：

Ft=fSt，Et " " " " " " " " " " " " " " " " " " " nbsp; " （2）

St=f■G，T " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （3）

Et=f■U，C " " " " " " " " nbsp; " " " " " " " " " " " " "（4）

式中：f表示函數(shù)關(guān)系，具體形式與人們對(duì)各維度和要素的重視程度有關(guān)（見表1），但在函數(shù)增減性上存在如下邏輯關(guān)系。

各要素對(duì)物流成本都有直接影響，各要素對(duì)物流能力利用率均無直接增減作用，物流能力利用率的提高總體上會(huì)減少物流時(shí)間。此外各要素間的增減作用要看具體情況，分析某個(gè)維度或要素對(duì)系統(tǒng)性能的最終作用時(shí)還需要注意它們之間的間接作用，例如：（1）忽略對(duì)物流時(shí)間的影響，貨運(yùn)質(zhì)量的提升對(duì)系統(tǒng)性能有提升作用，但也因?yàn)樵黾映杀径鴮?duì)系統(tǒng)性能有降低作用；（2）忽略對(duì)貨運(yùn)質(zhì)量的影響，物流時(shí)間增加對(duì)系統(tǒng)性能有降低作用，同時(shí)也因?yàn)樵黾映杀径鴮?duì)系統(tǒng)性能有降低作用；（3）物流能力利用率的提高對(duì)系統(tǒng)性能有提升作用，同時(shí)也因?yàn)闇p少時(shí)間和降低成本而對(duì)系統(tǒng)性能有提升作用，因此要素或維度對(duì)系統(tǒng)性能增減的最終作用要經(jīng)過權(quán)衡和比較。

"為寫出各要素的計(jì)算式，設(shè)定相關(guān)符號(hào)意義如表2所示。

貨運(yùn)質(zhì)量一般以貨物完好率表示，即完好數(shù)量與總數(shù)量的比值。區(qū)域內(nèi)存在多個(gè)物流任務(wù)，可以周轉(zhuǎn)量占比作為各物流任務(wù)的完好率權(quán)重，見式（5）：

將式（5）至式（8）代入式（2）至式（4）得到物流系統(tǒng)性能函數(shù)，將性能函數(shù)代入式（1）得到系統(tǒng)韌性測(cè)度。

3 "影響物流系統(tǒng)性能的路網(wǎng)因素

除了上述性能因素，交通路網(wǎng)狀態(tài)是物流系統(tǒng)性能和韌性的重要影響因素。節(jié)點(diǎn)不變的情況下，路網(wǎng)狀態(tài)因素及其對(duì)物流系統(tǒng)性能因素的總體作用（見表3），其中：“↑”表示增加或提高，“↓”表示減少或降低。

表3中反映出連接邊多、節(jié)點(diǎn)間距短的路網(wǎng)對(duì)物流系統(tǒng)性能有提高作用，因?yàn)檫B通性好、節(jié)點(diǎn)容易到達(dá)，而節(jié)點(diǎn)和邊特征差異大、各部分重要性非常不均勻的路網(wǎng)在部分節(jié)點(diǎn)或邊失效的情況下物流系統(tǒng)性能大幅下降的風(fēng)險(xiǎn)較大。說明結(jié)構(gòu)較均勻的路網(wǎng)韌性較穩(wěn)定，事件的空間差異產(chǎn)生的影響不顯著；結(jié)構(gòu)不均勻的路網(wǎng)韌性具有不確定性，對(duì)發(fā)生在不同空間位置的事件韌性差異較大。

4 "物流系統(tǒng)韌性提升策略

4.1 "物流經(jīng)營人策略

4.1.1 "要重視運(yùn)量大、距離長，也就是周轉(zhuǎn)量大的物流活動(dòng)和車次的性能指標(biāo)

通常這類物流是區(qū)域內(nèi)的干線物流。因?yàn)檫@類物流權(quán)重大，要盡量確保其完好率、縮短其時(shí)間、提高裝載率、減少非增值運(yùn)距L-l，降低單位成本。為此，可適當(dāng)提高相關(guān)設(shè)施設(shè)備的配置水平，宜采用輕薄且強(qiáng)度大的包裝襯墊材料、選擇時(shí)距最短路徑、合理提高車速、注意優(yōu)化積載和節(jié)點(diǎn)銜接順序、選擇性價(jià)比高的動(dòng)力模式及效率高、費(fèi)用低的干線節(jié)點(diǎn)。

4.1.2 "重點(diǎn)監(jiān)控物流能力利用率指標(biāo)

"物流能力利用率對(duì)韌性效率水平維度同時(shí)有直接和間接提升作用，因?yàn)樗鼘?duì)韌性的兩個(gè)減函數(shù)要素——時(shí)間和單位成本有減性作用，因此是重要因素。重載線路中應(yīng)盡量采用“貨郎擔(dān)路徑”①，同一車次盡量配載目的地空間位置相近的貨物，減少非增值運(yùn)距。

4.1.3 "權(quán)衡成本與其他性能指標(biāo)的增減

"物流成本是因變量，要看具體原因，經(jīng)過分析比較才能判斷對(duì)系統(tǒng)性能和韌性的綜合影響。例如提升貨運(yùn)質(zhì)量需要增加襯墊材料、改進(jìn)包裝等，會(huì)增加單位成本；減少物流時(shí)間可能需要更好的設(shè)施設(shè)備，會(huì)增加固定成本并減少變動(dòng)成本等。

4.2 "路網(wǎng)建設(shè)策略

4.2.1 "節(jié)點(diǎn)間盡量都有且有較多連接邊

"如果路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間有邊連接的比例很高，說明網(wǎng)絡(luò)密度和網(wǎng)絡(luò)集聚系數(shù)較大，網(wǎng)絡(luò)連通程度好，在發(fā)生擾動(dòng)事件引起路段或節(jié)點(diǎn)喪失通行能力或能力下降時(shí)，有可選的物流路徑和流量分配的替代方案，系統(tǒng)性能不易大幅變化。另一方面，可以提升網(wǎng)絡(luò)效率和緊密度、縮短節(jié)點(diǎn)間平均距離，利于縮短時(shí)間、降低成本、提升貨運(yùn)質(zhì)量，即有利于保持物流系統(tǒng)性能、增強(qiáng)韌性。

4.2.2 "對(duì)重要的節(jié)點(diǎn)或邊搭配多種運(yùn)輸方式

"路網(wǎng)中介數(shù)較高的節(jié)點(diǎn)和邊對(duì)物流系統(tǒng)性能和韌性非常關(guān)鍵，對(duì)此類節(jié)點(diǎn)和邊應(yīng)構(gòu)建銜接、協(xié)調(diào)多種運(yùn)輸方式的綜合性樞紐和運(yùn)輸通道，增加備選方式和線路。雖然不同運(yùn)輸方式會(huì)影響成本因素，但可以較顯著地提高系統(tǒng)韌性和服務(wù)的可靠性。

4.2.3 "對(duì)樞紐節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)分流節(jié)點(diǎn)

"提高韌性的一個(gè)重要思路就是準(zhǔn)備可行的替代方案。樞紐節(jié)點(diǎn)功能受損，若周圍的若干節(jié)點(diǎn)能分擔(dān)其物流量和相關(guān)服務(wù)能力，則系統(tǒng)性能不會(huì)顯著變化，能保障一定的韌性水平。這就要求分流節(jié)點(diǎn)能連接樞紐節(jié)點(diǎn)的可達(dá)區(qū)域，且有相應(yīng)的儲(chǔ)備通行能力。

"注：①運(yùn)籌學(xué)中的著名命題，賣貨郎從某個(gè)村莊出發(fā)，通過若干個(gè)村莊一次且僅一次，最后回到原出發(fā)村莊，選擇使總行程最短的行走路線。

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收稿日期：2023-11-08

基金項(xiàng)目：廈門市自然科學(xué)基金項(xiàng)目（3502Z20227212）；福建省中青年教師教育科研項(xiàng)目（JAT210221、JAT220181）；福建省本科高校教育教學(xué)研究項(xiàng)目（FBJG20220200）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（52201411）；集美大學(xué)科研基金項(xiàng)目（ZQ2022042）

作者簡介：王 "文（1978—），女，黑龍江哈爾濱人，集美大學(xué)航海學(xué)院，副教授，博士，研究方向：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理；

徐祝源（2000—），男，安徽安慶人，集美大學(xué)航海學(xué)院碩士研究生，研究方向：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理；張文鴿（1999—），男，河南柘城人，集美大學(xué)航海學(xué)院碩士研究生，研究方向：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理。

引文格式：王文，徐祝源，張文鴿. 物流系統(tǒng)韌性與提升策略[J]. 物流科技，2024，47（23）：14-17.