基于系統(tǒng)動力學模型的區(qū)域物流與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展分析

曹陽 王利 蔡樂等

摘要現(xiàn)代物流業(yè)既是衡量一個區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平和現(xiàn)代化程度的主要標志，也是推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的基本動力之一。基于區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟之間的相互作用內(nèi)在機理，建立與現(xiàn)實盡可能接近的模型分析區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟關(guān)系是區(qū)域經(jīng)濟學研究的重要內(nèi)容。該研究采用系統(tǒng)動力學的方法建立了區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟的因果關(guān)系圖，并輔之以統(tǒng)計學方法確定參數(shù)，進而構(gòu)建了區(qū)域物流需求及供給與三次產(chǎn)業(yè)之間的系統(tǒng)動力學模型，通過對模型中參數(shù)變化所引起的物流與經(jīng)濟各指標變化的分析，探討遼寧省區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟的相互關(guān)系，以便為遼寧省區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展提供相應的對策。

關(guān)鍵詞區(qū)域物流；區(qū)域經(jīng)濟；系統(tǒng)動力學模型；遼寧省

中圖分類號S181.4文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）23-08064-05

作者簡介曹陽（1987- ），女，遼寧鞍山人，碩士研究生，研究方向：GIS應用、城市與區(qū)域規(guī)劃。

收稿日期20140707區(qū)域物流是一個宏觀的物流概念，它是一個區(qū)域范圍內(nèi)滿足物流定義的各個范疇的總和[1]。區(qū)域物流作為區(qū)域經(jīng)濟的重要組成成分，其產(chǎn)業(yè)附加值是區(qū)域國內(nèi)生產(chǎn)總值增加值的一部分。在區(qū)域經(jīng)濟中，物流業(yè)的發(fā)展深刻影響著其他產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造與升級，而區(qū)域物流的發(fā)展又受到區(qū)域經(jīng)濟的反作用，二者之間密切聯(lián)系，相互作用。從宏觀角度來看，暢通的現(xiàn)代物流網(wǎng)絡已經(jīng)被認為是區(qū)域投資環(huán)境狀況的反映。從微觀的企業(yè)活動看，無論是承擔還是委托物流業(yè)務的企業(yè)單位，高效的物流網(wǎng)絡都是企業(yè)新的利潤源泉[2]。因此，理清區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟之間的相互關(guān)系，梳理區(qū)域物流對區(qū)域經(jīng)濟的作用機制，對區(qū)域經(jīng)濟和區(qū)域物流的和諧發(fā)展具有重要意義。許多學者對區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟的關(guān)系做出研究和分析，Pedersen論述了物流業(yè)對經(jīng)濟的影響以及其與經(jīng)濟的相互依存關(guān)系[3]。何小洲等利用產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學中產(chǎn)業(yè)波及效應的分析，指出區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟之間相互促進的關(guān)系[4]；李文順等采用協(xié)整和誤差修正模型對我國50多年的物流增量和GDP增長的長期和動態(tài)關(guān)系進行實證研究和檢驗，得出我國GDP增量和物流業(yè)增量之間存在著穩(wěn)定的協(xié)整關(guān)系的結(jié)論[5]；何秋等則將Jay W.Forrester教授創(chuàng)立的系統(tǒng)動力學方法引入?yún)^(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟關(guān)系的研究中，根據(jù)社會系統(tǒng)的因果性來構(gòu)造出反映非線性、多重反饋和長時滯性的動態(tài)模型，并利用計算機仿真的辦法來實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)的變化過程[6]。筆者基于系統(tǒng)動力學工具的特點，著力于構(gòu)建與現(xiàn)實盡可能接近的模型模擬區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟之間的相互關(guān)系，并通過對不同的產(chǎn)業(yè)政策變化給系統(tǒng)整體所帶來影響的預判，找到適合區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展的路徑。

1區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)動力學模型

系統(tǒng)動力學模型的構(gòu)建過程一般是以如下步驟完成的：①明確問題，確定系統(tǒng)的邊界；②提出動態(tài)假說；③寫方程；④測試；⑤政策設計與評估[7]。該研究建立模型時，鑒于研究區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟的關(guān)系問題，故將影響物流的因素以及物流業(yè)發(fā)展與經(jīng)濟增長之間相互影響的傳導機制作為研究對象。

1.1因果關(guān)系圖的建立因果與相互關(guān)系圖是模型構(gòu)建重要步驟。隨著地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，必然會帶來投資的增加和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人口向第二、三產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移。而產(chǎn)業(yè)人口的轉(zhuǎn)移會使得服務業(yè)從業(yè)人口增加，故區(qū)域GDP的增加一般會與物流業(yè)從業(yè)人口數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。物流業(yè)固定資產(chǎn)的投入和物流從業(yè)人員數(shù)量又與物流供給能力呈現(xiàn)出正相關(guān)的關(guān)系。同時，區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展必然會增加對物流業(yè)的需求。物流業(yè)供給和物流需求處于不斷變化中，它們之間的對比決定了其對經(jīng)濟起促進還是阻礙作用。物流與經(jīng)濟的關(guān)系見。

1.2系統(tǒng)流圖的構(gòu)建

1.2.1系統(tǒng)流圖指標選取。建立反映區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟的關(guān)系系統(tǒng)流圖關(guān)鍵的步驟在于指標的構(gòu)建與選取。何秋等以社會生產(chǎn)總值、物流需求、物流供給為水平變量建立了反映區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟關(guān)系的存量流量圖[6]。李琰等以國內(nèi)生產(chǎn)總值、第三方物流需求、第三方物流供給為狀態(tài)變量，通過分析經(jīng)濟增長對物流需求及物流產(chǎn)業(yè)投資的影響從而引致第三方物流需求和供給變化來構(gòu)建因果關(guān)系圖[8]。于洋以物資積壓，物流產(chǎn)業(yè)資本和國內(nèi)生產(chǎn)總值為水平變量輔之以國內(nèi)生產(chǎn)凈值及固定資產(chǎn)投資比率構(gòu)建了系統(tǒng)動力學模型，探尋提高經(jīng)濟整體運行效率及與經(jīng)濟更匹配的物流業(yè)發(fā)展對策[9]。劉爽在分析了物流業(yè)對經(jīng)濟中不同產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)關(guān)系及相互影響的基礎上，在構(gòu)建的存量流量圖中增加了第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)物流與經(jīng)濟的因果關(guān)系業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值3個水平變量[10]。通過對經(jīng)濟和物流關(guān)系的研究并借鑒上述研究成果，筆者在建立流量存量圖時選擇了第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、物流供給量作為水平變量，而將國內(nèi)生產(chǎn)總值、物流需求量、投資延遲等作為輔助變量來反映物流業(yè)供需狀況變化與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系。這樣建立的系統(tǒng)動力學模型既能夠在仿真時表現(xiàn)出區(qū)域不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對物流的影響，也能夠?qū)奈锪鞴潭ㄙY產(chǎn)投入到產(chǎn)業(yè)資本形成之間的延遲作出描述。

1.2.2系統(tǒng)流圖變量說明。由于區(qū)域經(jīng)濟中各組成部分對物流需求的影響力不同，建立存量流圖時將區(qū)域經(jīng)濟總體設置為了第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值3個水平變量，而由于三次產(chǎn)業(yè)是由區(qū)域經(jīng)濟直接劃分而來，它們的產(chǎn)值之和就直接構(gòu)成區(qū)域GDP之值，這里將其設置為一個輔助變量。區(qū)域固定資產(chǎn)投資額與區(qū)域國內(nèi)生產(chǎn)總值之間會有一個比例關(guān)系，在模型的構(gòu)建中采用了統(tǒng)計學方法對物流固定資產(chǎn)投資比例進行確定。物流固定資產(chǎn)的投入轉(zhuǎn)化為物流供給能力有一定的轉(zhuǎn)化率及延遲，故在模型中設置投資效果與投資延遲2個輔助變量，投資延遲的一定函數(shù)關(guān)系形成了物流供給水平變量的一項累積值。另外，隨著生產(chǎn)技術(shù)的進步，各要素的磨合以及物流從業(yè)人員的增量都會不斷增加物流供給的累積值，該模型中采用技術(shù)進步與從業(yè)人員增量影響系數(shù)來描述該變化。區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的相互協(xié)調(diào)度如何，可以從物流供給與物流需求的差異中看出來。即當供需比例接近1時，說明物流業(yè)發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展較為協(xié)調(diào)，起到相互促進的作用；當供需偏離1較遠時，說明物流業(yè)發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)度較差，這樣會表現(xiàn)為物流成本的大幅增長，經(jīng)濟的發(fā)展會處于不經(jīng)濟的狀態(tài)，此時需采取適當?shù)漠a(chǎn)業(yè)政策來促進其協(xié)調(diào)發(fā)展。區(qū)域物流與經(jīng)濟系統(tǒng)動力學模型見。

區(qū)域物流與經(jīng)濟系統(tǒng)動力學模型2遼寧省區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟關(guān)系分析

2.1遼寧省域物流與經(jīng)濟關(guān)系流圖參數(shù)的選取2003年國家推出了振興東北老工業(yè)基地戰(zhàn)略，在國家層面對東北地區(qū)的大力投資背景下，該研究選取2003～2012年《遼寧統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)年份為2002～2011年）作為基礎數(shù)據(jù)，采用遼寧省區(qū)域國內(nèi)生產(chǎn)總值代替本地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平，貨運周轉(zhuǎn)量來代替區(qū)域物流需求量。選取2002年為物流供給與物流需求基本相符的基期，通過仿真物流供給與物流需求之間的差異率分析其對經(jīng)濟的擾動，并提出解決擾動問題的對策建議。

2.1.1存量流量圖中水平變量的方程及初始值的選取。

2.1.2其他各輔助變量及常數(shù)的選取。（1）一產(chǎn)自增長率=0.131；二產(chǎn)自增長率= 0.165；三產(chǎn)自增長率= 0.143。這3個數(shù)據(jù)是取自統(tǒng)計年鑒10年數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。

（2）區(qū)域物流需求量= EXP（一產(chǎn)物流需求系數(shù)×ln（第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值）+二產(chǎn)物流需求系數(shù)×ln（第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值）+三產(chǎn)物流需求系數(shù)×ln（第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值）-3.507）；一產(chǎn)物流需求系數(shù)= 0.25；二產(chǎn)物流需求系數(shù)= -0.621；三產(chǎn)物流需求系數(shù)= 1.868。

（3）區(qū)域GDP即第一、二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值之和，物流固定資產(chǎn)投資比例= 0.043 5（此數(shù)據(jù)為統(tǒng)計年鑒10年數(shù)值的算術(shù)平均值）；區(qū)域固定資產(chǎn)投資額=區(qū)域GDP×物流固定資產(chǎn)投資比例；固定資本轉(zhuǎn)化系數(shù)=0.467（此數(shù)據(jù)為增加物流固定資產(chǎn)占物流固定資產(chǎn)投資的比重）；投資效果=區(qū)域固定資產(chǎn)投資額×固定資本轉(zhuǎn)化系數(shù)；物流供給自增長系數(shù)=0.05+0.01×SIN（3.14×（Time-2002）/4）[12]；投資延遲=DELAY3I（投資效果，3 171.5）；投資轉(zhuǎn)化率=4；技術(shù)進步與從業(yè)人員增量影響系數(shù)=1.05；固定資產(chǎn)折舊年限=30年。

（4）物流供需比=區(qū)域物流供給量/區(qū)域物流需求量，物流差異率=IF THEN ELSE（物流供需比>=1， 0 ， 1-物流供需比）。

2.2實證結(jié)果及政策變動分析

2.2.1仿真分析。運行系統(tǒng)動力學模型，對遼寧省物流與經(jīng)濟情況進行仿真，結(jié)果見。遼寧省物流與經(jīng)濟情況仿真安徽農(nóng)業(yè)科學2014年GDP仿真結(jié)果與實際值對比差異

年份實際數(shù)據(jù)

2.2.2有效性檢驗。為了檢驗模型數(shù)值與實際情況是否具有指導作用，將統(tǒng)計年鑒數(shù)值與模型生成值對照，結(jié)果見。由可知，模型值與實際值基本吻合，說明模型能夠較好地模擬實際情況。

2.2.3定量分析。從可以分析出，初期物流供給能夠滿足區(qū)域物流的需求，但隨著國家2003年提出振興東北老工業(yè)基地的國家戰(zhàn)略，使得東北地區(qū)的各項投資大幅增加，區(qū)域經(jīng)濟也有了快速的發(fā)展，國內(nèi)生產(chǎn)總值年均增幅比國家平均水平高出16.9個百分點。物流的需求量與GDP的變動呈現(xiàn)出正相關(guān)性且增幅較之GDP的增幅更大，年均達到21%。故后期物流業(yè)的供給并不能很好的滿足物流業(yè)的需求，對經(jīng)濟的發(fā)展有了一定的阻礙作用。針對這種狀況，下文通過模型的復合模擬替代實際的產(chǎn)業(yè)政策變化，并運用定量方法對相應數(shù)據(jù)變化引起的物流業(yè)及經(jīng)濟指標變化狀況進行分析，得出區(qū)域物流與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的政策建議。

（1）固定資產(chǎn)投資比例的影響。鑒于現(xiàn)實的經(jīng)濟狀況，投資在我國經(jīng)濟增長中所占比重愈來愈大。固定資產(chǎn)投資作為投資的一部分，無論從數(shù)量上還是在GDP的占比上都有逐年增加的趨勢。為研究投資政策變化對物流供給能力及物流供需比的影響，將物流固定資產(chǎn)投資比例由初始值為0.043 5改變?yōu)?.07，得到各變量對比圖。從供需比的對比圖分析，很容易得出如下結(jié)論：加大物流固定資產(chǎn)投資比重，物流供給能力會得到較大提升，在今后很長一段時間里都會出現(xiàn)供過于求的局面。采取如此措施對物流能力提升作用顯而易見，但必須把握好比例且逐年提升或與經(jīng)濟增長率聯(lián)動提升，否則易造成資源的閑置和浪費。增加物流固定資產(chǎn)投資比例在提升物流供給能力的同時，區(qū)域國內(nèi)生產(chǎn)總值也有一定幅度的增長，說明物流業(yè)發(fā)展對經(jīng)濟增長具有正向促進作用。物流固定資產(chǎn)投資比例變動的影響第二、三產(chǎn)業(yè)自增長率變化的影響（2）二、三產(chǎn)增長率的影響，隨著城市化進程的不斷推進，必然呈現(xiàn)出第二、三產(chǎn)業(yè)比第一產(chǎn)業(yè)更加快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局，在此過程中第二、三產(chǎn)業(yè)的增長率會得到更大的提升。因此在模擬過程中，將第二產(chǎn)業(yè)自增長率由初始值0.165變?yōu)?.20，第三產(chǎn)業(yè)自增長率由初始值0.143變?yōu)?.20。在改變上述參數(shù)后，可以得到如下區(qū)域GDP、物流供給量、物流需求量及供需比的對比圖。由可知，二、三產(chǎn)業(yè)增長顯著地提升了區(qū)域物流需求量，隨著二、三產(chǎn)業(yè)的迅猛增長，區(qū)域GDP也大幅增長，區(qū)域物流供給能力也得到了提升，但區(qū)域物流供給能力的提升速度明顯要緩于區(qū)域物流需求的增長速度。由此可推斷出在城市化的進程中也會造成供需比差距加大的結(jié)論，故配合城市化進程的推進應該同時采取增加物流固定資產(chǎn)投資措施或提高物流業(yè)技術(shù)水平及提高設施使用效率。

（3）物流技術(shù)系數(shù)的影響。提高物流業(yè)技術(shù)水平及提高設施使用效率或是由于第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人口向第二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移造成的，物流從業(yè)人員的增加可以用改變技術(shù)進步與從業(yè)人員增量影響系數(shù)來實現(xiàn)。將該指標由初始1.05變?yōu)?.15，可以觀察到供給與需求的匹配度有了一定改善，供需比例變化見。第二、三產(chǎn)業(yè)自增長率變化及技術(shù)進步分別的影響3結(jié)論

基于系統(tǒng)動力學模型的建模和分析，得出以下結(jié)論：

（1）作為拉動經(jīng)濟的“三駕馬車”之一的投資對物流供給能力的提升依舊是起到主導作用的，要從根本上改變供需不平衡的狀態(tài)，物流固定資產(chǎn)的投資是必不可少的環(huán)節(jié)。

（2）要有與地區(qū)發(fā)展相適應的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的同時必須提升包括物流固定資產(chǎn)投資在內(nèi)的基礎設施投資比例，這樣才能使各個產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展有扎實的基礎。

（3）遼寧省目前物流基礎設施雖已擁有一定規(guī)模和體系，但效率不高，迫切需要提升物流基礎設施使用效率。同時，需要提升物流技術(shù)，特別是物流信息化水平，信息化水平是當前乃至將來衡量物流發(fā)展水平最顯著的標志。

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