基于模糊ISM的可持續城市物流發展因素分析

王浩倫

（華東交通大學機電工程學院，江西 南昌 330013）

基于模糊ISM的可持續城市物流發展因素分析

王浩倫

（華東交通大學機電工程學院，江西 南昌 330013）

城市物流在現代城市經濟發展中占有重要地位。可持續城市物流發展因素已成為了城市物流可持續發展研究首要問題之一。綜合可持續城市物流發展的15個因素，運用模糊ISM方法將可持續城市物流發展因素體系構成1個多級遞階模型，并以南昌市可持續城市物流發展為案例進行研究。研究表明：南昌市可持續城市物流發展因素之間關系符合實際情況，所建立的因素結構分析模式可為具有南昌特色的城市物流可持續發展提供指導和借鑒。

模糊ISM；城市物流；可持續；因素分析；三角模糊數

為滿足商業銷售、企業生產、家庭消費，城市內分布著各種貨運業務受理點，貨運車輛需要高頻率地進出，保障物資供應和廢物清理，并因此導致諸多問題。如：城市交通運輸基礎設施落后，運輸能力與貨運量的增長很不適應，嚴重影響了物流效率。另外，在傳統的城市物流發展模式中缺乏可持續發展整體思想的指導，忽視了物流與環境問題、物流與資源消耗、物流與社會發展等問題的研究［1］。將可持續發展原則滲入到城市物流領域，研究城市物流可持續發展的相關問題，對于促進我國城市物流持續健康發展，有著十分重要的意義。目前關于城市物流研究主要集中于可持續發展與政策的定義［2-4］、路徑與調度優化與算法［5］、環境與社會效益［6-7］、城市配送［8-9］等方面。國外學者認為發展城市物流的目的是為了減輕貨物運輸帶來的負面影響，減輕這些不利影響對城市經濟、社會、管理、文化和其他活動的影響［10］。圍繞這一目標，分別開展了公共部門與物流企業之間的利益沖突［11］；城市物流運輸系統中的信息技術［12］；城市交通、能源消耗、污染物排放等［13］等方面的研究。而國內學者主要以城市物流的發展推動城市經濟快速發展為研究目標，分別開展了城市物流與城市經濟發展的關系［14］；城市物流績效評價［15］和城市物流規劃［16］等方面的研究。

綜上所述，國內外學者對于城市物流可持續發展因素的研究沒有出現。城市物流是一個復雜的系統，受到很多因素的影響，而這些因素的復雜性主要體現在兩方面：一方面是因素的數量多，很難將所有的影響因素都羅列出來；另一方面是因素之間關系錯綜復雜。ISM方法作為分析系統的復雜要素提供了一種手段［17］，相對于統計學中解決非結構或半結構化問題的方法，ISM方法要求要素兩兩之間是二元關系并能直觀地用結構模型表示出來，然而，在專家進行兩兩要素比較并考慮到專家意見或觀點的不確定性和模糊性時，要素之間通常存在一定強度的模糊關系。因此，模糊集理論與ISM結合將傳統要素之間關系的二元值轉換成模糊二元關系。因此，從城市物流可持續發展的影響因素分析出發，運用模糊ISM構建出可持續城市物流發展因素結構，并以南昌市為例，通過南昌市可持續城市物流發展因素的關系，提出符合南昌特色的南昌城市物流可持續發展的建議。

1 城市物流可持續發展因素分析

可持續發展，從物流的意義上講，就是使商品生產、流通和消費不至于影響未來商品的生產流通和消費的環境及資源條件。將這一原則應用于城市物流活動中，就是從可持續發展的角度對城市物流體系進行研究，形成一種與環境共生的綜合城市物流系統，改變原來經濟發展與城市物流之間的單向作用關系，抑制城市物流對城市以及周邊環境造成危害，同時又要形成一種能促進經濟和消費生活健康發展的城市物流系統，即實現城市物流的可持續化發展。

目前針對城市物流發展因素的研究比較多，而對可持續城市物流發展因素的研究則較缺乏。在現有文獻的基礎上，分別從綠色物流生態城市和城市產業調整兩個角度提出了可持續城市物流的環保水平和城市產業結構兩個發展因素。在綠色物流生態城市角度，城市發展要注重經濟發展、消費生活與物流之間的雙向作用關系，抑制物流危害環境的同時，構建經濟消費健康發展的物流系統，使城市環境保護與城市物流經濟發展同步，因此構建高效清潔的城市綠色物流體系是實現當前我國許多城市可持續發展迫切需要解決的關鍵問題；而在城市產業調整角度，城市物流與城市產業結構之間有著內在的密切聯系，同時城市產業結構調整與優化升級對城市物流發展在數量、質量和結構等方面有著重大影響。城市產業結構調整與升級是城市經濟體制改革和城市科學合理可持續發展的需要，合理調整城市物流資源與需要的空間布局，能夠促進城市物流朝著合理化、高度化的方向發展。因此，在現有城市物流發展因素的基礎上增加了環保水平（能源消耗、污染物處理等）和城市產業結構兩個城市可持續發展因素。見表1所示，可持續城市物流發展因素。

表1 可持續城市物流發展因素Tab.1 The deuelopmant factors of sustainable city logistics

本文可持續城市物流發展因素主要由硬件基礎、運營環境、政策導向、物流服務水平四個部分組成，共有15個可持續城市物流發展因素，其中在硬件基礎部分包括了4個因素，分別是運輸網絡建設S1（是指城市物流運輸線路規劃建設、節點空間布局、物流運輸能力和技術裝備水平等建設狀況）；配套體系S2（是指城市產業結構相關的物流產業園區基礎設施、運營模式以及相關標準規范、條例法規和扶持政策等）；信息化建設S3（是指將城市供應鏈各環節物流信息、物流監管、物流技術和設備等資源整合成能向社會用戶提供信息、技術和交易服務的公共服務信息平臺）；物流行業從業人數S4（是指參與到城市物流各個環節相關工作的從業人員的數量）。在運營環境部分包括了4個因素，分別為城市經濟發展S5（是指城市二三產業、經濟結構以及眾多生產要素聚集情況）；交通擁堵情況S6（是指城市物流運輸的道路通行情況）；環保水平S7（是指城市物流系統中能源消耗、廢氣物排放及其處理情況）；貨運車輛交通事故數S8（是指城市物流運輸車輛出現故障、交通事故等影響貨物配送的次數）。在政策導向部分包括了4個因素，分別是配送收費標準S9（是指城市配送企業依據距離、重量或體積等原則確定收取一定費用的標準）；通行時間控制S10（是指城市配送車輛在不同城市區域和通行時間上的限制）；車輛噸位限制S11（是指城市配送車輛的車型、噸位大小的限制）；城市產業結構S12（是指與城市物流相關聯的城市產業結構情況）。在物流服務水平部分包括了3個因素，分別是貨損率S13（是指城市物流配送過程中貨物損失情況）；準時交付率S14（是指城市物流配送能夠及時將貨物送達至目的地）；物流成本S15（是指城市物流配送各環節所發生的費用）。

2 模糊ISM

ISM是一種結構模型化技術，被廣泛應用不同領域的現代系統工程分析方法［17］。此模型以定性分析為主，依據專家的實際經驗和專業知識將復雜系統分解成若干子系統并構建多級遞階的結構模型［18］。盡管ISM方法作為確定系統要素之間關系復雜性的順序和方向的有效工具，但ISM無法確定這些系統要素相應的權重值，因而出現了其他方法與ISM法集成應用的眾多研究［19-20］。運用ISM要求先假設每個系統要素之間的二元關系，然而，模糊的強度關系通常是存在的，采用模糊集理論能提供沒有明顯邊際的系統。因此，本文將ISM與模糊集理論集成應用來解決問題。確定可持續城市物流因素之間關系的模糊ISM方法步驟如下。

步驟1組織專家對可持續城市物流發展因素之間關系進行確定。假設可持續城市物流發展因素為Si，i=1，2，3，…，n。其中任何兩個影響因素可以是Si到Sj，Sj到Si，Si與Sj互為方向，或Si與Sj之間無關系。影響因素之間關系5層次，語義值轉換成三角模糊數。影響因素之間關系的三角模糊數為T=｛完全相關，較相關，一般相關，低相關，非相關｝=｛（0.75，1，1），（0.5，0.75，1），（0.25，0.5，0.75），（0，0.25，0.5），（0，0，0.25）｝。

步驟2通過幾何平均數計算方法整合專家意見并用三角模糊數來表達可持續城市物流發展因素Si到Sj的關系。再利用α-截距方法建立模糊關聯矩陣Dα［21］，其中，0≤α≤1。

步驟3利用α-截距和專家判斷的滿意程度建立去模糊化的關系矩陣。當α為恒定，將指數β設置為決策者最佳程度［21］。指數β越大表明最優程度越高，反之亦然。該最優指數是一個凸線性組合并定義為

步驟4確定二元關系矩陣。閾值用于確定可持續城市物流每兩個影響因素之間是否存在關系。如果xαβij值高于閾值，則Sj被視為從Si可達，那么πij=1，反之，πij=0［28］。二元關系矩陣為

其中：πij表示第i行與第j列的可持續城市物流發展因素之間的關系。

步驟5構建鄰接矩陣矩陣M。鄰接矩陣M由二元關系矩陣D與單位矩陣I組合。M=D+I （5）

步驟6計算最終可達矩陣。在最終可達矩陣M*中，收斂性可以反映可持續城市物流發展因素之間前后關系的傳遞性。

步驟7層次劃分處理。引入可達集合R（Si）和先行集合A（Si），其中R（Si）表示由可達矩陣第Si行中所有元素為1的列所對應的要素構成的集合，A（Si）表示由可達矩陣第Si列中所有元素為1的行所對應的要素構成的集合。根據可達矩陣列出每個元素的R（Si）和A（Si），利用集合M（Si）=R（Si）·A（Si）找出第一級最高因素集后，從可達矩陣中劃去所有最高級因素所在的行和列；再從余下的可達矩陣中尋找第2級最高因素集；以此類推，可以找出每一級所包含的最高級因素集。逐級分解可達矩陣，可建立因素的層次結構模型。

3 案例

3.1 模糊ISM的應用

以南昌市城市物流現狀為例，應用模糊ISM方法確定南昌市可持續城市物流發展因素間相互依賴關系。首先將7位專家意見轉換成模糊三角數，應用幾何平均值法計算獲得合成三角模糊數，再采用α-截距方法獲得精確值。給定α=0.5和β=0.3。由公式（1）和公式（2）可以得到南昌市可持續城市物流發展因素S1對其他因素的關聯程度，見表2。同理，亦可以獲得各影響因素之間的關系程度。由此可以得到15個南昌市可持續城市物流發展因素之間的綜合關聯矩陣，見表3。取閾值為0.5來確定南昌市可持續城市物流發展因素之間是否存在關聯關系。如果xαβij值高于0.5，則Sj被視為從Si可達，那么πij=1，反之，πij=0。則調整后的關聯矩陣D為各因素之間的二元關系矩陣。

表2 因素Si對其他影響因素的關聯程度Tab.2 The correlation intensity of Siw ith other factors

表3 南昌市可持續城市物流因素之間綜合關聯矩陣Tab.3 The correlationmatrix of logistics factors for sustainable city in Nanchang

表4 南昌市可持續城市物流各個因素分層情況Tab.4 Level partions for sustainable city logistics factors in Nanchang

在二元關系矩陣的基礎上，根據步驟5中的公式（5）計算得到南昌市可持續城市物流因素的鄰接矩陣M。再由步驟6中的公式（6），通過Matlab軟件計算可得到可達矩陣M*。

根據步驟7將對可持續城市物流發展因素可達矩陣M*進行層次劃分處理。首先根據可達矩陣列出每個因素的可達集R（Si）、先行集A（Si）和共同集R（Si）∩A（Si），找出第1級最高級因素后，從可達矩陣中劃去所有最高級因素所在的行和列；再從余下的可達矩陣中尋找第2級最高級因素；以此類推，直到找出每一級所包含的最高級因素。見表5所示南昌市可持續城市物流各因素分層情況。

由表5的南昌市可持續城市物流各因素分層結果，可得到南昌市可持續城市物流發展因素的解釋結構模型圖，如圖1所示。從該遞階結構模型可以看出南昌市可持續城市物流發展因素及其相互關系：①表層（第1層）影響因素為物流成本，它將直接影響城市物流公司的經營運作情況并直接影響南昌市城市物流整體質量和可持續發展的狀況。②中層影響因素可以分為第2和第3兩個層次：第2層次因素含有配送收費標準、車輛噸位限制、貨損率、準時交付率；第3層次因素包括物流行業從業人數、交通擁堵、貨運交通事故數和通行時間控制。（3）深層影響因素包括運輸網絡建設、配套體系、信息化建設、城市經濟發展、環保水平和城市產業結構。其中，深層的運輸網絡建設、配套體系、信息化建設與中層的交通擁堵、貨運交通事故數存在聯系，同時中層的通行時間控制與城市經濟發展、城市產業結構存在關聯關系。另外，中層中貨損率、準時交付率與交通擁堵、貨運交通事故數存在因果關系。最后中層的配送收費標準、車輛噸位限制、貨損率、準時交付率共同影響了表層的物流成本。

圖1 城市物流可持續發展影響因素遞階結構模型Fig.1 Hierarchical structure of influence factors in sustainable city logistics

3.2 對策建議

綜上，隨著經濟穩步增長，居民消費水平不斷提高，南昌城市物流需求呈現規模擴張趨勢，但就南昌目前的城市物流而言，可持續發展并未正式地廣泛地引起眾人的重視。為了保障南昌的城市物流可持續發展，實現較低物流成本的目標，對南昌的城市物流可持續發展提出以下對策建議。

1）在可持續城市物流的深層影響因素中，涉及政策支持、公共設施狀態以及環保、經濟、產業等宏觀因素，因此南昌市發展可持續城市物流離不開政府部門的指導和支持，要協調好與政府部門的關系，使政府在可持續城市物流發展中扮演好基礎條件的創造者和運作秩序維護者的角色。其中，城市產業結構優化升級是一個重要的方面，這不僅是降低能耗物耗損，減少環境污染，改善生態環境的一個重要抓手，而且還可以集中優勢資源激活南昌經濟增長點，帶動與產業相關的物流業的長足發展。

2）中層影響因素涉及到南昌市可持續城市物流發展中配送收費標準、車輛噸位限制、貨損率、從業人數、交通擁堵等具體的運作影響因素。鐵路仍是南昌市對外運輸的主要通道，內河運輸和航空運輸為輔，但是市內運輸網絡還不夠通暢，交通擁堵現象比較嚴重，不能滿足城市物流發展的需要。所以有必要為疏通市內運輸網絡，提高運輸效率做相應的努力。首先，應充分利用現有的市內支線道路，在上下班高峰期，運輸主干道人流車流量大，應將貨運車輛分流到支線道路上；其次是對市內擁堵地段采取措施，對車輛通過建設立交橋分流；最后根據南昌城市物流發展的需要建設新的貨運專用通道。另外，按照南昌市城市空間布局建設相應的城市配送中心，引入專業企業并由統一主體管理，開展專業性物流活動及與物流相關的增值服務，為眾多企業提供物流基礎設施和公共服務。

3）物流成本作為表層影響因素，直接關系到南昌市可持續城市物流能否順利實施和發展，以及實施企業各項工作能否很好地運作。在政府層面上，盡可能減免行政費用和重復納稅等；在企業層面上，要不斷改善物流企業自身業務流程，如降低貨物在運輸、裝卸、倉儲等流通環節的損耗，同時加快企業信息化的步伐，提高物流效率，從而降低物流成本。

4 結論

在現有研究的基礎上從物流基礎設施、環境影響、管制措施和物流服務水平4個方面給出了15個可持續城市物流發展因素，以南昌市為例，運用模糊ISM法獲得可持續城市物流系統發展因素的層次結構，并對南昌市可持續城市物流發展提出完善城市物流運輸網絡、調整城市產業結構和推進城市共同配送3方面內容的建議。

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Factors Analysis of Sustainable City Logistics Based on Fuzzy ISM

Wang Haolun
(School ofmechatronic Engineering,East China Jiaotong University,Nanchang 330013,China)

City logistics occupies an important position in the economic development ofmodern cites.The factors of sustainable city logistics have been one of the primary questions in the research on sustainable city logistics. The fifteen factors were presented for sustainable city logistics,and the fuzzy ISM was applied to construct themul?tilevel hierarchicalmodel for sustainable city logistics factors.By taking Nanchang as an example,the study shows that the relationship between factors on sustainable city logistics development in Nanchang fits reality,and the guidance and lessons are provided based on themodel of factor structure analysis for the city logistics sustainable development in Nanchang.

fuzzy ISM;city logistics;sustainability;factors analysis;TFN

U121；F252

A

2014-08-14

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2013BAD19B08）；江西省科技廳軟科學項目（2010DR01001）

王浩倫（1981—），男，講師，博士，研究方向為工業工程與管理。

1005-0523（2014）06-0061-07