引力模型下廣西區域軸輻式物流網絡構建研究

祝新

內容摘要：本文采用主成分分析法和重構的引力模型對2014年廣西區域主要地級市的物流數據進行研究，選取20個代表性的指標來評價城市物流綜合能力，將廣西14個城市分為三個等級，并確定了軸心城市和輻射范圍，最終構建以南寧物流圈、柳州物流圈、桂林物流圈和玉林物流圈為核心的廣西區域的軸輻式物流網絡，為廣西區域物流系統優化提供了思路。

關鍵詞：區域物流 軸輻式網絡 引力模型

引言

當今社會的經濟和科學技術都處于高速發展狀態，經濟全球化和區域經濟一體化所帶來的生產要素的流動和資源的配置離不開與之相匹配的物流系統的支撐。區域之間的物流協調、資源整合受到越來越多的關注，如何減少物流距離、縮短物流時間、降低物流成本成為各國各地區經濟協調發展亟需解決的問題。廣西壯族自治區作為中國唯一與東盟既有陸地又有海上通道的省區，憑借著其特有的區位優勢成為了中國-東盟雙邊貿易一個重要的物流樞紐。隨著中國-東盟自由貿易區建設進程加快和廣西“十三五”規劃要求的出臺，構建一個合理的、優化的廣西區域物流網絡已經成為廣西經濟發展和適應經濟全球化大環境的重要前提。

文獻綜述

對于區域物流網絡來說，當前學者的研究熱門是以樞紐站為核心的軸輻式物流網絡。軸輻式網絡結構是一種類似于“自行車輪子”的網絡模式，是由“軸心”和“輻網”組成的一種空間結構。各節點的供貨需要全部運送到軸心處，然后再進行干線運輸到達需求站點，由此產生了集聚效應，干線流量大幅增加，規模經濟的優勢得以發揮從而降低了網絡運輸成本，提高了運輸效益，實現物流資源利用的最大化和網絡運作成本的最優化。

20世紀80年代，OKelly（1987）首次將軸輻式網絡的概念引入大眾視野，并且設計改進了選址和P-Hub中值模型。Claudio（2007）和Seung-J（2007）等分別為巴西LTL服務的卡車運輸公司和鐵路運輸設計軸輻網絡，開創了將軸輻式網絡應用于實踐的先河。金鳳君是我國國內較早把軸輻式網絡引進來的學者之一，其運用首位聯系強度指標評價方法，分析了中國內陸航空客流的網絡體系（金鳳君，2001）。李文博、張永勝（2011）以浙江省為例，構建了軸輻式網絡并對新規劃的物流干、支線通道進行了詳細分析。劉荷、王建（2014）在軸心城市對輻點城市的物流引力測度中使用了引力模型，將海西區劃分為以福州、溫州、廈門和泉州為軸心四大物流圈。李明芳、薛景梅（2015）通過主成分分析法和城市引力模型，構建了“四軸九輻”的京津冀區域物流軸輻式網絡并從軸心城市建設、物流設施規劃、區域子物流網絡構建等方面對未來區域優化提出建議。唐建榮、張鑫等（2016）采集了江蘇省13個城市10年的統計數據，利用引力模型和TOPSIS熵權法對其進行處理，構建了江蘇省物流網絡通道，發現了江蘇省區域物流存在的問題并給出發展建議。

總體來看，大多數學者的研究著眼于網絡樞紐的甄選，而對節點的輻射范圍和聯系程度只做定性的分析，缺乏一定的科學性和合理性。并且縱覽已有文獻，仍未學者有針對整個廣西區域的物流網絡構建進行研究，因此本文擬將軸輻模型應用于廣西區域物流網絡系統，進一步完善廣西城市節點的評估指標，并將引力模型運用于物流強度和物流隸屬度的度量中，構建廣西區域物流的軸輻網絡模式，為廣西區域物流系統的優化提供了方案依據。

軸心城市的甄選

在軸輻式網絡中，主要的物流節點城市定義為軸心城市，次要的物流節點城市為輻點城市。軸心城市的甄選是構建軸輻式網絡的關鍵，必須要依靠完整的評價指標體系，綜合評價廣西各主要城市的物流實力。只有綜合實力較強的城市才能擔當整個廣西區域的物流交通軸心樞紐點的角色。

（一）指標體系構建

針對廣西區域的經濟和物流發展狀況，并且參考國內外代表性文獻中出現的高頻率指標，本文擬從以下三個維度對廣西各城市的綜合物流能力進行評估，即區域經濟和社會發展水平、物流供求和發展狀況以及基礎設施建設情況。區域經濟和社會的發展水平反映了一個地區的經濟發達程度，而區域經濟的發展很大程度上推動了區域物流的發展，是區域物流的重要影響因素。物流供求狀況指標映射了區域物流的行業需求、潛在物流量和物流行業生命力。基礎設施建設代表區域物流的流通能力，反映了區域物流行業發展的現狀和未來潛力。在此基礎上，根據指標選擇的完備性、指標含義的清晰明確性以及數據的可獲得性原則，并力求兼顧城市能力評估的特殊性和綜合性，共篩選出廣西14個地級市的20個指標（見表1）。本文所使用數據來源于《廣西統計年鑒2015》、《中國城市統計年鑒2015》以及廣西各地級市2014年的統計公報等，使用SPSS19.0對統計所得數據進行主成分分析。

（二）數據處理和分析

針對表1中廣西14個城市的數據，進行主成分分析，過程如下：

提取主成分。根據表2所示的各成分的方差貢獻率和累計貢獻率可得，排名前四的成分特征值均大于1，且累計貢獻率超過85%，因此選擇這四個成分作為主成分來分析，基本能夠反映廣西各市的綜合物流水平。

主成分荷載計算。將SPSS直接得出的成分矩陣中的數據進一步處理得到特征向量矩陣，該特征向量矩陣中的每一個評價指標所對應的值便是主成分荷載值，作為以上標準化后評價指標的線性組合系數，如表3所示。

根據上述公式進行計算，求得綜合評價得分后，根據結果對廣西各市進行排名如表4所示。

（三）軸心城市定位

通過聚類分析對廣西區域14個城市進行分類，由綜合評價得分將其評為三個層級，如圖1所示。

由圖1可知，廣西壯族自治區的物流綜合競爭力第一等級為南寧，南寧市作為廣西壯族自治區的省會城市，無論是政治、經濟、文化、交通各方面都遙遙領先，屬于綜合發展城市，人口密集，貨物的生成量和周轉量具有絕對優勢，基礎設施完善，城市的發展完全能夠促進和滿足物流服務的要求；第二等級城市有柳州、桂林和玉林，柳州作為老牌工業發展城市，擁有豐厚的基礎政策優勢和柳工、兩面針集團等知名自主品牌，經濟發展勢頭強勁，物流需求量大。桂林的旅游業則領先于其他城市，為桂林帶來了巨大的客流量和旅游消費收入，從而促進了桂林市的經濟增長和物流業發展。玉林市作為正在不斷振興的泛北部灣中小企業名城，歷史悠久，商業貿易發達，在中國-東盟自貿區中具有一定影響力，面臨著較大機遇和發展前景。第三等級為來賓、賀州、貴港等其余十個城市，與一級、二級城市相比，第三等級的城市經濟發展水平還不夠高，交通發達程度低，物流基礎設施等條件還有所欠缺。結合國外學者的研究，為使總成本最低，物流網絡中應設置4到5個軸心為宜（Matsubyashi N et al.，2005）。因此根據上述結果，聯系到廣西城市的實際發展情況，共選取四個軸心城市：將綜合發展程度最高的省會南寧作為一級軸心城市，而經濟發展迅速、物流發展潛力大的柳州、玉林、桂林作為二級軸心城市，其他十個城市則作為輻點城市。

一級軸心城市南寧得分6.622。作為廣西的第一大城市，南寧市的GDP總量、固定投資額和工業總產值都處于領先地位，物流綜合能力較強，擁有優越的區位條件和鐵路、港口、航空運輸全方位覆蓋的綜合交通運輸系統，是我國對外開放和“一帶一路”國家戰略的重要門戶之一。自從“中國-東盟博覽會”永久性地在中國廣西南寧選址落戶，廣西南寧成為了我國連接東盟的一個重要通道和對話平臺。截至2015年，一共有12屆中國-東盟博覽會在南寧成功落幕。并且，通過博覽會的舉辦，越來越多的世界先進企業紛紛向南寧拋出了橄欖枝，為廣西帶了極大的發展機遇。經濟的發展、城市交通的進步和充滿機遇的對外開放前景使得南寧市的物流實力蒸蒸日上，成為廣西樞紐城市。

二級軸心城市柳州得分2.547排名第二，僅次于廣西首府南寧。地處廣西中北部的柳州是廣西資深的工業大市，第三產業發展迅猛，經濟實力雄厚，人均地區生產總值甚至超過南寧市。柳州東與桂林市為鄰，西接河池市和宜州市，南接來賓，北部連湖南，是綜合發展的區域性中心城市和交通樞紐。擁有著大型綜合性的西鵝鐵路貨運中心，東南西北分別連通上海、廣州、貴陽、北京的高鐵網絡，柳州的水上交通航道也在規劃建設中——珠江水域南接廣州、香港、東盟地區的柳江航道已在打造中。如今柳州市的物流企業加快了發展步伐，許多大型的物流園區正在加緊建設和完善中，如港官塘作業區及配套物流園區，城市整體的物流配送、運營等能力也正穩步提升。

排名第三的二級軸心城市桂林市得分1.328。擁有“山水甲天下”美譽的桂林市不僅風景優美，而且地理位置優越，其地處泛珠三角、西南、東盟三大經濟圈的結合部，東北向與湖南、貴州相鄰，西南與柳州市相接，東與賀州市毗鄰，湘桂鐵路縱貫漓江，在建的貴廣高速鐵路橫穿全境，鐵路和港口眾多，交通發達，是區域性的交通樞紐。2015年，桂林更是被確定為第一批綜合運輸服務示范城市，國際旅游勝地建設也實現了新突破，立體旅游交通網絡初步形成。隨著桂林高鐵旅游的發展、國際國內航線不斷增加和優化，公路通達性增強，中國-東盟博覽會旅游展永久落戶桂林，桂林市的經濟綜合實力和物流綜合實力都邁上了新臺階。

二級軸心城市玉林市得分1.138，以微弱的差距低于桂林位列第四。玉林在歷史上就是一個重要的商貿往來中心、貨物集散地，隨著近年來商業貿易的進一步發展和林業、中藥材的開發，玉林更是被冠以世界牛仔褲之都、南方藥材之都的贊譽。在“一帶一路”國家戰略中，玉林市作為北部灣經濟區的重要組成部分，致力于調整城市的經濟結構，大力推廣“商貿興市”，力圖將玉林市打造成為北部灣城市群的中心商貿城市。近年來，玉林市先后規劃建設玉林交通商貿物流園、廣西萬里祥物流園區、玉林無水港等一批專業物流園區，積極打造桂東快速物流分撥中心。伴隨廣西“十三五”規劃的實施、交通基礎設施的完善，玉林市的物流服務能力和物流承載能力已具備作為廣西物流樞紐城市的條件。

輻射范圍的確定

（一）城市間物流引力和隸屬度分析

軸心城市定位之后，需要確定軸心城市的輻射范圍，輻射范圍的確定需要充分考慮城市之間物流活動的聯系度。與以往對輻射范圍的定性分析不同的是，本文引入引力模型來衡量城市之間的引力大小，引力模型源自物理學領域，后逐漸被運用于經濟學的物流、信息流等研究中。本文采用的引力模型經由學者進行了重構和驗證（李江蘇等，2009），計算公式如下：

Iij為城市i對城市j的物流引力；α值為城市間物流引力系數常量，對結果沒有影響，故取值為1；Zi、Zj分別代表城市i、城市j的“質量”大小，通過物流綜合競爭力來表示，但由于主成分分析法得到的城市物流綜合能力得分存在負值，不能夠表現“物流質量”這一定義，因此將各個城市的物流綜合能力得分均線性平移三個單位作為調整的城市物流質量數據；Dij為城市i與城市j間的相對最短距離，β一般取值為2（李金喜等，2010）。根據廣西區域2014年全年不同運輸方式的貨運量統計數據結果可得，鐵路、公路、水運貨運量分別為11091、134339、22018萬噸，其中公路運輸的貨運量占總體貨運量的80.3%。由此可知公路運輸是廣西區域內主要的貨物運輸方式，因此本文選取城市間的最短公路運輸距離數據來計算城市間的物流引力強度。

僅僅通過城市間的物流引力還不能很清晰地劃分城市的輻射范圍，因此還需要引入另一個衡量標準，即物流隸屬度，來測度物流往來的影響范圍，更直觀地反映出輻點城市對軸心城市的隸屬程度。物流聯系隸屬度計算公式如下：

Pij指物流聯系隸屬度，表示i城市節點歸屬于j城市節點輻射的概率；Rij為物流引力強度，由上述引力模型公式計算得出。對廣西4個軸心城市與10個輻點城市之間的物流引力和隸屬度進行計算，結果如表5所示。

根據表5結果，將輻點城市歸為對應物流隸屬度最大的軸心城市的輻射范圍中。據此可擬定廣西區域四大軸幅圈：軸心城市南寧，輻射范圍包括北海、百色、欽州、崇左和防城港；軸心城市柳州，輻射范圍包括河池和來賓；軸心城市桂林，輻射城市為賀州；軸心城市玉林，輻射范圍包括梧州和貴港。

（二）物流通道構建和分析

根據上文所確定的軸心城市、輻點城市和輻射范圍的結果，將軸心城市間的通道設置為干線通道，軸心城市與輻點城市間的通道設置為支線通道，結合各城市的地理位置，建立如圖2所示的廣西區域軸輻式物流網絡結構圖。

干線通道。干線通道連接著南寧、柳州、桂林、玉林這四個樞紐點城市，是整個物流網絡的核心通道，因為在軸輻網絡中，干線運輸匯集了支線上的運輸量，擁有區內大量的物流、資金流和信息流流通。廣西區域軸心城市間的交通主要有公路（泉南高速、廣昆高速、柳北高速、三北高速等）、高速鐵路（柳南城際鐵路、衡柳高鐵等）、機場（南寧吳圩國際機場、柳州白蓮機場、桂林兩江國際機場）、港口（南寧港、柳州港等）。廣西要優化物流業空間布局，必須要注重加強這四個樞紐城市的互聯互通，發揮規模效應優勢。

支線通道。支線通道是軸心城市和其輻射范圍所覆蓋的輻點城市之間的連接通道，應能保證物流在不同層級的節點城市間暢通而快速地流動，因此支線通道需銜接合理、覆蓋范圍廣，一般以公路運輸為主。南寧物流圈中，除了公路（蘭海高速、南寧繞城高速、廣昆高速等）之外，還通過廣西沿海城際鐵路相連接，包括南欽高鐵、欽防高鐵、欽北高鐵。柳州物流圈主要通過汕昆高速、宜柳高速、泉南高速等進行物資往來。桂林物流圈的城市對接公路有包茂高速、汕昆高速。玉林物流圈通過廣昆高速、福昆線相通。這四個物流圈中，軸心城市依托其規模較大的經濟實力、更為完備的交通基礎設施網絡帶動周圍的輻點城市物流業發展，因此輻點城市應當加快物流網絡的建設，加大對軸心城市的依托，完善與樞紐點城市的交通對接；軸心城市也應當不斷增強自己的綜合實力，提高對輻點城市的吸引力，加大對輻點城市資金、技術和人才支援，實現區域經濟和物流的協調、均衡發展。

結論

本文搜集了廣西區域主要節點城市2014年的截面數據，并使用主成分分析法和引力模型對廣西區域物流軸輻式網絡系統構建進行了研究。結果表明：根據地區生產總值、人口和工業產值等20個指標的評價結果，廣西14個城市可劃分為三個等級。將其構建為由1個一級軸心城市、3個二級軸心城市、10個三級輻點城市構成的軸輻式網絡，通過發揮軸心城市的規模效應可以提高物流效率，降低物流成本，實現整個物流系統的合理分工。另外，軸心城市對輻點城市發展的帶動作用還有利于促進整個區域經濟的一體化協調發展。因此，該物流系統模式具有一定的科學價值和實用價值，為廣西區域物流系統的優化，實現資源的合理配置提供了參考依據。然而本文未從定量的角度來進一步分析軸輻系統規模效應對物流運輸帶來的成本節約，這有待今后進行更深入的研究。

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