偉,朱婷婷,張亞濤
(1.深圳大學 土木工程學院,廣東 深圳 518060;2.深圳大學 建筑與城市規劃學院,廣東 深圳 518060;3.深圳大學 空間信息智能感知與服務深圳市重點實驗室,廣東 深圳 518060;4.武漢大學 測繪遙感信息工程國家重點實驗室,湖北 武漢 430079)
互聯網技術推動著電子商務的蓬勃發展,物流配送作為電子商務的重要環節對用戶服務滿意度有著重要影響??爝f網點指直接為客戶提供物流配送服務的快遞營業點和快遞柜,是快遞網絡的始端與末端,每個快遞網點有一個取派件服務的輻射范圍。城市快遞網點的布局受到經濟發展水平、人口密度、城市道路網等因素的影響,故城市中的不同區域物流服務水平存在不均衡性[1]。當前公眾對快遞服務的覆蓋范圍、完整性與服務水平有了更高的要求,但是各快遞企業在網點建設的過程中,只考慮自身發展的需求,從而造成資源浪費,也加劇了城市區域之間快遞服務水平的差異。
快遞網點是提供城市物流服務的重要設施,關于城市設施空間布局評價主要關注設施的覆蓋度、利用率、可達性等方面,使用模糊評價法和層次分析法等構建評價體系[3]。目前利用GIS對于城市設施空間布局進行分析與優化等研究越來越廣泛[6],張偉、謝小華等人利用多源數據分別對銀行ATM、醫療設施布局進行分析與優化[8-9]。在物流網點布局評價方面,梁會民等人對城市現有物流網點布局的因素進行了定性分析,發現對布局影響較大的是交通、人口與業務量、經濟發展水平等因素[10],張磊對安徽省蘇寧易購的物流網點布局使用層次分析法進行評價[11]?;诘貕K的公共設施空間評價的基礎研究單元通常使用行政區域劃分、格網劃分或基于Voronoi圖的劃分方法[12]。行政區域劃分過于粗糙,不能精確找到網點分布的問題,而基于格網劃分和基于Voronoi圖的劃分方法沒有考慮到路網中的交通可達性,有較大的弊端。
本文利用深圳市路網數據、人口數據與快遞網點POI數據對深圳市快遞網點空間布局進行評價,提出基于快遞企業網點布局與基于交通小區(TAZ)兩類評價體系。分析了不同快遞企業網點空間布局的特點和各個TAZ快遞服務水平指標,為快遞企業新建網點或優化現有網點提供參考依據,對提高TAZ的快遞服務水平具有重要意義。
本文以深圳作為研究區域。深圳位于廣東省南部珠江三角洲的出海口,毗鄰香港,北接東莞、惠州,面積1 996.85km2,管轄人口2 000余萬。物流產業作為深圳的四大支柱產業之一,現代物流基礎設施的建設位于全國領先水平??爝f服務作為物流服務的重要組成部分,深圳快遞服務是全國的典型代表,故選擇該城市作為研究區域。深圳南北發展情況有較大的差異,南部羅湖區、福田區和南山區為最先開發的經濟特區,該區域人口與路網分布密集,快遞網點豐富。其他區域人口密度較小,物流中轉或分揀中心多分布于此。具體如圖1所示。

圖1 研究區域示意圖
本文研究所用數據包括深圳市人口數據、路網數據與快遞網點POI數據。其中,人口數據是2015年深圳市交通調查數據,以TAZ為統計單位。路網數據采集于2018年6月的OSM(Open Street Map)路網矢量數據。快遞網點POI數據采集時間是2018年6月,通過高德地圖開放平臺獲取深圳市范圍內4 337個常見快遞POI數據,此外通過豐巢官網爬取到9 079個深圳市內豐巢快遞柜數據,主要字段包括網點類型、經度和緯度。
本文建立了兩種型類的評價體系:基于快遞企業和基于TAZ的快遞網點空間布局評價?;诳爝f企業的網點空間布局評價包括TAZ快遞網點服務人口規模和網點服務區分析?;赥AZ的快遞網點空間布局評價方面,本文把深圳市劃分為491個TAZ,計算網點覆蓋密度、網點利用率、服務豐富度和配送路網密度四個評價指標,對每個TAZ的快遞服務水平及其空間分布特征進行評價與分析。如圖2所示。
本文用服務人口規模來衡量服務效率,用GIS網絡分析(Network Analysis)中的服務區分析(Service Area)來計算網點的服務范圍。服務人口規模計算如式(1),式中Pi和Ni分別表示第i個TAZ內的人口總數和網點總數,n表示TAZ的數量。

網絡分析是GIS常用的工具之一,即根據網絡的拓撲關系,對網絡性能特征進行多方面分析與計算,包括:服務區分析、最優路徑規劃、最鄰近設施分析、車輛配送等。

圖2 快遞網點空間布局評價體系
本文將深圳市劃分為491個交通小區(TAZ)進行研究,TAZ是交通規劃中常用的最小研究單元,TAZ內部交通可達性強[15]。TAZ的劃分綜合考慮了土地利用類型、經濟與人口等社會因素和主要路網、水系等自然因素,相較于以行政區劃分或網格劃分研究單元,更適合于快遞網點空間布局評價。網點覆蓋密度、網點利用率、服務豐富度和配送路網密度四個TAZ評價指標的計算方式如下:
(1)點覆蓋密度。網點覆蓋密度是客戶獲取快遞服務便捷性的重要指標。網點覆蓋密度計算如式(2),式中N表示TAZ內快遞網點總數量,S表示該TAZ的面積。

(2)網點利用率。網點利用率是反映快遞網點服務人口規模的指標。網點利用率計算如式(3),式中N表示TAZ內快遞網點的總數,P表示該區域人口密度。

(3)服務豐富度。快遞服務類型比較單一,滿足不了層次化的服務需求,本文用熵密度來衡量TAZ內快遞服務豐富度,熵密度越大,快遞服務的豐富度越高[16]。熵密度計算如式(4)和式(5),式中T表示TAZ內快遞企業類別數量,S表示TAZ面積,N表示在TAZ內的全部快遞網點總數。

(4)配送路網密度。配送路網密度指客戶到達快遞網點交通的便利性。配送路網密度較高,則該區域網點交通可達性較強。本文用式(6)來計算配送路網密度,式中L表示TAZ內路網總長度,S表示面積,N表示快遞網點總數。

利用本文所述深圳市常見17個快遞公司4 337個快遞網點POI數據,結合TAZ內的人口數據進行統計分析,結果如圖3所示。網點數量方面,菜鳥驛站可以由其他商店兼職加盟,郵政快遞依靠現有密集的郵政系統網點,兩種快遞網點遠遠超過其他快遞公司,網點數量在600-800之間。其次,申通快遞、圓通速遞、中通快遞、百世匯通、韻達快遞和順豐速運也保持著300-400個較高的網點數量。
服務人口規模方面,申通快遞、郵政速遞和韻達快遞網點服務人口規模較高,每個網點服務20 000人左右,值得注意的是郵政速遞網點數量較多,且每個網點的平均服務人口也較多,說明這些網點主要分布在人口較為密集的地方。京東物流主要提供到門的快遞服務,故網點分布在人口密度較小的地方,以降低網點建設成本。
本文用AcrGIS中的Network Analysis工具進行服務區分析,設置如下:阻抗為路網長度,默認中斷點分別是1km、3km、5km和10km,即分別計算出1km、3km、5km和10km內的服務區覆蓋范圍。選取深圳市9個典型的快遞服務公司為樣本進行分析,試驗結果見表1。A為總服務區面積,AP為每個網點的服務區面積。中國郵政與菜鳥驛站由于網點數量最多,10km服務區總服務面積達到1 600km2以上,覆蓋深圳市面積的85%左右。京東物流建立的網點較少,故總服務面積也較少,但每個網點10km服務區面積高達到11.1km2。

圖3 深圳市常見物流企業網點數量與服務人口規模

表1 典型快遞公司服務區面積(km2)
圖4給出了9個常見快遞公司四個服務區空間分布圖。整體上深圳市路網密集的建成區快遞服務覆蓋度較高,東部區域比西部區域覆蓋度低。京東物流服務面積覆蓋度較小,主要集中在羅湖區、福田區、南山區、寶安區和龍華區。百世匯通、中通快遞與韻達快遞服務覆蓋度居中,在羅湖區、福田區、南山區與龍華區覆蓋度較高,但在東部的鹽田區與大鵬新區有比較大的服務盲區。申通快遞、圓通快遞與順豐速運網點空間布局比較均勻,在有限的網點數量下沒有出現大片服務盲區。菜鳥驛站與中國郵政服務覆蓋度最高,僅有部分不可達的湖區與山區沒有快遞服務覆蓋。
圖5展示了網點覆蓋率、網點利用率、服務豐富度和配送路網密度的空間分布,深圳市TAZ之間快遞服務水平存在明顯的差異,整體空間分布呈現“西強東弱”和“南高北低”的特征。
網點覆蓋率、服務豐富度和配送路網密度的空間分布特征相似,這三種指標與城市化水平密切相關,羅湖區、福田區、南山區和龍華區城市化水平較高,故位于該區域的大部分TAZ三種指標都較高,即快遞服務水平較高。反之,鹽田區與大鵬新區快遞服務水平較低,該區域可以設立一些綜合性的快遞服務網點,如菜鳥驛站,在提升快遞服務水平的同時也可以控制網點建設成本。
網點利用率方面,整體來說羅湖區、福田區、南山區和寶安區的快遞網點利用率較為適中,鹽田區與大鵬新區網點利用率較低。各TAZ之間有較大差異,機場東、鳳凰山、羊臺山、清林徑水庫等TAZ為交通樞紐或旅游景區網點較少,故網點利用率較高。針對快遞網點利用率較高的區域,應適當增加網點數量,反之則降低網點數量。

圖4 典型快遞企業服務區分析空間分布
隨著公眾生活方式的改變,快遞服務已成為城市生活中最重要的需求之一。快遞服務水平與快遞網點的空間布局密切相關,故本文對快遞網點空間布局進行建模評價,以找到其空間分布特征與存在的問題,為提高快遞服務質量提供科學的依據。
本文基于GIS服務區分析對各個快遞企業進行網點布局分析發現:菜鳥驛站與郵政速遞能提供快遞服務的范圍最廣,服務可達性最高;京東物流主要提供到門的快遞服務,單個網點服務覆蓋范圍較大。對深圳市491個TAZ進行網點覆蓋密度、網點利用率、服務豐富度和配送路網密度四個評價指標建模分析發現:(1)快遞服務水平整體空間分布呈現“西強東弱”和“南高北低”的特征。(2)TAZ之間的快遞服務水平有較大區別,但網點空間分布與快遞服務需求空間分布基本匹配。(3)由于各快遞企業從自身業務出發,并沒有考慮區域整體快遞服務水平,故加劇了網點利用率與區域間快遞服務水平差異。

圖5 四個評價指標的空間分布
本文用多源數據對快遞網點空間布局進行建模評價,提出基于快遞企業的評價體系,為快遞企業網點布局優化提供重要的參考依據,基于TAZ的評價體系及方法可以拓展到城市其他設施空間布局評價領域,具有較為廣泛的應用價值。未來研究工作可以從以下兩方面進行補充:(1)快遞網點空間布局評價不僅僅需要考慮人口規模、地塊等靜態指標,而應該引入更多動態的經濟指標。(2)針對評價體系進一步提出網點布局的優化模型,設計可行的算法進行求解。