基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的區(qū)域物流供需平衡發(fā)展研究

文/張思佳 徐靜 史訓(xùn)東 朱玉

一、引言

作為融合各產(chǎn)業(yè)的復(fù)合型服務(wù)業(yè)，物流業(yè)近年發(fā)展處于快速上升期。作為物流業(yè)的關(guān)鍵組成部分，區(qū)域物流不僅是與區(qū)域經(jīng)濟(jì)緊密聯(lián)系、相互依存的統(tǒng)一體，也是促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展的動(dòng)力保障[1]。并且，在長三角、粵港澳、京津冀等區(qū)域經(jīng)濟(jì)集聚及一體化效應(yīng)逐步加強(qiáng)的背景下，區(qū)域物流發(fā)揮的作用也愈發(fā)突顯。然而，供給和需求的不平衡性是制約區(qū)域物流發(fā)展的痛點(diǎn)所在，解決物流服務(wù)供應(yīng)鏈中供給與需求的矛盾，才能有效推動(dòng)物流的發(fā)展[2]。

有學(xué)者提出，在區(qū)域物流規(guī)劃發(fā)展中，應(yīng)著力促進(jìn)物流供給與需求之間的協(xié)調(diào)發(fā)展[3]，合理高效的區(qū)域物流運(yùn)作系統(tǒng)，是整個(gè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與發(fā)展的有力保障，也能夠促進(jìn)區(qū)域內(nèi)部各類物流需求及供給型企業(yè)的良性發(fā)展[3]。而建立關(guān)于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的區(qū)域物流模型，可以進(jìn)行區(qū)域物流系統(tǒng)的仿真以及政策分析[4]，探究其本質(zhì)，進(jìn)而幫助在實(shí)際中采取合理的措施。在具體研究中，大部分學(xué)者主要是構(gòu)建區(qū)域物流與經(jīng)濟(jì)之間作用關(guān)系的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，例如兩者之間的動(dòng)態(tài)耦合動(dòng)力模型[5]，或者物流與經(jīng)濟(jì)增長的實(shí)證分析模型[6]，還有區(qū)域物流與經(jīng)濟(jì)的相互關(guān)系模型[7]，區(qū)域經(jīng)濟(jì)與物流的協(xié)調(diào)發(fā)展模型[8]，他們對模型進(jìn)行了模擬和仿真，并提出了相應(yīng)的對策和建議。在關(guān)于區(qū)域物流系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型中，主要是從物流供給子系統(tǒng)和物流需求子系統(tǒng)著手研究，外加上經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)[8]或者物流環(huán)境[9]等子系統(tǒng)做整體性分析。物流成本在區(qū)域物流系統(tǒng)中處于核心地位[4]，與物流需求和物流供給直接相關(guān)，進(jìn)而間接關(guān)聯(lián)到經(jīng)濟(jì)GDP、物流投資額等。其中，大多以籠統(tǒng)研究為主，較少有涉及到政策、人才因素的量化等。

綜上，本文基于物流供需平衡角度探究區(qū)域物流的發(fā)展，通過構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型分析物流供給系統(tǒng)、物流需求系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)，并以江蘇省的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真分析，通過引入物流人才、物流政策等相關(guān)影響因素，探析各部分對區(qū)域物流發(fā)展的影響。

二、區(qū)域物流供需平衡內(nèi)涵分析

物流供給的實(shí)質(zhì)是指提供物流服務(wù)的水平，即向社會(huì)提供運(yùn)輸、搬運(yùn)、倉儲(chǔ)、流通加工、包裝、配送及物流信息的能力或資源[3]。本文所指的物流供給便是指提供這類物流服務(wù)的能力。從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來看，“需求”是指消費(fèi)者在一定時(shí)期內(nèi)各種可能的價(jià)格下愿意并且能夠購買的某種商品的數(shù)量[10]，而本文所指的“物流需求”是由經(jīng)濟(jì)發(fā)展而激發(fā)的人們對于社會(huì)化物流服務(wù)產(chǎn)生的需求，主要是為了滿足生產(chǎn)經(jīng)營及生活消費(fèi)等需要。

通常來說，區(qū)域物流需求規(guī)模的決定性因素是區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的差異也是影響區(qū)域物流差異的關(guān)鍵所在[3]。同時(shí)，物流需求規(guī)模的大小與物流供給能力水平緊密聯(lián)系，如若社會(huì)物流需求不足，也會(huì)導(dǎo)致物流供給缺乏前進(jìn)的動(dòng)力；如果民生經(jīng)濟(jì)潛在巨大的物流需求，對未來的物流供給也會(huì)有較強(qiáng)的引導(dǎo)作用。相反地，物流供給的不足會(huì)引起物流短缺，而物流供給的過剩則會(huì)引導(dǎo)激發(fā)更大的物流需求。

對區(qū)域物流供需平衡的分析，就是指在研究二者相互作用內(nèi)部機(jī)理的基礎(chǔ)上，以恰當(dāng)?shù)奈锪鞴┙o不斷滿足物流需求，從而確保物流供需之間的相對平衡，保持區(qū)域物流活動(dòng)較高的效率與效益，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展（見圖1）。

圖1 區(qū)域物流供需平衡理論框架

三、區(qū)域物流供需平衡發(fā)展模型構(gòu)建

1.因果關(guān)系分析

因果關(guān)系圖可以描述系統(tǒng)內(nèi)部各變量之間的關(guān)系，是建立模型的基礎(chǔ)[4]。本文從區(qū)域物流供給子系統(tǒng)、區(qū)域物流需求子系統(tǒng)以及經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)建立因果關(guān)系圖（如圖2），總結(jié)可以分為三個(gè)具體的反饋回路：

圖2 區(qū)域物流發(fā)展因果關(guān)系圖

經(jīng)濟(jì)發(fā)展與物流之間的正反饋回路。區(qū)域經(jīng)濟(jì)總值GDP→+區(qū)域物流投入→+物流供給能力→+區(qū)域物流發(fā)展→+經(jīng)濟(jì)總值GDP。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展會(huì)促使政府加大對物流的投入，包括物流人才投入、與物流相關(guān)的政策投入和物流固定資產(chǎn)投入，進(jìn)而提升了物流的供給能力，可以帶動(dòng)物流產(chǎn)值的增加，促進(jìn)區(qū)域物流發(fā)展，進(jìn)而貢獻(xiàn)經(jīng)濟(jì)總值GDP。

物流需求與物流短缺之間的負(fù)反饋回路。區(qū)域經(jīng)濟(jì)總值GDP→+產(chǎn)業(yè)投資額→+物流需求水平→+物流短缺→-區(qū)域物流發(fā)展。經(jīng)濟(jì)的增長會(huì)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)投資額增加，同時(shí)促生的貨運(yùn)、居民消費(fèi)等大量的物流需求，如若物流供給能力滿足不了物流需求，便會(huì)引起物流短缺，阻礙物流進(jìn)一步發(fā)展。

表1 江蘇省部分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

圖4 GDP及消費(fèi)水平和三大產(chǎn)業(yè)仿真趨勢圖

圖5 增長系數(shù)及各占比仿真趨勢圖

圖6 物流供給能力和物流需求水平仿真趨勢圖

物流供給與物流短缺之間的正反饋回路。區(qū)域物流發(fā)展→+區(qū)域物流投入→+物流供給能力→-物流短缺→-區(qū)域物流發(fā)展。區(qū)域物流的發(fā)展會(huì)帶動(dòng)物流的投入，不斷增長的物流供給能力可以彌補(bǔ)由物流需求加大而引發(fā)的物流短缺，物流產(chǎn)值收入的增加，幫助物流發(fā)展。

2.系統(tǒng)流圖構(gòu)建

在因果關(guān)系分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步具化各要素之間的聯(lián)系[13]，通過系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件Vensim構(gòu)建跨區(qū)域物流發(fā)展流圖模型，如圖3。

圖3 區(qū)域物流發(fā)展系統(tǒng)流圖

通過設(shè)定系統(tǒng)模型的變量，可以列出互相之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

區(qū)域GDP增長量=區(qū)域經(jīng)濟(jì)總值GDP×區(qū)域GDP自增長系數(shù)。區(qū)域經(jīng)濟(jì)總值GDP初始值取2010年實(shí)際經(jīng)濟(jì)總值。

區(qū)域GDP自增長系數(shù)：使用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中的WITHLOOKUP函數(shù)，將2010～2020年區(qū)域GDP的實(shí)際增長率代入，其中2025年的數(shù)值取2010～2020年GDP增長率的平均值。

第一、二、三產(chǎn)業(yè)占GDP比重：同樣采用WITHLOOKUP函數(shù)，選取2010～2020年各產(chǎn)業(yè)的實(shí)際增長率，考慮到三大產(chǎn)業(yè)的占比數(shù)值趨勢不會(huì)變，采取就近數(shù)值法，2025年的數(shù)值在2020年基礎(chǔ)上延續(xù)，第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)占比值類似。

物流需求增加量=居民消費(fèi)水平×消費(fèi)水平影響系數(shù)+第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值×第一產(chǎn)業(yè)物流需求系數(shù)+第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值×第三產(chǎn)業(yè)物流需求系數(shù)+第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值×第二產(chǎn)業(yè)物流需求系數(shù)。

物流固定資產(chǎn)投資=區(qū)域經(jīng)濟(jì)總值GDP×投資比例。其中物流固定資產(chǎn)以統(tǒng)計(jì)年鑒中交通、倉儲(chǔ)和郵政固定資產(chǎn)投資為依據(jù)。

物流供給增加量=投資延遲×投資轉(zhuǎn)換系數(shù)+物流人才效益+物流供給能力×物流供給自增長率。

投資效果=物流固定資產(chǎn)投資×投資效果系數(shù)。

投資延遲=DELAY3（投資效果，3）。

物流供給能力=INTEG（物流供給增長量×物流政策系數(shù)，初始值）。

供需比=物流供給能力/物流需求水平。

物流短缺=IF THEN ELSE（物流需求水平>物流供給能力，物流需求水平-物流供給能力，0）。

3.參數(shù)估計(jì)與檢驗(yàn)

（1）仿真模擬

本文以江蘇省為例進(jìn)行仿真模擬，通過江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒和國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等渠道，獲取仿真所需數(shù)據(jù)，模型運(yùn)行時(shí)間為2010～2025年，仿真步長設(shè)置為1年。

（2）參數(shù)估計(jì)

物流需求系數(shù)：貨物運(yùn)輸是物流過程中真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品位移的中心環(huán)節(jié)[14]，本文用貨物周轉(zhuǎn)量來界定物流需求水平和物流供給水平。其中Y表示物流需求增加量（億噸公里），X1，X2，X3，X4分別表示第一、 二、三次產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值和社會(huì)消費(fèi)品零售總額（億元），將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到如下回歸方程：

物流政策系數(shù)：物流投資量能否很好地提升物流供給能力，與物流投資政策、物流管理、物流規(guī)劃等等因素有關(guān)[15]，所以本文引入物流政策系數(shù)，指宏觀政策對區(qū)域物流發(fā)展產(chǎn)生的影響，包括投資、稅收優(yōu)惠、財(cái)政補(bǔ)貼等[14]。物流政策系數(shù)一般為正影響，初步設(shè)置為1。

其他參數(shù)估計(jì)在借鑒文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)物流投入金額轉(zhuǎn)化為物流供給能力的比率，投資轉(zhuǎn)換系數(shù)取值0.3[8]，取物流人才效益系數(shù)為1.2[16]，物流人才投入以交通運(yùn)輸業(yè)業(yè)人員數(shù)為依據(jù)。投資效果系數(shù)根據(jù)實(shí)際情況，初定為0.3。

（3）模型檢驗(yàn)

在模型仿真中，對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證其運(yùn)行的精度較高。結(jié)果顯示，在2010～2020年的可比數(shù)值中，數(shù)據(jù)誤差基本控制在15%以內(nèi)，說明該模型描述的行為和系統(tǒng)實(shí)際狀態(tài)基本相符，模型真實(shí)有效[17]。

物流供給能力和物流需求水平基本持平，符合江蘇物流供需結(jié)構(gòu)調(diào)整的趨勢，模擬情況基本合理；供需比在0.8～1.2之間浮動(dòng)，與實(shí)際情況也基本相符，模型運(yùn)行效果可參考。

圖7 供需比仿真趨勢圖

4.仿真優(yōu)化分析

（1）投資效果系數(shù)

投資效果系數(shù)是指單位投資額產(chǎn)生的供給能力增加量[18]，改變投資效果系數(shù)，初始值為0.3（Current），分別改為0.4（Current1）和0.6（Current2）進(jìn)行模擬。隨著投資效果系數(shù)的增加，物流供給能力隨之提升。2025年，投資效果系數(shù)提升了10%時(shí)，物流供給能力相應(yīng)變化率提升6%；當(dāng)提升30%時(shí)，物流供給能力相應(yīng)增加18%（見圖8）。隨著物流供給能力的增加，供需比變化趨勢同樣明顯，物流供給能力也能更好地滿足物流需求水平（見圖9）。

圖8 不同投資效果系數(shù)下的物流供給能力

圖9 不同投資效果系數(shù)下的供需比

（2）物流人才效益系數(shù)

物流人才效益系數(shù)是指物流人才對物流供給能力的貢獻(xiàn)，現(xiàn)實(shí)生活中主要體現(xiàn)在隨著市場需求逐步增大，對物流人才的需求也與日俱增。改變物流人才效益系數(shù)，初始值為1.2（Current），改為0.8（Current1），即物流人才市場供不應(yīng)求；1（Current2），即物流人才并未產(chǎn)生任何正面的或負(fù)面的效益；1.4（Current3），物流人才效益較好，發(fā)揮了積極作用，分別進(jìn)行模擬。隨著物流人才效益系數(shù)的改變，物流供給能力隨之發(fā)生變化，總體上差異變化呈現(xiàn)不明顯（見圖10）。2025年，當(dāng)物流人才效益不產(chǎn)生任何影響時(shí)，物流供給能力相應(yīng)數(shù)值為25251.8億噸公里；當(dāng)人才效益系數(shù)下降20%時(shí)，物流供給能力相應(yīng)減少0.85%；當(dāng)人才效益系數(shù)提升40%時(shí)，物流供給能力相應(yīng)增加1.7%。

圖10 不同物流人才效益系數(shù)下的物流供給能力

（3）物流政策系數(shù)

物流政策系數(shù)是指國家或政府制定的與物流相關(guān)的公共政策，在施行的過程中對物流供給能力產(chǎn)生的影響。由于國家的政策是符合社會(huì)發(fā)展規(guī)律的，所以物流政策一般不會(huì)產(chǎn)生負(fù)影響，主要包括物流的法律法規(guī)、措施（對策）、政府對物流活動(dòng)的直接引導(dǎo)等。改變物流政策系數(shù)進(jìn)行模擬，初始值為1（Current），即不產(chǎn)生任何影響。調(diào)整為0.9（Current1）和1.1（Current2），分別進(jìn)行模擬（見圖11）。顯然，政策產(chǎn)生的影響與物流供給能力的變化成正相關(guān)關(guān)系，物流政策的發(fā)布可以幫助物流供給能力的提升，且不易造成物流短缺（見圖12）。

圖11 不同物流政策系數(shù)下的物流供給能力

圖12 不同物流政策系數(shù)下的物流短缺

（4）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化

通過改變?nèi)螽a(chǎn)業(yè)占比系數(shù)探討產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對物流需求水平的影響。分別上調(diào)第一產(chǎn)業(yè)（Current1）、第二產(chǎn)業(yè)（Current2）、第三產(chǎn)業(yè)（Current3）占GDP的比重，上調(diào)比例為1%，分析其變化對物流需求水平產(chǎn)生的影響（見圖13）。根據(jù)2022年數(shù)值結(jié)果顯示，第一產(chǎn)業(yè)所占比例上調(diào)1%，對物流需求產(chǎn)生負(fù)向帶動(dòng)影響3.3%；第二產(chǎn)業(yè)所占比例上調(diào)1%，對物流需求水平正向帶動(dòng)1.3%；第三產(chǎn)業(yè)所占比例上調(diào)1%，對物流需求水平負(fù)向帶動(dòng)0.09%。如若繼續(xù)該比例，隨著年份增長，該影響也會(huì)逐漸加大。第一產(chǎn)業(yè)比重的增加基本是帶來負(fù)向影響，而第二產(chǎn)業(yè)比重的增加則是帶來正向影響，且兩者的帶動(dòng)作用較大，第三產(chǎn)業(yè)無論正負(fù)，其帶動(dòng)作用都不明顯。

圖13 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同下的物流需求水平

四、結(jié)論與建議

本文基于物流供需平衡角度進(jìn)行了區(qū)域物流發(fā)展的研究，分析了影響區(qū)域物流發(fā)展的因果關(guān)系，構(gòu)建了相關(guān)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，以江蘇省2010～2020年的面板數(shù)據(jù)為例進(jìn)行了模擬仿真優(yōu)化，主要的結(jié)論和建議如下：

1.通過對區(qū)域物流系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬，得知其供需平衡發(fā)展需要綜合考慮供需結(jié)構(gòu)的平衡，即供需比的浮動(dòng)值在1上下。在這種相對平衡的基礎(chǔ)上，進(jìn)而保障供給資源的最大化利用，即供需總量的平衡，使得物流供給和物流需求之間的差額最小，即物流短缺為非正值。如此，在綜合平衡的背景下，再保證子系統(tǒng)之間的效益最大化。

2.基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法的區(qū)域物流供需平衡分析，將物流固定資產(chǎn)的投資效果系數(shù)代入模型中仿真，結(jié)果顯示投資效果系數(shù)直接關(guān)系到江蘇的物流供需平衡發(fā)展?fàn)顩r。其一，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展決定了對物流行業(yè)投資的力度，進(jìn)而推動(dòng)江蘇區(qū)域物流業(yè)的發(fā)展，而將此種投資轉(zhuǎn)換為實(shí)際供給效果是其中的決定性因素。其二，系統(tǒng)模擬顯示投資效果系數(shù)的增長可以有效提升物流的供給能力，以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展激發(fā)的物流需求，進(jìn)而避免造成物流短缺的情況，筑牢江蘇區(qū)域物流供需平衡發(fā)展，有助發(fā)揮長三角物流的集聚優(yōu)勢。

3.物流人才對江蘇物流供需平衡發(fā)展起正面積極作用。根據(jù)模擬結(jié)果，物流人才發(fā)揮的效益能夠助推江蘇物流供給的高質(zhì)高效，江蘇省需注重對物流專業(yè)型人才的培養(yǎng)，采取相關(guān)措施如建立現(xiàn)代化的物流人才激勵(lì)機(jī)制，加強(qiáng)物流相關(guān)教育、技術(shù)的投入，以此儲(chǔ)備物流相關(guān)人才，進(jìn)而能在物流需求日益增長的趨勢下，更好地完善物流發(fā)展模式。

4.基于供需平衡的視角，把物流政策量化體現(xiàn)在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型中，以檢驗(yàn)其對區(qū)域物流發(fā)展的影響，結(jié)果證明二者呈正相關(guān)。隨著物流業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用日益凸顯，各政府部門近年來陸續(xù)出臺(tái)了一系列物流政策，如《關(guān)于進(jìn)一步降低物流成本的實(shí)施意見》和《江蘇省“十三五”物流業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，以制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，建立現(xiàn)代化的物流體系，完善物流市場制度等。由此，江蘇省可繼續(xù)出臺(tái)相關(guān)的物流標(biāo)準(zhǔn)等政策，幫助物流企業(yè)和物流園區(qū)進(jìn)一步找準(zhǔn)目標(biāo)，提升效能，促進(jìn)整體協(xié)同發(fā)展。

5.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)直接影響物流需求，間接影響物流供需平衡發(fā)展。據(jù)仿真結(jié)果顯示，江蘇物流需求水平與三大產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值成正增長關(guān)系，其中以第二產(chǎn)業(yè)對江蘇物流需求的影響程度最大，而物流業(yè)所屬的第三產(chǎn)業(yè)服務(wù)業(yè)對物流需求水平的影響并不明顯。所以，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化可以推動(dòng)物流業(yè)的發(fā)展，而如果出現(xiàn)供需不平衡的情況，如物流供給過剩，從第二產(chǎn)業(yè)入手對激發(fā)江蘇產(chǎn)生新的物流需求最有成效。