貨運交通組織優(yōu)化背景下城市商貿(mào)物流需求及園區(qū)規(guī)模計算

■曹雄赳 殷 韞 王 芮

（中國城市規(guī)劃設計研究院，北京 100037）

商貿(mào)物流是指與批發(fā)、零售、住宿、餐飲、居民服務等商貿(mào)服務業(yè)及進出口貿(mào)易相關的物流服務活動[1]，與居民日常生活消費密切相關。 商貿(mào)物流由于需要深入中心城區(qū)， 不可避免地將與城市交通互相干擾。 部分城市出現(xiàn)了大貨車占道停車導致交通擁堵，大貨車與城市交通混行造成安全隱患等問題。 為凈化城市交通環(huán)境，解決大貨車進城的問題，優(yōu)化貨運交通組織， 多數(shù)城市通過在中心城區(qū)外圍建設商貿(mào)物流園區(qū)， 在園區(qū)內(nèi)將大型貨車換成小型貨車開展城市配送。 在此背景下，對城市商貿(mào)物流需求進行預測并合理計算園區(qū)規(guī)模至關重要。 既有文獻對物流需求預測開展了大量研究，如鹿應榮等[2]、后銳等[3]提出了基于MLP 神經(jīng)網(wǎng)絡的區(qū)域物流需求預測模型，董愛卉[4]提出了基于支持向量機的物流預測模型，初良勇等[5]、田麗等[6]結(jié)合多種方法的優(yōu)缺點建立了組合預測模型。 這些方法多通過貨運量、社會經(jīng)濟等因素建立模型， 但僅能預測城市貨運總量， 難以區(qū)分貨種，無法獲得商貿(mào)物流需求。 本文將在分析商貿(mào)物流需求特征和組織模式的基礎上， 探索城市商貿(mào)物流預測方法，并建立商貿(mào)物流園區(qū)規(guī)模計算模型。

1 商貿(mào)物流需求預測

1.1 商貿(mào)物流主要特征

物流根據(jù)需求端不同可分為生產(chǎn)物流和生活物流（表1），生產(chǎn)物流主要服務于工業(yè)農(nóng)業(yè)原材料及產(chǎn)成品運輸，體現(xiàn)生產(chǎn)端的物流需求；生活物流主要服務于消費端，包括商貿(mào)物流、公共物流及快遞等。

根據(jù)表1 可知商貿(mào)物流的運輸對象主要包括糧食、農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)品、輕工和醫(yī)藥產(chǎn)品、機械設備和電器等消費品。 郵政快遞由于與居民日常生活密切相關，也應考慮。

商貿(mào)物流的主要特征包括3 個方面：一是運輸模式上，與生產(chǎn)物流集約化的大進大出不同，商貿(mào)物流最終用戶多元且廣泛分布，多為零擔運輸或大進分出；二是貨品種類上，商貿(mào)物流品種多、重量輕、批次多；三是時效性上，商貿(mào)物流涉及民生，時效性要求高且要求持續(xù)保障。 鑒于上述特征，城市通常很難完整統(tǒng)計商貿(mào)物流需求，且目前大部分城市未進行分貨類的貨運量抽樣調(diào)查，因而無法直接得到商貿(mào)物流的貨運量。

1.2 商貿(mào)物流組織模式

商貿(mào)物流合理的組織模式應包含3 個階段，第一階段是外部流通， 城市與外部區(qū)域的貨物集散，采用干線運輸將消費品從生產(chǎn)地運輸至需求地的物流園區(qū)；第二階段是內(nèi)部流通，消費品在城市內(nèi)部的物流園區(qū)、物流中心與商業(yè)網(wǎng)點間流通；第三階段是末端配送，滿足消費者個性化需求的末端配送過程（圖1）。

圖1 商貿(mào)物流組織模式

在城市發(fā)展初期， 由于尚未建立以物流園區(qū)、物流中心為主要節(jié)點的多層級物流體系，第二階段的流通過程將直接越過，生產(chǎn)地至消費地的大貨車干線運輸直接抵達商業(yè)網(wǎng)點， 出現(xiàn)了大貨車進城，與城市交通相互干擾的情況。 通過建設物流園區(qū)構(gòu)建多層級物流體系， 既可以凈化城市交通環(huán)境，又可利用園區(qū)整合物流資源，發(fā)展共同配送，提升物流效率。

1.3 商貿(mào)物流預測模型

根據(jù)現(xiàn)有資料，建立類比法和消耗法2 種計算模型。 由于快遞計量的特殊性，以下計算不包括快遞業(yè)務量。

（1）類比法

雖然單個城市分貨類的貨運量難以獲取，但通過統(tǒng)計年鑒可獲取各省和全國主要城市的分貨類的貨運量。 由于各個城市的主導產(chǎn)業(yè)不同，導致不同城市貨運量中的生產(chǎn)性原材料和產(chǎn)成品的類別差異非常大，因而不能用全省或其他城市的貨運結(jié)構(gòu)來類推目標城市。 但不同城市貨運結(jié)構(gòu)的差異主要體現(xiàn)在生產(chǎn)物流上，而生活商貿(mào)物流結(jié)構(gòu)各個城市相差不大； 這主要是由于在一定地域范圍內(nèi)，居民的消費結(jié)構(gòu)基本相同。 因此可考慮利用全省的商貿(mào)物流結(jié)構(gòu)來類推目標城市。 為方便計算，定義城市社會消費品零售總額S 為：

式中：Tn表示商品n 的重量，t；Pn表示商品n 的單價，元/t。

假設目標城市居民的消費結(jié)構(gòu)與全省相同，則有：

式中：Tn·i為i 城市第n 類商品的重量，t；Tn·p為全省第n 類商品的重量，t。因而，目標城市商貿(mào)物流需求量Ti為：

其中，Tp為全省分類貨運量中涉及商貿(mào)類的貨運量，根據(jù)統(tǒng)計資料獲取。 故只需要得到k 值便能計算Ti。 利用式（1）和式（2）可得到：

其中，目標城市和全省的社會消費品零售總額均可通過統(tǒng)計年鑒獲得，目標城市歷年商貿(mào)物流需求可通過式（5）計算。

在獲得歷年商貿(mào)物流需求的基礎上，還應對目標年進行預測， 這是一個離散時間序列預測問題。由于商貿(mào)物流需求隨著城市人口增加、物質(zhì)生活的改善，會呈現(xiàn)前期快速增長，后隨著人口及生活水平穩(wěn)定而增長趨穩(wěn)， 故可利用Logistis 生長曲線進行趨勢外推。

其中，Ty是第y 年預測值；y 為時間序列；K、a、b為待估參數(shù)，可采用三和法進行估計[7]。

（2）消耗法

城市居民每人每年生活必需品的用量，因不同城市人民生活水平的差異而有所不同，其運輸量也不一樣，大城市每人每年大約3～4 t，中小城市大約2 t，農(nóng)村1 t 左右[8]，可根據(jù)城市規(guī)模進行合理取值。通過城市總體規(guī)劃獲取目標年規(guī)劃人口，便可計算商貿(mào)物流需求。

式中：Ri為目標城市預測人口值，人；Xi為目標城市人均生活類物資消耗量，t/人。

2 商貿(mào)物流園區(qū)規(guī)模計算

2.1 總體規(guī)模

物流園區(qū)的規(guī)劃規(guī)模不能太小，否則不利于城市物流的持續(xù)發(fā)展；但規(guī)劃規(guī)模也不能太大，容易產(chǎn)生投資浪費和物流資源閑置，給以后的經(jīng)營運作埋下隱患。 據(jù)中國物流與采購聯(lián)合會統(tǒng)計， 我國64%物流園區(qū)占地在0.5 km2以內(nèi)， 倉儲面積在園區(qū)中占比最高23%，園區(qū)平均物流強度433 萬t/km2[9]。

單個物流園區(qū)的規(guī)模可利用時空消耗法建立模型。 調(diào)查主要貨類單位貨物的體積（每噸貨物存儲在倉庫中所占有的空間）和貨物的周轉(zhuǎn)期（貨物存儲在倉庫中的時間），單位貨物體積與周轉(zhuǎn)期的乘積就是該單位貨物的時空消耗。 在此基礎上乘以該貨物的適站量就是該種貨物的時空消耗。 把所有貨物的時空消耗相加就是總的時空消耗需求。

式中：A 為物流節(jié)點的理想規(guī)模，m2；α 為物流節(jié)點中倉庫面積占總面積的比重，%；n 為貨物的種類數(shù)，無量綱；Vi為第i 類貨物單位重量平均所占的體積，m3/t；Ti為第i 類貨物的平均周轉(zhuǎn)時間，即貨物的在庫時間，日；Qi為第i 類貨物的年周轉(zhuǎn)量，t；Fi為第i 類貨物的時間不均勻系數(shù)，無量綱；Si為每平方米倉庫所能夠存儲第i 類貨物的體積，m3/m2。

參數(shù)取值應通過調(diào)查獲得，以牡丹江市為例，單位貨物平均占地面積取1.5 m2/t，平均周轉(zhuǎn)時間3日，不均衡系數(shù)取1.5，α 可采用全國平均值23%。

2.2 停車位計算

園區(qū)的停車需求規(guī)模可根據(jù)其生成交通量的大小來計算[10]：即根據(jù)高峰小時機動車吸引量、機動車車種構(gòu)成、車輛停放時間和泊位利用率等因子進行計算。

式中：Pi為園區(qū)i 型車泊位需求數(shù)，個；Wi為園區(qū)i 型車高峰小時停車數(shù)，輛，由式10 計算；Ti為園區(qū)i型車平均停車時間，min；ai為園區(qū)i 型車泊位利用率，取0.85，無量綱；Qi為園區(qū)i 型車年貨運量，t；mi為i 型車貨運量日不均衡系數(shù)，無量綱；ni為i 型車貨運量小時不均衡系數(shù)，無量綱；ei為i 型車噸位數(shù)，t。

參數(shù)取值同樣應通過調(diào)查獲得。 以牡丹江市為例，取長途運輸大型貨車噸位數(shù)為30 t，中轉(zhuǎn)入城的小型貨車噸位數(shù)為2 t；關于平均停車時間，大型貨車由于承擔長途運輸， 在將貨物送達園區(qū)后，一方面需要休息，在園區(qū)停車住宿；另一方面為了不空車返程，也會出現(xiàn)在園區(qū)停車待貨現(xiàn)象，因而停車時間較長，取6 h；而小型貨車主要承擔市內(nèi)配送短途運輸，不會出現(xiàn)在園區(qū)停車住宿現(xiàn)象，停車時間取1 h。

3 實例計算

牡丹江市于2017 年開展了 《牡丹江市城市物流體系專項規(guī)劃》， 預期發(fā)揮中俄重要交流窗口的區(qū)位優(yōu)勢以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，發(fā)展成為東北亞重要國際商貿(mào)物流中心及全國重要綠色農(nóng)產(chǎn)品物流中心。 由于牡丹江市物流體系尚不完善，大貨車在中心城區(qū)違章停放問題突出，該規(guī)劃的主要目標之一是通過建設城郊物流園區(qū)以推動大貨車出城。為此，迫切需要對大貨車出城政策實施后受影響的商貿(mào)物流量進行預測，并計算商貿(mào)物流園的建設面積。

3.1 商貿(mào)物流量預測

（1）類比法：通過統(tǒng)計年鑒可得黑龍江省歷年分貨類的公路貨運量、黑龍江省及牡丹江市歷年社會消費品零售總額。 以2014 年為例，當年全省分類貨運量如表2 所示，根據(jù)式（5）計算當年牡丹江市商貿(mào)物流需求量為702 萬t。 在計算近5 年數(shù)據(jù)的基礎上，采用式（6）生長曲線外推法預測得到規(guī)劃期2025 年商貿(mào)物流需求量為1179.3 萬t。

表2 黑龍江省2014 年分貨類公路貨運量

（2）消耗法：根據(jù)黑龍江省的分貨類貨運量計算得到全省每人每年生活類物資的消耗量為2.8 t，牡丹江市取全省平均值。 根據(jù)城市總體規(guī)劃牡丹江市2025 年目標人口值，計算2025 年商貿(mào)物流需求量為840 萬t。 綜合2 種方法的結(jié)果，取平均值得到2025 年牡丹江市商貿(mào)物流需求量為1010 萬t。

上述過程不包括快遞業(yè)務量的預測， 近年來，隨著電子商務的迅猛發(fā)展，牡丹江市快遞業(yè)務量呈指數(shù)增長形勢，全市快遞業(yè)務量超2700 萬件。 預計未來年快遞業(yè)務量將繼續(xù)快速增長，至2025 年，快遞業(yè)務量將達4250 萬件，日均12 萬件。

3.2 園區(qū)規(guī)模計算

根據(jù)牡丹江市貨物流向的調(diào)查結(jié)果，東、西2 個方向的貨運量比例在4∶6 左右，因而實施貨車出城政策后，進入規(guī)劃的城西物流園的貨運量將占60%，即到2025 年，城西商貿(mào)物流園需求量為606 萬t/年，快遞業(yè)務量將達7 萬件/日。 其他參數(shù)取值見表3。

表3 城西物流園區(qū)規(guī)模計算取值

將表3 參數(shù)代入公式（8），可得城西物流園總體規(guī)模為34.1 萬m2。 上述規(guī)模計算中的物流量僅考慮了實施貨車出城政策后必須中轉(zhuǎn)的商貿(mào)物流和快遞業(yè)務量，若考慮園區(qū)吸引的生產(chǎn)物流，則可以在此基礎上預留30%的空間，園區(qū)的規(guī)模可擴大至48.7 萬m2。

3.3 停車位計算

根據(jù)式（9）和（10）進行計算，全部計算參數(shù)取值及計算結(jié)果如表4 所示，即需要大型貨車停車位334 個，小型貨車停車位469 個。

表4 停車位計算取值及結(jié)果

4 結(jié)語

由于商貿(mào)物流與居民日常生活密切相關，將不可避免地需要深入城市核心區(qū)。 為避免物流對城市交通的干擾，多數(shù)城市規(guī)劃了推動大貨車出城的城郊物流園區(qū)，以優(yōu)化貨運交通組織。 在園區(qū)建設過程中，對于商貿(mào)物流需求的預測及園區(qū)規(guī)模的計算至關重要。 但由于城市物流需求分布復雜，統(tǒng)計較為困難，多數(shù)城市尚未統(tǒng)計分貨類的貨運量。 通過分析商貿(mào)物流特征及組織模式，提出了類比法和消耗法2 種商貿(mào)物流需求估算方法，并提出了基于時空消耗的物流園區(qū)規(guī)模及停車位的計算模型，在牡丹江市開展實例應用，取得了較好的效果。