基于軸輻理論的四川省區域物流網絡優化研究

文/蘇振宇 唐樂

物流是國民經濟發展的基礎和命脈，對拉動地方經濟發展、降低成本、提升企業效率起到不可或缺的作用。

1.軸輻物流網絡構建直播選取

1.1 軸輻式物流網絡的概念。最初的軸輻式物流網絡主要用于解決郵政業務、航空運輸的成本優化問題。如圖1所示，軸輻式網絡（hub-spoke system），也稱為中樞輻射網絡，是由“軸心（hub）”和“輻點（spoke）”組成的空間集合。軸心是網絡的樞紐節點，是客貨集散的中轉中心，在樞紐節點之間形成網絡的干線運輸通道；輻是非樞紐節點，起到補給和疏散作用。

圖1 軸輻網絡

1.2 熵權—TOPSIS法

本文選用熵權—TOPSIS法來計算城市物流綜合實力。利用熵權—TOPSIS法進行綜合評價具有如下優點：客觀性更強，適用性更強，多樣性更強。具體步驟如下：步驟一：構建初始決策矩陣。研究區域內的節點城市為評價對象，設xij為第i個評價對象的第j項指標的數值。建立區域內包括m個城市、n個指標的初始決策矩陣X如下：

步驟二：矩陣歸一化。對原始數據利用極差法進行標準化處理，消除量綱不一致對評價結果的影響，因為本文所用指標的值越大越好，即正向指標，獲得歸一化矩陣Y=（yij）m×n。

步驟三：確定指標權重。計算第i個城市的第j項指標占該項指標的比重。

步驟四：計算熵值。計算第j項指標的熵值公式如下：

步驟五：計算熵權。先計算第j項指標的差異性系數dj=1-ej，再計算第j項指標的熵權公式如下：

步驟六：建立加權矩陣。根據物流評價指標的權重對數據進行加權，得到加權規范化矩陣V如下：

步驟七：確定指標集的正理想解（S+）和負理想解（S-）。

步驟九：計算每一個節點城市與理想解的相對接近度。計算公式如下：

根據相對接近度Mi（0≤Mi≤1）對區域內節點城市進行排序比較，當Mi越接近1時，城市物流發展水平越高。

1.2 引力模型

引力模型(也稱重力模型)在19世紀產生于萬有引力定律，后被引入物流領域，用來測量各城市間的吸引程度和輻射范圍，一般形式計算公式為：

式中：Fij表示四川省的城市i與城市j之間物流聯系強度；表示引力系數，一般取1；物流質量Mi、Mj表示運用熵權-Topsis模型計算得到的城市i、j的物流發展水平，即物流貼近度；Dij表示四川省中城市i、j之間的距離。

1.3 K-means法

K-means聚類法是經典的劃分式聚類算法之一，利用K-means法分類可以劃分出軸心城市和輻點城市。其公式如下：

其中，J是全部數據與對應聚類中心的均方差總和，K為聚類個數，D是數據對象，mi是簇Ci平均值。此時，D與mi均是多維的。

1.4 物流隸屬度

引力模型衡量城市之間的相互作用力，聚類分析確定樞紐城市，引入物流隸屬度來定義樞紐城市之間的隸屬關系，計算公式如下：

式中，Pij為物流隸屬度，表示輻點城市隸屬于軸心城市j的概率；Fij為i、j城市之間的物流引力。

1.5 城市評價指標體系構建

本文根據四川省的具體狀況，結合指標體系選取原則，對國內外文獻進行梳理，總結出認知度較高的指標、最終從城市經濟發展水平、市場規模和供需狀況、物流基礎設施、物流信息化水平四個方面來構建四川省評價指標體系，共選取了4個二級指標和17個三級指標。各指標數據源于2019年《中國城市統計年鑒》《四川省統計年鑒》《郵政行業發展統計公報》等。如表1所示：

表1 四川省城市物流質量評價指標體系

2.四川省城市物流質量的評價

四川省有18個地級市、3個自治州。由于3個自治州交通不便、大量數據缺失，故只對18個地級市展開研究。假設成都市、自貢市、攀枝花市、瀘州市、德陽市、綿陽市、廣元市、遂寧市、內江市、樂山市、南充市、眉山市、宜賓市、廣安市、達州市、雅安市、巴中市、資陽市18個城市為yj=（j=1，2，…，18），17個評價指標為xj=（i=1，2，…，17），通過對2019年各城市數據進行分析整理，運用熵權—TOPSIS法對每個城市的物流質量進行綜合評價，為了方便分析和計算，將最終結果放大100倍作為最終得分，最終結果見表2。

表2 四川省各城市物流質量

由表2可知，各市物流質量發展水平差異顯著，整體發展不均衡，成都市物流發展水平遙遙領先，位居第一，其余城市的發展水平遠遠落后。

3.四川省軸輻網絡的構建

3.1 城市間物流引力測定。本文將四川省18個城市的物流質量和城市間的空間距離代入到引力模型中，求出了各城市間的物流引力大小，最終結果見表3。

表3 四川省城市間物流引力強度

3.1 聚類結果分析

本文選出k=3、4、5、6時劃分的結果。從表4看出，k=3時，聚類結果過于粗糙，不能明了地顯示合適的分類結果，k=5、k=6時，它們的聚類結果過于細致。顯然選取k=4時劃分較合理。需要指出的是，表中從1～18的樣本編號分別對應成都市、自貢市、攀枝花市、瀘州市、德陽市、綿陽市、廣元市、遂寧市、內江市、樂山市、南充市、眉山市、宜賓市、廣安市、達州市、雅安市、巴中市、資陽市。

由表4結合城市間引力強度大小可知，成都市是唯一的一級軸心城市，物流中心的等級最高，物流影響力也最大；南充市物流發展水平排名第二，物流輻射西部地區，因此選定南充市為二級軸心城市；宜賓市GDP總量大，對周邊影響比較大，因此宜賓被選為二級軸心城市；樂山作為涼山州和攀枝花市的必經要道，有非常重要的作用，因此選樂山市作為二級軸心城市，其他城市則為輻點城市。

表4 k取不同值下的分類結果

3.2 物流隸屬度確定。根據劃分出的成都、南充、宜賓、樂山四個軸心城市，結合中原城市群物流聯系強度及物流隸屬度的計算，可得中原城市群物流隸屬度，根據表5可知：

表5 各軸心城市對應物流隸屬度

通過表5四個軸心城市所對應輻點城市物流隸屬度的比較，劃分出各自軸心城市對應的輻點城市，如表6所示：

表6 各軸心城市對應輻點城市

3.3 四川省軸輻物流網絡

根據四川省18個地級市之間的綜合物流質量分析結果，確定了軸心城市與輻點城市及其輻射范圍，確定了干線通道、支線通道和點對點通道的構建，以四川省實際區域網絡結構為基礎，構建出四大物流圈為主的四川省區域軸輻物流網絡結構。

4.總結與發展建議

本文得出以下結論：成都物流圈以成都為中心，擁有強大的地理區位優勢和交通樞紐優勢，輻射整個西部地區。南充物流圈以南充為中心，是“一帶一路”倡議的重要節點城市，是川東北經濟、物流、商貿和金融中心。達成鐵路、蘭渝鐵路能夠將廣元的原煤、遂寧的木材、廣安的糧食、達州的天然氣、巴中的石墨礦等資源輸送到全國各地，促進南充與廣元、遂寧等城市的融合。宜賓物流圈以宜賓為中心，是川南鐵路的樞紐城市，著名的五糧液集團坐落在這里；同時，自貢的井鹽，瀘州的瀘州老窖、內江的糖使得宜賓物流圈的物流業發展形勢一片大好。樂山物流圈以樂山為中心，是涼山州和攀枝花市的必經要道，起著非常重要的作用，借大力發展樂山物流圈可以改善雅安市和涼山州交通條件的不足，貧瘠的經濟條件，帶動樂山物流圈內各個城市的共同發展。