基于地理信息數據的青島市快遞自提點布局規律與影響因素

高延輝,王寶義

山東交通學院交通與物流工程學院,山東 濟南 250357

0 引言

近年來,隨互聯網的普及和快遞物流業的不斷發展,網上購物逐漸成為重要的購物模式,快遞的最后一公里問題直接影響公眾對網上購物的體驗。阿里巴巴在2013年與諸多企業合作布設菜鳥驛站網絡,中國郵政也增設快遞提取服務[1]。2021年5月,商務部等12部門聯合印發《關于推進城市一刻鐘便民生活圈建設的意見》,并于2021年12月公布了全國首批城市一刻鐘便民生活圈試點地區30個,青島市位列其中。2022年2月,青島市商務局等12部門聯合印發《青島市推進一刻鐘便民生活圈建設實施方案(2021—2025)》,計劃到2025年重點改造提升175個一刻鐘便民生活圈。研究青島市快遞自提點布局可分析布局規律,識別存在的不足,為優化站點布局,助力一刻鐘便民生活圈建設提供參考。

對于快遞自提點的空間布局問題,從宏觀視角看,研究主要集中于電子商務企業、快遞企業、服務提供商和消費者偏好等方面,在商店和自動儲物柜網絡中運營商開發提貨點的優勢較大[2]。從快遞企業及站點布局角度考慮,李鋼等[3]分析武漢、西安快遞自提點的興趣點(point of interest,POI)數據,發現快遞自提點的分布與人口、面積的相關性顯著,布局的空間分布特征為內集聚外均衡,與中國郵政站點的關系由競爭轉向合作;劉玲等[4]根據深圳市POI數據,研究快遞自提點的空間布局與依托類型,發現菜鳥驛站依托類型多樣而中國郵政站點較單一,快遞自提點主要集中于經濟發達、社區密度大的地區;陳露露[5]分析杭州、鄭州、西安菜鳥驛站的POI數據,發現菜鳥驛站的分布與面積、地區生產總值、社區數量等因素密切相關,布局由中心主城區向四周遞減。

從微觀視角看,影響快遞自提點布局的重要因素包括人口、就業、居住、交通、地理位置、經濟和用地類型等。譚如詩等[6]發現快遞自提點的分布與居民就業、出行、居住等相關性較強,因生活習慣不同,對自提點的需求存在較大差異。楊子江等[7]研究昆明市休閑、居住、商務等多種類型的POI數據,發現通過人為引導和城市規劃,全市表現為顯著的多中心、多組團空間特征。Morganti等[8]分析法國取件點的空間分布,發現在城市、郊區和農村等均有取件點,其分布方式與人口密度相關。李國旗等[9]研究北京物流的空間分布,發現物流活動由中心城區向遠郊區縣遞減,認為政府可通過規劃調節交通線路和土地價格調控物流企業的空間布局行為。冀琴等[10]研究重慶市自提點的分布和影響因素,發現菜鳥驛站的分布比中國郵政站點聚集更顯著,能更好地滿足快遞提取需求。

從研究方法視角看,可采用泰森多邊形、空間自相關、地理加權回歸模型、Ripley′s K函數、Dijkstra算法和主成分分析等方法研究快遞自提點的布局和影響因素間的相關性,分析商業網點的空間集聚與分散模式,為商業網點的發展提供借鑒。

大多數已有研究采用空間分析軟件ArcGIS等分析快遞自提點的空間分布,較少運用其他方法對比驗證結果的準確性和有效性。本文采用多種方法研究分析青島市快遞自提點空間布局特征,發現其存在的不足,明確快遞自提點布局優化方向,以期為青島市未來發展和建設一刻鐘居民生活圈提供助力。

1 研究背景

1.1 研究區域

青島市下轄市南區、市北區、李滄區、嶗山區、黃島區、城陽區、即墨區、膠州市、平度市和萊西市共7區3市,有108個鄉鎮辦事處,1 175個社區居委會,總面積為11 293.36 km2[11]。2021年郵政業務總量為88億元,同比增長28.2%;快遞業務量為7.7億件,同比增長31.6%。2021年,青島市地區生產總值為14 136.46億元,占全國國民生產總值的1.24%,占全省地區生產總值的17.01%,位列全國第13位、全省第1位。根據《青島市郵政業發展“十四五”規劃》,到2025年全市郵政行業業務收入(不包括郵政儲蓄銀行直接營業收入)將達到180億元,年均增長14%;快遞業務量達到12億件,年均增長15%;快遞業務收入達到145億元,年均增長13%。2014—2021年青島市快遞業務量及業務增長率如表1所示。

表1 2014—2021年青島市快遞業務量及業務增長率

1.2 數據來源

POI是代表真實地理實體的點狀數據,包含地址、名稱、服務類別等信息,來源廣泛,從高德、百度等在線地圖平臺均可獲得。以高德開放平臺為數據源,采用高德地圖版軟件Easy Poi及規劃云(http://www.guihuayun.com/)提供的POI查詢,分別輸入關鍵詞“菜鳥驛站”和“中國郵政”及行政區域代碼,篩選青島市菜鳥驛站和中國郵政站點的POI站點數據(截止時間為2021-12-31),包括站點名稱、地理位置坐標和經營模式等,共得到2 154個菜鳥驛站和750個中國郵政站點,其中510個中國郵政站點包含快遞服務。本文主要研究經營快遞業務的中國郵政站點。地圖數據和道路數據來源于國家地理信息中心網站,土地利用類型數據來源于中國科學院資源環境科學數據中心網站。

1.3 研究方法

多種方法組合研究是從多角度挖掘快遞自提點布設規律的基礎,本文采用核密度估計、平均最近鄰分析、標準差橢圓、緩沖區分析、相關性分析和主成分分析等方法進行綜合研究。

1.3.1 核密度估計

核密度估計反映點要素的空間布局特征,假定x1,x2,…,xn(n為樣本容量)服從同分布,需通過已有數據估計其密度函數,經驗分布函數[12]為f(x)={x1,x2,…,xn}/n。

可得密度函數的估計方程為:

式中:K[(x-xi)/hn]為核函數,hn為窗寬。

1.3.2 平均最近鄰分析

平均最近鄰分析是計算每個快遞自提點質心與其相鄰的所有快遞自提點質心的距離,對最短距離求均值。由計算結果可得最近鄰指數,反映研究數據是否為聚類模式,若最近鄰指數小于1,數據為聚類模式,指數越小聚類效果越明顯,反之,數據趨于分散。采用平均最近鄰分析研究青島市快遞自提點的集聚或分散程度。平均最近鄰指數為:

1.3.3 標準差橢圓

標準差橢圓可反映數據在空間上的方向及分布趨勢,采用標準差橢圓研究青島市快遞自提點空間分布的方向特征。

橢圓方差[14]

旋轉角θ的計算公式為:

確定x軸的標準差σx、y軸的標準差為σy分別為:

1.3.4 緩沖區分析

緩沖區分析是通過研究點、線、面實體自動建立一定寬度的緩沖區多邊形。緩沖區多邊形[12]為:

P={x|d(x,A1)≤r},

式中:d為歐式距離,r為鄰域半徑,A1為緩沖區。

采用ArcGIS緩沖區分析構建基于快遞自提點的點要素緩沖區,疊加青島市行政區劃圖,分析快遞自提點的空間覆蓋范圍。

1.3.5 相關性分析

采用相關性分析多個隨機變量間的相關性,根據變量類型選用不同的分析方法。本文采用皮爾遜相關系數分析連續變量,皮爾遜相關系數的范圍為[-1,1],置信度水平為0.05或0.01,如果皮爾遜相關系數大于0,變量正相關;皮爾遜相關系數小于0,變量負相關;皮爾遜相關系數等于0,變量不相關[15]。

1.3.6 主成分分析

將影響快遞自提點布局因素的原始數據整理為矩陣[16]

主成分分析的基本步驟為:求每個因素的平均值及樣本的協方差矩陣;求矩陣的特征值及對應的單位特征向量;構建主成分公式并計算;根據計算結果,取累計貢獻率不小于85%的主成分。

2 結果與分析

2.1 快遞自提點基本特征

2.1.1 各區縣數量分布特征

青島市7區3市的基本情況及快遞自提點站點數如表2所示[11,17]。由表2可知:平度市是山東省面積最大的縣級市,人口規模較大,但經濟實力弱,2021年平度市地區生產總值在青島市10區縣中排名第8位,人均地區生產總值位列青島市末位,菜鳥驛站站點較少。黃島區的面積僅次于平度市,人口、經濟均位列青島市首位,菜鳥驛站站點最多。

表2 青島市7區3市的基本情況和快遞自提點站點數

菜鳥驛站分布相關性分析如表3所示。由表3可知:菜鳥驛站分布與土地面積相關性不顯著,中國郵政站點與土地面積的相關性較強,原因是中國郵政為國有企業,由政府主導,有一定的公益性,站點須均衡覆蓋;菜鳥驛站、中國郵政站點及快遞自提點總站點數與常住人口的相關性顯著;從地區生產總值及社會消費品零售總額來看,菜鳥驛站與二者的相關性較強,中國郵政站點與二者的相關性不顯著,原因是菜鳥驛站屬于市場主導型企業,受經濟因素影響較大,中國郵政站點受經濟因素影響相對較小;菜鳥驛站站點較多,總體快遞自提點呈較強的相關性。菜鳥驛站在站點數上有優勢,更集中于經濟發展水平較高、常住人口較多的縣(市);中國郵政站點相對較少,但分布更均勻,輻射范圍更廣,可更好地服務經濟欠發達地區。

表3 菜鳥驛站分布相關性分析

2.1.2 經營模式特征

菜鳥驛站和中國郵政站點的經營模式存在較大差異。中國郵政站點分布較均勻,主要依托于郵政支局、三農服務站和便民服務站等,少數站點也與菜鳥驛站合作。菜鳥驛站的加盟形式靈活,在滿足基本要求的情況下與其他業態融合程度較高,能最大化利用社會資源擴充物流服務。菜鳥驛站的加盟形式主要分為3類:第1類是社區驛站加盟,主要分布在人員密集的社區內部,由個人承包加盟,服務對象是社區居民;第2類是校園驛站加盟,主要分布在高校內部及周邊,服務對象是高校師生群體;第3類是社區服務商,即當地的菜鳥驛站代理商,與第1類加盟形式不同,社區服務商可進行當地驛站的加盟推廣工作,且須有相關的工作經驗,熟悉快遞運作流程,依托公司運作,負責當地驛站的建設和管理工作。對第1類加盟形式,快遞業務量受人口密度和人均收入等影響,采取專營模式的風險性較高,可采取兼營模式,降低成本,提高額外收益;對第2類加盟形式,因依托學校,資源較豐富,可采取專營模式,提高運營效率;對第3類加盟形式,主要盈利來源為加盟推廣、營銷及代理的費用,可通過增加新建成社區和未加盟小區等的推廣工作,增加公司收入。

青島市采取專營模式的菜鳥驛站有1 494個,占菜鳥驛站總數的72.9%,與中通、圓通等快遞公司融合,只從事物流活動,目標客戶明確,效率高,成本高;采取兼營模式,依托超市、便利店、水果店、洗衣店及其他店鋪的菜鳥驛站共556個,占菜鳥驛站總數的27.1%,屬額外盈利收入,成本低,效率低。

青島市快遞自提點服務對象類型如表4所示。由表4可知:菜鳥驛站的主要服務對象與中國郵政不同。菜鳥驛站的核心目標是利潤最大化,受經營策略及地區經濟水平等影響較大,服務區域多集中在經濟發達、交通便利的地區,經濟欠發達區域布局相對較少。源于中國郵政的普惠服務屬性及郵政快遞站點搭便車現實,中國郵政站點布局相對均衡,受經濟等因素影響相對較小,對農村地區的服務水平高于菜鳥驛站。

表4 青島市快遞自提點服務對象類型

2.2 快遞自提點空間分布特征

2.2.1 空間分布總體特征

依托POI站點數據,分析快遞自提點的分布特征,結果如表5所示。由表5可知:菜鳥驛站站點較多,但集聚分布特征明顯,主要集中在黃島區及市北區等經濟發達和交通便利的地區,空間分布不均衡,導致部分地區服務水平不足,而部分地區則分布過于密集;中國郵政站點分布也存在集聚現象,但總體上能均勻覆蓋青島市。

表5 快遞自提點分布特征

2.2.2 空間分布集聚特征

采用軟件ArcGIS對快遞自提點的數據進行點位分析。

計算青島市菜鳥驛站的最近鄰指數為0.468,中國郵政站點為0.624,二者都小于1,說明均為集聚模式,菜鳥驛站的集聚效應更顯著。菜鳥驛站的預期平均距離為1 175 m,平均觀測距離為550 m,基本滿足一刻鐘便民生活圈的要求;中國郵政站點的預期平均距離為2 339 m,平均觀測距離為1 459 m,站點相對較少,布局比菜鳥驛站稀疏。分析菜鳥驛站和中國郵政站點的核密度情況,二者都表現為向沿海附近集聚,空間分布不均衡性突出,均呈多核集聚模式,菜鳥驛站聚集更顯著,中國郵政站點雖有聚集,但仍相對分散。二者的集聚中心略有不同,在黃島區東北部和市北區附近都有大片聚集現象。

2.2.3 空間分布方向特征

采用ArcGIS中的標準差橢圓分析工具,計算青島市快遞自提點的標準差橢圓分布,結果如表6所示。由表6可知:菜鳥驛站大致向西南-東北方向延伸,與《青島市國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中的青島未來發展藍圖一致;中國郵政站點的分布相對均勻,南北方向性更明顯,與青島市地理分布一致。標準差橢圓的短半軸代表點數據的分布范圍,中國郵政站點的短半軸大于菜鳥驛站,說明中國郵政站點的離散程度更大,分布范圍和服務范圍更廣,集聚程度低于菜鳥驛站,但對解決快遞最后一公里的問題起更大作用,緩解了經濟和交通久發達地區快遞最后一公里的投遞問題。菜鳥驛站的集聚效應更明顯,多分布在經濟發達、快遞流通量大的地區,有效助力人口集聚區的生產和生活服務。

表6 快遞自提點標準差橢圓參數

2.3 快遞自提點分布的影響因素

從經濟地理視角探尋可視化相關關系,分析經濟發展水平(如人均地區生產總值,第二、三產業規模)、人口(人口密度)、用地特征和交通便利程度4因素對青島市快遞自提點布局的影響。

2.3.1 經濟因素

快遞自提點的空間分布與地區的經濟發展水平密切相關,與地區生產總值和人均地區生產總值密不可分。地區經濟越發達,人均消費水平越高,居民網上購物規模越大,快遞需求越多,快遞自提點自然向這類地區聚集。第二、三產業也是影響快遞需求的重要因素[11]。由表2可知:快遞自提點與各區經濟因素總體上的正相關性較強,第二、三產業總和越高,地區快遞自提點越多,聚集性越好;除市南區(面積較小,較少快遞自提點就能滿足日常需求)外,其他城區的快遞自提點與人均地區生產總值基本正相關。

2.3.2 人口因素

人口因素,包括常住人口和人口密度,是衡量地區發展水平的重要指標。地區經濟越發達就會吸引越多的人口遷入,持續帶動本地區的經濟發展。人口密度越大,對快遞服務需求強度越大。研究人口密度對快遞自提點布局的影響,由表2可知:菜鳥驛站、中國郵政站點及快遞自提點總計與常住人口明顯正相關。分析人口密度與快遞自提點布局間的相關性,由表2可知:除平度市(人口密度較小,面積較大,快遞自提點較多,一定程度上影響了人口密度與快遞自提點布局的關系)外,總體上青島市人口密度越大的地區快遞自提點越多。

2.3.3 用地類型因素

某地區的用地類型分布是衡量該地區綜合發展水平的關鍵指標,城鎮建設用地覆蓋越多,證明該地區經濟越發達、交通越便利,坐落于城鎮建設用地的企業越多越易發展。對比青島市快遞自提點的POI數據與土地利用類型數據可知,絕大部分站點分布在城鎮用地。主要原因是城鎮用地的經濟發展水平、交通覆蓋率、人口密度等因素都高于其他用地類型,城鎮的居民購物頻率遠超過農村,增大了對快遞最后一公里的需求,快遞自提點進一步向城鎮集聚,逐漸形成城鎮的多核心集聚模式。用地類型分布即城鎮用地覆蓋率是影響快遞自提點分布的重要因素。

2.3.4 交通因素

交通便利程度是帶動地區經濟發展的主要因素,是地區空間聯系的重要紐帶,能促進地區間的互聯互通。在交通與經濟的耦合關系方面,王嬌娥等[18]發現交通發展水平對地區間空間聯系、人口遷移及經濟社會發展都有重要意義;周洲等[19]認為提高交通可達性可帶動城鎮高收入居民消費的進一步升級。交通便利程度直接影響快遞最后一公里的配送效率,地區交通路網越密集,道路通達性越好,快遞運輸速度相對越快。將快遞自提點一公里緩沖區與城市主要道路疊加后發現,快遞自提點一公里緩沖區內的道路密度更大,快遞自提點多圍繞主要道路沿線布設。路網密度較大、經濟發展水平更高的市北區、黃島區等快遞自提點聚集更明顯,集聚程度更高。

2.4 快遞網點布局的主成分分析

在基本影響因素分析的基礎上,結合主成分分析挖掘不同因素的影響作用。主成分分析是指在指標相關矩陣內部找出控制所有指標信息的幾個主成分,根據主成分得分和特征值貢獻率得到綜合得分,了解不同因素對各區快遞自提點分布狀況的影響。第二、三產業總和x1是影響地區快遞需求量的重要指標,將x1作為經濟因素下的具體指標進行主成分分析;社會消費品零售總額x2、人口密度x3、常住人口數x4都對快遞自提點的布局有重要影響,將三者作為主成分分析的指標數據;大部分快遞自提點為租賃形式,將用地價格x5作為指標進行分析。

為消除數據量綱的影響,將x1～x5進行均值標準化處理,采用軟件SPSS進行KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)值和Bartlett球體檢驗,檢驗主成分分析的適用性[20]。檢驗結果顯示:KMO值為0.524,大于0.5;顯著性為0,小于0.05,表明x1～x5適合做主成分分析。采用SPSS對標準化后的數據求解相關系數矩陣及其特征值和累計貢獻率,如表7所示。由表7可知:相關矩陣的特征值均大于1,累計貢獻率為90.970%,所提取的主成分評價快遞自提點影響因素合理。本文提取2個主成分,主成分載荷矩陣如表8所示。主成分間互不相關,由表8可知:第1主成分包含x1、x2和x4的信息,第2主成分包含x3和x5的信息,即主成分是x1～x5的綜合反映。

表7 主成分特征值與累計貢獻率

表8 主成分載荷矩陣

根據主成分得分和特征值貢獻率計算綜合得分Ss,結果如表9所示。根據專家意見,Ss≥0.6的布局較合理,Ss越大布局越完善;0≤Ss<0.6的布局相對合理,但仍需改進;-0.6≤Ss<0的布局較差,需重大調整;Ss<-0.6的布局不合理,絕對值越大布局越差[20]。由表9可知:只有黃島區的Ss>0.6,快遞自提點布局完善;市北區、即墨區、市南區、膠州區的快遞自提點布局相對較好;城陽區、平度區的快遞自提點布局較差;李滄區、嶗山區、萊西市的快遞自提點布局不合理。青島市快遞自提點的整體布局不合理,資源利用率較低。

表9 主成分得分、綜合得分及排序

3 結束語

3.1 結論

快遞自提點是一刻鐘便民生活圈的重要組成部分,對數字經濟下新零售及新基建的發展有重要作用。根據青島市各區(市)的POI數據,采用ArcGIS、SPSS等計算分析青島市菜鳥驛站和中國郵政站點的空間分布特征及選址布局的影響因素。快遞自提點布局與人口、經濟、交通、用地等影響因素密切相關,城市快遞自提點的集聚分布特征表現為以中心城區為核心,向周邊區域擴散發展的格局。

1)青島市快遞自提點主要集中在沿海區域和中心城區,其他城區呈少量匯聚,空間分布不均衡性較明顯,菜鳥驛站的集聚效應比中國郵政站點更顯著,市場導向更明顯。菜鳥驛站的布局呈西南-東北延伸趨勢,與青島市規劃發展目標一致。中國郵政站點大致呈南-北延伸趨勢,與青島市地理分布一致,布局均衡但相對分散。

2)綜合分析青島市快遞自提點的空間分布特征,結合菜鳥驛站與中國郵政自身性質,分析經濟、人口、用地類型、交通等4因素對快遞自提點布局的影響,發現快遞自提點的布局與4因素密切相關,經濟發展水平越高、人口密度越大、交通路網越發達的地區,快遞自提點集聚性也越強。

3)從主成分分析的綜合得分來看,黃島區的綜合得分大于0.6,快遞自提點布局合理;市北區、即墨區、市南區和膠州市的綜合得分較低,但大于0,表明快遞自提點布局相對合理,但仍存在不足;城陽區、平度市、李滄區、嶗山區、萊西市綜合得分均小于0,表明五區(市)整體快遞自提點布局存在較大欠缺。采用主成分分析結果與基于地理信息數據研究結果基本一致,有效驗證了結論的準確性。

3.2 建議

1)加強宏觀規劃引領。針對綜合得分不同的區域采取不同措施,如按照《青島市國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》,李滄區、嶗山區和城陽區可著力打造環灣都市現代化主城區,平度市和萊西市培育獨立綜合性節點城市等。當前規劃多集中在宏觀戰略布局方面,對便民生活設施建設等缺乏微觀與宏觀結合的指導性政策,應考慮各區域特征制定既符合市場規律又凸顯全局空間布局的引領規劃,為不同區域間的協調發展及區域內部合理發展提供政策引導。

2)促進因地制宜模式發展及快遞自提點合理密度布局。不同區域居民對快遞自提點的需求不同:消費水平相對較高區域的居民,如某些商業核心區周邊社區,居民更注重快遞的時效性和存取的便捷性,專營模式更合適;消費水平相對不足區域的居民,如老舊居民樓附近,網絡購物較少,快遞自提點盈利不足,兼營或聯營方式更適合。青島市依托2個密度標準進行快遞自提點布局[5]:一是主城區包含的核心區、中心區及邊緣區,自提點配比宜為0.2～3.5個/萬人;二是遠郊區縣包含的遠郊核心區和遠郊邊緣區,自提點配比宜在0.1～2.5個/萬人。

3)加強業態融合發展。推動快遞自提點與天貓小店、盒馬鮮生等新零售、新業態融合發展。天貓小店是典型模式的新零售平臺,遍布山東16市,共有435家門店 ,和菜鳥驛站同屬于阿里旗下,具備融合發展的條件,天貓小店主要為社區提供新零售服務,也需要快遞配送,可將菜鳥驛站和天貓小店融合發展,解決菜鳥驛站當前最后100 m配送的難題,也可解決天貓小店線上訂單配送時間過長的問題。京東小店、蘇寧小店、社區生鮮便利店等都可與快遞驛站進行融合發展試點。

本研究存在一定局限:快遞自提點呈動態布局特征,本文獲取數據僅代表時點狀況,還需探索演變規律;除菜鳥驛站和中國郵政外,快遞自提點還有京東派、媽媽驛站和豐巢等,樣本量有待擴充。結合研究結果與存在不足,未來還需繼續探討:綜合考慮多體系構成的快遞自提網點,基于時空演變,在更大范圍、從動態視角分析網點布局規律;從模式建構視角,分析快遞網絡布局與商業模式建構的互動關系,以最大化協同資源配置優化布局。