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關于物流系統及物流園規劃方法論文
物流規劃理論的研究在國際上是一個非常活躍的研究領域，但是在我國的發展還相對滯后，基本處于研究的起步階段，沒有形成科學的方法體系，不能為區域物流系統和物流園規劃提供足夠的決策支持和理論依據，導致我國物流建設過程中出現了諸多問題，比如重復建設、設施雍余、服務瓶頸等等。為了提高我國物流規劃和建設的科學性，加快區域物流系統和物流園規劃理論的研究，形成科學的、操作性強的決策方法是我國物流理論與方法研究的當務之急和重點研究方向。
在對物流系統進行規劃時，只有綜合考慮各組成部分，合理配置，才能實現物流系統的整體功效。根據物流系統各個組成部分的特點和相關性，可以將物流系統分為“基礎設施系統”、“物流作業系統”和“物流信息系統”三大部分。物流系統的基礎設施是物流系統高效運作的基本前提和條件。雖然各組成部分的功能和作用不同，但就物流系統的整體最優而言，各組成部分都具有不可或缺和相關性。物流作業系統包括運輸、儲存、包裝、裝卸搬運、配送和流通加工等。其中，運輸子系統在物流過程中具有非常重要的作用，因為物品的有效移動是物流系統最基本的職能。所以區域運輸線路網絡和網絡節點（物流園、配送中心）的規劃是物流作業系統優化的基本前提和設施保障，也是本文討論的重點。
1.規劃總體框架
在研究國外物流規劃理論最新發展的基礎上，根據我國物流發展的現狀，將區域物流系統規劃分為兩大部分：區域物流網絡規劃和物流園規劃。如下圖1所示為物流規劃理論研究的內容和方法構成。
可以看出區域物流系統規劃分為網絡規劃和節點規劃兩部分，其中網絡規劃沿用傳統的運輸規劃程序（即“四階段法”）的思想，節點規劃則根據節點功能的不同劃分為：生產型配送、消費型配送和運輸轉運三類中心進行選址和規模的研究和規劃。物流園規劃主要包括物流園功能預測、物流園用地規劃、物流園交通影響分析和物流園微觀仿真評價四個部分。圖1中橢圓表示將區域物流系統及物流園規劃的理論方法用軟件工程理論進行設計，用計算機語言實現，形成實用的物流規劃設計軟件。
所以物流規劃理論應該囊括區域物流網絡、物流節點和物流園內部規劃設計的方法的研究，從宏觀層面到微觀層面對構成區域物流系統要素及其之間的關系進行深入、細致地論述和研究，才能使物流規劃理論的研究朝著正確的方向發展，并為物流建設提供科學的理論依據。以下將分節對物流規劃理論的主要部分進行闡述，和介紹國外在該領域的研究進展和應用，同時指出我國物流規劃理論研究存在的問題，并指出今后研究主要方向。
2.區域物流系統設計
區域物流系統設計分為網絡規劃和網絡節點規劃兩部分。
2.1網絡規劃
所謂物流網絡是指實現物流系統各項功能的要素之間所形成的網絡，包括物理層面上的網絡和信息網絡。本課題研究的范圍為物理層面上的物流網絡。
規劃是指在一個確定的目標下選擇的解決手段，廣義的規劃還包括目標的選定，即政策的擬定等。物流網絡規劃就是為了更加有效地進行物流活動，充分、合理地實現物流系統的各項功能，使物流網絡在一定外部和內部條件下達到最優化，而對影響物流系統內部、外部各要素及其之間關系進行分析、權衡，確定物流網絡的設施數量、容量和用地等。
物流網絡長期規劃主要是解決物流基礎設施和大型物流設備的建設問題，按照物流需求制定建設方案、分析方案優劣，并對規劃方案的實施進行指導，從而使物流網絡的建設滿足規劃年的需求的過程。
和客運規劃一樣，在貨運規劃的發展中也曾引入了很多方法和模型。但是至今為止，學者和專家還是認為交通四階段法是有效的，當然其中采用的模型有異于客運中采用的模型。貨運規劃和客運規劃最大的區別在于貨物運輸決策者的多樣化（貨主、托運人、運輸者等）、貨物量度的多樣化（有用噸、車、件等等度量單位描述的）和數據采集的困難（特別是非集計數據的采集），所以貨運規劃較之客運規劃更復雜。交通四階段法在貨運規劃中的應用和含義如下：
產生、吸引：對研究區域中各小區產生和吸引的貨運量進行預測，單位一般為噸（t），也可能以貨幣作為單位。
分布：預測各小區之間的貨物往來量，得到區域的貨運OD量。
貨運模式分擔：預測不同運輸方式所承擔的貨運量，得出不同運輸方式（公路、鐵路、航空、水路、管道和聯運方式等）所承擔的不同種類貨物的數量，即分貨種分模式的貨運OD量。
分配：在將貨運量（噸）轉換為運載工具輛之后，按照費用最小的原則將車輛分配到運輸網絡（道路、鐵路等等）之上。
如圖2所示為區域物流網絡戰略規劃的流程圖，其中右邊是模型，左邊是由模型輸出的數據及數據流向�；舅枷胧牵菏紫阮A測區域產生、吸引的貨運量（包括進出貨運量、區域內部的貨運量），再對不同運輸模型所承擔貨運量經常預測，得到分貨種分模式的貨運量OD，進而轉換為不同種類貨車的OD，最后分配到不同的運輸網絡上，以到達優化區域物流網絡的目的。從圖中可以看出，其基本思想沿用了傳統的運輸規劃程序，但是由于物流概念的引入和貨運本身的復雜性，所以除了傳統的“四階段法”采用的模型之外，規劃框架中引入了一些客運規劃所沒有的轉換模型，比如價值-重量模型、時間分布模型和貨物-車輛模型。
以下將對網絡規劃各步驟中所采用的模型、方法進行簡單地介紹，包括國外的發展和應用現狀。
(1)宏觀經濟模型
主要用于預測規劃期區域的經濟指標和區域內各小區與研究區域外進行的不同貨物的貿易量（單位一般為貨幣），其中預測的經濟指標一般包括GDP、人口、行業就業人口等。預測小區的進出口貿易量的模型（以下稱為貨運貿易模型）是傳統的“四階段法”中很少采用的，模型所采用的形式一般為重力模型，變量為GDP、人口和小區對外交易的阻抗等，有時也采用Input/Output模型，輸出為各小區對外貿易OD量（單位為貨幣），最終通過價值-重量模型轉換為小區對外貨運OD量（單位為噸）。
(2)區域貨運模型
區域貨運模型用于預測區域內各小區發生、吸引的貨運量及在各小區之間的分布，即包括“四階段法”中的產生、吸引和分布兩個步驟的模型。貨運需求取決于區域的經濟活動，而經濟活動受很多因素的影響，所以區域貨運模型的主要目的是預測在經濟正常發展水平的前提下，經濟和政策的變化在中長期對該區域貨運需求的影響。因此區域貨運模型關注的不是短期的需求，也不僅僅是對貨運發生、吸引增長率的預測，而是在于描述未來產業結構的變化與貨運需求的關系。
區域貨運發生、吸引量的預測方法一般有趨勢法、系統動態模型、Input/Output模型和增長率模型等。趨勢法有簡單的增長率法和復雜的自回歸法兩種，經常選取的外部變量有GDP等，該方法由于需要的數據少、簡單易行，所以得到了廣泛的應用，但是趨勢法無法考慮政策因素對貨運量的影響，所以一般只用于短期的預測。系統動態模型主要對在一定時期內經濟、土地利用、環境與貨運量之間的關系進行模擬，同時可以對貨運量的分布、貨運模式分擔進行預測，該方法不需要大量的數據，而且模型中可以考慮諸如土地利用和政策因素等，但是該方法很難對參數進行統計檢驗。Input/Output模型（同時可以預測貨物的分布）是各國貨運規劃最常用的模型之一，可以考慮區域經濟、政策因素等，但是需要Input-Output表（投入產出表）和嚴格的假設。從國外的理論研究和實際應用來看，對區域貨運發生、吸引量預測方法的研究并沒有多大的進展，主要集中在對Input/Output模型的改造上和對原有模型標定方法的改進上。而國內這方面
的研究很少，在發表的刊物上常見的研究多集中在增長率法、回歸模型和神經網絡模型之上。
分布模型就是用于預測各小區之間的貨運量。使用得最廣泛的是重力模型，即兩小區之間的貨運量與小區的產生、吸引貨運量成正比，與小區間的阻抗（比如小區間的運輸費用等）成反比，關于重力模型應用的關鍵在于阻抗的確定，這點我們將在本文的其余部分進行介紹。
(3)價值-重量模型
建立不同種類貨物的重量和貨物價格之間的關系，將貿易量（貨幣）轉換為貨運量（噸）。預測貨物的價值是一件相當棘手的工作，到現在為止除了時間序列法之外還沒有研究出更合理的模型或者方法。國外在貨運規劃中對貨物價值-重量模型的研究始于上世紀80年代，如1983年的TPR模型、1994年的VTI模型等，而至今國內還沒有關于這方面研究的報導。
(4)時間分布模型
預測不同貨種不同時段的產生、吸引量，輸出分貨種分時段的貨運OD量(單位為t)。應用該模型的主要目的是求出區域在規劃年間的貨運高峰量，根據規劃的需求可以是區域貨運的季度高峰、月高峰、日高峰和小時高峰貨運量等。隨著劃分的細化，模型也趨于復雜，所以至今無論是國外還是國內還沒有研究人員就這一問題提出完備適用的研究成果。
(5)模式分擔模型
模式分擔模型是運輸規劃中的關鍵模型之一，用于預測貨運模式分擔率，包括公路、鐵路、航空、海運、管道和由不同運輸方式組合而成的聯運方式的分擔率，輸出分貨種分模式的貨運OD量，如果輸入的是分貨種分時段的貨運OD量，則輸出的是分貨種分時段分模式的貨運OD量。在貨運規劃中常用的模型有：彈性模型、集計分擔模型、非集計模型、微觀仿真模型和多模式網絡模型等。彈性模型反應單一變量（比如運輸費用）對模式分擔的影響，主要用于粗略的預測或者在缺少數據的時候采用。集計分擔模型主要有兩項式和多項式logit模型，使用以小區為單位的集計數據，在實際的貨運規劃中使用最廣泛。非集計模型一般有多項式logit和樹狀logit模型，它與集計模型的區別在于所使用的數據的不同，上個世紀90年代以來，非集計分擔模型成為國外貨運分擔模型研究和應用主流。多模式網絡模型同時進行模式分擔預測和貨運分配，典型的有美國的STAN軟件包，其核心部分是運輸成本函數。
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