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區(qū)域物流樞紐的分類方法——基于灰色聚類法

陸華1，2

（1.北京交通大學(xué)交通運輸學(xué)院，北京市100044；2.北京物資學(xué)院物流學(xué)院，北京市101149）

摘要：區(qū)域物流系統(tǒng)是由若干不同層次的物流樞紐節(jié)點構(gòu)成的物流網(wǎng)絡(luò)。物流節(jié)點城市的經(jīng)濟(jì)分工差異和產(chǎn)業(yè)組織層次性，決定了物流樞紐在區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)中的功能和作用有所不同，在區(qū)域物流規(guī)劃中需要合理確定樞紐節(jié)點的層次。本文采用灰色聚類的方法并結(jié)合Delphi法，通過確定與物流活動密切相關(guān)的各項指標(biāo)，對區(qū)域性物流節(jié)點進(jìn)行灰色聚類分析，將節(jié)點分為重要物流樞紐、次級物流樞紐和一般物流節(jié)點三個層次，并對湖北省的區(qū)域物流樞紐進(jìn)行了實際分類。該方法在理論上比較嚴(yán)謹(jǐn)，計算較為簡單并易于操作，對在區(qū)域物流規(guī)劃和物流系統(tǒng)建設(shè)中確定不同層級的物流樞紐城市具有較好的實用性。

關(guān)鍵詞：區(qū)域物流；分類方法；灰色聚類；樞紐城市

物流樞紐是物流網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和演進(jìn)的必然產(chǎn)物，將物流網(wǎng)絡(luò)中的物流節(jié)點進(jìn)行等級劃分，不僅能促進(jìn)物流業(yè)集約化發(fā)展，也可為各地物流業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出參考意見，避免各地盲目建設(shè)物流樞紐，造成重復(fù)建設(shè)和資源浪費的現(xiàn)象。重要物流樞紐通過合理布局和建設(shè)物流園區(qū)，形成對區(qū)域物流具有集聚和引導(dǎo)作用的物流組織節(jié)點，既是國家政策的基本要求，也是物流節(jié)點城市物流業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)。[1]

一、物流樞紐的概念和層次

“物流區(qū)域”是指基于區(qū)域范圍內(nèi)各個物流節(jié)點在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、交通聯(lián)絡(luò)、產(chǎn)業(yè)布局、地緣關(guān)系、專業(yè)分工的特點和聯(lián)系，對區(qū)域內(nèi)具有相互關(guān)聯(lián)和相互協(xié)作的物流資源進(jìn)行調(diào)配分工、統(tǒng)一規(guī)劃時所劃定的區(qū)域，如京津冀物流圈、長三角物流圈、珠三角物流圈?！拔锪鳂屑~”是指在一定物流區(qū)域中具有卓越的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢、交通條件、信息技術(shù)、物流規(guī)模且集聚物流各個功能，并在區(qū)域物流已形成聚集效應(yīng)的物流節(jié)點城市。在物流發(fā)展規(guī)劃中，應(yīng)將物流資源在其范圍內(nèi)合理聚集，形成區(qū)域物流增長極，帶動周邊區(qū)域發(fā)展，如上海是長江三角洲的重要物流樞紐城市、北京和天津是京津冀物流發(fā)展帶的重要樞紐等。[2-3]

一般而言，在區(qū)域物流規(guī)劃中需要將區(qū)域內(nèi)的樞紐分為不同層次，包括重要物流樞紐、次級物流樞紐和一般物流節(jié)點三個層次（如圖1）。（1）重要樞紐。在區(qū)域物流系統(tǒng)中，通常具備比較突出的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，各種交通方式匯集，信息技術(shù)完備，物流需求較大且匯集各種物流功能，在區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用，是組織營運、物流生產(chǎn)的中樞，擔(dān)負(fù)地區(qū)間物流銜接、交換、中轉(zhuǎn)功能，各項功能合理分工、密切合作，形成具有高效便捷的物流基礎(chǔ)設(shè)施綜合體。重要樞紐一般是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、交通便捷的中心城市，也可以是重要交通樞紐城市。（2）次級樞紐。在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、物流基礎(chǔ)設(shè)施、物流功能等方面較為發(fā)達(dá)，但與重要物流樞紐相比，處于較低層次。次級樞紐處于承上啟下的地位，既接受上一級物流樞紐的輻射，又向下一級的腹地進(jìn)行輻射。（3）一般物流節(jié)點。相比較而言，經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不高，運輸基礎(chǔ)設(shè)施不便捷，物流功能不完善，多數(shù)物流活動須要經(jīng)過物流樞紐的轉(zhuǎn)換銜接。

圖1　區(qū)域物流樞紐的層次

二、各層物流樞紐的相互關(guān)系

在物流樞紐的研究中，增長極理論揭示了物流樞紐形成和帶動周邊地區(qū)發(fā)展的普遍現(xiàn)象，其中的極化效應(yīng)和擴(kuò)散效應(yīng)可解釋物流樞紐的形成和各層次物流節(jié)點之間的相互關(guān)系，如圖2所示。[4-5]

1.極化效應(yīng)

極化效應(yīng)是指物流樞紐由于擁有的資源、交通、區(qū)位和政策等優(yōu)勢而對物流要素產(chǎn)生的強(qiáng)大吸引力。一方面，各類物流企業(yè)紛紛聚集使物流的專業(yè)化程度升級，產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)和聚集經(jīng)濟(jì)，提升物流效率與效益；另一方面，政府為了整合物流資源，提升運作效率，在物流樞紐規(guī)劃大型的物流園區(qū)。物流環(huán)境的不斷改善會帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展又進(jìn)一步推動物流業(yè)的發(fā)展，使得物流樞紐無論是基礎(chǔ)設(shè)施，還是運作效率都處于領(lǐng)先地位。與此相對照的是，周圍地區(qū)的生產(chǎn)要素和經(jīng)濟(jì)活動不斷向樞紐集中，區(qū)域間的不平衡程度擴(kuò)大。極化效應(yīng)可以說明物流樞紐在物流網(wǎng)絡(luò)形成過程中的重要地位。

2.擴(kuò)散效應(yīng)

圖2　重要物流樞紐與次級物流樞紐、一般節(jié)點城市的相互關(guān)系

擴(kuò)散效應(yīng)是由于樞紐城市對周邊地區(qū)的輻射，使周邊地區(qū)從物流樞紐基礎(chǔ)設(shè)施的改善中獲益，逐步縮短與物流樞紐的差距。物流樞紐的高效率運作也會帶動周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從而引發(fā)新的物流需求，進(jìn)而帶動相關(guān)物流要素進(jìn)入周邊地區(qū)，推動該地區(qū)物流業(yè)發(fā)展。擴(kuò)散效應(yīng)可以說明重要物流樞紐對次級樞紐和周邊地區(qū)的輻射和帶動作用。

在區(qū)域物流發(fā)展的任何階段，物流樞紐的極化和擴(kuò)散效應(yīng)都同時存在，但發(fā)展階段的不同，二者的強(qiáng)弱會發(fā)生變化。在區(qū)域物流樞紐發(fā)展的初期，以極化效應(yīng)為主；在發(fā)展中期，以擴(kuò)散效應(yīng)為主；在發(fā)展成熟階段，兩種效應(yīng)達(dá)到平衡。在區(qū)域物流發(fā)展中，應(yīng)先選擇合適的物流節(jié)點進(jìn)行重點發(fā)展和培育，使之成為區(qū)域物流發(fā)展極的城市，即區(qū)域物流樞紐城市。借物流樞紐城市的優(yōu)先發(fā)展，再帶動周邊區(qū)域的共同發(fā)展，最終實現(xiàn)區(qū)域物流一體化。

三、應(yīng)用灰色聚類法對物流樞紐進(jìn)行層次劃分

灰色聚類法屬于模糊評價方法的一種，是根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)矩陣或灰數(shù)白化權(quán)函數(shù)將觀測對象進(jìn)行聚類的有效方法，是將觀測對象分成若干可定義類別或?qū)⑵鋭澐譃橐欢悇e，一個聚類可以看作是屬于同一類觀測對象的集合。[6-7]在物流樞紐層次的劃分中，由于其中的一些評價指標(biāo)由人的主觀因素觀測決定，評價指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)是在某個范圍內(nèi)變化的灰數(shù)，各層次之間的物流節(jié)點不具有截然不同的特性，他們之間存在一定的灰度地帶。所以，物流樞紐層次劃分是一個部分信息不完全明確的灰色系統(tǒng)。[8-9]鑒于物流樞紐層次劃分的灰色特性，用灰色白化權(quán)聚類進(jìn)行物流節(jié)點分級是科學(xué)合理的。本文結(jié)合Delphi法提出了圖3所示的物流樞紐城市確定步驟。

定義符號如下：I={1,2,…,n} ，i∈I表示區(qū)域城市集；J={1,2,…,m}，j∈J表示評價指標(biāo)集；K={1,2,3}，k∈K表示城市發(fā)展物流灰類集，上灰類表示重要物流樞紐，中灰類表示次要物流樞紐，下灰類表示一般物流節(jié)點；σ=(σik)表示聚類系數(shù)矩陣，σik表示第i個城市對第k個灰類的聚類系數(shù)；fjk(xij)表示第j個指標(biāo)對第k灰類的白化權(quán)函數(shù)；k°表示第i個城市所屬的灰類。具體步驟如下：

圖3　物流樞紐城市分類決策過程

1.采用Delphi法確定評價物流樞紐分級的指標(biāo)體系

根據(jù)專家咨詢，本文選取下列4類指標(biāo)：（1）社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展類指標(biāo)：年GDP總量（C1）、第三產(chǎn)業(yè)比重（C2）。這兩個指標(biāo)與區(qū)域物流業(yè)未來發(fā)展密切相關(guān)。一般而言，經(jīng)濟(jì)發(fā)展越好的地區(qū)，物流業(yè)發(fā)展越完善；（2）生產(chǎn)、流通與消費類指標(biāo)：社會消費品零售總額（C3）和進(jìn)出口總額（C4）。從生產(chǎn)到銷售的流通環(huán)節(jié)需要物流服務(wù)來完成，C3和C4能夠體現(xiàn)物流需求大小的情況；（3）交通運輸類指標(biāo)：全社會貨運周轉(zhuǎn)量（C51）、全社會貨運量（C52）和綜合交通水平（C6）。C5反映運輸需求的規(guī)模，C6可以體現(xiàn)支撐區(qū)域物流發(fā)展的交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展?fàn)顩r；（4）政策環(huán)境類：政策優(yōu)勢（C7）、區(qū)位條件（C8）、對外輻射能力（C9）。根據(jù)我國過去區(qū)域經(jīng)濟(jì)政策的發(fā)展經(jīng)驗來看，區(qū)域的經(jīng)濟(jì)、稅收、物流發(fā)展政策、區(qū)位條件及輻射能力對新興物流節(jié)點的未來發(fā)展影響很大，甚至?xí)蛊涑皆械奈锪鳂屑~節(jié)點。因此，政策環(huán)境類指標(biāo)對判定節(jié)點發(fā)展具有重要價值。上述指標(biāo)屬于定量指標(biāo)的有地區(qū)生產(chǎn)總值、第三產(chǎn)業(yè)比重、社會消費品總額、外貿(mào)進(jìn)出口總額、全社會貨運周轉(zhuǎn)量、全社會貨運量等，屬于定性指標(biāo)的有綜合交通條件、政策優(yōu)勢、區(qū)位條件、對外輻射能力等[10]（參見圖4）。

2.對變量進(jìn)行無量綱處理

圖4　區(qū)域物流樞紐城市評價指標(biāo)

確定x?ij，由于各個變量的單位不同，比較的尺度不同，需要對變量進(jìn)行無量綱處理，可以得到xij：

對效益型指標(biāo)，采用公式（1）處理：

對于成本型指標(biāo)，采用公式（2）處理：

3.按照評估要求所需劃分灰數(shù)類s

選取λk(k=1,2,…,s)為屬于灰類1,2,…,s的點（以屬于灰類最大可能性為選取依據(jù)，稱為中心點），將各個指標(biāo)的取值范圍相應(yīng)劃分為s個灰類，如將j指標(biāo)的取值范圍[λ1,λs+1]劃分為s個小區(qū)間：[λ1,λ2]，…，[λk-1,λk]，…，[λs-1,λs]，[λs,λs+1]。

4.根據(jù)專家咨詢，確定白化權(quán)函數(shù)fjk(xij)（見圖5所示）

圖5　中心點白化權(quán)函數(shù)

5.計算灰類隸屬度

對于對象xi指標(biāo)j的一個觀測值xij，可由公式（3）計算其屬于灰類k(k=1,2,…,s)的隸屬度fkj(xij)：

白化權(quán)函數(shù)的特性是每一級白化權(quán)函數(shù)不但和鄰近上、下兩個灰類具有關(guān)系，并且和每個灰類的標(biāo)準(zhǔn)值相關(guān)，使得觀測對象的任何一個測量指標(biāo)在每個灰類都具有隸屬度。

6.通過專家調(diào)查，獲得各指標(biāo)的權(quán)重ηij

7.確定聚類系數(shù)矩陣

通過公式（4）計算觀測對象i對于灰類k的綜合聚類系數(shù)，獲得聚類系數(shù)矩陣σ=(σik)。

8.確定物流節(jié)點的灰類

通過公式（5）確定第i個物流節(jié)點所屬灰類為k°；

四、案例分析

湖北省地處中原，經(jīng)過多年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，形成了以武漢為絕對經(jīng)濟(jì)中心的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)空間布局結(jié)構(gòu)，在武漢城市圈逐步形成和發(fā)展的基礎(chǔ)上，物流業(yè)的空間布局和服務(wù)也形成了武漢為綜合物流樞紐、其他重要的產(chǎn)業(yè)中心為重要樞紐的較為鮮明的層次結(jié)構(gòu)。為提高湖北省的物流業(yè)發(fā)展水平和服務(wù)效率，需要對各個城市的物流功能和地位進(jìn)行合理的界定。

第一，確定評價指標(biāo)體系。選取評價指標(biāo)，遵循可測量性、可比較性、完備性、可獲得性等原則，通過Delphi法對定性指標(biāo)進(jìn)行量化處理，本文使用克里特5級賦值（參見表1）。

表1　湖北省17地市各評價指標(biāo)值

第二，確定x?ij，進(jìn)行無量綱處理得到xij（參見表2）：

第三，根據(jù)專家咨詢，確定白化權(quán)函數(shù)fjk(xij)如式（6）、（7）、（8）所示：

第四，對各指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行專家調(diào)查，得到各指標(biāo)的權(quán)重ηij，分別為0.12，0.08，0.13，0.12，0.15，0.11，0.09，0.07，0.13。

第五，根據(jù)前述得到的各指標(biāo)的無量綱值和權(quán)重，利用灰色定權(quán)聚類方法可以直接在《灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用》軟件（2004版）中的灰色定權(quán)聚類模塊實現(xiàn)，分別計算每個產(chǎn)業(yè)的聚類系數(shù)，可以得到式（9）：

表2　湖北省17地市物流樞紐城市評價指標(biāo)值無量綱處理結(jié)果

根據(jù)式（9）可以看出武漢市在重要物流樞紐（上灰類）、次級物流樞紐（中灰類）和一般物流節(jié)點（下灰類）的三個灰類的得分為0.987、0.538、0.002，在重要物流樞紐的得分較高為0.987，屬于重要物流樞紐。襄陽在三個灰類的得分0.545、0.754、0.276，宜昌在三個灰類的得分為0.621、0.813、0.342?？梢钥闯?，襄陽和宜昌在次級物流樞紐的得分相對較高，分別為0.754和0.813，屬于次級物流樞紐。其他物流節(jié)點屬于一般物流節(jié)點。具體情況參見表3。

第六，分析上述計算結(jié)果，并結(jié)合湖北省的發(fā)展現(xiàn)狀可以得到：（1）湖北省重要物流樞紐是省會武漢，以此為核心向武漢城市圈及周邊地區(qū)輻射形成武漢物流圈，應(yīng)充分發(fā)揮武漢城市圈的區(qū)位、交通、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，以武漢為核心，依托100公里半徑內(nèi)的黃石、孝感、鄂州、黃岡、咸寧、仙桃、潛江、天門等8個一般物流節(jié)點城市，建設(shè)以服務(wù)武漢城市圈經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目標(biāo)的“點-軸”式區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)體系。（2）次級物流樞紐是宜昌、襄陽兩個省域副中心，以二者為支撐，向湖北西部及周邊地區(qū)的鄂西地區(qū)輻射，并依托200公里半徑內(nèi)的荊州、十堰、荊門、隨州、恩施、神農(nóng)架等6個一般物流節(jié)點城市；（3）黃石、十堰、荊州、荊門、鄂州、孝感、黃岡、咸寧、隨州、恩施、仙桃、潛江、天門、神農(nóng)架林區(qū)等14個市（州）為一般物流節(jié)點城市，主要服務(wù)范圍為當(dāng)?shù)氐奈锪餍枨蟆?/p>

基于以上分析，在湖北省物流規(guī)劃與建設(shè)中，要將武漢作為重點物流樞紐，另外，還要加強(qiáng)宜昌和襄陽兩個次級物流樞紐的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，包括物流園區(qū)、物流中心、配送中心及交通聯(lián)絡(luò)線，形成完善的物流設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，提供便捷的物流服務(wù)功能，增強(qiáng)物流輻射能力。一般物流節(jié)點的物流設(shè)施規(guī)劃，要與物流樞紐城市相協(xié)調(diào)，建設(shè)相應(yīng)的物流和交通配套設(shè)施，與樞紐城市銜接便捷，避免地方政府盲目發(fā)展和重復(fù)建設(shè)，造成物流需求不足、物流設(shè)施經(jīng)營效益差的局面。

五、結(jié)語

表3　湖北省物流樞紐的層次分類結(jié)果

增長極理論可以分析物流樞紐與其他物流節(jié)點的關(guān)系。區(qū)域物流發(fā)展的一般規(guī)律是各個節(jié)點存在層次性和差異性，區(qū)域物流一體化的發(fā)展進(jìn)程應(yīng)先從若干個物流樞紐開始，以物流樞紐為中心，通過點-軸的極化和擴(kuò)散效應(yīng)，輻射和帶動周邊城市和地區(qū)，推進(jìn)區(qū)域物流資源的整合與優(yōu)化配置，避免物流設(shè)施的重復(fù)建設(shè)和浪費，最終實現(xiàn)區(qū)域物流的一體化。因而，各地在發(fā)展物流樞紐，建設(shè)大型物流基地、物流園區(qū)時，應(yīng)考慮所屬物流節(jié)點城市在物流網(wǎng)絡(luò)中的地位。

在物流樞紐層次的劃分決策中，由于其中的一些評價指標(biāo)是由人的主觀因素觀測決定，使得評價指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)是在某個范圍內(nèi)變化的灰數(shù)，各層次之間的物流節(jié)點也不是具有截然不同的特性，他們之間存在一定的灰度地帶。所以，物流樞紐層次劃分是一個部分信息不完全明確的灰色系統(tǒng)。鑒于物流樞紐層次劃分的灰色特性，用灰色白化權(quán)聚類進(jìn)行物流節(jié)點分級是科學(xué)合理的。采用灰色聚類的方法并結(jié)合Delphi法選取與物流活動密切相關(guān)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、物流指標(biāo)和其他定性指標(biāo)，對區(qū)域物流節(jié)點進(jìn)行灰色聚類分析，將節(jié)點分為重要物流樞紐、次級物流樞紐和一般物流節(jié)點城市，這樣明確了各個節(jié)點在區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)中的戰(zhàn)略地位和作用，有助于區(qū)域物流規(guī)劃的科學(xué)性和合理性。

從湖北省案例看，灰色聚類法的評價結(jié)果較符合湖北省的發(fā)展?fàn)顩r，同時灰色聚類法在理論上較為嚴(yán)謹(jǐn)，通過軟件計算較為方便，因而具有較強(qiáng)的操作性，具有較好的實際意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李兆磊.物流樞紐系統(tǒng)演化與承載力理論研究[D].西安：長安大學(xué)，2013：45-56.

[2]劉智勇.城市群理論研究綜述[J].湖南商學(xué)院學(xué)報，2008（4）：35-39.

[3]閆楓逸.城市物流系統(tǒng)布局研究[D].南京：東南大學(xué)，2005：57-69.

[4]郭湖斌.區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展研究[J].物流科技，2008（7）：83-86.

[5]李旭宏，張永，毛海軍，徐永能.基于增長極理論的區(qū)域物流樞紐城市規(guī)劃方法研究[J].公路交通科技，2005 （9）：23-24.

[6]劉思峰，謝乃明.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2008：45-50.

[7]鄧聚龍.灰理論基礎(chǔ)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002：27-35.

[8]李可.基于灰色理論和協(xié)同理論的中原城市群物流業(yè)發(fā)展策略研究[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2005：65-70.

[9]唐子可.改進(jìn)灰色聚類模型在區(qū)域物流樞紐城市分類決策中的應(yīng)用[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2010（2）：39-41.

[10]董龍云，史峰，秦進(jìn)，劉霆.區(qū)域交通物流基礎(chǔ)設(shè)施可持續(xù)發(fā)展水平的多層次灰色綜合評價[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報，2009（4）：64-67.

責(zé)任編輯：方程

The Classify Method of Regional Logistics Hubs Based on Grey Clustering

LU Hua1，2

（1.Beijing Jiaotong University，Beijing100044，China；2.Beijing Wuzi University，Beijing101149，China）

Abstract：Regional logistics system is made of logistics hub notes in different ranks. The function of logistics hub in the network depends on the economical division and industry development of Logistics hub cities. Thus，the ranks of logistics notes should be reasonably decided in the regional logistics planning. The author uses grey clustering along with Delphi to select the closely relative indicators of economy and logistics to analyze logistics nodes and further differentiate nodes into three levels including logistics hub，secondary hub，and ordinary node. The author also carries out empirical research on Hubei province to testify the outcome of this method. Besides，the method is rigor and easy to calculate through software，and then is easier to be used in reality. Thus this method is of practicability in ranking different logistics notes in regional logistics planning and development.

Key words：regional logistics；classify decision；grey clustering；logistics hub

[作者簡介]陸華（1977-），女，湖北省洪湖市人，北京交通大學(xué)博士生，北京物資學(xué)院物流學(xué)院教師，主要研究方向為物流與運輸。

中圖分類號：F259.27

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1007-8266（2015）03-0032-06