呂奇光 徐光燦 賈 鵬 肖 迪

（1.重慶科技學(xué)院 工商管理學(xué)院，重慶 401331；2.重慶交通大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院，重慶 400074；3. 中石油昆侖燃?xì)庥邢薰局貞c分公司，重慶 400020）

一、引言

公路物流是成渝城市群經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐，而交通能源是公路物流的基礎(chǔ)保障。“成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈”戰(zhàn)略背景下，成渝城市群一體化發(fā)展要求構(gòu)建互聯(lián)互通、管理協(xié)同、安全高效的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，因此，區(qū)域公路物流設(shè)施、交通能源設(shè)施需要形成相互促進、協(xié)同發(fā)展的格局。

交通能源是碳排放的重要來源，而公路交通的能源消耗占整個交通能源的79%[1]。“碳中和”發(fā)展目標(biāo)下，《交通強國建設(shè)綱要》和國家“十四五”規(guī)劃等都要求優(yōu)化交通能源結(jié)構(gòu)，推進新能源、清潔能源應(yīng)用，推動城市公共交通工具和城市物流配送車輛全部實現(xiàn)電動化、新能源化和清潔化。當(dāng)前交通部門終端能源消耗中，汽油、柴油等化石能源占90%以上[2]。受能量轉(zhuǎn)化率、續(xù)航能力、成本等因素的影響，電、氫、生物質(zhì)燃料等新能源還無法在公路物流領(lǐng)域大范圍應(yīng)用，而以CNG（壓縮天然氣）和LNG（液化天然氣）為主要形式的天然氣仍是中長期內(nèi)的重要選擇，并占據(jù)清潔能源主體地位[3-4]。

四川盆地天然氣資源豐富，天然氣在公路物流領(lǐng)域的應(yīng)用相對成熟[5]，但受限于成渝能源結(jié)構(gòu)、推廣力度的差異，兩地清潔能源配套設(shè)施的建設(shè)力度并不一致，因此，有必要分析區(qū)域公路物流和天然氣供應(yīng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)和協(xié)調(diào)程度。

二、相關(guān)研究成果梳理

為推動成渝城市群的協(xié)同發(fā)展，眾多學(xué)者從城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、交通網(wǎng)絡(luò)等視角進行了專題研究，發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)已初步形成兩個核心城市與其余城市相互聯(lián)系、共同發(fā)展的局面，但區(qū)域發(fā)展不均、交通等基礎(chǔ)設(shè)施分布不均的現(xiàn)象仍然存在[6-7]。

公路清潔能源服務(wù)系統(tǒng)（以下簡稱“能源系統(tǒng)”）和公路物流及設(shè)施系統(tǒng)（以下簡稱“物流系統(tǒng)”）是保障區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的兩大系統(tǒng)，兩者呈現(xiàn)互為支撐、互為實現(xiàn)的關(guān)系。能源系統(tǒng)服務(wù)的有效性能夠保障和推動公路物流市場的健康發(fā)展。在合理的空間分布下，公路網(wǎng)絡(luò)中形成足夠數(shù)量和合理間隔的能源供應(yīng)設(shè)施，并能及時為公路物流車輛提供能源補給，保障成渝城市群間物流的正常運轉(zhuǎn)[8]。而天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的優(yōu)化和提升，又將引導(dǎo)更多清潔型車輛投入物流市場，推動物流市場的清潔化和健康發(fā)展[9]。同時，公路物流的發(fā)展?fàn)顟B(tài)也會促進和影響天然氣等清潔能源的推廣應(yīng)用。成渝城市群物流市場規(guī)模不斷增長，進一步激活能源供應(yīng)設(shè)施的投運，新增的物流市場需求將為清潔能源發(fā)展提供便利條件。特定物流市場規(guī)模存在相對穩(wěn)定的運輸成本、運力，又會影響公路運輸主體對清潔能源的接受度。

為此，從兩者關(guān)聯(lián)關(guān)系、空間關(guān)系以及碳排放測算等視角出發(fā)，眾多學(xué)者對兩者的低碳協(xié)同發(fā)展機制進行了研究。從現(xiàn)有成果看，關(guān)于兩大系統(tǒng)間耦合程度、協(xié)調(diào)狀態(tài)的研究相對較少，且多以基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量、面積等指標(biāo)為評價基礎(chǔ)，無法體現(xiàn)交通能源的續(xù)航約束和影響，無法從城市群協(xié)同視角確定兩者的發(fā)展?fàn)顟B(tài)[10-11]。耦合協(xié)調(diào)理論及相應(yīng)分析方法適于表現(xiàn)兩系統(tǒng)間的相互作用，在區(qū)域經(jīng)濟、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域應(yīng)用廣泛[12]?；谶@一優(yōu)點，已有學(xué)者對公路物流供需、基礎(chǔ)設(shè)施一體化、新能源汽車產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域進行了研究[13-15]。此類成果一方面為公路物流和清潔能源兩系統(tǒng)的評價和分析提供重要借鑒，另一方面也表明需要進一步結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟綜合論證兩者發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

參考上述研究成果，以成渝城市群的能源系統(tǒng)和物流系統(tǒng)為研究對象，以統(tǒng)計數(shù)據(jù)和POI 數(shù)據(jù)為分析基礎(chǔ)，通過兩大系統(tǒng)在空間分布的量化分析，利用耦合協(xié)調(diào)理論評價和分析成渝城市群兩大系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。此外，考慮到CNG、LNG 在清潔能源中的主體地位，本文以這兩大天然氣形式指代清潔能源。

三、研究指標(biāo)和方法設(shè)計

（一）研究指標(biāo)及數(shù)據(jù)來源

1.物流發(fā)展評價指標(biāo)設(shè)計

為表現(xiàn)物流發(fā)展?fàn)顟B(tài)，本文在物流量、物流周轉(zhuǎn)量、載貨汽車擁有量、載貨汽車噸位等指標(biāo)選取基礎(chǔ)上，設(shè)計物流設(shè)施空間分布密度指標(biāo)公式如下：

式中，nl為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的物流園數(shù)量（座），A 為目標(biāo)行政區(qū)面積（平方公里），ωi為公路等級i 的計算權(quán)重，Ri為公路等級i 的通車?yán)锍蹋ü铮?/p>

參考《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB 01—2014）規(guī)定的公路等級，分別設(shè)計高速公路、國道、省道、其他公路的權(quán)重值為0.4、0.3、0.2、0.1。

2.清潔能源供應(yīng)評價指標(biāo)

為表現(xiàn)清潔能源供應(yīng)在空間上的服務(wù)能力，考慮能源續(xù)航能力的約束和影響，設(shè)計供應(yīng)設(shè)施空間分布指數(shù)、服務(wù)距離指數(shù)、線路覆蓋指數(shù)，具體公式如下：

（1）供應(yīng)設(shè)施空間分布指數(shù)

式中，ns為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的LNG、CNG 加氣站數(shù)量（座）；其余參數(shù)同公式（1）。

（2）服務(wù)距離指數(shù)

式中，m 為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)加氣站總數(shù)量（座），n 為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)物流設(shè)施總數(shù)量（座），dij為第i 個加氣站與第j 個物流設(shè)施間的路程距離（公里）。

（3）線路覆蓋指數(shù)

在圖1 所示的特定物流線路上，當(dāng)任意相鄰的兩加氣站間距l(xiāng)k小于車輛最大續(xù)航距離L 時，該車輛將無法有效完成該線路的物流任務(wù)。為表現(xiàn)成渝城市群各物流設(shè)施點間的聯(lián)通程度，按圖1 原理設(shè)計線路覆蓋指數(shù)如下：

圖1 線路覆蓋指數(shù)設(shè)計原理示意圖

式中，M表示目標(biāo)區(qū)域內(nèi)物流設(shè)施數(shù)量（座）；N 表示成渝城市群中，目標(biāo)區(qū)域外的物流設(shè)施數(shù)量（座）；e 表示清潔能源類型數(shù)量，本文選定2 種，即LNG 和CNG；seij表示線路覆蓋系數(shù)，其值由公式（5）確定，即物流設(shè)施i、j 間的線路，當(dāng)任意lk大于L 時其值為0，反之則為1。

3.數(shù)據(jù)來源

物流發(fā)展評價指標(biāo)中，分別以2019 年的《重慶交通年鑒》《四川交通年鑒》為依據(jù)，按行政區(qū)域統(tǒng)計物流量、物流周轉(zhuǎn)量、載貨汽車擁有量、載貨汽車噸位和公路通車?yán)锍獭Ｒ浴拔锪髦行摹薄拔锪鲌@”“郵政轉(zhuǎn)運中心”等為關(guān)鍵詞，通過高德地圖、百度地圖POI 數(shù)據(jù)的爬取、去重處理形成各行政區(qū)域物流設(shè)施統(tǒng)計數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)的區(qū)域劃分上，考慮到重慶、四川行政區(qū)域的差異，重慶市以區(qū)縣為單位，四川省則以省轄市為單位。

清潔能源供應(yīng)評價指標(biāo)中，加氣站數(shù)量及空間位置信息同樣采用POI 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。在線路覆蓋系數(shù)的計算上，采用高德地圖、百度地圖的路徑規(guī)劃功能，按“最經(jīng)濟模式”分別提取各物流設(shè)施間的車輛線路及經(jīng)緯度集合，并以線路任一坐標(biāo)點與加氣站繞行距離小于10 公里為標(biāo)準(zhǔn)，確定該線路上的加氣站集合。參考相關(guān)研究成果，將LNG、CNG 的L 值分別確定為800 公里、200 公里[16]。

（二）研究方法

1.系統(tǒng)狀態(tài)評價模型

結(jié)合評價指標(biāo)特征，利用線性加權(quán)法，按公式（6）、公式（7）分別構(gòu)建物流發(fā)展?fàn)顟B(tài)、清潔能源供應(yīng)狀態(tài)評價模型。同時，為避免主觀影響，使用熵值法通過指標(biāo)值測算確定指標(biāo)權(quán)重，如表1 所示。

表1 系統(tǒng)狀態(tài)評價指標(biāo)及權(quán)重

式中，Xi、Yi分別為標(biāo)準(zhǔn)化處理后的物流發(fā)展、清潔能源供應(yīng)指標(biāo)值，ωxi、ωyi則為對應(yīng)指標(biāo)權(quán)重。

2.耦合協(xié)調(diào)評價模型

耦合度可以表現(xiàn)系統(tǒng)間相互作用程度，而耦合協(xié)調(diào)度則反映了系統(tǒng)間的協(xié)同效應(yīng)、協(xié)調(diào)狀況的優(yōu)劣程度[12]。為表現(xiàn)物流和清潔能源供應(yīng)間的耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)，設(shè)計評價模型如下：

（1）耦合度模型

式中，C 為系統(tǒng)間的耦合度值，且C∈[0，1]，其值越大表示系統(tǒng)間的耦合度越高、良性作用程度越大；α 、β 分別為目標(biāo)系統(tǒng)的權(quán)重系數(shù)，結(jié)合系統(tǒng)間的作用關(guān)系，參考相應(yīng)成果[12，14]，都取值為0.5。

（2）耦合協(xié)調(diào)度模型

式中，D 為系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)度值，且D∈[0，1]，并按其數(shù)據(jù)大小分別劃分為極度失調(diào)、嚴(yán)重失調(diào)、中度失調(diào)、輕度失調(diào)、瀕臨失調(diào)、勉強協(xié)調(diào)、初級協(xié)調(diào)、中級協(xié)調(diào)、良好協(xié)調(diào)和優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)10 個等級；a、b 分別為目標(biāo)系統(tǒng)的權(quán)重系數(shù)，參考相應(yīng)成果[14]，都取值為0.5。

四、空間特征分析和耦合協(xié)調(diào)評價

（一）空間特征分析

以高德地圖、百度地圖POI 信息為基礎(chǔ)，利用ArcMap 作為空間分析工具，通過如圖2 所示的物流設(shè)施和清潔能源供應(yīng)設(shè)施空間分布進行分析，發(fā)現(xiàn)成渝城市群兩大系統(tǒng)的設(shè)施分布集中度較高。重慶市境內(nèi)的物流設(shè)施、LNG 加氣站和CNG 加氣站數(shù)量分別為434 座、16 座和178 座，四川省境內(nèi)則為408 座、86 座和436 座。其中，重慶市主城九區(qū)兩大系統(tǒng)的設(shè)施數(shù)量分別占全市的45.85%、50.00%，成都市分別占了四川省的52.45%、29.01%。除了上述區(qū)域，重慶市其余各區(qū)縣兩大系統(tǒng)的設(shè)施數(shù)量占全市的平均比例分別為1.87%、1.72%，四川省其余地市分別為2.97%、4.43%。

圖2 成渝城市群兩大系統(tǒng)設(shè)施空間分布圖

從兩大系統(tǒng)設(shè)施空間分布的數(shù)量關(guān)系看，物流設(shè)施和清潔能源供應(yīng)設(shè)施呈現(xiàn)較強的正相關(guān)性，能源供應(yīng)和物流需求較匹配。從經(jīng)度和緯度兩個空間視角分析，在空間上清潔能源供應(yīng)設(shè)施數(shù)量的變化與公路物流設(shè)施基本一致，兩者分別在重慶市主城和成都市達到峰值，呈現(xiàn)兩地高、中間及四周低的雙峰值現(xiàn)象；在經(jīng)度和緯度兩個方向上，兩個系統(tǒng)設(shè)施數(shù)量的相關(guān)性分別達到了0.87 和0.91，如圖3 所示。

圖3 成渝城市群兩大系統(tǒng)設(shè)施數(shù)量對比圖

（二）系統(tǒng)狀態(tài)評價

成渝城市群兩大系統(tǒng)的評價均值分別為0.115、0.433，且呈現(xiàn)環(huán)成都、重慶主城高值分布的現(xiàn)象，反映了城市群內(nèi)成都和重慶主城兩大經(jīng)濟核心的特征。具體數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 成渝城市群兩大系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)評價值

重慶的38 個區(qū)縣中，主城9 區(qū)X、Y 值高于均值的分別有6 個和9 個，而其他城市則分別只有4 個和8 個；四川的城市中，成都市及周邊5 個城市的X 值高于均值，3 個城市的Y 值高于均值，其他城市則分別有6 個和4 個。重慶各城市的評價值在整體上低于四川，其中渝東北和渝東南區(qū)域內(nèi)僅有萬州區(qū)的X 值高于均值，其他所有城區(qū)在兩項評價值上都低于平均值。在Y 值的表現(xiàn)上，由于地理空間位置、區(qū)域面積和能源設(shè)施密度上的優(yōu)勢，重慶和四川的極大值分別是渝中區(qū)的0.857 和廣安市的0.786，同處于城市群中部的大足區(qū)、合川區(qū)、永川區(qū)、璧山區(qū)、內(nèi)江市、宜賓市、資陽市、廣元市、南充市，由于能源基礎(chǔ)設(shè)施相對不足，均低于均值。

（三）耦合協(xié)調(diào)評價

四川省各省轄市普遍表現(xiàn)出較高的耦合度，其中成都、達州、樂山、瀘州、南充、眉山、雅安等城市耦合度高，說明兩大系統(tǒng)相互作用明顯，在空間上呈現(xiàn)環(huán)重慶的“C”形高耦合度分布帶；四川省廣安市的兩大系統(tǒng)評價值上，X 值相對較低、Y 值相對較高，受此影響耦合度上表現(xiàn)為拮抗階段。重慶市兩大系統(tǒng)評分總體比四川省低，且兩大系統(tǒng)評分值差異較大，因此各區(qū)縣普遍表現(xiàn)出較低的耦合度，僅主城的九龍坡區(qū)、南岸區(qū)和外圍的綦江區(qū)表現(xiàn)出高耦合狀態(tài)，域內(nèi)東部的萬州區(qū)和中部區(qū)縣表現(xiàn)出磨合狀態(tài)，而西部、東部及東南部則普遍呈現(xiàn)低X 值、低Y 值的低耦合狀態(tài)。

圖4 成渝城市群兩大系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)態(tài)勢圖

耦合協(xié)調(diào)度方面，目標(biāo)區(qū)域所有城市都沒有達到良好協(xié)調(diào)及以上狀態(tài)，整體上四川省各城市好于重慶市各區(qū)縣。四川省處于勉強協(xié)調(diào)及以上的有成都、達州等7 個城市，其中，由于具備較好的基礎(chǔ)設(shè)施和物流規(guī)模，成都是唯一的中級協(xié)調(diào)城市，耦合協(xié)調(diào)度值為0.75；廣安、巴中等4 個城市是四川的輕度失調(diào)區(qū)域，其余則為瀕臨失調(diào)狀態(tài)。相對而言，重慶各區(qū)縣則表現(xiàn)出較低的耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)，呈現(xiàn)中部區(qū)域耦合協(xié)調(diào)度高、東西部低的態(tài)勢。其中，渝中區(qū)處于初級協(xié)調(diào)狀態(tài)，江北、九龍坡等4 城區(qū)為勉強協(xié)調(diào)狀態(tài)，其都處于重慶中部區(qū)域；渝西片區(qū)大部分區(qū)縣由于較低的能源服務(wù)水平，處于中度失調(diào)至瀕臨失調(diào)之間，而東部及東南片區(qū)則由于較低的能源服務(wù)水平和公路物流發(fā)展?fàn)顟B(tài)，普遍呈現(xiàn)嚴(yán)重失調(diào)狀態(tài)，其中城口縣處于極度失調(diào)狀態(tài)。

（四）空間相關(guān)性評價

利用ArcMap 進行空間相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，成渝城市群兩大系統(tǒng)的全局Moran 指數(shù)值為0.341，且通過顯著性檢驗（P 值、Z 值分別為0.001、6.352），表明各城市呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，但城市群兩大系統(tǒng)的集聚性相對不足。

圖5 成渝城市群兩大系統(tǒng)L IS A 空間相關(guān)性示意圖

結(jié)合LISA 圖進一步分析局部Moran 指數(shù)，成渝城市群呈現(xiàn)分化狀態(tài)。四川除了靠近東部的資陽市，其余所有城市都處于“高- 高”自相關(guān)狀態(tài)，其中P 值小于0.05、通過顯著性檢驗的有成都市、德陽市、眉山市和樂山市，且都為勉強協(xié)調(diào)及以上的狀態(tài)。表明成都等4 市形成一定的空間集聚性，兩大系統(tǒng)呈現(xiàn)較好的發(fā)展態(tài)勢，但其他城市由于周邊區(qū)域的不均衡性，未呈現(xiàn)出集聚效應(yīng)。重慶有23 個區(qū)縣處于“低- 低”自相關(guān)狀態(tài)，占全域的60.53%，其中通過顯著性檢驗的12 個區(qū)縣全部位于渝東南和渝東北；重慶主城及周邊共計10 個區(qū)縣呈現(xiàn)“高- 高”自相關(guān)狀態(tài)，且全部通過顯著性檢驗。重慶的數(shù)據(jù)表明，中部區(qū)縣之間形成了高值集聚區(qū)，兩大系統(tǒng)呈現(xiàn)良性互動，但東部區(qū)域需要強化兩大系統(tǒng)的發(fā)展力度。此外，成渝城市群中部各城市（川東、渝西片區(qū)）由于物流評價值相對低、耦合協(xié)調(diào)度值差異大，普遍沒有通過顯著性檢驗，無法形成正向的協(xié)同作用，例如資陽市、大足區(qū)、永川區(qū)兩大系統(tǒng)評價值都低于周邊城市。隨著區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和物流規(guī)模的擴大，需要推動渝西一帶城市能源系統(tǒng)進一步發(fā)展。

五、結(jié)論

通過區(qū)域統(tǒng)計數(shù)據(jù)和POI 信息數(shù)據(jù)的整理分析，構(gòu)建包含清潔能源續(xù)航和服務(wù)能力的清潔能源供應(yīng)評價指標(biāo)，設(shè)計旨在表現(xiàn)物流發(fā)展?fàn)顟B(tài)的物流發(fā)展評價指標(biāo)，對成渝城市群公路物流系統(tǒng)和能源系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)進行了評價。研究結(jié)果表明，在城市群空間分布上，清潔能源供應(yīng)設(shè)施數(shù)量與公路物流設(shè)施較為匹配，兩者呈現(xiàn)一定的相關(guān)性，但在耦合協(xié)調(diào)程度上，四川省整體好于重慶市，且渝西、渝東北及渝東南普遍呈現(xiàn)低耦合、協(xié)調(diào)程度低的狀態(tài)。在城市群的空間相關(guān)性上，成都及周邊城市、重慶主城范圍內(nèi)呈現(xiàn)一定的高值集聚效應(yīng)，而渝東北、渝東南呈現(xiàn)出低值集聚現(xiàn)象，無法形成良性協(xié)同作用。

因此，成渝城市群的公路物流和清潔能源在數(shù)量上雖然呈現(xiàn)相關(guān)性，但城市間的兩大系統(tǒng)并未呈現(xiàn)理想的協(xié)調(diào)水平，城市群中部區(qū)域、渝西片區(qū)需要強化清潔能源服務(wù)能力，東部區(qū)域需提升整體發(fā)展水平。