铁路战略装车点物流竞争力评价

耿勇

摘要：铁路战略装车点作为铁路的重要装车基地，是铁路发展大宗货物物流的重要网络节点。从战略装车点的物流设施能力、物流设备能力、交通衔接能力和物流管理能力四个方面构建了战略装车点物流竞争力评价指标，战略装车点物流竞争力的BP神经网络评价模型。结合北京市铁路局所属的53个战略装车点的相关数据，通过Matlab仿真程序进行网络训练和结构调整，并利用训练好的铁路战略装车点网络进行样本评价。结果表明，该评价模型收敛速度快，精度高，合理可行。

关键词：BP神经网络；铁路运输；大宗货物；战略装车点；物流竞争力；仓储能力

中图分类号：F01 文献标识码：A 文章编号：1007-2101（2014）04-0091-05

铁路战略装车点是铁路发展现代物流的重要网络节点，是铁路的重要装车基地，更是社会化的物流节点。在成立中国铁路总公司、高铁成网，客货分线和铁路货运组织改革的大环境下，如何实现铁路战略装车点更快、更好地融入社会物流网络，以发挥其在社会物流网络服务中的作用，是目前铁路多元经营战略装车点发展现代物流必须解决的新问题。从服务客户的角度看，铁路多元经营的战略装车点是社会化的物流服务场所。要研究战略装车点如何更好地融入社会物流网络，并发挥作用，首先需要了解和掌握战略装车点的物流能力。基于此，本文利用BP神经网络研究战略装车点物流竞争力的评价问题，以期更好地实现战略装车点融入社会物流网络服务体系，为我国铁路多元经营战略装车点的物流发展提供可资借鉴的经验。

一、战略装车点物流竞争力内涵

战略装车点是新时期铁路现代化的装车作业场所，是以智能化的装载系统，大容量的仓储能力，高效规模化的作业方法，能够集中存储，整列配车、整列装车、整列始发，对货物发送和生产效率具有重要影响和重大意义的装车点[1]。国外铁路货运发展、铁路物流节点规划建设和运营管理实践表明，物流化是铁路货运发展的基本趋势。为适应铁路货运化的发展趋势，铁路大型战略装车点的建设与发展是基础。[2]可见，铁路战略装车点是煤、石油、焦炭、矿石、钢铁等大宗货物的集散中心、物流作业中心；具有智能化、大容量、高效化和规模化的特点，是服务铁路物流和社会物流的重要节点。物流节点是物流网络中连接物流线路的场所，主要完成仓储、装卸搬运、包装、流通加工、分货、配货、货运代理、信息处理物流活动，包括港口、空港、铁路货运站、公路货运枢纽、大型公共仓库及物流园区、物流中心等。铁路战略装车点在服务内容上，除传统的装卸、仓储和运输等基本业务，还提供联运、包装、流通加工、信息咨询、配送、库存管理等服务[3]。铁路战略装车点是具有铁路特点的面向市场经营的社会化的物流网络节点，是连接上下游实体的供应链组织管理中心和物流信息管理中心。

在铁路“两整合一建设”工作的整体部署下，一方面，铁路战略装车点获得了高度重视和快速发展；另一方面，铁路战略装车点的规划、布局、建设、选址、发展定位、发展策略及发展对策等问题也得到了较为系统的研究，但缺乏铁路战略装车点物流竞争力的研究。铁路战略装车点物流竞争力是一个系统概念，是以节点的物流设施和设备为基础，以节点的交通衔接为支撑，以节点的信息技术和管理为保障，将节点内外部各种要素不断地纳入物流网络中形成的能力总和。总体而言，战略装车点物流竞争力有强有弱，但要真正准确测度出来是困难的，因为它受到多维因素的影响和制约，既有外部因素，也有内部因素；既有宏观因素，也有微观因素；既要考虑现在，也要考虑未来。这种能力会随着时间和竞争对手及环境的变化而变化。

二、战略装车点物流竞争力评价指标

战略装车点物流竞争力评价指标构建是进行评价的前提，在既有的战略装车点布局和选址优化的研究中，已逐步进行了战略装车点评价指标的研究。煤炭战略装车点规划建设评价指标包括（1）环境指标：占用土地资源、搬迁人数、拆迁面积；（2）政策性指标：与当地政策的协调度、与铁路政策的协调度；（3）技术指标：煤炭资源保有量、开采能力、新建线路长度、作业流畅性、装车时间、储运量、存储能力、建设费用、储运成本[4]。万吨煤炭装车点的选择需要考虑货源条件、货物发送能力、高标准硬件设施等。战略装车点选择指标需要考虑区域煤炭运输需求、发送能力、装车线数量、装车线有效长度、仓储能力、装载效率、线路布局、装载机械、通信信号、环境保护[5]。上述关于战略装车点的指标主要侧重于规划、建设及选址等方面，也涉及到战略装车点物流竞争力的指标，如线路长度、装车时间、储运成本、仓储能力、装载效率、线路布局等。本文在借鉴现有战略装车点评价指标的基础上，本着评价指标的可操作性、数据的客观性和可获取性原则，结合装车点物流竞争力的定义，引入现代物流理念，分类构建战略装车点物流竞争力评价指标体系。具体指标及含义如表1所示。

1. 物流设施能力指标。物流设施是物流在整体服务功能和某些环节上，满足物流组织与管理需要、具有综合或单一功能的场所或组织的统称，包括物流节点设施和物流线路设施，如物流园区、物流中心、配送中心、仓库、货场、部分交通和通信线路设施等，是发展物流的基础条件。铁路战略装车点作为物流设施的一种，既有节点设施的性质，也有线路设施的性质，它内部的物流设施情况是其物流竞争力的直接体现，表现在装车点作业线条数、装车点作业线长度、装车点作业线布局及装车点的库存能力等。战略装车点的物流设施越完备，其物流竞争力就越强。

2. 物流设备能力指标。物流机械设备是物流现代化的工具条件，是物流活动机械化和高效化的基础。对第三方物流企业而言，物流设备是开展物流活动的物质技术基础，极大地减轻了人们的劳动强度，提高了物流运作效率和服务质量，降低了物流成本，体现了物流企业能力的大小。物流设备是战略装车点物流系统中的物质基础，是其物流竞争力的重要体现。战略装车点物流设备能力表现在车辆到发条件、装卸设备能力、仓储设备能力等。装车点的物流设备越先进和自动化，其物流竞争力越强。endprint

3. 交通衔接能力指标。交通线路是物流节点网络的重要组成部分，是物流运输设备定向移动的通道和运行的物质基础，如公路线路、铁路线路、航空线路、水运线路和管道线路。与战略装车点连接的交通线路的数量、等级及同行能力等直接影响和制约了战略装车点的物流竞争力，特别是连通度高的交通网络。战略装车点的内部交通、外部交通以及交通衔接情况对于装车点的物流竞争力有很大影响，对于与公路、港口等衔接的装车点应该考虑公路、港口的数量、能力及吞吐量等。战略装车点的交通衔接能力表现在与铁路车站的衔接情况、与外部公路线路的衔接情况、与外部港口线路的衔接情况。战略装车点的交通衔接能力越强，其物流竞争力也越强。

4. 经营管理能力指标。战略装车点的经营管理能力是其竞争力的软体现，通过战略装车点的运营年限、业务能力、盈利能力、信息化水平等表现。战略装车点的发展需要保证充足的货源，一方面要分析所在区域的制造业发展情况，区域内制造企业的数量和生产规模以及原材料来源、产品销售情况；另一方面需要考虑区域社会消费的水平和市场规模。此外，区域对外贸易发展水平也是影响大型装车点物流发展潜力的重要因素。同时，战略装车点要提升物流竞争力，必须融入社会服务物流网络，提升信息化的能力和水平。战略装车点的经营管理能力越强，其物流竞争力也越强。

三、战略装车点物流竞争力评价模型

国内外文献研究表明，铁路战略装车点的模型与算法研究主要集中在选址方面，关于战略装车点物流竞争力评价模型与算法却少有涉及。铁路战略装车点选址的代表性模型与算法有：铁路战略装车点多类变量混合0-1非线性规划模型（MSLSLP）[6]；铁路战略装车点多点选址混合0-1变量非线性规划模型和启发算法[7]；铁路战略装车点选址的模糊群决策与层次分析法[8]；铁路战略装车点选址的混合0-1整数规划模型[9]。尽管目前还没有关于铁路物流竞争力的评价模型与算法，但作为具体物流节点的铁路战略装车点，可以借鉴和参考其他物流节点物流竞争力评价的模型与算法，如港口物流竞争能力的评价模型与算法，而且国内外关于港口物流竞争力的评价模型与算法较为成熟，代表性的研究成果有：集装箱港口竞争力的层次分析法[10] [11]，港口物流竞争力的模糊综合评判法（FCE）及层次分析法（AHP）[12]，集装箱港口竞争力的模糊综合评价法、分层模糊评价法、梯度模糊测量法[13] [14]，集装箱港口竞争力的聚类分析法和因子分析法[15]，集装箱港口竞争力和效率的主成分分析法[16]。

从上述关于铁路战略装车点选址的代表性模型与算法以及关于物流节点竞争力评价的模型与算法的分析可以看出，两者在模型与算法方面有相通的地方，如模糊方法与层次分析法。两者也有不同的地方，如选址的混合整数规划与启发算法。就模型本身而言，有统计分析模型与方法，如聚类分析、主成分分析；有运筹优化模型与算法，如混合整数规划模型等。不管采用何种模型与算法，都要考虑模型及算法的适用条件和范围。铁路战略装车点物流竞争力的评价是多维变量的综合体现，呈现多维度性和非线性，因此本文拟采用BP神经网络方法构建铁路战略装车点物流竞争力评价模型，并用MATLAB程序进行模型实证。

1. 战略装车点物流竞争力评价模型的结构。BP（Back Propagation）网络作为误差反向传播算法的多层前馈神经网络，是目前应用最广泛的神经网络模型之一。BP网络是一种能学习和存贮大量的输入与输出模式映射关系，而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程。BP网络由输入层、隐含层与输出层组成，不同的网络层数和各层内神经元的个数决定了网络的结构。研究表明，三层神经网络可以模拟输入与输出之间任何复杂的非线性映射关系。所以本文采用三层BP网络的结构模型解决战略装车点物流争力的评价问题。模型结构如图1所示。

不同的BP网络有不同的隐含层数，但都只有一个输入层和一个输出层。BP网络的各层由不同数目的神经元组成，各层神经元数目随解决实际问题的不同而不同。一般情况下，网络输入层神经元数目是待输入的变量数。网络输出神经元数目是待输出的变量数。网络隐含层神经元数目的确定十分复杂，观点不一。网络隐含层神经元数目可以表示为J=log2P，J为隐含层神经元数，P为输入层神经元数（Hsesloop，1991；焦李成，1995）。网络隐含层神经元数目可以表示为y=（m+n）/（2+a），m为输出神经元数，n为输入神经元数，a为1～10间的整数（马士华，1992）。目前，网络隐含层的层数和单元数的选择尚无理论上的指导，一般是根据经验或者通过反复实验确定。鉴于此，本文根据BP网络训练的效果和目标来确定隐含层神经元的数目。

2. 战略装车点物流竞争力评价模型的计算。战略装车点物流竞争力评价的BP网络计算过程可以分为两个阶段（如图2所示），第一个阶段是BP网络的训练阶段，包括网络的正向学习过程和反向修正过程。在BP网络的正向学习过程中，网络输入信息由输入端输入向前传播，通过与神经元初始权值和传输函数进行作用后产生网络输出，直到输出端得到实际输出的信息。在BP网络的反向修正过程中，网络根据实际输出与期望输出的误差，从输出端逐层反向传播，修正各层神经元的权值，以使得下一步的正向学习更有效。这两个过程交替反复，使得网络的实际输出逐渐向期望输出逼近。第二个阶段是BP网络仿真阶段，利用训练好的网络结构进行待评价样本的评价。

BP网络的标准算法是一种梯度下降学习算法，其权值的修正是沿着误差性能函数梯度的反方向进行的，它可以使权值收敛到某个值，但不能保证其为误差平面的全局最小，因为采用梯度下降法可能产生一个局部最小值。在此算法的基础上，形成了最速下降BP算法、动量BP算法、学习率可变的BP算法、弹性BP算法、变梯度算法、拟牛顿算法和LM（levenberg-marquardt）算法。对于一个给定的具体研究问题，到底采用哪种算法使得训练速度最快，训练效果最好是很难预知和确定的，因为这取决于很多因素。如问题的复杂程度、训练样本的数量大小、网络权值和阈值、误差精度、网络用途等。现有实验研究结论表明，LM算法对于包含数百个权值的函数逼近的收敛速度最快；如果要求的精度比较高，LM算法效果非常突出；LM的训练函数trainlm可以获得比其他任何一种算法更小的均方误差。鉴于此，本文选择LM算法进行模型的求解。endprint

四、战略装车点物流竞争力评价实证

1. 数据说明。为验证文中构建的指标体系和评价模型的科学性，本文利用北京铁路局所属的53个战略装车点的相关数据（数据来源：铁道部货运处，2010）评价其物流竞争力。考虑到数据的权威性与准确性，最后选择了装车点线条数、装车点线路布局、装车点库存能力、车辆到发条件、站点衔接、运营年限6个指标作为评价标准，并对定性的指标进行定量化处理。在BP神经网络应用过程中，以45个装车点数据作为训练样本，8个装车点数据作为测试样本。

2. 程序设计与结果。运用Matlab7.0编写程序进行战略装车点物流竞争力评价。用normalized函数进行样本数据的归一化处理，对每个指标分别进行归一化；创建一个前向神经网络，net=newff（[-1 1]，[10，1]，′tansig′，′purelin′，′trainlm′）；设置训练参数，学习速率0.01、最大训练次数10 000；调用Trainlm算法进行45个战略装车点样本训练网络，并显示收敛曲线；读入8个战略装车点样本进行物流竞争力评价；绘制评测情况和实际情况的对比图形。经过对45个训练样本的189次迭代，目标误差为0.086 177 4，评价模型得到较好拟合效果，网络训练结束，结果如图3所示。将8个测试样本的数据读入训练好的网络，检验网络的评价能力，结果如图4所示。

在BP神经网络训练和仿真评价的过程中，由于网络初始阈值、初始权值和传输函数的设置的原因，网络训练的效果和结构不够稳定，但经过调整网络参数和传输函数，最终获得了较好的模型拟合效果（图3）。图4的结果表明，本文所构建的BP神经网络战略装车点物流竞争力评价模型有较好的评价效果，能比较准确地评价铁路战略装车点的物流竞争力。尽管在部分战略装车点物流竞争力评价结果中有所差异（装车点48，50），但总体走势是一致的。评价结果也表明：8个测试样本所代表的战略装车点的物流竞争力差距较大。为发挥战略装车点在社会大物流系统中的作用，提升其物流竞争力，需要在战略装车点的发展中采取针对性的发展策略。

五、战略装车点物流竞争力提升建议

战略装车点物流竞争力的评价表明：我国战略装车点在物流设施规划、建设和发展方面存在较大差距，存在分布不均现象。为了解决上述问题，促进我国战略装车点的协调、有序、健康和可持续发展，战略装车点在物流设施的规划、建设与发展上需要关注以下问题。

1. 科学分析社会物流需求，优化战略装车点布局。以国家物流业调整和振兴规划、中长期铁路网规划、铁路“十二五”发展规划、铁路“十二五”物流发展规划等政策规定为导向，结合区域经济发展规划，科学确定、优化调整装车点布局。按照国家、中国铁路总公司和地方政府的政策导向和综合性规划，统筹规划大型装车点的建设，充分发挥规划对投资的导向作用，推动铁路局非运输企业积极参与当地工业园区、物流园区、内陆港、口岸、港口铁路等设施建设。根据新线投产、既有线扩能、新装备投入使用和市场货源变化情况，不断优化布局，加大货源集聚地区大型装车点的建设力度，完善服务功能，更好地服务区域积极发展。

2. 创新物流业务经营理念和模式，规范战略装车点管理

长期以来，战略装车点受管理机制、经营模式及思想观念等各种因素影响，在具体实践中对其应有的作用不同程度地存在片面的认识，影响了其持续健康发展。在铁路实施多元化经营战略的新形势下，战略装车点需要优化业务管理，强化安全管理，加强制度建设，做好价格收费、合同、质量、财务、作业等各项管理工作，防范安全、路风问题的发生，提高铁路多元经营大型装车点的经营水平。深入了解大型装车点货物品类的物流特点，加强客户关系管理，创新经营模式，拓展物流服务内容，推进网络化经营。要根据货物品类的不同，优化内部业务流程。

3. 业务嵌入社会物流网络，形成强连接。战略装车点嵌入社会物流网络是对嵌入后网络中特别的资源或规制形成社会资本的高度抽象，嵌入是对现象最基础的描述。通过物流业务的嵌入，社会物流网络的社会资本不断复制带来了物流网络的扩张。通过嵌入，有意识地与网络中的企业建立一种信任关系，形成物流网络相互影响的内在机制，促进铁路货运融入社会物流网络后，网络企业间异质资源的共享。

战略装车点延伸产业价值链两端，依靠节点的高联结性间接或直接与全球物流网络发生互联，占据网络核心位置的节点联结，增进协同机会。通过“强连接”的标准化协作，以客户为中心，与其他物流企业构成动态的战略联盟。以标准和创新巩固战略装车点在社会大物流系统中的地位，在一定范围将优质客户和其他物流企业连接起来，整合仓储、集散、转运、包装等全程化服务。

4. 节点嵌入社会物流网络，形成结构洞。结构洞理论认为，在社会网络中，某些个体之间存在无直接联系或关系间断的现象，从网络整体来看，好像网络结构中出现了洞穴，这就是结构洞。而将无直接联系的两者连接起来的第三者拥有信息优势和控制优势，因此，组织和组织中的个人都要争取占据结构洞中的第三者位置。结构洞可快速传递关于机会与威胁的信息，透过联结关系得知交易的品质、商誉，并可经由跨组织的资源整合、合作、协调以获益。

铁路依托战略装车点的优势，发挥以线带面的辐射作用，依靠铁路线路、公路线路、水运线路等的衔接，整合并有机链接其他物流节点，形成覆盖范围广、功能完善的物流服务网络，打造整体的品牌优势，利用协作网络的外部经济性，提供一体化的物流服务。战略装车点处于结构洞，其绩效将优于其他未处于结构洞的组织。透过结构洞的联结方式联结新节点或延伸通向新的物流网络，壮大战略装车点网络规模和维系网络发展的重要手段。

六、结论

战略装车点物流竞争力评价是一个系统的动态过程，需要构建科学、全面的评价指标体系，并设计合适的评价模型与算法进行评价，从而提出合适的发展策略建议。本文从战略装车点物流设施、设备、交通衔接和管理方面构建评价指标体系，建立基于BP神经网络的装车点物流竞争力评价模型，采用神经网络的LM优化算法，利用Matlab进行了网络训练和仿真评价实证。结果表明，基于BP神经网络的战略装车点物流竞争力评价模型合理可行，LM算法具有收敛速度快、精度高的特点，可保证评价结果的准确性。为提升战略装车点的物流竞争力，可以通过分析需求，优化布局；创新理念和模式，规范管理；业务嵌入社会物流网络，形成强连接和节点嵌入社会物流网络，形成结构洞的策略实现。endprint

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责任编辑、校对：张增强endprint

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