物流业枢纽节点布局合理性实证探究

宋玲

中图分类号：F323.8 文献标识码：A

内容摘要：本文提出了一套系统性、可以量化执行的分析方法，该方法能有效判定物流业枢纽节点布局设置是否合理，也能有效判定如何高效设置枢纽节点，同时还能对已有物流网络进行有效动态调整。通过实证研究，本文首先明确了五家对象的布局结构差异性，其次基于差异性結果给出了提升路径，再次通过提升路径应用得到了显著实效。采用这种理论与实证相结合的方式进行分析，明确了自主提出的布局合理性六条准则是否正确。

关键词：物流业 枢纽 布局 迪杰斯特拉

就物流业发展而言，如何设置枢纽节点？如何更加高效地设置枢纽节点？以及如何更加有序地基于枢纽节点现状进行动态调配？这三大问题已经成为物流业发展的必答题。针对这三类问题，目前已有的研究成果尚未给出系统性的解决方案。已有的物流业研究成果都是从物流业发展特质、物流业发展差异性、物流业宏观布局三个方面展开分析。就第一类研究成果，代表性的成果来自戴湖北等（2015），其对物流业发展的特点、规律以及即将面对的问题展开分析，运用国内外对比分析法，确定了我国物流业解决上述问题的参考答案。就第二类研究成果，代表性的成果来自郭茜（2011）、叶素文等（2011），前者通过运送方式的研究强化了差异性的来源以及差异性本质，后者通过物流业与金融业的融合程度深化了差异的本源及强度。就第三类研究成果，宗会明等（2015）、沈玉芳等（2011）、郭建科等（2006）的研究成果具有很强的代表性。这三个代表性成果分别选取重庆市、长三角区域、大连市为研究对象，就物流业产业布局结构的合理性以及产业结构布局对产业经济发展进行分析，提出了物流业提升地区及区域发展的关键关注点。基于这种研究现状，本文构建了一套适用于单个实证对象的可以量化的分析方法，来回答研究之初提出的三大问题。

布局合理性理论研究

（一）2*2模式下的物流最优路径选择

进行物流业枢纽节点布局合理性分析之前，首先确定一种笛卡尔积，全称为2乘2模式下的物流派送笛卡尔积（简称为2*2模式），基于此笛卡尔积进行物流最优路径选择及其选择对应结果。通过该种方式选择，为后续的布局合理性分析打下基础。对于用户而言，在进行物流选择时，一般需要做出两种选择，一种是时间优先，另外一种是效率优先。“时间优先”是指用户要求物流公司能够以最快的时间将物品运送到达目的地；“效率优先”则是指用户要求物流公司能够在用户可承受的价格范围内，较快地将物品运送到达目的地。无论是“时间优先”还是“效率优先”，被运送物品都应完整、无破损且保证不泄密的前提下运送，统称为用户路径选择模式。相对于用户路径选择模式，还有一种模式为运送物品规模模式，细分为单件模式和批量模式。“单件模式”是指同一时间内（同一批次内）进行物流派送时只有单一物品被派送；“批量模式”则是指在同一时间内（同一批次内）进行物流派送时有多于一件（不包含一件）物品被派送。对于这两种模式（“用户路径选择模式”和“运送物品规模模式”），产生一种笛卡尔积，即2*2模式下的物流派送笛卡尔积，简称为2*2模式。对于这种2*2模式，第一个数字2指在用户选择模式中任意选择，第二个2指在运送物品规模模式中任意选择。

（二）布局合理性判定准则及方法

在物流枢纽节点已经确定的前提下，每个物流枢纽节点单日单批次的处理能力上限是确定的。与此同时，每个物流枢纽节点之间的运送成本也是确定的。参照迪杰斯特拉（英文名称为Dijkstra，下同）算法进行物流派送最优路径选取。本文利用2*2模式下物流最优路径分析结果进行枢纽节点布局合理性分析，通过上述单个企业的物流派送路径选择，可以确定枢纽节点是否布局合理的六个判定准则。

第一个合理性判定准则为：对于已知企业而言，在其确定的所有物流枢纽节点之间必须存在费用、耗时为无限大的路径。第二个合理性判定准则为：对于已知企业而言，对于用户提出的有效需求（在时间优先条件下或者效率优先条件下），最终生成的最优路径应该具有一致性。第三个合理性判定准则为：对于已知企业而言，对于同一派出地和派入地的任务而言，如果选取时间优先进行派送，耗费的总时间应该小于选取效率优先模式的总耗时。第四个合理性判定准则为：对于已知企业而言，对于同一派出地和派入地的任务而言，如果进行批量派送，其耗费的总费用应该低于单件任务的总费用。这一结果无论是在时间优先派送模式下，还是在效率优先模式下都应满足。如果不满足这一条件，即该企业的枢纽节点布局不合理。第五个判定准则为：对于不同企业而言，在同一派送任务下，最优路径结果的差异不应过大。这种差异无论是在时间优先任务下，还是在效率优先任务下，亦或者是在单件任务下，以及在批量任务下。以三个企业的单件时间优先任务为例，其派出地位S，派入地为T。对于三家企业A1、A2、A3而言，产生的时间优先费用分别为T1、T2、T3。当这三个费用中出现一者远大于其他二者的情形，则可以认为对应企业的枢纽节点布局不合理。第六个判定准则为：对于不同企业而言，在同一派送任务下，最优路径结果的效率差异不应过大。这里所说的效率差异是指该任务在执行过程中生成的总费用与总耗时的比值，其在多家对象中，应该具有较高的一致性。如果不满足这一特性，可以认为此效率值较高的企业，其枢纽节点布局不合理。通过上述分析，对于枢纽节点布局合理与否，给出了六条具有可操作性的判定准则。

布局合理性实证探究

如何就实证对象进行分析，确定其实际枢纽节点布局的合理性？就此问题，本文结合前述理论分析，通过三个环节的分析，不仅给出实证实现路径，而且基于实证分析结果确定布局不合理性以及如何调整提升。

（一）指标树立及实证分析思路

在本文的理论分析中，已经就2*2笛卡尔积下的物流业枢纽布局合理性给予了充分分析，并提出了六条判定准则。在实证分析中，将基于这六条准则以及2*2笛卡尔积中的八元组，给出从理论成果向实证分析的转化过程。

具体而言，将建立以“路径结构”、“枢纽节点结构”及“实体”三个一级指标。在“路径结构”一级指标下下设“路径构成”与“路径数量”两个二级指标，在“枢纽节点结构”一级指标下下设“枢纽节点能力”、“枢纽节点间费用”与“枢纽节点间耗时”三个二级指标，在“实体”的一级指标下下设“实体对象”二级指标。在如上六个二级指标下下设与之相对应的三级指标。以此就将前述理论分析中提及的“八元组”以及“合理性判定六大准则中的具体要件”给予了包含。通过这种三重指标体系的构建，即初步完成了实证分析所需的主要架构。上述三重指标体系如表1所示。

通过表1的指标集确定，不仅确定了三种分析指标体系，而且隐含了实证分析思路。将此分析思路显示化，即为以下六大步骤：

第一步，确定如表1所示的指标集。

第二步，对于不同对象，进行实体编号与有向图编号。本文的实体编号侧重于对每一个不同的实证对象进行编号，由此确保分析过程的唯一性标示。同时，对于有向图编号则是指同一区域内的枢纽结构进行编号，具体包括：枢纽节点名称编号、枢纽节点间连通性判定并标记等。

第三步，确定枢纽结构路径。具体而言，确定不同优先准则下，对应的运送能力、运送费用、运送耗时等关键指标。

第四步，确定路径结构。在前三步分析基础上，就同一实体对象（同一企业），确定其路径结构，即任意两枢纽节点间的路径构成与路径数量。需要注意的是，路径结构构成包括原始构成与动态构成两部分。对于原始构成是指在未分配任务的前提下，进行路径构成分析；就动态构成而言则是指在已经分配任务的前提下，分析当前任务完成所需的路径构成及变化。

第五步，分析不同实体间的任务处理能力与任务处理差异。本文中的任务处理能力侧重于指不同实体处理任务的极限情况；而任务处理差异是指在前提条件相同的准则下，不同实体处理同一任务（包括单次任务与批次任务）所展现出的费用差异、耗时差异以及可完成与否差异等。

第六步，进行汇总分析。基于第五步分析结果，就不同对象的实际能力与水平形成汇总性报告，由此确定对应对象的枢纽节点布局合理与否。

（二）实证研究

基于前述分析结果，实证分析选定在西安地区开展物流业务的五家企业作为研究对象。为了避免研究结果对实证对象造成不必要的影响，在此隐去实证对象的具体名称，以对象A、对象B、对象C、对象D、对象E作为其代表。针对这五家实体对象，就其在整个陕西范围内开展的物流派送进行分析。之所以选择这五家企业，有三个原因。第一，研究团队对该区域结构相对熟悉。第二，被研究对象对研究的配合性。第三，这些实证对象开展的业务具有较强相似性。基于上述原因，同时以上述分析中给出的实证分析思路为蓝本，就他们近半年的物流派送情况进行分析。通过跟踪研究分析，将其分析结果汇总，结果如表2所示。

表2中的第五项准则分析与第六项准则分析，采用样本值与样本均值之间差距大于样本方差单位根作为满足依据。就5家對象而言，没有一家完全符合六大准则的要求。按照同权重处理方法，对六大准则分析结果进行加权处理，得到了这5家对象的综合排名。排名第一位的为对象C与对象E，得分98.3；排名第三位的为对象D，得分为97.5；排名第四位的为对象B，得分为91.3；排名第五位的为对象A，得分为90.5。

通过该结果可以清晰地看到，枢纽节点布局合理的为对象C、对象E，布局相对合理的为对象D，布局不够合理的为对象B和对象A。接下来，结合这一分析结果，就对象A和对象B布局不合理的原因进行分析，并提出具体的调整意见与建议。

（三）调整意见及调整成效分析

本文采用回溯查找的方法，就对象A和对象B的布局不合理性进行分析。首先就对象A进行分析，发现对象A在咸阳市的派送能力略显不足，主要体现在时间优先处理能力与其它几家对象之间存在较大差距，随着目标地和途径地为咸阳市的物流业务逐渐增加，由此导致差异逐步放大。与此同时，就对象A而言，西安市至安康市的物流派送在某些情形下会被系统自动派送到经由咸阳市再发往安康市。在咸阳市业务能力下降的前提下，再经由此路径，显然会降低物流派送的效率。因此，在咸阳市处理能力未得到显著提升的前提下，一旦出现需要中转的情形，统一由商洛市接手派送到安康市。这也是原始枢纽节点结构设计中，对于西安市的备选疏散替代节点选择不够充分导致。

其次就对象B进行分析，发现对象B在宝鸡市的派送能力略显不足，主要体现在效率优先能力与其它几家对象存在较大差距，差距随着业务量的扩大而被扩大。同时，由于宝鸡市处理能力不足，部分由汉中市到榆林市的业务，被迫经由安康、商洛、渭南、延安到达榆林，造成极大的延误。对于此种问题，建立以西安市和汉中市共同响应的处理机制，解决派送峰值业务无法有效处理的问题。

对于对象A采取扩展咸阳市业务能力的同时，对中转业务的疏导尽可能经由商洛市完成，即建立商洛市作为西安市的物流疏导中心；对于对象B则采取扩充宝鸡市业务能力的方式，同时建立西安市作为汉中市的临时疏导中心。通过一段时期的调整落实，待调整方案实施完毕后，对象A与对象B与其他三家实体的整体评估效果（六大准则评估）体现出差距逐步缩小的趋势。经过调整观察后，其整体评估得分分别为对象A（94.5）、对象B（95.1），与第一次分析时相比，差距明显缩小。

结论

本文针对以往研究中存在的一个不足具体展开，这一不足是已有研究对物流业枢纽布局结构未给出系统性解决方案。为了找到解决该问题的方案，首先通过理论分析，并结合已有成果的研究，提出了一套系统性、可以量化执行的分析方法，该方法能有效判定物流业枢纽节点布局设置是否合理，也能有效判定如何高效设置枢纽节点，同时还能对已有物流网络进行有效动态调整。其次通过理论论证，明确了该方案的可行性与理论正确性。再次，选定陕西地区的5家物流类企业（从事同种业务类型的物流类企业）进行实证分析。实证分析通过指标确定与实证分析思路确定，具体确定了理论分析思路向实证分析的具体转化过程。基于此，通过深入研究分析，不仅明确了五家对象的布局结构差异性，而且基于差异结果给出了提升路径与提升效果分析。通过这种理论与实证相结合的分析方式，不仅明确了自主提出的布局合理性的六条准则是否正确，而且确定了这六条准则的可适用性与可行性。由此为研究之初提出的三类问题给出了较为系统性的解决方案。