京津冀区域物流网络中节点间相互作用研究

万杰 肖雪 邓卜月

摘 要： 基于2017年京津冀区域物流相关数据，选取京津冀区域中13个地级市作为节点，应用空间相互作用模型，测算了各个节点的物流服务水平，分析了节点之间在物流上表现出来的相互作用强度。在对13个地级市物流服务水平进行测评时，提出了新的指标体系，并将层次分析法与熵权法结合，分别计算不同层的指标权重，期望最大程度克服主客观判断造成的偏差问题。研究结果表明：京津冀区域物流网络中节点物流服务水平两极化现象突出，并且节点间相互带动作用不明显，京津冀区域物流一体化程度有待提高。在此分析的基础上，提出了提升京津冀区域物流服务水平、加强京津冀区域城市间合作交流的建议，对京津冀区域物流网络的发展以及实现区域一体化具有指导性的作用。

关键词：空间相互作用;层次分析-熵权法;区域物流网络;物流服务水平

中图分类号：F259.22   文献标志码：A   文章编号：1674-7356（2019）-04-0009-08

发展区域内的物流网络，一方面可以促进交通设施的建设，进而提升区域物流服务水平，降低物流成本，提高物流效益，优化区域经济格局，另一方面也可以加速物流、资金流、信息流的运转，带来商品、经济、人才、科技等资源要素的流通，这是完善地区间资源配置的重要手段。京津冀区域主要包括北京市、天津市以及河北省11个地级市，是国家近几年重点打造的继“长三角”、“珠三角”之后的新经济城市群。近两年来，在中央以及京津冀各地政府的推动下，京津冀区域相关部门在物流一体化方面做了许多努力：2017年北京市将大型交易市场和物流中心，建立在河北省石家庄、廊坊、邯郸等地;2018年京津冀地区间的“城市一卡通”正式发放;通信供应商取消了京津冀地区间通话漫游，使得地区间合作交流有了“软实力”支持。但是，相比于“珠三角”和“长三角”区域物流一体化程度，京津冀区域还相差甚远。因此研究京津冀区域节点的物流服务水平、分析节点之间的相互作用强度，将有利于该区域的资源优化配置，加快该区域一体化进程。

一、文献综述

目前，国内外学者针对区域物流网络的研究主要集中在以下三个方面：区域物流网络的构建与设计、区域物流网络的分析与优化、区域物流网络的评价。关于区域物流网络的构建与设计的研究刘荷[1]108利用引力模型测度了轴心城市对辐点城市的物流引力强度，完成了对区域物流通道的构建;王闰夏[2]91基于轴辐理论设计了区域物流网络计量模型，运用主成分分析法完成了对区域物流网络的构建;戴卓[3]94采用因子分析法和物流引力模型对区域物流网络进行构建，为区域物流网络的可持续发展提供思路。关于区域物流网络的分析与优化的研究：Bowen[4]等在分析航空公司的网络中关注了区位因素，利用图论方法，对航空公司网络进行分析，高英[5]、黄凯明[6]利用数学算法模型，研究了区域物流网络的优化问题。关于区域物流网络的评价的研究：周泰[7]97选取中国西部12省区的物流能力作为研究对象，运用TOPDIS决策研究方法，找到了影响各省区物流能力的关键因素，获得了直观的提升数据结果;龙慧军[8]采用纳入空间效应的空间经济计量模型，在分析长江经济带区域物流条件β收敛过程中，特别考虑了交通密度因素和政府干预因素;王圣云[9]运用主成分分析法对我国1997年和2004年省级区域物流竞争力进行定量评价，分析了我国区域物流竞争态势，划分了我国区域物流竞争力的动态类型，并对我国区域物流竞争力特征进行了研究。

综合以往研究发现，在对区域物流网络结构的构建与优化进行研究时，学者们多采用引力模型、轴辐理论、计算机算法等方法。在对区域物流网络节点的物流综合能力进行测评时，学者们所用的评价体系已经基本成熟，但测评方法比较单一，主要是应用熵权法、主成分分析法、Topsis、层次分析法等，导致评价结果与实际情况出现偏差，不能达到评价准确性的要求。本文以京津冀2017年的统计数据为基础，将层次分析法与熵权法结合，完成对京津冀网络节点的物流服务水平评价，并利用空间相互作用模型，对区域物流网络中节点的空间相互作用强度进行等级划分。最后对京津冀区域物流网络发展提出意见，加快推进京津冀区域一体化进程。

二、空间相互作用模型中节点吸引力的测评

（一）节点“吸引力”评价指标的选取

空间相互作用模型是地理学以及区域经济学研究中的经典主题，最早来源于牛顿引力模型。早在19世纪，英国学者Ravenstein就将引力模型应用到人文社会学科[10]26，研究了人口迁移与城市之間距离的关系。由此，后人便展开了广泛的研究，基本假设是地区间相互作用强度与人口成正比，与距离成反比。直到20世纪初，Reilly[11]对城市间的贸易市场进行了研究，提出城市间的相互作用与城市人口成正比，与城市间距离的次幂成反比，使得负幂率衰减的空间相互模型广为流传，如式1。20世纪40年代，在Zipf[12]与Stewart[13]的类比研究后，负幂率型的空间相互作用模型得以确认。到了20世纪50年代和60年代，Casey和Huff提出，节点之间的相互作用不仅取决于节点自身，还与系统中其他影响因素有关[10]27。虽然空间相互作用模型的研究在国内起步较晚，但在吸取了西方学者的研究经验之上，国内学者对空间相互作用模型的应用进行了不断的探索和研究。李江苏[14]76利用空间相互作用模型，分析了城市与郊区之间的相互作用强度。刘荷[1]110、戴卓[3]95、李全喜[15]1619利用空间相互作用模型对区域物流网络进行了构建。由此可见，在研究区域网络时利用空间相互作用模型可以很好地解释地理与经济对网络的影响，因此本文以此模型为基础，对区域物流网络展开研究。

式中Gij为i节点与j节点之间的相互作用力，K为常量，Ci，Cj为节点的“吸引力”，dij为i节点与j节点之间的距离，β为距离衰减因子。

在空间相互作用模型中，节点“吸引力”作为一个重要参数，本文首先要对节点“吸引力”进行定义。目前国内外学者在研究物流网络节点空间相互作用时，对节点“吸引力”的定义一般是沿用牛顿引力模型中物体的“质量”一词[14]77，[15]1620，但实际上这都是对节点物流产业发展的影响因素进行研究，即社会经济总体发展水平[1]109，[15]1620，[16]92、市场物流供需状况[1]109，[2]93，[16]92，[17]555、基础设施建设状况[1]109，[2]93，[15]1620，[16]92，[17]555、物流产业规模[1]109，[2]93，[15]1620，[16]92，[17]555、信息基础[1]109，[15]1620，[16]92，[17]555 ，[18]1302。为了进一步研究描述影响因素的指标，本文对已有文献选用的评价指标进行了统计，如表1所示。

根据表1统计来看，区域物流方面的评价指标选取已经稳定在一定范围内，体系已经基本成熟。但在针对不同研究对象进行研究时，也要针对研究对象的具体情况进行取舍，必要时需要选取新的指标代替成熟指标。因此本文结合以上分析以及研究对象的特点，将节点的“吸引力”直观定义为“物流服务水平”，并从物流规模、经济实力、物流基本设施条件三个维度进行描述。选取的“物流服务水平”评价指标如表2所示。

（二）基于层次分析-熵权法的节点“物流服务水平”指标权重的确定

确定指标权重的常用方法可以归结为两大类，分别是以专家的经验来确定指标权重的主观评价法与以现实数据来确定指标权重的客观评价法。层次分析法属于主观评价法，在评价指标体系中将定性指标进行定量研究，能够反映出指标的综合重要程度，也能够很好地表达出测评目的，但是由于指标之间存在一定的关联性，而专家评分时主要依靠自身经验，对指标之间的关联性评判侧重不同，主观意识影响较大，会造成评价结果出现偏差。熵权法属于客观评价法，在评价指标体系中依靠现实数据，以实际情况为基础，对数据进行计算，客观性强，但在测评过程中忽略了决策目标的目的性，不能反映出测评目的的偏好。综上所述，将主观经验与客观数据相结合确定权重，既可以保证测评结果符合决策目的，又可以保证测评结果的客观准确性。就此本文提出将层次分析法与熵权法结合对物流网络服务水平评价指标进行测评，前者根据专家经验得到准则层权重，后者根据数据得到指标层权重，将二者结合对指标进行综合测评。步骤如下：

1. 层次分析法确定准则层指标权重

层次分析法（AHP）的研究與应用领域颇多，此处不过多介绍。本文采用该方法对准则层的指标进行赋权，由多名专家对指标进行两两比较。对评价结果取平均值，得到准则层各维度权重wi，并通过一致性检验。

2. 熵权法确定指标层指标权重

熵是系统中不稳定性状态的一种描述，熵权法可以客观的对指标进行量化，熵权法的基本思想是：各个指标在指标总体中的变化程度和对其他指标影响程度的度量，度量结果为指标权重。

为了消除不同指标量纲的影响，需要对指标进行标准化处理。将指标层中各指标数据按照公式2标准化得到y■■。

根据信息论中信息熵的定义，标准化后各指标的信息熵为：

准则层中第i维度的j项评价指标的熵权为：

其中，ni表示准则层第i维度中含有指标层评价指标的个数。

3. 确定综合权重

将层次分析法得到准则层的权重wi与熵权法得到指标层的权重wij对应项相乘，得到指标层中各指标最终的综合权重wij′。

三、京津冀区域物流网络节点空间相互作用测算

本文选取京津冀区域共13个地级市作为研究对象，测评其物流服务水平，分析物流联系强度。

（一）京津冀区域网络节点物流服务水平的测算

根据京津冀物流服务发展的现状，由多名专家完成对三个维度评定后取平均值。得到判断矩阵如表3所示：

通过计算得到该矩阵的特征向量为Awi =（0.72 0.42 1.89）T，范数规范向量wi = （0.24 0.14 0.62）T。由此可以得到：物流规模权重0.24，经济实力权重0.14，基础设施条件权重0.62。

根据表2中的指标，参照统计年鉴获得京津冀区域各个地级市各项指标原始数据，利用公式2将原始数据标准化，结果如表4所示。

根据公式3、6、7计算出指标层各指标的信息熵、熵权以及综合权重如表5所示。

根据式8计算各地级市物流服务水平各维度得分，根据式9计算各地级市物流服务水平得分：

（二）京津冀区域物流网络中节点相互作用强度划分

将各地区物流服务水平得分Ck、地级市间距离dij（各省会之间距离，因篇幅有限不再列出），带入公式1，其中K为常量取1、距离衰减系数β根据以往经验取2[15]1620。得到地区间的相互作用强度，如表7所示。通过对相互作用力的比较分析，发现地区间相互强度呈现明显阶梯状，因此将13个地级市之间的相互作用按梯度，划分为强相互作用、较强相互作用、较弱相互、弱相互作用四种类型如表8所示。

由表8可以看出在京津冀区域物流网络中，强相互作用产生于北京与天津两地，其主要原因是北京、天津自身的物流服务水平发展程度高，再凭借两地之间距离相近的优势，强化了两地之间相互作用，呈现出强强联合的态势。京津冀区域物流网络中，有些地区虽然物流服务处于中等水平，但由于自身地理优势，也与物流服务水平较高的城市产生了较强相互作用。例如唐山地处海岸一带，是自身发展的一大优势，又靠近北京与天津，因此在内外条件的加持下，与北京、天津两地之间产生了较强相互作用。京津冀区域物流网络中城市间较弱相互作用的产生，其中一方面原因是两地之间距离较远，另外一方面原因是地区本身的物流服务水平不高，又距离物流服务水平高的地区较远，地区之间无法产生紧密的物流交易活动。例如石家庄与北京和天津之间的相互作用强度较弱，即使各自物流服务水平发展都较高，但受到距离因素的影响，弱化了城市间的联系紧密程度。

四、京津冀区域物流网络分析与发展建议

本文首先利用层次分析-熵权法，对京津冀13个地级市的物流服务水平进行了评价，直观地分析了京津冀区域物流网络中13个地级市物流服务水平发展情况，再利用空间相互作用模型，对地区之间空间相互作用强度进行了分析，并将地区间的空间相互作用划分为强相互作用、较强相互作用、较弱相互作用、弱相互作用四个类型。

（一）京津冀区域物流网络分析

针对以上所得，本文对京津冀区域物流网络情况的进一步分析如下。

1. 京津冀区域物流网络服务水平两极化严重

京津冀物流网络服务发展水平由物流规模、经济实力、物流基础设施条件三个维度共同决定，但并不是每个维度对物流服务水平的影响程度都一样，由表3可以看出，在物流规模、经济实力、物流基础设施条件三个维度中，物流基础设施条件对区域物流服务水平影响权重达到0.62，由此可见一个地区的物流基础设施建设的程度，很大程度上会影响到该地区的物流服务水平的发展。由表6可以看出，物流服务水平排名前三的城市分别为北京市、天津市、石家庄市。在物流基础设施条件得分排名中北京市稳居首位，主要是由于北京地区是我国北方地区发展程度最高的经济中心，资金、科技、人才、信息高度集中，人口消费水平高，物流、资金流周转速度快，对物流业发展水平要求高，促使政府以及企业对物流业进行投资，使得北京市具有良好的基础设施条件。在物流规模得分排名中可以看到，天津市的物流规模在京津冀地区排名第一，主要是由于其作为京津冀地区第二大经济中心，又是港口城市，由出口贸易获得经济优势，物流业为其经济做出了巨大贡献，另外随着发展需求的变化，天津正向着装备制造，新能源开发、电子科技制造等新兴产业发展，物流、经济、科技都在轻速发展。反观排名第三的石家庄市，其物流规模与经济实力虽然比京津要低，却并没有特别大的差距，但物流基础设施条件却与京津相差甚远，这也是其物流服务水平远远落后于京津两大城市的主要原因。另外河北整个地区的物流服务发展水平都非常低，其平均得分仅在0.2分左右，与北京、天津地区相比差距甚远。由此可以看出京津冀区域物流网络节点物流服务水平两极分化严重。再结合表5，各指标对地区物流服务水平影响最大的三个指标分别为物流固定设施投资、该区域整体的固定投资以及互联网接入端口数量。因此若想提高京津冀区域物流网络整体物流服务水平，缩短两极之间的差距，均衡发展，最主要的是要针对河北地区在物流固定设施投资、区域整体的固定资产投资以及信息技术方面的提升做出努力。

2. 京津冀区域物流网络节点间相互作用带动力不足

如表7所示，京津冀区域物流网络地区间的相互作用，主要呈现出中心集聚-外围分散的特征。以北京、天津两大城市为中心，以石家庄、唐山、沧州以及保定为次级，以其余城市为外围。京津冀物流网络节点相互作用主要围绕北京、天津展开，周边城市与京津相互作用强度明显高于与石家庄、唐山、沧州以及保定相互作用强度，这充分说明了京津地区的主导带动作用。但只有北京、天津与唐山，北京与沧州，天津与保定之间属于较强相互作用，其余都为较弱相互作用，这体现出京津地区对次级城市带动力不足。主要原因是：虽然京津地区物流服务水平占据绝对优势地位，但距离河北省周边城市距离较远，交通不畅通，不能很好衔接，无法产生较强的相互作用，因此也无法发挥出中心城市的带动作用。另外，次级城市的带动力也明显不足，次级城市均隶属河北省，其带动河北省其他城市的阻力相较于京津带动理应要小很多，但带动作用效果却甚微，造成河北省大部分物流服务水平低的城市得不到带动，进而导致其发展速度跟不上。因此若想促进京津冀地区物流网络的发展，京津的带动作用至关重要，但次级城市发挥其政治优势及地理位置优势也必不可少。

（二）京津冀区域物流网络发展建议

结合以上分析，对京津冀区域物流网络发展提出如下建议：

1. 加强区域基础设施均衡建设，提升区域物流服务水平

京津冀区域物流网络物流服务水平两极分化严重，整体水平低，主要原因是京津冀地区间物流基础设施建设不平衡，其中京津基础建设较为完善，而河北省的基础设施建设却远远落后。因此为了提升京津区域物流网络服务水平，要加强京津冀区域物流基础设施均衡建设，就要提高河北省地区的物流基础设施的建设，主动弱化京津地区对资源要素的虹吸效應。从分析中可知，物流固定资产很大程度上影响了该地区的物流服务水平，因此河北省对于物流固定资产的投资，就是其对于物流基础设施的加强建设。而京津地区的物流基础设施较为完善，为避免资源冗余投资，造成浪费，目前主要任务不在于建设，而在于疏散，与河北省展开合作，把资源向河北省地区分散，促进河北省地区物流基础设施建设，例如对于物流企业向河北省迁移的政策方面多做出妥协与支持。因此，京津冀区域物流网络的构建，不是各地区盲目加大物流基础设施的建设，而是要达到区域均衡建设状态，提升河北省短板，减少京津集聚效应，才可以很大程度上提高京津冀区域物流服务水平，增强区域竞争力。另外随着信息时代的发展，信息技术的应用对于区域间的交流也起到不可或缺的作用，在《京津冀协同发展纲要》中也提到要把河北省打造成为“全国现代商贸物流重要基地”，河北省打造现代化商贸基地离不开信息技术的支持，因此提升河北省地区物流服务水平，还需要加大对物流信息技术的投资，发展物流信息技术、加快物流周转、实现信息共享。

2. 构建交通网络，打破地域壁垒，发挥地区间相互引力作用

京津冀区域物流网络节点间相互作用带动力不足，一方面原因是地区间合作意识程度不够，政府有意无意错位、搁置政策，另一方面是京津冀区域合作思想固化，存在区域壁垒，交通网络断路多，无法发挥地区间带动作用。早在京津冀协同发展政策中就指出要构建“一核、双城、三轴、四区、多节点”，以交通干线为纽带的空间格局。“双城”就是指京津两座城市联动，发挥辐射带动作用， “三轴”就是要求形成京津、京保石、京唐秦协同发展框架，实现轴线联动，发挥辐射带动作用， “多节点”包括石家庄、唐山、保定、沧州、邢台等节点城市，实现整体联动，提高京津冀区域物流承载力，推进京津冀区域物流网络带动作用。但从分析可知，京津冀地区除了京津两地之间为强相互作用，实现了城市联动，其他城市之间并没有达到点线面联动发展。例如京唐秦这一轴线，秦皇岛作为海口城市，有着天然的物流优势，但京唐与之相互作用却为弱相互作用，未对其产生带动作用，使此轴线失去战略意义。主要原因是秦皇岛距离北京较远，北京对其鞭长莫及，致使政策搁置也不了了之，另外秦皇岛地区物流服务水平低，唐山带动其物流发展欲望不足。因此京津冀区域物流网络的构建，需要各级政府明确国家层面重大举措，积极采取行动，消除隐形壁垒、解除体制约束，必要时放弃一己之利，实现京津冀区域共赢局面。除了隐形区域壁垒，硬性区域壁垒也是京津冀区域物流节点带动力不足的主要原因。前文分析可知，地区间相互作用很大程度会受到距离因素的影响，京津冀区域多节点城市之间的相互作用，多为较弱、弱相互作用，如果打破交通壁垒，地区间的相互作用会大大增强，例如石家庄与保定之间，两座城市都是物流规模大市，距离也非常近，但地区之间却为弱相互作用，主要原因是没有建立畅通、高效的综合交通体系。因此发挥京津冀地区间相互作用，首先要构建交通一体化网络，构建以公共交通为骨干的多节点全覆盖交通网络，建设高密度的交通网络，主要是以公路以及铁路为主，打通公路“断头路”，打破跨区域道路瓶颈，以便捷快速的交通，人为削弱地理距离带来的协同阻碍，增强空间格局的带动作用。

[参考文献]

[1]  刘荷，王健. 基于轴辐理论的区域物流网络构建及实证研究[J]. 经济地理，2014，34（2）：108-113.

[2]  王闰夏. 基于轴辐理论的区域物流网络构建——根据山东省域数据的实证检验[J]. 商业经济研究，2018，11（06）：91-94.

[3]  戴卓. 需求视角的区域物流网络的构建和结构特征研究[J]. 长春理工大学学报：社会科学版，2017，30（02）：94-99.

[4]  Bowen，John T. A spatial analysis of FedEx and UPS： hubs，spokes，and network structure[J]. Journal of Transport Geography，2012，24（9）：419-431.

[5]  高英. 京津冀區域物流基础网络优化研究[J]. 铁道运输与经济，2017， 39（S1）：11-17，33.

[6]  黄凯明. 多层级设施选址—路径规划物流网络优化模型与算法研究[D]. 西安建筑科技大学，2017.

[7]  周泰，袁波，陈煜. 基于TOPDIS的区域物流能力提升方法研究[J]. 北京交通大学学报（社会科学版），2017，16（01）：102-106.

[8]  龙慧军，党玮，肖复兴. 长江经济带区域物流收敛及影响因素的空间计量研究[J]. 商业经济研究2017，12（03）：126-128.

[9]  王圣云，沈玉芳. 我国省级区域物流竞争力评价及特征研究[J]. 中国软科学，2007，15（10）：104-110.

[10]  唐小波. 西方空间相互作用模型评析[J]. 北京教育学院学报，1994（2）：26-34.

[11]  Reilly W J. Methods for the study of retail relationship. University of Texas Bulletin，1929，1（2944）：164.

[12]  Zipf G K. The P1P2/D Hypothesis： On the Intercity Movement of Persons[J]. American Sociological Review，1946，11（6）：677-686.

[13]  Stewart J Q. Demographic Gravitation： Evidence and Applications[J]. Sociometry，1948，11（1-2）：31-58.

[14]  李江苏，骆华松，王晓蕊. 引力模型重构在城区与郊区相互作用中的应用——以昆明市为例[J]. 世界地理研究，2009，18（02）：76-84.

[15]  李全喜，金凤花，孙磐石. 区域物流引力和地位模型的构建及应用研究[J]. 经济地理，2010，30（10）：1619-1624.

[16]  戴德宝，范体军，安琪. 西部地区物流综合评价与协调发展研究[J]. 中国软科学，2018，30（01）： 90-99

[17]  窦志武，李红巍，熊琦. 基于熵权法和神经网络的口岸物流综合能力评价方法研究[J]. 计算机科学，2015，42（Z11）：554-556.

[18]  Feng H，Xin Y，Can D，et al. 基于轴辐理论的现代区域物流网络节点选择[J]. 计算机集成制造系统，2012，18（6）：1299-1305.

[19]  殷辉，范维娜. 全国性物流节点城市发展的统计评价分析[J]. 统计与决策，2011，28（20）：80-83.

[20]  李林汉，岳一飞，田卫民. 基于PCA与Markov残差灰色模型的京津冀物流能力评价和预测[J]. 北京交通大学学报（社会科学版），2019，18（02）：129-142.