基于引力模型的轴辐式冷链物流网络构建研究——以山东省冷链物流为例

王星紫，丁明智

(安徽理工大学 经济与管理学院，安徽 淮南 232001)

0 引 言

近些年，人们对农产品的需求只增不减，2020年山东省农产品冷链需求达11937.29万吨。寿光的蔬菜、胶州的渔业和广饶的畜牧养殖业更进一步促进了山东省对冷链物流的需求。农产品冷链物流作为朝阳产业，解决其现存问题是物流业繁荣发展的重要手段。目前，区域冷链物流业仍存在物流活动成本较高、基础设施普遍陈旧老化以及城市间服务标准不统一的现象。

为了实现区域内协调发展、提高物流活动效率，许多国内外学者对此展开了探究与分析。在物流网络构建方面，20世纪80年代，O'Kelly[1]首先提出轴辐式的概念，用于改进选址过程；祝新与范雅[2]对广西省14个地级市进行评价与分析，由引力模型构建了“1准轴心+3次轴心+10辐点”的物流网络；朱小林和李敏[3]基于绿色物流、共享经济的理念，借助粒子群算法解决构建区域冷链物流网络及物流活动过程中的问题。在冷链物流发展方面：marija Bogata[4]等为了准确地预测分析农产品物流的需求，研究易腐产品在冷链物流中的稳定性；张喜才和李海玲[5]通过分析国内农产品物流的现有模式和特点，利用信息化建立了全链条式现代农产品冷链物流发展模式；吕靖和陈宇姝[6]借助BP神经网络预测和改进后的GM(1,1)模型分别对大连市的冷链物流需求量进行预测，并提出加强冷链物流基础设施的建设与专业人才的培养。另外，Christopher Lindsey[7]、吴稼乐[8]、徐华敏[9]、王晓平和闫飞[10]、谢聪[11]、张诚[12]、何美玲[13]等学者都进行了相关研究。通过对现有文献的查阅和分析，尚未发现针对山东省冷链物流网络构建的研究。本文采取定性和定量结合的方法，研究山东省冷链物流网络构架，为山东省冷链物流系统优化和区域物流发展提供参考和建议。

1 研究方法和指标选取

1.1 研究方法

文章通过因子分析法对所选指标进行数据标准化，得到相关矩阵的特征值与特征向量，取符合条件的n个因子反映原评价指标。因子需要旋转(使原因子更有可解释性)，再由线性组合求各因子的得分，主因子分值乘相关贡献率，最终得到各研究对象的综合评价值。轴辐式网络[14]，与“自行车车轮”相似的网络结构。网络系统分为两层：(1)轴心节点之间形成的网络；(2)辐点节点与轴心节点之间形成的网络。作为特殊的网络结构，轴辐式现已应用到了物流领域。轴辐式网络具有层次性，建立网络的区域内，辐点城市将定量的货物通过支线运输至轴心城市，轴心城市之间通过干线运输完成物流活动。力争提高货物的运输效率和资源利用率，实现集群和经济效益。

1.2 冷链物流评价指标的选取

通过大量查阅国内外相关文献，参照学术界主流做法，并考虑数据的可获得性与可靠性，文章最终选择城市经济水平、行业发展水平、冷链物流需求以及基础设施情况为一级指标，对区域冷链物流能力进行全方面的衡量。综合考虑山东省的地理条件和经济因素，选取符合山东省冷链物流发展现状的12个二级指标(相关性较强)构建16座城市的物流能力评价和等级判别体系。指标体系如表1所示：

表1 山东省冷链物流能力评价指标体系

相关数据源自《山东省2020年统计年鉴》、各地级市2020年的《统计公报》以及山东省制冷协会。研究对象为山东省的16个地级市，文章通过X1～X12十二个指标测算各城市冷链物流的综合能力。数据整理后如表2所示：

表2 山东省各城市冷链物流能力评价指标数据

2 山东省冷链网络构建的实证分析

2.1 主因子分析

(1)

(2)

表3 总方差解释

表4 KMO和巴特利特检验

表5 影响指标的成分矩阵

表5中指标X5、X6、X7、X8、X10、X12的系数分别是0.921、0.879、0.772、0.908、0.741和0.831，这些指标代表行业发展水平、冷链需求和基础设施情况，可以被成分1环境和农产品供需因子解释。成分2中X1、X2、X3和X4的系数分别是0.919、0.840、0.904和0.860，主要反映城市的经济水平和运输支出，可以由成分2城市发展现状因子解释。参考式(1)，X1～X12为城市各项指标标准化后的数值，数值代入式(3)和式(4)后得到各城市的y1值和y2值。基于式(1)、式(3)和式(4)得到式(5)— 城市的冷链物流能力综合得分：

y1=-0.261X1+0.464X2+0.354X3+0.404X4+0.921X5+0.879X6+0.772X7+0.908X8-0.3337X9+0.741X10+0.673X11+0.831X12

(3)

y2=0.919X1+0.840X2+0.904X3+0.860X4-0.156X5+0.338X6+0.360X7+0.100X8+0.525X9+0.612X10+0.602X11-0.036X12

(4)

Y=0.552*y1+0.448*y2

(5)

2.2 城市的物流能力评价

青岛作为山东省经济发展的领头羊，全市拥有120余家冷链物流企业，其综合分是3.377。物流之都—临沂，力图打造中国物流名区，冷链物流能力排名第二。潍坊市得分2.863，与烟台市荣获“农产品冷链流通标准化试点城市”称号。济南作为省会和首批国家冷链物流基地之一，综合得分2.693，综合能力排名第四。烟台位于胶东经济圈的沿海地带，城市的冷链物流现代化水平较高，综合得分2.666。其他11座城市的农产品物流业发展水平一般，得分较低。山东省各城市的冷链物流能力综合得分Y值和得分排名如表6所示：

表6 山东省各地级市的物流综合能力排名

2.3 确定轴心城市的辐射范围及网络构建

轴心城市最好是4～5个，综合能力较强的城市通常为轴心城市。根据表6确定的轴心城市有：济南、青岛、临沂和潍坊。引力模型是衡量2个区域间空间相互作用力大小的模型，原是解决物理界的问题，经过演变应用至经济学领域。隶属度是计算城市的影响范围的模型。根据李江苏等[16]对引力模型的重构和阐述，引力模型如式(6)、隶属度模型如式(7)所示：

(6)

(7)

Iij代表两座城市之间的冷链物流引力值；G代表引力系数，不对结果产生影响，任取常数值；MiMj代表i市与j市的“质量”，即冷链物流综合实力，由于某些城市得分为负数，质量以线性平移2个单元的Y+列数值为准；Dij是城市间公路运输的经济距离；r代表引力衰减系数，通常取常数2。Rij是城市i在城市j辐射范围内的概率。辐点城市与轴心城市的物流引力值与隶属度、引力值的强度范围如表7～表8所示：

表7 各地级市之间的物流引力与隶属度

表8 各城市间引力值的强度范围

Iij>10，代表城市间物流引力强；8≤Iij≤10，城市之间具有较强的物流引力；3

图1 山东省冷链物流网络结构图

3 思考与建议

文章根据人均GDP、社会消费品零售总额、蔬菜和水果总产量等12项指标的得分情况，再由引力模型和隶属度模型划分物流圈，形成了“4+12”以青岛、济南、潍坊和临沂为轴心城市的冷链物流网络结构。但分析结果也显现了山东省物流业现存的问题：首先，山东省整体呈沿海城市强，西部内陆城市较弱的局面。胶东物流圈拥有多个国际港口且与日韩相邻，有利于开展对外贸易。而中西部内陆地区由于地理位置等因素，导致整体的经济水平和物流效率相对偏低。其次，四个物流圈基本皆存在辐点城市过于依附周边经济实力更加强大的轴心城市的现象。为了一定程度上降低物流成本与提高农产品的流通率、城市之间物流业协同繁荣发展和巩固所构建的冷链物流网络，建议如下：

3.1 引领区域合作并促进双赢

轴心城市与辐点城市的关系应该是提携和互助共存的。像各产业领先的青岛、位于鲁南苏北的物流商贸城临沂，近些年不断提高自身的管理能力与第三产业的经济水平，有能力且可以适当地向威海、日照等城市提供人才和技术方面的帮助，并且加强辐点城市对其的隶属度和信息沟通。辐点城市或是物流能力较弱的城市应正确地自我定位，发挥自身优势和挖掘潜能，尽可能实现区域内均衡发展。

3.2 重视设施设备的投资和物流人才的培养

轴心城市与某些辐点城市的距离远至几百公里，如果设施设备不够充足和先进，不可避免会造成货损。为此，轴心城市应适当调整对物流基础设施与设备的投资。同时，企业需要重视物流业人才的培养，专业的工作人员通过合理规划运输途中货物的堆放和仓储空间的布局，可以减少蔬菜、水果、水产品易腐烂货物的货损率，提高冷链物流运输效率。此外，鼓励企业使用清洁能源和新能源技术，提升物流环节中的现代化与绿色化，不仅区域内实现冷链物流系统化运行和降低运营成本，也会达到保护环境、低碳减排的目的。