黃昶生 周備 +張旭宇

Aug.2017Vol.33No.4

DOI：10.13216/j.cnki.upcjess.2017.04.0006

摘要：山東半島作為國家“一帶一路”戰(zhàn)略中的重要支點，在未來貨物經(jīng)由港口進(jìn)出口中發(fā)揮著重要作用。山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)亟待優(yōu)化與提升，以便為山東半島與國家“一帶一路”對接提供重要支撐。山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要涉及對其總體物流需求的預(yù)測、物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點層次的劃分、物流網(wǎng)絡(luò)通道的設(shè)計。研究表明，山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)未來4年的總體需求呈上升態(tài)勢，山東半島17個城市可劃分為9個一級節(jié)點城市和8個二級節(jié)點城市，形成“三橫三縱”的開放型物流網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵詞：山東半島；港口；主導(dǎo)型物流

中圖分類號：U116

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：16735595（2017）04003407

如何使國家“一帶一路”總體發(fā)展戰(zhàn)略在山東半島落地，將山東半島打造成“一帶一路”規(guī)劃中北方地區(qū)的重要戰(zhàn)略支撐點，為國家和山東長遠(yuǎn)規(guī)劃提供重要基礎(chǔ)；山東省城鎮(zhèn)體系規(guī)劃“雙核、四帶、六區(qū)”網(wǎng)絡(luò)化城鎮(zhèn)空間體系背景下如何發(fā)揮海港地緣優(yōu)勢來帶動各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為各地區(qū)發(fā)展提供通暢的發(fā)展通道；如何立足山東半島現(xiàn)有條件打造一個對內(nèi)對外滲透的現(xiàn)代化物流體系，本文認(rèn)為對山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化能夠在很大程度上解決上述問題。

一、文獻(xiàn)回顧

國內(nèi)外關(guān)于物流需求預(yù)測的研究基本都集中在需求預(yù)測準(zhǔn)確性的研究上，這些研究主要經(jīng)歷三個階段，即傳統(tǒng)統(tǒng)計階段、智能預(yù)測階段、統(tǒng)計學(xué)習(xí)階段。傳統(tǒng)統(tǒng)計階段，Rodrigo等在概率論和統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)上創(chuàng)造出時空多項物流需求模型，該方法將概率思想引入時間序列法，大大提高了物流需求預(yù)測精準(zhǔn)度。[1]Donald認(rèn)為物流需求預(yù)測主要分為定性和定量兩個方面。其中定性分析主要適用于物流需求基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺失不能夠進(jìn)行精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型預(yù)測的情況；定量分析主要有時間序列法和因果分析法。時間序列法適用于具備簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)且估算大致物流需求量的情況；因果分析法主要適用于數(shù)據(jù)量充足且需要精準(zhǔn)地估算物流需求量的情況。[2]方威等通過簡單的線性回歸方程的方法建立GDP與物流需求量的線性關(guān)系模型，從而精準(zhǔn)地預(yù)測物流需求量。[3]智能預(yù)測階段，耿勇等從宏觀經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建一套物流需求模型，為物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃提供了全新的思路。[4]陳治亞等在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理基礎(chǔ)上引入粗糙集理論和適度函數(shù)概念，從而克服傳統(tǒng)BP模型的種種缺陷，提升物流需求預(yù)測精確度。[5]統(tǒng)計學(xué)習(xí)階段，黃毅等通過SVR方法對廣西貨運量面板數(shù)據(jù)進(jìn)行物流需求預(yù)測，同時將該預(yù)測結(jié)果與回歸預(yù)測模型結(jié)果對比，認(rèn)為SVR支持向量回歸機預(yù)測更加精準(zhǔn)。[6]陳培友等通過將SVR與PSO粒子群算法相結(jié)合構(gòu)建了SVR-PSO模型，并對最近20多年鐵路煤炭貨運量進(jìn)行預(yù)測，效果顯著。[7]

國內(nèi)外關(guān)于物流中心選址研究存在不同的側(cè)重點。國外研究基本以企業(yè)物流為視角，以企業(yè)物流成本最優(yōu)為目標(biāo)。Yurimoto等在研究日本東京區(qū)域物流選址時建立了非線性的目標(biāo)規(guī)劃模型，以運費最小為限制條件，計算目標(biāo)最優(yōu)化時物流中心的位置，最終結(jié)果表明，多目標(biāo)規(guī)劃方法對于物流中心選址具有良好的科學(xué)性。[8]Ye在解決多層次物流網(wǎng)絡(luò)中心選址問題時，引入改進(jìn)后的啟發(fā)式算法，最終表明改進(jìn)后的啟發(fā)式算法對多層次物流網(wǎng)絡(luò)中心選址具有良好的適用性。[9]國內(nèi)研究基本以政府層面為視角，主要分為主觀賦權(quán)選址和無主觀賦權(quán)選址兩種觀點，張敏等通過AHP法確定物流中心選址因素權(quán)重，從而根據(jù)排序結(jié)果選取最終的物流中心，該方法將主觀因素通過AHP引入物流中心選址中，具有一定的適用性。[10]紀(jì)壽文等在研究鐵路物流中心選址的問題時采用多目標(biāo)線性規(guī)劃法中的混合整數(shù)規(guī)劃方法從供需角度出發(fā)建立兩層中心選址模型，該研究表明混合整數(shù)規(guī)劃方法具有一定的適用性。[11]朱輝根據(jù)物流配送中心的特點、職能、選址原則構(gòu)建了物流配送中心評價指標(biāo)體系，在分析TOPSIS和灰關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上，結(jié)合二者的優(yōu)點，并采用信息熵確定評價指標(biāo)的權(quán)重，提出了加權(quán)灰理想關(guān)聯(lián)熵法的物流配送中心選址方法。[12]

中國石油大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版）2017年8月

第33卷第4期黃昶生，等：山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化

國內(nèi)外對于物流通道研究各有不同。國外關(guān)于物流通道的研究基本涉及物流通道概念和其特性研究以及物流通道規(guī)劃研究。Parsons在對美國I-87地區(qū)多式聯(lián)運的物流通道進(jìn)行研究時，詳細(xì)分析了該區(qū)域內(nèi)各種交通運輸方式的特點從而提出了適合于本地區(qū)發(fā)展的物流通道設(shè)計方案。[13]目前國內(nèi)關(guān)于物流通道研究主要涉及物流通道的規(guī)劃與優(yōu)化研究和專項物流通道研究。李萬青在進(jìn)行中國—東盟自由貿(mào)易區(qū)西南物流通道設(shè)計研究時提出要構(gòu)建以西南和東盟特色經(jīng)濟(jì)為出發(fā)點的多層次物流通道，從而形成特色物流通道，為中國—東盟自由貿(mào)易區(qū)的發(fā)展提供有力保障。[14]仝新順等在鄭州打造絲綢之路物流通道的研究中提出要從鄭州經(jīng)濟(jì)特色、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)出發(fā)，完善物流基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。[15]

目前，雖然學(xué)術(shù)界處于統(tǒng)計學(xué)習(xí)階段，但仍然要看到傳動統(tǒng)計理論以及智能預(yù)測理論存在的價值，應(yīng)該綜合各種理論的優(yōu)點建立改進(jìn)后的物流需求預(yù)測模型。國內(nèi)外關(guān)于物流中心選址的研究認(rèn)為需要將主觀意見引入決策模型中，并根據(jù)數(shù)據(jù)自身屬性尋找主觀權(quán)重與客觀權(quán)重最優(yōu)比重點。在物流通道設(shè)計方面，國內(nèi)外研究一致認(rèn)為要將特色區(qū)域經(jīng)濟(jì)考慮進(jìn)去，形成特色經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生物流通道、物流通道反哺特色經(jīng)濟(jì)。本文認(rèn)為優(yōu)秀的物流通道設(shè)計受到物流需求、物流中心以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)等多種因素的影響，因此，在物流通道設(shè)計中要將上述各項因素考慮進(jìn)決策模型中。

三、山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計

本研究選取系統(tǒng)科學(xué)的方法來對山東半島物流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行節(jié)點布局的規(guī)劃，同時本文為了方便研究選取山東半島中青島港、煙臺港、日照港作為港口主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)中的港口節(jié)點，主要原因在于山東半島其他港口無論從吞吐量和影響力來說都遠(yuǎn)差于以上三個港口。endprint

（一）Fuzzy-AHP與夾角余弦組合賦權(quán)的灰色關(guān)聯(lián)投影層次劃分模型原理

1.Fuzzy-AHP法（主觀賦權(quán)原理）

Fuzzy-AHP是模糊數(shù)學(xué)在AHP的應(yīng)用，在實際操作中AHP經(jīng)常受到比較判斷矩陣不滿足一致性的困擾，可能存在多次修改仍然不能達(dá)到一致性標(biāo)準(zhǔn)，在群組決策時AHP方法操作的困難程度相當(dāng)大。Fuzzy-AHP使得在進(jìn)行層次分析方法操作時不需要考慮判斷矩陣一致性的問題，只需要判定是否滿足。

（1）建立模糊標(biāo)度及其含義表

建立的模糊標(biāo)度及其含義表如表1所示。

（2）構(gòu)造模糊互補判別矩陣

構(gòu)造模糊互補判別矩陣是根據(jù)模糊標(biāo)度及其含義表，通過指標(biāo)兩兩對比來構(gòu)建的，模糊互補判別矩陣滿足：（1）aij+aji=1；（2）aii=05；（3）0

（3）構(gòu)造排序向量

判斷∑nj=1aij≤n2-1是否成立：

若∑nj=1aij≤n2-1不成立，則∑nj=1aij>n2-1通過。

排序向量W=（w1，w2，…，wn）T，其中wi=1n∑nj=1aij+1-n2。

2.夾角余弦法（客觀賦權(quán)原理）

夾角余弦法不同于其他客觀賦權(quán)方法的地方在于其考慮到各指標(biāo)重要程度的問題，在偏差幅度基礎(chǔ)上加入指標(biāo)重要程度，使得整體客觀賦權(quán)更加科學(xué)客觀。

假設(shè)樣本數(shù)據(jù)量有r個，每個樣本量都有m個指標(biāo)維度，aij表示第j個初始樣本的第i個指標(biāo)維度值。

（1）建立各指標(biāo)維度的理想最優(yōu)方案U*和最劣方案U*。

U*=（U*1，U*1，…，U*n），U*=（U1*，U2*，…，Um*）

（2）構(gòu)造各指標(biāo)與理想最優(yōu)方案和最劣方案的相對偏差矩陣

各指標(biāo)與理想最優(yōu)方案偏差矩陣R=（rij）m×n，I=（δij）m×n

（3）確定評價指標(biāo)的權(quán)重

R的行向量與I的行向量的夾角余弦Ci=∑mj=1rijδij∑mj=1r2ij∑mj=1δ2ij，將C=（C1，C2，…，Cm）歸一化：

wi=ci∑ni=1ci，（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）

3.組合賦權(quán)的原理

設(shè)主觀權(quán)重為W（1）=（w（1）1，w（1）2，…，w（1）m）T，客觀權(quán)重為W（2）=（w（2）1，w（2）2，…，w（2）m）T，組合權(quán)重為W=（w1，w2，…，wm）T，wi=aw（1）j+（1-a）w（2）j，j=1，2，…，m，a為偏好系數(shù)。

4.灰色關(guān)聯(lián)投影物流網(wǎng)絡(luò)層次劃分模型

設(shè)評價系統(tǒng)中樣本量為n，指標(biāo)量為m，aij（i=1，2，…，n； j=1，2，…，m）表示第i個評價樣本的第j個評價指標(biāo)的值。

（1）構(gòu)建評價矩陣

已知樣本集B={B1，B2，…，Bn}，指標(biāo)集X={X1，X2，…，Xm}，從中獲得最優(yōu)評價方案A0，其指標(biāo)值為a0j。

可獲得評價矩陣A=（aij）（n+1）×m，其中i=0，1，…，n； j=1，2，…，m。

（2）初始化數(shù)據(jù)

構(gòu)建初始化評價矩陣A′=（a′ij）（n+1）×m，（i=0，1，…，n； j=1，2，…，m）。

（3）構(gòu)建灰色相關(guān)度判斷矩陣

判斷矩陣R=（rij）（n+1）×m，rij=minnminm

A′0j-A′ij+λmaxnmaxmA′0j-A′ijA′0j-A′ij+λmaxnmaxmA′0j-A′ij，λ∈[0，1]稱為分辨系數(shù)，主要用于背景環(huán)境值高低的調(diào)節(jié)。

（4）計算加權(quán)系數(shù)

根據(jù)Fuzzy-AHP與夾角余弦組合賦權(quán)原理計算的向量W=（w1，w2，…，wm）T，計算新的加權(quán)系數(shù)W′j （j=1，2，…，m），其中

W′j=w2j∑mk=1w2j

（5）計算灰色關(guān)聯(lián)投影值

根據(jù)加權(quán)系數(shù)和評價數(shù)據(jù)計算各評價樣本的灰色關(guān)聯(lián)度投影值，其中第i個評價對象投影值為：

Di=∑mj=1rijWj

（二）山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的層次劃分指標(biāo)體系構(gòu)建

在遵循系統(tǒng)性、主觀與客觀并重、可操作性與穩(wěn)定性結(jié)合、可比性原則下，構(gòu)建物流節(jié)點層次劃分指標(biāo)體系要從系統(tǒng)出發(fā)，充分考慮到各物流節(jié)點的內(nèi)在關(guān)系，不能獨立地評價任何一個節(jié)點。根據(jù)對未來4年山東半島港口群主導(dǎo)型物流需求預(yù)測結(jié)果以及有關(guān)物流優(yōu)化理論，本文認(rèn)為影響區(qū)域物流節(jié)點層次劃分的指標(biāo)主要包括區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)、區(qū)域物流效益指標(biāo)、區(qū)域物流規(guī)模指標(biāo)三個方面。如表2所示：

（三）山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的評價

通常情況下，灰色關(guān)聯(lián)度判斷系數(shù)計算公式中分辨系數(shù)一般為λ=05，根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度投影法原理及步驟，通過Matlab計算得到山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點城市灰色關(guān)聯(lián)度投影值，如圖4所示。

根據(jù)《山東統(tǒng)計年鑒》和《中國物流統(tǒng)計年鑒》相關(guān)數(shù)據(jù)獲得的物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點城市評價得分結(jié)果可以看出，青島、臨沂、濰坊、煙臺、濟(jì)南等城市的物流水平相對較高，而濱州、東營、威海、棗莊、萊蕪等城市的物流水平相對較低，以上的評價結(jié)果是根據(jù)往年的相關(guān)數(shù)據(jù)獲得的，其結(jié)果的正確性無疑。但作為對山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的研究，其研究結(jié)果應(yīng)面向未來，因此，本研究面向未來的發(fā)展來考慮網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的劃分，從而與國家“一帶一路”戰(zhàn)略、山東省城鎮(zhèn)體系規(guī)劃以及山東物流業(yè)轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略對接。

一級節(jié)點：青島市、煙臺市、日照市、濰坊市、臨沂市、濟(jì)南市、濟(jì)寧市、濱州市、棗莊市。

二級節(jié)點：淄博市、東營市、泰安市、威海市、萊蕪市、德州市、聊城市、菏澤市。

四、山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)通道設(shè)計

山東半島主要港口本身就處于競爭合作的發(fā)展環(huán)境中，對港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)不能從單一港口的建設(shè)和發(fā)展角度出發(fā)，要從整體港口群的建設(shè)和發(fā)展出發(fā)，同時考慮到各港口的經(jīng)濟(jì)規(guī)模、硬件配置、經(jīng)營特點等實際情況，從而形成山東半島布局合理、大中小泊位相結(jié)合的先進(jìn)港口群。目前，山東半島主要港口的發(fā)展定位如表3所示。

考慮到山東半島主要港口群中，青島港硬件設(shè)置完善、腹地廣闊、交通設(shè)施完善等因素，本研究將青島港作為核心“點”；由于青島港距離國內(nèi)幾條主要國際航線較遠(yuǎn)，為了把國際大型船舶引導(dǎo)至青島港進(jìn)行貨物或者集裝箱的裝運，這就需要發(fā)揮煙臺港地處國際主要航線的優(yōu)勢，通過發(fā)揮煙臺港的天然優(yōu)勢建立起與國際大型航運公司的長期合作；根據(jù)貨物種類和數(shù)量規(guī)模情況進(jìn)行分流，青島港與煙臺港和日照港合作，三個港口間形成“點—軸—區(qū)”模式，從而聯(lián)合起來提升山東半島港口群的競爭力，促進(jìn)區(qū)域發(fā)展。

根據(jù)現(xiàn)有山東半島公路鐵路網(wǎng)絡(luò)可知，煙臺—濟(jì)南一線有鐵路、高速公路、主要公路，日照—濟(jì)寧一線有鐵路和主要公路，濱州—濟(jì)寧一線有鐵路和主要公路，濰坊—臨沂有主要公路，煙臺—日照一線有鐵路、高速公路和主要公路?？紤]到山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)是面向未來的物流網(wǎng)絡(luò)，本文認(rèn)為在現(xiàn)有交通網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)該增設(shè)濰坊—濱州交通線，加強日照—濟(jì)寧一線的高速公路建設(shè)，以及重點建設(shè)濰坊—臨沂一線的鐵路和高速公路網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)上文物流節(jié)點層次的劃分結(jié)果，選取一級物流節(jié)點城市作為山東半島港口主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點基礎(chǔ)，從而形成“三橫三縱”的開放型物流網(wǎng)絡(luò)，其中，

“三橫”是指濱州—濰坊—煙臺線，濟(jì)南—濰坊—青島線，濟(jì)寧—棗莊—臨沂—日照線；“三縱”是指濱州—濟(jì)南—濟(jì)寧線，濰坊—臨沂線，煙臺—青島—日照線。

網(wǎng)絡(luò)通道設(shè)計如圖5所示。

五、結(jié)論

山東半島港口群主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要涉及物流總體需求預(yù)測、物流節(jié)點層次劃分、物流網(wǎng)絡(luò)通道設(shè)計三個部分，其中物流總體需求的預(yù)測為后續(xù)物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供支撐，物流節(jié)點層次的劃分為物流網(wǎng)絡(luò)通道設(shè)計提供基礎(chǔ)，物流通道連接各節(jié)點形成優(yōu)化后的物流網(wǎng)絡(luò)。

（1）本文通過對過去10年的總體需求量進(jìn)行分析，來預(yù)測山東半島港口主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)未來4年的總體需求，結(jié)果顯示，未來4年總體需求呈上升態(tài)勢。

（2）本文通過對統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析和處理將山東半島17個城市劃分為一級節(jié)點城市和二級節(jié)點城市，其中將青島市、煙臺市、日照市、濰坊市、臨沂市、濟(jì)南市、濟(jì)寧市、濱州市、棗莊市作為一級節(jié)點城市，將淄博市、東營市、泰安市、威海市、萊蕪市、德州市、聊城市、菏澤市作為二級節(jié)點城市。

（3）本文在考慮到港口主導(dǎo)型物流網(wǎng)絡(luò)中港口群協(xié)調(diào)發(fā)展對物流網(wǎng)絡(luò)效率的帶動作用的基礎(chǔ)上，結(jié)合確定的相關(guān)層次節(jié)點城市，設(shè)計出“三橫三縱”的開放型物流網(wǎng)絡(luò)，其中“三橫”是指濱州—濰坊—煙臺線，濟(jì)南—濰坊—青島線，濟(jì)寧—棗莊—臨沂—日照線；“三縱”是指濱州—濟(jì)南—濟(jì)寧線，濰坊—臨沂線，煙臺—青島—日照線。

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責(zé)任編輯：趙玲

Shandong Peninsula Port Group Oriented Logistics Network Optimization

HUANG Changsheng1， ZHOU Bei1， ZHANG Xuyu2

（1.School of Economics and Management，China University of Petroleum， Qingdao， Shandong 266580， China；

2.Tangshan Branch， China Mobile Group Hebei Co.Ltd.， Tangshan，Hebei 063000，China）

Abstract： Shandong peninsula， as the important fulcrum of "One Belt and One Road" national strategy， plays an important role in the import and export of goods through the port. Shandong peninsulas portled logistics network is in urgent need to optimize and improve to provide important support for docking with the "One Belt and One Road" strategy. Shandong peninsulas portled logistics network optimization mainly relates to three parts： the prediction for overall logistics demand， the demarcation of the logistics network node level and the design of logistics network channel. Research shows that the overall demand of Shandong peninsulas portled logistics network presents the rise in the next four years. This paper divides 17 cities of Shandong peninsula into 9 primary cities and 8 secondary node cities. Whats more， this paper designs a "three horizontal and three vertical" open logistics network.

Key words：Shandong peninsula； port； dominant logisticsendprint