基于轴辐理论的山东省区域物流网络的构建研究 *
□ 仇延昭，徐 伟
(山东科技大学 交通学院，山东 青岛 266590)
【摘 要】 区域物流网络的构建优化对于区域经济的协调发展至关重要。运用轴辐理论的基本原理，通过选取城市综合发展状况、物流市场供需状况、物流基础设施水平3个方面的12个指标构建指标体系，以山东省17个城市2010～2017年的数据为研究对象，运用主成分分析法确定各市物流业发展的层次体系，确定轴心城市和辐点城市，引入引力模型和城市流强度分析并测度山东省17个城市的区域物流辐射能力，以此构建了以青岛、烟台、济南、临沂、潍坊为轴心的山东省轴辐式区域物流网络，为山东省新旧动能转换提供借鉴。
【关键词】 轴辐理论；区域物流网络；引力模型
探索山东省省域物流网络的构建方法与运行机理对于加快新旧动能转换，建设经济强省具有重要意义。近年来，随着社会物流需求的不断增加，我国区域物流飞速发展，但尚处于初级阶段，随着物流行业的兴起，资源分配不合理、各自规划设计、基础建设重复等问题也日益突出。因此，合理构建区域物流网络，使各网络节点协调发展，资源合理分配，对于促进区域经济发展具有现实意义。本文在综合分析山东省各市各项物流指标的基础上，通过各城市之间综合物流质量、物流引力与物流隶属度的分析，借助轴辐式物流网络探究山东省省域物流网络的构建机理，并对其未来发展提出相关建议。
1 文献综述
轴辐式网络理论起源于国外，研究所涉及的行业范围较广。轴辐理论的提出者奥凯利[1](O’Kelly.1986)第一次提出了二次整数规划的网络设计模型(p-hub模型)；Chieh-Yu[2]借助轴辐式网络，为美国的航空运输业构建了多枢纽轴辐式运输网络；Akiolmai和Koichi Shintani[3]通过对比港口之间的直达运输和轴辐式水陆运输两种运输方式，验证了轴辐式在水路运输领域的可行性；Julia[4]等在多式联运的背景下，提出了轴辐式物流网络的枢纽节点选址和枢纽处货物装卸、转运问题并提出相关求解算法；Ashish Verma[5-6]等运用DEA数据包络分析与轴辐理论构建了一种为城市公交运输服务开发枢纽和节点网络的方法,大幅提高了班加罗尔市的公交运营效率。
国内关于轴辐网络理论的研究虽然起步较晚，但是对于国外学者模型算法的研究较为充分，并能结合中国国情进行研究。王玉勤[7]通过分析贵州省物流业发展存在的问题，以轴辐理论为基础，构建了贵州省轴辐式物流网络，并提出相关发展建议；沈彬彬[8]等以最小化运输成本、固定成本、仓储处理成本、时间惩罚成本和退货成本为目标建立模型，给出了海外仓库选址的具体方案和思路；赵晋[9]等提出了一个基于二维有序聚类方法与枢纽选址模型的两阶段法解决大规模轴辐式网络规划问题，并成功应用于中国邮政速递物流公司的网络规划问题中。
2 研究方法与指标选取
2.1 研究方法
以往用轴辐式理论来研究区域物流网络结构的文献中，大多集中于对主要枢纽的选择和分析，过多的注重枢纽城市的强大辐射力，而忽视了物流节点之间也会因为经济等原因产生强大的吸引力。所以本文采用主成分分析法对城市物流质量进行综合评分，引入引力模型和隶属度模型来综合分析城市间存在的物流引力，确定各城市的归属划分，依托轴辐网络来清晰全面的展现山东省区域物流网络布局。
八十年代的“重写文学史”，主要是在微观层面上进行研究，或者是以整体观念来看待整个二十世纪的中国文学。但是对一些宏观理论例如怎样对待文学与历史之间的关系，怎样重写文学史，如何看待自己的学术立场等问题叙述不甚明了。笔者认为，对具体作家作品等重新研究评价之所以会成为“重写文学史”的重心，关键在于“重写文学史”表现出了诸多的自觉特点。
2.1.1 轴辐式网络
为什么中国和东亚学生在国际学生评估中能够拿高分，在国际奥林匹克数学竞赛中名列前茅？因为他们从孩提时代起在逻辑推理和分析思维方面就受到了训练.小学数学里，四则运算的综合运用占了相当比重，各式各样的应用题很多，有些具有相当难度.因此，学生不仅掌握了运算技能，而且对问题获得了切实的理解.他们了解什么情况下应用、怎么应用每一种运算.
轴辐式网络结构是由轴(Hub)和辐(Spoke)组成的，是一种类似于车轮的空间形态。其中，轴是指物流网络中的物流枢纽，负责整个网络中大部分资源的中转配送；辐是物流枢纽到各末端节点之间的运输线路[10],通过干线大批量货物的运输可以获得可观的规模效应。轴辐式网络结构见图1。
图1 轴辐式网络结构
2.1.2 主成分分析法
从综合物流质量的得分情况看，各市物流质量发展水平差异显著，整体发展不均衡，形成了青岛、济南和烟台超前，临沂潍坊紧跟，鲁南地区均衡，其他地区落后的局面。
（1）试验结果表明，添加胆汁酸和益生素的试验组，其生猪体重、自身抗病性都明显提升，有效降低了发病的几率，显著提高了生猪的成活率，生猪头均出栏重增大，料肉比降低；试验组生猪每头的经济收益比对照组高193.37元。因此，日粮中添加胆汁酸与益生素可有效促进生猪的生长于发育，进而提升养殖户的经济收益。
2.1.3 物流引力模型
引力模型最初来源于牛顿的万有引力定律，用在物流领域可衡量各城市间物流活动产生的引力大小，以此来辅助规划运输网络[12]，其公式如下：
(1)
其中，R ij 为两个城市之间的物流引力大小；G 是系数常量，其对城市间物流引力的测度没有影响，一般取1[13]；M i 为i 城市综合物流质量得分；D ij 为两城市之间的加权运输距离。
通过主成分分析法对山东省各城市2010～2017年相关物流指标进行分析处理，得到各城市8年物流综合得分数据，借助Spss软件对未来三年各城市得分进行回归预测，取三年均值作为城市i物流综合质量得分。
糖尿病、甲状腺功能低下、多囊卵巢综合征、黄体功能不全和肥胖症被认为是流产的高危因素。但控制良好的糖尿病患者和甲状腺疾病患者的复发性流产的发生率与正常人群相似。
根据各指标数值，采用主成分分析法对2010-2017年山东省各市的综合物流质量进行打分排序，通过对每个城市不同年份物流质量的综合评价，利用spss软件进行回归分析，求得各市未来三年物流综合水平发展趋势并取均值，作为各城市的综合物流质量得分，为方便分析和计算，将最终得分放大相同倍数作为最终得分，最终结果见表2。
(2)
其中，k 代表两个城市之间的运输方式(k =1表示公路运输，k =2表示铁路运输)；D ijk 代表城市i 到城市j 之间第k 种运输方式的总运输里程数；λ k 表示第k 种运输方式所占总运输里程的权重，以各运输方式里程数所占所有运输方式总里程数的比重来确定取值。
2.1.4 物流隶属度模型
物流引力可以反映各城市之间的物流联系密切程度，而物流隶属度可以确定各城市之间在物流活动上相互依赖的程度，即轴心城市对于辐点城市的辐射能力[14]。主要计算公式如下：
(3)
其中P ij 表示物流隶属度,即城市i 在物流活动中隶属于城市j 的概率；R ij 为两个城市之间的物流引力大小。
2.2 物流质量评价指标选择
城市物流综合质量的评价需要客观、全面、科学的指标评价体系，只有充分考虑城市区域经济发展水平、交通基础设施建设情况和物流市场的需求情况才能有效全面的对城市物流质量进行衡量[15-16]。综合考虑山东省的经济结构特点及地理区位因素，选取三个一级指标，十二个二级指标作为代表区域经济发展水平和物流的整体需求，所有指标数据均来源于《山东省统计年鉴》(2011-2018年)、山东省各市统计年鉴(2011-2018)以及政府公开网站。
表1 山东省城市物流质量评价指标体系
3 山东省城市物流质量的评价
取水系沉积物标准样品GBW07449和GBW07453，按照实验方法分别加入一定量的铼标准溶液进行加标回收试验，结果表明，回收率在91%～103%之间，具体见表4。
表2 山东省各城市综合物流质量得分
如何选取轴心城市是构建山东省省域轴辐式物流网络的关键，因此需要对山东省17个城市的多年相关物流指标进行评价和筛选。本文采用主成分分析法对相关物流指标进行降维处理，把多个互相关联的指标转化为少数几个不相关的综合指标进行分析，使各个主成分之间互不关联[11]。
从泰国文化旅游发展经验看花山文化的整体打造 …………………………………………………………………… 黄海云（4/62）
综合考虑运输方式以及地理区位的可达性，采用不同运输方式下运输里程数的加权距离和作为城市之间的运输距离，公式如下：
4 山东省区域物流网络结构的建立与优化
4.1 区域物流网络节点及辐射范围的确定
根据图2的聚类结果，我们可以将山东省的城市分为三个等级。第一等级的城市有济南、烟台、临沂、潍坊和青岛五个城市，属于轴辐式网络中的轴心城市；第二等级的城市有淄博、济宁和滨州，是轴辐式网络中的辐点城市；第三等级的城市为枣庄、莱芜等城市。
研究者利用starBase数据库预测lncRNA ASB16-AS1可能结合的miRNA：hsa-miR-4306、hsa-miR-370-3p、hsa-miR-379-5p、hsa-miR-411-5p、hsa-miR-3529-5p、hsa-miR-122-5p、hsa-miR-185-5p、hsa-miR-4644。下一步实验拟探索lncRNA ASB16-AS1与这些miRNA有无相互作用以及对应下游机制。
假设在正午时刻太阳的方位角为A，如建筑物在12时刻的向光面坡向为 [A-90，A+90]，据此分别提取不同时刻的建筑物背光面轮廓(以下以提取时刻为12∶00 的背光面轮廓为例，其他时刻问题不重复说明)。选择 [Spatial Analyst 工具]→[地图代数]→[栅格计算]工具，在对话框中输入公式：((" aspect 12">=90)&("aspect 12"<=270))&("aspect 12">= 0)，计算12∶00时方位角为180的建筑物背光面轮廓，如图6。
本文采用2010-2017年山东省各城市预测均值作为综合物流质量，借助spss软件对其进行树状聚类分析，对山东省各市进行轴辐式物流网络的节点层级划分，结果如图2所示。
从综合物流质量变化趋势来看，潍坊与临沂物流综合能力增长迅速，成为山东省不可缺少的物流中转枢纽。济宁、滨州、淄博、聊城、菏泽等地排名一直处于中游，发展趋势平稳，物流规模已经成型且较为稳定。莱芜、威海、枣庄等地经济发展水平较低，在物流业的发展水平上与其他城市存在差距。
图2 综合物流质量聚类树状图
4.1.1 轴心城市与辐点城市的确定
4.1.2 城市间物流引力的测定
文章采用山东省各市之间多种不同运输方式的加权运输里程来作为城市之间的真实运输距离，将综合物流质量和加权里程数据带入引力模型，求得各城市之间的引力大小，结果见表3。
表3 加权里程与物流引力表
注：1.上表右下部分为加权里程表，左上部分为物流引力表；
2.公路与铁路里程数据分别来源于谷歌地图、百度地图和盛名时刻表；
3.货运方式占比根据《山东省统计年鉴》(2010-2017)中公路与铁路总货运量占比，设定两种运输方式权重分别为94%和6%；
4.无铁路城市按照100%公路里程计算。
4.1.3 城市隶属度的确定
轴辐式物流网络中轴心城市具有强大的辐射能力，可以带动周围辐点城市的物流能力发展。相关文献指出，轴辐式物流网络中存在4～5个轴心城市时，网络结构最稳定，总成本最低[17]。本文选取济南、青岛、烟台、潍坊、临沂五个城市作为轴心城市，利用隶属度模型对轴心城市的辐射范围进行测度，结果见表4。
表4 物流隶属度
各轴心城市的辐射范围为：青岛辐射日照；烟台辐射威海；济南辐射泰安、莱芜、德州、聊城；临沂辐射枣庄、济宁、菏泽；潍坊辐射淄博、东营、滨州。
4.2 山东省区域物流网络建设
轴辐式物流网络中轴心城市之间构建的通道称为干线通道；连接轴心城市与辐点城市的通道称为支线通道，支线通道的构建主要依靠城市隶属度确定；除了干线通道和支线通道之外，某些强引力的辐点城市之间也会存在点对点通道，以减少资源浪费，点对点通道引力聚类结果见下表。
表5 辐点城市间物流引力强度聚类结果
根据山东省十七个城市之间的综合物流质量分析结果，确定了轴心城市与辐点城市及其辐射范围，确定了干线通道、支线通道和点对点通道的构建，以山东省实际区域网络结构为基础，构建山东省区域物流网络结构，如图3所示。
图3 山东省区域物流网络结构
5 总结与发展建议
本文利用主成分分析法以及spss软件对山东省各市相关物流指标进行分析与预测，得到能够刻画各市物流综合质量的总得分，引入引力模型和隶属度模型对各城市间物流关系进行进一步定量分析，运用轴辐式物流网络构建了山东省省域物流网络结构并适当调整，全面直观的展现了山东省物流发展格局，分析省域物流网络结构，得到以下结论：
①以济南—潍坊为中心，以泰安、东营为顶点的区域内部，城市间物流引力强劲。在此区域内，除济南—潍坊干线通道外，泰安、莱芜、淄博、滨州、东营之间构成了一条南北向的点对点通路，城市间物流引力最大达到292.2，具有极强的物流相互作用。其中，淄博位于区域中心，与济南、潍坊之间的物流引力高达223.6与206.3，与滨州、莱芜之间的物流引力也达到了292.2和119.6，具有发展物流业的广阔前景。该区域内的城市，可充分发挥济南省会城市以及潍坊山东半岛中心城市的优势，以这两座城市为“两极”，以点对点通道为“轴”，推动经济结构转型，做大做强物流产业。
3.2.2 蓖麻PIP5K基因家族各成员在同种花序不同基因的相对表达量 综合图4的荧光定量PCR结果来看，除PIP5K4的表达未能检测到荧光，因此PIP5K4可能与花序轴性状无太大关系，有待进一步探究。而PIP5K1、PIP5K2、PIP5K8、PIP5K9的相对表达量较高。PIP5K6及PIP5K11均有少量的表达。并且无论在单雌、标雌还是两性植株中，无论在4叶期、5叶期、主茎穗期及二级分支期，PIP5Ks基因家族的相对表达量的变化趋势都较为相近。因此判断蓖麻PIP5Ks基因家族对蓖麻花序轴性状起到共同调控的作用。其调控机制有待进一步研究。
②以临沂为中心的鲁南物流圈中，物流引力较弱，区位优势明显。鲁南物流圈中物流引力最强的为菏泽与济宁，达到134.7，两城随着经济的发展，物流联系不断增强，而济宁也成为联系菏泽与济南城市群物流活动的重要通道。枣庄与菏泽、济宁之间的物流引力极弱，但枣庄与临沂的物流引力达到82.4，可借助临沂促进自身物流业发展。临沂作为该区域的轴心城市，承担着西接济宁，东接青岛、日照，北接济南，南接徐州的重要使命，但其与区域内城市间物流引力较弱。该区域内的城市，可充分利用临沂市物流资源，借助临沂作为山东物流“南大门”的区位优势，加上菏泽—济宁—泰安点对点通道，发展北接济南都市圈的内陆物流，东接沿海港口的航海物流，南接徐州等交通重镇的多元化物流发展。
2014年农村水电工作的重点：一是全年新增装机200万kW，全面完成电气化、代燃料和增效扩容改造年度建设任务，力争启动农村水电直供电片区电网改造，积极引导当地农民以被占用的土地、山林补偿入股参与农村水电建设，分享发展成果。二是建立绿色小水电评价标准和管理制度，积极争取激励政策，落实配套措施，在规划、建设和运行全过程推进绿色小水电建设，保护生态环境。三是选择有一定规模和一定基础的1 000座电站开展安全生产标准化建设试点，发挥示范带动作用，加强安全监督，全面提升农村水电行业安全生产水平。四是探索建立农村水能资源产权制度，积极推行资源开发权有偿出让和市场化配置，提高资源配置效率和效果。
③以青岛、烟台为中心的胶东物流圈中，物流引力强劲，产业发展前景广阔。青岛、烟台两沿海城市经济发达，物流市场规模庞大，青岛与日照、潍坊的物流引力强劲。此区域内城市首先应加强与潍坊、临沂之间的物流联系，借助这两个轴心城市实现对济南物流圈以及鲁南物流圈的物流协同发展。同时，作为山东省海运的桥头堡，应重点发展中日韩海运物流，推动“青潍烟”物流产业一体化发展，努力发展成东北亚国际航运的物流枢纽。
[参考文献]
[1] O’Kelly M E.A quadratic integer program for the location of interacting hub facilities[J].European Journal of Operational Research,1987,32(3):393-404.
[2] Chieh Yu.Modeling investment options for multimodal transportation networks[J].Transportation Research Part A:Policy and Practice,1997,8(31):57-69.
[3] Imai A,Shintani K,Papadimitriou S.Multi-port vs.Hub-and-Spoke port calls by containerships[J].Transportation Research Part E:Logistics and Transportation Review,2009,45(5):0-757.
[4] Julia Rieck,Carsten Ehrenberg,Jurgen Zimmermann，et al.Many-to-many location-routing with inter-hub transport and multi-commodity pickup-and-delivery[J].European Journal of Operational Research，2014，236(3):863-878.
[5] Amalingayya B.Hosapujari,Ashish Verma,evelopment of a Hub and Spoke Model for Bus Transit Route Network Design,[J].Procedia - Social and Behavioral Sciences,2013,104:835-844.
[6] Ashish Verma,Alpana Kumari,Divyakant Tahlyan,Amalingayya B.Hosapujari,Development of hub and spoke model for improving operational efficiency of bus transit network of Bangalore city,[J].Case Studies on Transport Policy,2017,5(1):71-79.
[7] 王玉勤.贵州省轴辐式物流网络构建研究[J].铁道运输与经济,2015,37(12):41-46.
[8] 沈彬彬,杨勇生,杨斌,许波桅,李军军.基于轴辐式网络的跨境电商海外仓库选址[J].上海海事大学学报,2016,37(04):7-14.
[9] 赵晋,王继平,李晔.基于二维有序聚类的大规模轴辐式网络规划方法研究[J].上海管理科学,2013,35(05):49-51.
[10] 付江月,陈刚.轴辐式城市物流网络演化模型与算法[J].计算机应用研究,2015,32(12):3605-3608+3617.
[11] 童其慧.主成分分析方法在指标综合评价中的应用[J].北京理工大学学报(社会科学版),2002(01):59-61.
[12] 鲁渤,汪寿阳,匡海波.基于引力模型的区域物流需求预测研究[J].管理评论,2017,29(02):181-190.
[13] 岳云霞,吴陈锐.中智自贸协定贸易效应评价——基于引力模型的事后分析[J].拉丁美洲研究,2014,36(06):55-59+65.
[14] 唐建荣,张鑫,杜聪.基于引力模型的区域物流网络结构研究——以江苏省为例[J].华东经济管理,2016,30(01):76-82.
[15] 田时中,涂欣培.长三角城市群综合发展水平测度及耦合协调评价——来自26城市2002—2015年的面板数据[J].北京理工大学学报(社会科学版),2017,19(06):103-113.
[16] 曹飞,中国省域新型城镇化质量动态测度[J].北京理工大学学报(社会科学版),2017,19(03):108-115.
[17] Nobuo Matsubayashi,Masashi Umezawa,Yasushi Masuda,Hisakazu Nishino.A cost allocation problem arising in hub-spoke network systems[J].European Journal of Operational Research,2003,160(3):821-838.
Research on the Construction of Regional Logistics Network in Shandong Province Based on Hub -and -Spoke Theory
□QIU Yan -zhao ，XU Wei
(School of Transportation ,Shandong University of Science and Technology ,Qingdao 266590,China )
【Abstract 】The optimization of the construction of regional logistics networks is crucial for the coordinated development of the regional economy.Based on the basic principles of Hub-and-Spoke theory,the index system is constructed by selecting 12 indicators in three aspects:urban comprehensive development status,supply and demand status of logistics market and logistics infrastructure level.Taking the data of 17 cities in Shandong Province from 2010 to 2017 as the research object,using the principal component analysis method to determine the hierarchical system of logistics industry development in each city,determine the axis city and the spoke point city,introduce the gravity model and urban flow intensity analysis and measure Shandong.The regional logistics radiation capacity of 17 cities in the province has built a regional logistics network of Shandong Province with Qingdao,Yantai,Jinan,Linyi and Weifang as the axis,which provides reference for the conversion of new and old kinetic energy in Shandong Province.
【Key words 】Hub-and-Spoke theory;regional logistics network;gravity model
【中图分类号】 F251
【文献标识码】 B
【文章编号】 1674-4993(2019)11-0009-04
doi: 10.3969/j.issn.1674-4993.2019.11.004
【收稿日期】 2019-08-27
*基金项目： 山东省社会科学规划研究项目(项目编号：18CCXJ25)；青岛市社会科学规划研究项目(项目编号：QDSKL1801134);青岛市双百调研工程项目(项目编号：2019-B-10)
【作者简介】 仇延昭(1996— )，男，山东青岛人，山东科技大学硕士研究生，研究方向：物流节点路径优化等。
标签：轴辐理论论文; 区域物流网络论文; 引力模型论文; 山东科技大学交通学院论文;