基于力学车体模型的铁路货运物流创新发展研究
王 岩1，郭志达2*
(1.大连科技学院 经济与管理学院，辽宁 大连116052；2.大连交通大学 经济管理学院，辽宁 大连 116028)
摘 要 基于新形势下铁路货运物流创新发展的背景与现实问题，借用物理力学的基本原理来模拟铁路货运物流系统，通过建构铁路货运物流创新发展的力学车体模型，分析如何创新发展铁路货运物流运作模式进而减缓货运改革的阻力，从而增加铁路货运物流创新发展动力.最后，提出推进铁路货运物流创新发展的应对策略.
关键词 铁路货运；力学原理；货运改革；创新
铁路作为国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具，是综合交通运输体系骨干、重要的民生工程和资源节约型、环境友好型运输方式，在现代物流体系中发挥着重要的作用[1].铁路货运为国民经济持续快速、协调健康发展提供了强大的运力支持，这为物流业的快速发展奠定了坚实的基础[2].国务院办公厅于2018年10月9日印发了《推进运输结构调整三年行动计划(2018—2020年)》，提出大宗货物运输“公转铁、公转水”为主动方向，通过三年集中攻坚，到2020年实现全国货运运输结构明显优化[3].我国已提前完成并投入运营了“四纵四横”高铁网建设任务，奠定了我国铁路运输位居世界首位的基础，铁路运输创造了前所未有的成果，同时铁路技术也已经达到了世界先进水平，为“一带一路”的建设发展做出了巨大的贡献.在此背景下，我国铁路物流如何进一步深化改革、创新发展，成为当前我国铁路货运物流创新发展领域的重要研究课题之一.国内外众多学者研究是以追求最优化的货运业务流程[4-8]和货运物流发展模式研究[9-11]为目标，而铁路货运嵌入社会物流的创新发展过程中总是伴随着动力和阻力因素，面对铁路系统市场化改革的持续推进形势，铁路货运物流创新发展的成功与否与其自身的动阻力之间存在着一定的因果关系.有鉴于此，本文将从物理力学的角度出发，借助力学车体模型具体分析铁路货运物流系统创新发展的总动力过程，以期为中国铁路货运物流的可持续发展提供新思路.
1 铁路货运物流创新发展的现状
铁路货运占据中国货物运输市场的半壁江山，在国家交通运输行业体系中起骨干作用.“互联网+”与人工智能相融合的现代物流业已经进入了一个协同创新发展的阶段，在此阶段中，注重以市场为导向，以效益为中心，以服务为根本，加快创新转型，成为现代物流运行模式创新的重点.铁路总公司于2018年5月1日决定下调铁路主要货物运价，同时，将铁路运输服务增值税税率从11%降至10%，运用价格优势“吸引”客户.此外，面对公路运输随到随走、方便快捷的特点，铁路货运部门通过简化货运手续、实行“门到门”服务、优化运输组织并推进不同运输方式间的有效衔接，实现“公铁联运”等一系列措施缩短货运周期，以运输时间的保障“留住”客户.截至2018年11月，我国铁路货运量达到36.79亿吨，同比增长8.8%，具体变化形势如图1和表1(资料来源：中国铁路总公司发改部)所示.
汽车启动了，尾灯闪烁着美丽的光芒渐然远去。只需几分钟，阿里和罗爹爹便会抵达东湖。困扰阿东的问题，解决起来竟是那样简单。
图1 2014—2018年中国铁路货运量及增速情况
表1 我国铁路货运主要指标完成情况表(2018年1—11月)
2 铁路货运物流创新发展的力学车体模型
2.1 动、阻力构成
2.1.1 动力 推动创新改革的力量分为四个方面，他们之间相互制约相互促进，共同作用于铁路货运物流的创新发展.铁路货运企业持续发展的创新战略与员工为实现企业愿景进而提高自身绩效等激励机制相结合，形成了推动铁路货运物流创新发展的关键推力；随着国内经济高速发展，庞大的运输内需市场形成有力的“拉动效应”促使铁路物流企业创新发展；国家为治理环境污染限制“汽运煤”之后，铁路运输成为煤炭运输首选方式，这种政策的推行必然会形成铁路货运物流发展的外部推力；铁路物流企业内部为实现降本增效进行大刀阔斧的改革是推进铁路货运创新发展的内生动力.
2.1.2 阻力 铁路货运创新改革、持续发展必然遇到阻力，这些反对的声音、阻碍的行为甚至对抗的力量形成阻力共同作用于铁路货运创新发展.外部的环境阻力主要来自宏观政策调控、经济形势变化、物流市场中的竞争对手；内部的组织阻力源于各局之间管理失调、协调度低；企业的模式阻力产生于企业生产运作模式结构性改变，以往的计划性发展模式被颠覆.
图2 铁路货运物流创新发展的力学车体模型
2.2 力学车体模型
“力学车体模型”作为一个描述性模型，表现为对铁路货运物流创新发展的动力因素和阻力因素进行描述性分析.如图2所示，在总动力的作用下，t 1、t 2时刻的演化状态为E (t 1)、E (t 2).其中，F 为总动力、F H 为推力、F C 为拉力、F EC 为内生动力、F RE 为阻力.
湖湘学派的前辈先贤们在“知行”中，推崇“行”的重要性，力戒空谈，强调经世致用的优良传统在求学时期的毛泽东身上留下了深刻的烙印，影响了他的知行观，尤其是王船山对他的影响最大。
3 铁路货运物流创新发展的总动力分析
3.1 力学方程
δ i 为权重系数，δ 1表示个体阻力的权重系数，δ 2表示组织阻力的权重系数，δ 3表示经营依赖模式阻力的权重系数，
F =ω 1F H +ω 2F C +ω 3F EC -θ 1F RE -θ 2F R ，
(1)
式(1)中，ω i ,θ j 为各动力和阻力的作用权重系数，
③若F 外动-F 外阻>0，F 内动-F 内阻<0，又|F 外动-F 外阻|>|F 内动-F 内阻|，则F >0.
②若F 外动-F 外阻<0，F 内动-F 内阻>0,又|F 外动-F 外阻|<|F 内动-F 内阻|,则F >0.
2018年9月21日生态环境部印发《京津冀及周边地区2018-2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》中提出，大幅提升铁路货运比例，充分发挥已有铁路专用线运输能力，在条件具备的情况下禁止公路运输；加快港口和钢铁、电解铝、电力、焦化、煤矿等重点工矿企业铁路专用线建设.2018年12月底前，天津港、唐山港、黄骅港等环渤海及山东省域港口的集港煤炭全部改由铁路运输，大幅提升疏港矿石铁路运输比例[12].铁路货物运输种类的结构性需求变化等必然会成为一股强大的推进力量，为铁路货物物流创新发展提供外部推力.
3.1.2F C 为拉力 “一带一路”倡议的实施会加快现代物流布局，必然会促进铁路货运物流创新发展，同时与电子商务共同崛起的快递物流行业等形成了铁路货运物流创新发展的外部环境拉力F CE ；铁路总公司内部覆盖全国的铁路运输网络及高铁快捷物流的实际发展等都要求铁路货运为创新变革提供内部环境拉力F CI ；社会需求的变化所带来的拉力F CC (比如，面向市场的客户需求多样化、个性化、定制化的需求变动，货源结构改变等要求).即：
“谢谢你送给我最完美的礼物。爱骨如你，显而易见这里的每一块骨骼是按照人体各部位构造安放，各居其位，唯有两块骨骼打破规则，第一块是你送给我的颅骨，第二块是最右侧看似不起眼的指骨，指骨主人的出现影响到你日后的人生轨迹吗？”
F C =η 1F CE +η 2F CI +η 3F CC ，
(2)
3.1.5F R 为铁路货运物流创新发展过程中的个体阻力F R1 、组织阻力F R2 和经营依赖模式阻力F R3 具体表现为管理分散、缺乏专门的激励机制及根深蒂固的传统货运组织模式.因此，阻力F R 应表示为：
将公式(2)、(3)代入公式(1)，得到总动力F
3.1.4F RE 为阻力 外部社会阻力F RE 主要表现在宏观政策变化、经济形势及市场竞争对手等相关因素.在改革发展进程中，同时会受到内部和外部的共同阻力影响.现代物流经济发展需求的变化导致货源结构也发生了深刻的变化，由原来的大批量、同质化转变为小批量、多样化，复杂多变的市场与客户需求对物流企业也提出了更高的要求；物流业作为新兴的产业虽然市场广阔，但近几年专门从事物流服务的企业也是如雨后春笋，层出不穷，其中不乏实力雄厚的企业，由此产生的市场竞争也是不可避免的.一般情况下，外部环境的阻力是不可消减及调和的.
云南大学艺术与设计学院自创办以来，本着立足西南、辐射全国、面向世界的发展目标，积极坚持国际化建设方向，通过“以创带基，因材施教”的教学模式，加强学生综合能力培养，于2005年荣获国家教育部教学成果二等奖。学院已经具有雄厚的专业类师资力量，即在编教师中具有包括国家社会科学基金艺术学重大招标项目首席专家一名；国家本科教学指导委员会委员三名；省部级以上人才项目入选者三名；教授11名；副教授20名。并与香港理工大学合作成立了艺术设计与社会发展研究中心。
式(2)中，η i 为权重系数，
F R =δ 1F R1 +δ 2F R2 +δ 3F R3 ,
(3)
由图2的力学车体模型，总动力F 可表示为：
大数据，又称巨量资料，最早由美国芝加哥大学商学院教授詹姆斯·麦肯锡提出，如今在各个行业和领域中都变成了不可或缺的生产因素。人们对收集到的庞大数据进行整合和分析整理，可以发现新知识、创造新价值，实现资讯的有效利用。近年来大数据在教育领域的应用也渐变得广泛起来。
3.1.3F EC 为铁路总公司期望降低货运物流成本、优化产品供给的内生动力 2018年7月3日，铁路总公司发布《2018—2020年货运增量行动方案》中明确提出降低物流成本，优化产品供给，主动配合支持地方政府、港口及厂矿企业，大力推进铁路专用线建设，消除物流中间环节，实现各种交通运输方式无缝衔接，努力降低全程物流成本,切实提高铁路运输供给质量[13].
(4)
由公式(4)可知，F >0时，铁路货运物流创新发展过程才能进行.所以
F =(F 外动-F 外阻)+(F 内动-F 内阻)>0.
(5)
3.2 结果分析
对公式(5)进行假设分析，可以得出以下3种结果：
①若F 外动-F 外阻>0，F 内动-F 内阻>0，则F >0.
时光荏苒，距离小飞鱼孵化出来已经快一年了。它们也已经长到了40厘米左右，翼状的胸鳍也快长到30厘米长了。从4月初开始，飞鱼群便会纷纷顺着洋流南下，寻找温暖的海域，而有些种类的飞鱼会“固执”地前往它们的出生地，开始新一轮的繁衍。
3.1.1F H 为推力 为完成铁路货运改革目标，在铁路系统内部员工之间产生的协同效应，真正从制度、机制与流程上不断优化调整，这种力量是促进我国铁路货运物流创新发展的关键推力.
从上述分析可知，机械臂的承重性能与弹簧刚度、弹簧固定位置以及连杆的初始角度有关。为研究验证机械臂的静力学性能，利用ADAMS软件对机械臂进行仿真试验。将机械臂三维模型进行相应简化，导入ADAMS软件进行仿真研究。弹簧连杆机械臂仿真模型如图5所示。
其中：
①所表示的是F 外动>F 外阻，且F 内动>F 内阻.在这种情形下，铁路货运物流创新发展过程处在一个健康良好的变革创新环境下.
②所表示的是F 外动<F 外阻，且F 内动>F 内阻.即公司内部对创新变革的呼声较高，但外界条件明显还不成熟，若推行改革创新，在一定程度上仍有实施的现实意义.
③所表示的是F 外动>F 外阻，且F 内动<F 内阻.此时，外部宏观环境已经非常良好，但内部环境还不是很稳定.由于内部的作用力在一定程度上起决定性因素，即使F >0，但若强行推行铁路货运物流创新发展，必然会影响公司的稳定发展.
3.3 应对策略
(1)F 外动>F 外阻，且F 内动>F 内阻时，铁路货运物流创新发展处在一个最佳的变革环境之中.公司内部大多数员工对铁路货运物流创新发展持积极态度，同时，公司外部的变革环境也已经成熟.在此种环境下，铁路货运物流创新发展的速度和变革后所取得的成果都会成倍增长.铁路总公司应该顺应大势，加快铁路货运物流创新发展步伐.利用好“一带一路”的历史机遇，与“互联网+物流”等新型商业运作模式协同创新发展；借助内部覆盖全国铁路运输网络的优势，注重市场中客户需求多样化、个性化的需求变动，在社会物流的竞争中占优势地位；建立专门内部激励制度，以人为本，关注人的心理和意识发展，增强企业核心竞争力.
(2)F 外动<F 外阻，且F 内动>F 内阻时，铁路货运物流创新发展处在一个非最佳的变革环境之中.此种状态更多地表现为，内部呼声很高，铁路货运企业持续发展的创新目标与员工为实现企业愿景进而提高自身待遇的强烈奋斗意愿结合.但铁路货运物流创新发展的外部环境尚不明朗，可能表现为与市场竞争对手相比的基础设施落后、经营管理水平较低或是恶性竞争等现象.因此，外部阻力所带来的影响应是公司重点应对对象.对于物流设施落后和物流运作管理流程不科学而言，铁路总公司应该着力更新运输设施设备，构建客户与公司信息共享平台，积极引进物流管理与营销人才，优化铁路货运物流运作管理流程以提高物流效率；对于物流市场呈现饱和状态时，铁路货运物流创新发展更依赖于决策者的领导力，特别是决策者背后勇于担当的企业家精神，以及决策者对机遇与风险掌控能力.虽然这种铁路货运物流创新发展有一定的难度，但是也有较大的可行性，这需要铁路货运物流系统的相关管理与营销人才得到训练才能得以保障.
(3)当F 外动>F 外阻，且F 内动<F 内阻时，系统内部的阻力过大明显影响了整个铁路货运物流创新发展的过程.此时，虽然铁路货运公司外部变革环境良好，阻力小于动力，但由于公司内部各部门员工，对铁路货运物流创新发展没有积极地响应，甚至出现严重的排斥现象.因此，在创新变革的可行性方面是行不通的.如果强制推行，必然会对铁路货运企业造成破坏性的影响乃至加剧货运亏欠.在这种情况下，铁路总公司不应该强制推行铁路货运物流创新变革，而应该是在维持现状的同时循序渐进地做着创新变革的准备和积累工作，等待铁路货运物流创新发展机会与时机成熟时顺势而出.
4 结论
铁路货运物流的创新发展是系统内外环境下的动、阻力共同作用的结果，必须避免F 外动>F 外阻，且F 内动>F 内阻时，才能使创新改革发展做到切实可行.从结果①、②两种情况中可以看出，F 内动-F 内阻>0是铁路货运物流创新发展的前提条件，即铁路货运物流创新发展的内部动力大于内部阻力.同时不难发现，在铁路货运物流创新发展的过程中内部力与外部力相比较，内部力对铁路货运物流创新发展起到了决定作用.因此，铁路货运物流创新发展成功与否应该更多关注其系统内部力的变化情况，将创新发展与战略目标有机结合，加快铁路货运企业的现代物流创新能力建设，加强货运物流配套服务能力创新，建构铁路货运物流价值创新网络，巩固现有阵地，增强铁路在国家综合交通运输体系中的骨干作用，通过协同创新以开拓并占有市场满足铁路货运可持续发展，提供优质、高效、准时、灵活、清洁的产品或者服务，最大限度地满足货主的需求，以货运服务结构调整与经济效益为中心，使得中国铁路领先中国现代物流的行业标准.
日常实用性是奥迪R8 RWS的一大优势，即使这乍一看像是某种劣势—当车速在160公里/小时之内的情况下，R8 RWS为驾驶者带来的听觉和感受可能与普通的奥迪A4并无二致。然而，对于驾驶者而言，在体验狂躁驾驶乐趣之余，感受生命中的沉静与愉悦，也算是一件一举两得的乐事。
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Research on the Innovation and Development of Railway Freight Logistics based on Mechanical Car Body Model
WANG Yan1,GUO Zhida2*
(1.School of Economics and Management ,Dalian Institute of Science and Technology ,Dalian Liaoning 116052,China ；2.School of Economics and Management ,Dalian Jiaotong University ,Dalian Liaoning 116028,China )
Abstract Based on the background and realistic problems of innovative development of railway freight logistics under the new situation,the railway freight logistics system is modeled by using the basic principles of logistics mechanics.By constructing the mechanics car-body model of innovative development of railway freight logistics,this paper analyses how to innovate and develop the operation mode of railway freight logistics to slow down the resistance of freight reform,so as to increase the motive force of innovative development of railway freight logistics.Finally,based on the analysis results of the normative theory,the specific countermeasures to strengthen the innovative development of railway freight logistics are put forward.
Key words Railway freight;Mechanics principle;Freight reform;Innovation
收稿日期 2019-03-05
基金项目 国家自然科学基金“低碳运营环境下基于多方竞合博弈的多式联运系统干扰管理研究”(71671025)；中国铁路总公司科技计划重点项目“铁路物联网总体方案及平台研究”(2017X006-C).
作者简介 王岩(1981-)，女，辽宁葫芦岛人，大连科技学院经济与管理学院副教授，博士研究生，主要研究方向为物流与供应链管理.
*通讯作者简介 郭志达(1977-)，男，黑龙江拜泉人,大连交通大学经济管理学院副教授，博士，研究生导师，主要研究方向为管理优化与管理预测，铁路物联网与信息化.
中图分类号 F530.8
文献标识码 A
文章篇号 1008-2441(2019)02-0016-05
(责任编辑：张冬冬)
标签：铁路货运论文; 力学原理论文; 货运改革论文; 创新论文; 大连科技学院经济与管理学院论文; 大连交通大学经济管理学院论文;