基于SD模型的物流与城市协同发展仿真研究

戴万亮 董智玮

与对策研究”（W2015012）

中图分类号：F061.5 文献标识码：A

内容摘要：现代物流业是发展中的复合型朝阳产业，在一定程度上刺激城市的发展。本文采用系统动力学模型，选取辽宁省2008-2015年社会发展和物流相关数据，使用Vensim PLE软件进行模拟仿真并检验。通过改变物流基础设施投资比例和货车SO2排放贡献率的参数设置，进行比较分析得出，系统内物流产业发展和城市的经济、环境以及社会发展水平均相互关联，物流产业发展可以在一定程度上促进城市经济和社会发展，并改善城市生态环境。

关键词：城市物流 城市发展 系统动力学模型

引言

随着互联网时代的到来，2016年全国两会在“互联网+传统产业”的基础上将“互联网+物流”列入重点规划，物流业乘着“大众创业，万众创新”的东风迅速发展，学者们开始将物流业与城市发展的协调问题并入研究规划中。

但是，已有研究多单一性关注物流与城市某一方面的发展关系，并未全面厘清物流业与城市经济、社会及环境的复杂关系。因此，本文综合提炼出符合时代和社会进步的系统内影响因素，着重研究物流业与城市全局发展的协同性。

物流与城市发展关系分析

（一）物流与城市经济发展

物流产业与城市经济发展间相互作用。物流业的成长在一定程度上拉动城市经济增长，而城市经济增长会反向推动城市物流形成新的规模格局。在国家宏观政策的影响下，城市经济的快速增长改善了居民生活水平，城市居民对于服务的体验要求提升，服务行业占比升高促进地区产业结构优化。2013年，国家主席***在古代“丝绸之路”通商举措的基础之上提倡建设新时代的“一带一路”，构建“一带一路”的国家产业链和生产格局。“一带一路”沿途所经城市掀起了商贸往来热潮，给物流业创造新的机遇。城市物流基础设施成为吸引外部投资的吸睛点，催生了交通业、信息业、商贸业以及旅游业的繁荣。物流中心的修建和使用拉动了城市公共基础设施建设，完善了城市功能，促进产业发展集聚。

（二）物流与城市社会发展

国家经济进入新常态以后，“互联网+物流”的平台模式成为物流的发展导向和新经济增长点。2016年，多省市投放大量新能源车辆，进行快递配送车辆的替换与统一管理。绿色城市配送车辆既缓解了配送压力，又有效减少了废气排放情况。2017年两会将“降低物流成本，进行物流供给侧改革”作为重点改革目标，补物流业的短板，充分发挥物流行业在城市发展中的竞争能力。配送网点的密集分布及社区便利店开展的服务设置整合优化了城市的社会资源。城市的规划布局与物流配送中心的选址相协调，且利用城市的区位优势和地理自然因素，可以设计出可持续发展的城市动力发展策略。

（三）物流与城市环保问题

物流业升级期间，大型传送、分拣等设备的投产形成智慧物流并提高了物流效率。随着社会的进步，为了满足日益增长的物流需求，物流企业投入大额资金，引入先进的自动化设备来改善物流供给能力，政府也辅助修建物流基础设施，然而在物流加工和流通环节产生的废弃物和有害物质缺乏有效治理，污染物的排放污染了城市自然资源。物流运输环节中，运输车辆加剧了城市的拥堵现象，排放的SO2、NO2等有害气体，严重危害著城市居民的身体健康。2017年两会重申，绿色物流需要多方合力，秉承国家坚持生态文明建设、牢固树立绿色发展的理念，物流企业和政府应联合进行绿色物流技术创新，发展回收物流、逆向物流，使社会资源获得充分整合。

物流与城市发展的系统动力学模型

（一）系统因果关系分析

城市的发展主要在于经济、环境以及社会的发展。首先，随着第三产业比重升级，城市物流基础设施的投资比例占城市GDP的比重逐渐上升，必会带动城市路网的建设、物流中心的修建以及物流信息水平的进步；其次，路网的承运能力增加在一定程度上可以缓解城市的拥堵状况，抑制在途运输车辆的能源消耗和废气排放，随之减轻空气污染程度；再次，物流中心的选址规划与建设必定在城市持续发展战略规划范畴之内，合理的城市格局可以帮助完善城市功能，提高居民生活水平和社会发展水平；最后，城市物流信息化水平的先进性可以有效进行物流信息传递，降低交通运输成本，刺激城市的贸易流量和生产总值。基于以上分析，可得出物流与城市发展因果关系，如图1所示。

（二）系统流图构建

在分析物流与城市发展基本因果关系的基础上，添加若干个辅助变量，构成物流与城市发展的系统流图，如图2所示。城市GDP总量是权衡经济情况的最佳指标，因此选择城市GDP总量反映城市经济发展水平。城市的社会发展水平受到教育结构、城市居民生活质量等多种因素影响，此模型中以固定资产的投资量及物流基础设施投资额来衡量物流业发展状况，此外，以SO2排放量来测量城市生态环境水平。模型中选择货物周转量来量化物流供给能力，选择外贸进出口总额和社会消费品总额对物流需求进行转换。当物流供给能力不能满足实际物流需求时，会产生一定的物流差异，而物流差异在一定程度上会阻碍城市经济发展。此外，生产总值和固定资产投资效果会影响城市新一轮固定资产投资额，物流基础设施建设的匮乏会引发城市道路拥堵，导致货车不必要的能源消耗和增加尾气排放量，危害城市生态环境。

（三）SD方程及参数说明

本文选取2008-2015年《辽宁统计年鉴》作为基础数据，在参考文献资料的基础上，利用统计学回归分析方法进行数据测算以确定参数变量。系统流图模型中共存在3个存量变量、6个速率变量和23个辅助变量，关键变量、方程以及参数说明见表1。

（四）模型检验

运行模型，取年鉴中2008-2015年GDP与固定资产投资额的真实值与仿真值作对比，结果如表2、表3所示。由表中数值可以看出，除了2015年外，其余年份的误差值均控制在10%以内，说明该模型的仿真结果与实际情况相吻合，模型具有借鉴作用。而2015年的实际值与仿真数值有较大差异，实际生产总值增速和固定资产投资呈现断崖式下跌，2016年GDP总值更是负增长。主要原因是辽宁省作为老工业基地，传统产业优势在削弱，主要支柱行业不振影响外贸进出口总额下降且产业结构不尽合理，缺乏新兴产业。而辽宁省2015年推进供给侧结构性改革，重塑经济格局也影响固定资产投资水平。

SD仿真模拟分析

在模型有效性不变的基础上，分别将物流基础设施投资比例增加至0.08，降低货车SO2排放的贡献率为1.1，进而分析城市生产总值、物流状况、固定资产投资和生态环境水平在不同情况下的变化，仿真结果比较如图3-图6所示。

如仿真模拟图中所示，当物流业有所发展，也就相当于增加物流基础设施投资比例时，物流基础设施投资额的增加会提升路网和物流中心的修建投入水平，加强物流信息流通量，从而带动城市发展同方向变化。而当路网的承运能力增加，改善了城市交通拥堵状况，就等同于抑制了货车在运输途中的SO2排放量，优化了城市环境。通过降低货车SO2排放的贡献率模拟生态环境得到改善，由仿真结果可以得知，资源的合理配置和减少污染物的排放可以联动经济和社会发展，进而提升物流基础设施投入，形成良性循环。

结论

第一，辽宁省要想振兴經济，必须调整优化产业结构，提升第三产业比重，转变经济发展方式，重视节能环保和生态建设，以深化改革促发展，提升固定资产投资效益。第二，随着城市生产总值的逐年增加，居民生活水平提高会带动消费品总额的增加，外贸发展会促使物流需求量越来越大，城市需要相应提升物流供给能力，缩小物流差异，削弱物流差异对经济的阻碍作用。第三，物流基础设施的投入建设以及物流活动中对于废弃物的管理都能有效改善城市生态环境，资源的合理利用符合社会可持续发展的要求，绿色物流和循环物流是未来物流发展主要趋势。第四，物流业不仅为区域经济发展提供基础性作用，同时也影响和制约整个区域经济的运行速度和效益。合理进行物流活动对社会发展水平以及城市经济和生态环境具有协同效应，秉承物流与城市和谐发展的理念，形成良性循环，推动城市发展步入新的阶段。

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