基于GIS和CEM的资源型城市物流节点选址研究

1基于GIS和CEM的资源型城市物流节点选址研究孙智源，秦璐，于丽娜，赵浩然（北京交通大学交通运输学院北京，100044）摘要：通过对资源型城市物流节点进行分析，确定了资源型城市物流节点选址研究的必要性，提出了基于GIS和组合评价法的资源型城市物流节点选址的方法。此方法由可行性研究和最优化研究两部分组成，土地利用和主要运输方式的区域可达性是可行性研究的指标，铁路便捷度、公路便捷度等是最优化研究的指标。以我国某资源型城市为例，介绍物流节点选址的步骤。关键词：资源型城市；物流节点；GIS；组合评价法1资源型城市物流节点资源型城市是依托资源的开发而兴起或者发展壮大的城市，对资源具有强烈的依赖性，资源型产业在城市经济中占有较大份额，主要功能是向社会提供矿产品及其初加工品等资源型产品[1]。这类城市的产业结构相对比较简单，以第二产业的某一项或几项为主。按照城市兴起所依托的主导资源，资源型城市可以分为煤炭型、石油型、金属型、非金属型和森工型五种类型[2]。对于我国资源型城市而言，煤炭型占53%，森工型占18%，金属型占17%，石油型占8%，其他占4%[1]。我国资源型城市以矿石资源型城市为主，本文的研究范围确定为矿石资源型城市。我国资源型城市大部分位于城市内陆地区，是在矿产资源勘探、开发和利用的基础上由矿区演化而来的。矿石的运输方式主要有铁路运输、公路运输和水路运输等。目前，已逐渐形成了以铁路运输为主，以公路运输为辅的多式联运的矿石陆路运输体系。建国以来，我国资源型城市得到了快速的发展，同时也积累了许多的问题，资源运输效率过低，城市产业结构单一，城市生态环境存在危机。要解决上述问题，缓解资源运输成本过高而造成效益降低的瓶颈问题，避免资源型城市衰落成为资源枯竭型城市，依照资源型城市的突发性、双重性特征和科学发展观，就必须优化运输环境并组织高效运输，协调资源开发与城市长远发展的关系，把保护资源与发展城市功能相结合，走可持续发展之路。物流节点是一定区域内从事物流活动的空间和组织[3]。物流节点是物流系统的灵魂所在，是物流产业的核心部分。资源型城市物流具有运量大、运输货物种类单一的特点，这就决定了资源型城市物流节点承担以一种或者几种货物为主的、大运量的运输和配送业务。资源型城市物流节点具有本源性和派生性功能：①与物流业务相关的功能，包括资源的储存保管、运输与配送、装卸搬运等；②对物流系统运作的效用功能，包括资源集散、信息传播和物流控制；③体现在其对所在城市和地区经济、社会发展方面的宏观效能作用[4]，包括产业聚集作用、经济开发功能和改善城市环境的功能。综上所述，资源型城市物流节点的合理选址对提高资源性城市物流效率，降低物流成本具有非常重要的意义。2资源型城市物流节点选址技术路线资源型城市物流节点的选址方法可以分为定性研究和定量计算两类。定性研究是建立在作者：孙智源(1988-)，男，山东庆云人，北京交通大学交通运输学院在读本科生，研究方向为交通工程。秦璐(1974-)，女，山东黄县人，北京交通大学交通运输学院讲师，博士，研究方向为物流与供应链管理。项目资金支持：内蒙古自治区锡林浩特市物流园区建设发展规划研究项目(T07L0460)2经验、逻辑思维和推理基础上的研究，通过对研究区域地理条件、交通状况、产业布局和物流系统等进行综合的定性分析，并结合物流节点的性质和功能，最终确定物流节点的选址，其方法有因素评分法、德尔菲法等[5]。定量计算则以大量数据作为支撑，通过实际计算得到物流节点选址，其特征是考虑物流系统各个环节的费用，在一定的物流服务水平下，根据不同的算法和模型求出最优解或满意解，以获得选址方案，如混合—整数线性规划、启发式方法等[5]。对于资源型城市物流节点的选址研究，本文采用定性与定量相结合的方法—基于GIS的图形叠置法和组合评价法。基于GIS的图形叠置法是依照GIS理念，应用GIS软件在电脑上将同一地区的两幅或是两幅以上的图层叠加在一起，进行图形运算和属性运算，产生新的图形和属性的过程，目的是寻找和确定同时具有几种属性的地理要素的分布，或是按照确定的地理指标，对叠置后产生的具有不同属性的多边形进行重新分级或分类[6-7]。本文应用MapInfo软件对资源型城市的多方位地图进行叠置，并对叠置后的图形进行空间分析、属性运算，从而得到新的图形和属性。与单一的评价方法相比，组合评价法具有更强的适用性。资源型城市产业结构单一，物流节点功能相对简单，因此这里应用的组合评价法是多种分析和评价方法组合而成的方法，主要包括层次分析法、德尔菲法和其他定量的评价方法。层次分析法可用于求解指标的权重，德尔菲法可用于定性指标的评价，其他定量评价方法可以通过设计评价规则进行定量评价。3资源型城市物流节点选址步骤3.1选址流程资源型城市物流节点选址分两步进行，一是物流节点选址可行性，二是选址最优化。可行性研究确定资源型城市物流节点的备选区域并划分物流小区，分三步进行：①确定影响因素；②进行GIS图层叠加，确定备选区域；③划分物流小区。最优化研究的目的是确定物流节点的确切选址区域，分四步进行：①确定评价指标体系，选择评价方法；②确定评价指标的权重；③为评价指标赋值；④综合评价。具体流程如图1所示。图1资源型城市物流节点选址研究流程示意图3.2可行性研究可行性研究是在城市土地利用规划的基础上，考虑资源主要运输方式的可达性因素，结合GIS方法，对规划范围图、城市土地利用图和运输网络图进行叠加，确定物流节点选址的备选区域。土地利用规划因素限定了规划区域的土地性质允许或便于布设物流节点的范3围；运输方式可达性因素主要是考虑资源运输的方便性和成本特性。在此基础之上，综合考虑城市的人口、交通、面积、产业布局、资源分布等特点，将备选区域划分成若干个物流节点选址备选小区（以下简称物流小区）。3.3最优化研究最优化研究是在可行性研究的基础上，对于具有选址条件的物流小区进行比较，给出具有相对最优条件的选址区域。（1）评价指标体系物流小区的评价指标体系主要考虑物流节点建设与周边交通的相互影响、资源运输需求、可扩建性和环境保护四个方面，指标体系如下：①从交通相互作用考虑，物流节点应当具有便捷的交通环境，便于货物集散和资源的联运需求。同时，物流节点建设也会对周边区域交通产生影响。因此选择铁路便捷度、公路便捷度和交通影响度作为交通相互作用的评价指标。②从资源运输需求考虑，物流节点的选址受资源开采量、运量和方向、装运距离的影响，因此选择资源的开采量、资源的运量和装运距离作为资源运输需求的评价指标。③从可扩建性考虑，物流节点应当布设于土地性质允许扩建的区域，因此选择可扩建度作为可扩建性的评价指标。④从环境保护考虑，应当尽量减少物流节点对环境的影响，因此选择环保度作为环境保护属性的评价指标。最优化研究的评价指标体系如图2所示。图2最优化研究指标体系示意图（2）评价方法评价方法是组合评价法，评价的数学模型解释如（1）所示。对于评价指标的权重，由层次分析法等得到；对于指标的赋值，将备选区域图作为基础图层，将土地利用图、铁路网图、公路网图和资源分布图作为叠加图层，按照铁路便捷度等8个指标分别进行GIS图层叠加，并结合德尔菲法和其他定量方法，最终确定指标取值；对于综合评价，若计算结果满足要求则得到物流节点选址结论，否则重新划分物流小区直到满足要求为止。niiiicxZ1（1）Zi—第i个物流小区的综合评价值，Zi越大说明物流小区越适于布设物流节点，通过比较Zi大小，选择Zi最大的1个或几个作为物流节点的选址区域；n—物流小区的数量；xi—第i个评价指标的权重；ci—第i个评价指标的评价值。44实例研究以我国某资源型城市为例，进行物流节点选址研究。此城市位于内陆地区，是新兴的煤炭资源型城市，煤炭运输以铁路运输为主，以公路运输为辅。研究的具体过程为：第一步进行可行性研究，首先从土地利用和铁路区域可达性两方面对规划区域进行分析，得到土地利用图与铁路缓冲区图，然后将两图叠加得出备选区域图如图3所示，最后划分物流小区如图4所示；第二步进行最优化研究，首先依照评价指标体系，从上述8个方面对13个物流小区进行评价，然后依照层次分析法等确定各指标的权重，最后综合评价得到评价结果，如表1所示。图3备选区域示意图图4物流小区示意图图5布局结果示意图表1评价结果区名指标(权重)12345678910111213C1（0.28）0.31110.60.311110.60.30.3C2（0.18）00.7010.70.70.70.70.70.70.70.70C3（0.02）0.40.40.40.40.70.70.40.10.70.70.70.70.7C4（0.05）000.250.50.7510.50.250.7510.7511C5（0.06）10.750.251110.750.250.751111C6（0.18）0.10.7110.40.110.710.40.40.10.1C7（0.18）0.40.410.70.40.410.710.40.70.40.4C8（0.05）0.40.4110.40.110.710.40.70.40.4总分0.260.680.730.910.570.430.890.720.930.690.640.440.32由上述计算结果可以看出，位于前五位的是9区、4区、7区、3区和8区。考虑煤炭物流的运输方向，以及煤矿分布东西跨度较大的特点，应在东部、西部矿区附近各设一个物流节点。在上述五个具有较好建设条件的区域中，9区和8区位于东侧煤矿附近，7区位于西侧煤矿附近，3区和4区位于中部地区。东部9区具有最优越的综合发展条件，因此，9区可作为东部矿区的物流节点选址区域。为保证煤炭的大规模运输和煤炭的多式联运，应当在地域广阔、铁路和公路便捷的区域布设物流节点，4区具有良好的发展条件，可作为未来的发展区域，因此4区予以保留。综上所述，选择4区、7区和9区作为煤炭物流节点的选址区域，如图5所示。5结束语资源型城市为我国国民经济和社会发展做出了突出的贡献，资源型城市的可持续发展具有非常重要的意义，物流节点的合理选址是资源型城市可持续发展的重要保障。依据定性5分析与定量计算相结合的思想，提出了基于GIS和CEM的资源型城市物流节点选址的方法，并以某资源城市为例介绍了此方法的具体过程。参考文献[1]李巍,刘艳菊等.资源型城市产业发展规划环境影响评价方法与实践[M].北京:化工出版社,2009.[2]穆东.矿城祸合系统的演化与协同发展研究[M].长春:吉林人民出版社,2004.[3]何宁,顾克东等.物流节点规划技术探讨[J].城市交通,2006,4(5):40-44.[4]孙单智.城市物流节点的规模与分布问题研究[D].成都:西南交通大学,2006.[5]贺东风,胡军.物流系统规划与设计[M].北京:中国物资出版社,2006.[6]杨晓宇,吴小萍等.图形叠加法在铁路噪声环境影响评价中的应用研究[J].交通环保,2004,25(1):15-19.[7]李修刚,王炜等.用于道路环境影响综合评价的基于GIS的图形叠置法[J].环境科学学报,2001,21(4):28-31.ResearchonSiteSelectionofLogisticsNodeforResource-basedCitiesBasedonGISandCEMSUNZhi-yuan，QINLu，YULi-na，ZhaoHao-ran(SchoolofTraffic&Transportation,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044)Abstract：Thepaperdeterminesthenecessityofresearchonsiteselectionthroughtheanalysisoflogisticsnodeforresource-basedcityandgivesoutthelogisticsnodesiteselectionmethodbasedonGISandCEM.Thismethodisco