鐵路物流與工業經濟發展互動機理及仿真

[摘要]本文采用系統動力學的方法對鐵路物流系統與區域工業經濟增長之間的動態作用機制進行模型設計和仿真實證。以內蒙古為案例，模擬了保持物流投資比例不變、優化投資轉換效果參數的仿真實驗，給出了優化投資效果的政策建議。

[關鍵詞]區域鐵路物流；系統動力學；工業經濟

[中圖分類號]F5328[文獻標識碼]A[文章編號]1005-6432（2013）46-0007-05

1引言

區域物流與區域經濟發展密切相關，區域物流是區域經濟增長的前提條件，對其起著支撐作用，而區域經濟的增長促進區域物流的發展。在經濟較為發達的地區，其區域物流發展越快，物流體系相對越完善，區域物流就越顯重要。國外學者很早就開始了關于區域物流與區域經濟的研究。Danuta Kisperka-Moron（1994）以波蘭經濟轉型為例研究了經濟與物流的關系，指出：“在經濟過渡期，物流問題是經濟中的重要問題。不同經濟時期的庫存反映了物流變化。”^[1]Melelldez于2002年利用拉丁美洲市場相關的統計數據分析了區域物流基礎設施的建設、物流一體化與地區經濟發展的關系^[2]。Tage Skjott-Larsen等（2003）學者根據1994年丹麥和瑞典兩國共同建立的Oresund大橋為例，分析了區域性物流基礎設施對經濟區域發展起了重要作用^[3]。Wei-Binzhang（2007）研究了作為物流重要環節的運輸條件對區域經濟的影響，指出運輸能力在一定程度上能反映區域物流與區域經濟之間的內在作用^[4]。國內學者張文杰（2002）運用區域經濟與交易理論，分析了區域物流與經濟之間的協作作用，從區域物流發展可以降低交易成本、優化區域產業結構、促進區域市場形成和發展三個方面說明區域物流對區域經濟的促進作用^[5]。馮凌云，葛云（2003）對江蘇貨運周轉量和多個經濟指標進行回歸分析，最后得出物流能力對江蘇GDP增長的貢獻率為3677%^[6]。桂壽平等（2003）利用系統動力學，對現代物流和經濟增長之間的關系作了全面研究并以廣州為例建立相應的模型進行實證分析，研究了廣州市現代物流發展的方向 ^[7]。潘瑞玉（2006）采用Granger因果檢驗分析浙江省物流業發展對宏觀經濟增長的作用，指出浙江省的物流業產值與GDP之間存在著互動關系以及負反饋性^[8]。姜華，陳功玉（2006）指出區域物流具有“帶動效應”和“擴散效應”，并在“涓滴效應”和“極化效應”的共同作用下，區域物流水平的提高可以拉動區域經濟的發展^[9]。李兆磊等（2007）等從區域物流與區域經濟相互制約和相互影響的角度，提出了一些衡量區域經濟和區域物流業均衡發展的指標體系^[10]。國內外學者研究了區域物流與區域經濟之間的內在作用，提出的指導建議更多地側重于增加物流投資比例來促進物流供給能力的提高，進而促進區域經濟發展。本文通過模型仿真結果并結合內蒙古區域實際情況，提出了一種經濟政策思路：不能一味擴大物流投資比例，應注重投資效果，將投資由粗放型投資向集約型投資、外延型投資向內涵式投資轉變。

近年來，內蒙古自治區經濟快速發展，2002—2010年連續10年GDP增速居全國首位，并成為西部第一個人均收入超過1萬美元的省份。2012年實現生產總值1598834億元，同比增長113%，高于全國平均39個百分點。其中，工業經濟迅猛發展，工業生產總值達796219億元，占全年GDP的498%。內蒙古地區礦產資源豐富，2012年原煤產量達108億噸，已成為第一產煤大省。由于我國自然資源和工業基地的錯位分布，決定了原煤等礦產資源需由西向東、由北向南運輸，這也決定了位于中國西北部的內蒙古物流主要是以資源輸出為主的單向物流。以原煤等為主體的工業產品主要為大宗貨運，這些產品對鐵路物流的需求和依賴性強，為內蒙古地區的鐵路物流創造了有利條件。本文擬用系統動力學理論，建立內蒙古鐵路物流模型，并運用Vensim PLE軟件對其進行仿真分析。

2系統分析

系統動力學可根據區域物流系統與經濟兩個之間的因果反饋關系來構造模型，且系統動力學模型的特有之處在于其結構，而不是數據，這是其他方法所不能比擬的，本文采用系統動力學的方法來構建區域物流模型。

21系統邊界

清晰界定系統的邊界是模型成功與否的關鍵步驟。界定系統的邊界必須緊緊圍繞建模目的以及研究對象，真正將關注點放在核心問題上，可以考慮忽略非重要的因素^[11]。因此，首先需要確定系統邊界，其次分析系統內部因素的因果反饋關系，最后建立系統動力學模型。區域物流系統是一個復雜的社會系統，涉及農業生產，工業生產，批發零售業、交通運輸業等整個經濟體系，對物流業發展的影響因素包括經濟發展水平、國家產業政策、產業布局、消費環境等多種因素。區域物流與區域經濟之間作用機理是基于系統各個因素的相互作用而體現的。本文研究的對象是工業經濟與鐵路物流體系，包含經濟和鐵路物流兩個子系統以及工業生產總值、鐵路貨運實際發生量、鐵路貨運供給能力3個狀態變量。系統構成要素如表1所示。

3內蒙古地區工業與鐵路物流系統動力學仿真

31參數的確定

本模型共有變量34個，其中水平變量3個，速率變量5個，輔助變量12個，參數12個，還有表函數2個。

關于系統動力學模型，人們一般關心和存疑最多的地方是模型參數的選取，而實際上系統動力學的反饋系統對參數變化是不敏感的，其模型的行為模式和結果主要取決于模型的結構而不是參數的精確度。對于參數，本文采用實際經驗、數據計算和反復實驗調試來確定參數的取值，主要參數變量詳見表2。

模型系統時間邊界為2005—2020年，以2005年作為仿真模擬的初始年。考慮專家意見及內蒙古經濟發展經驗值，在對模型進行反復調試后，本文對參數進行賦值：本模型中鐵路物流短缺對工業阻礙系數的影響為0003億元/萬噸；鐵路企業自投資比例為02；鐵路企業收入率為0008；鐵路貨運需求系數是鐵路需求量占總貨運量的比例。因內蒙古工業產品占社會物流總量比例高，且工業產品大多為大宗貨物，使用鐵路運輸大宗貨物是最經濟、成本最低的運輸方式，故本文設定鐵路貨運需求系數為06。投資效果系數，即為影響投資效果的因子，由于專項資金投入的中間消耗，其不能100%用于物流投資，故本文設定投資效果系數為07；投資效果轉換系數表示投資能轉換為物流供給的能力，它與區域物流規劃、政府宏觀調控能力、鐵路部門管理水平等多個因素有關，對其賦值為20萬噸/億元；物流供給能力消耗系數設為固定交通運輸設施的折舊率，取值0033；貨運總生成量系數、鐵路固定資產投資系數利用《內蒙古統計年鑒》數據計算算術平均值及回歸分析計算得出；對于工業自然增長系數、鐵路貨運系數需隨時間變化的變量則根據《內蒙古統計年鑒》數據用表函數予以表示。在系統動力學流圖中輸入以上的初始數據、常量以及全部公式進行系統仿真。

32模型運行結果分析

仿真試驗時間從2005年到2020年，步長為1年。運行模型，得到2005—2020年的模型數據，將2005—2020年模擬數據與實際發生的工業生產總值數據對比，如表3所示，我們發現其誤差控制在2%以內，屬于可接受范圍，說明本模型仿真與實際情況較為吻合。現對模型生成的數據進行分析：工業產值、鐵路貨運完成量、鐵路貨運供給能力、鐵路物流短缺缺口在2005—2020年的變化曲線分別如圖3～圖6所示。從圖3～圖6中，我們可以看出V1LS/RRmr0Qj2ur6A4rIh18VHvOgj1V2RR0TK3ZLB0A=，工業生產總值、鐵路貨運完成量、鐵路貨運供給能力在15年間基本呈平穩增長趨勢。到2020年工業生產總值將達到2254900億元，鐵路貨運完成量將達到9481790萬噸、供給能力將達到8344200萬噸。鐵路物流短缺缺口在2005—2013年將持續增大，并于2013年達到最大值3214520萬噸，2012—2020年隨著鐵路物流供給能力的增強，短缺缺口逐漸縮小。

政府可以通過宏觀調控來減小鐵路物流短缺，主要可以從兩方面來考慮：增大物流投資量和優化投資效果。本文通過保持其他參數不變，分別增大鐵路物流投資比例和改變投資轉換系數來進行仿真，仿真結果如表4所示。

數據來源：Vensim PLE軟件模型仿真

從表4我們可以看到，增大鐵路物流投資比例與增加投資效果轉換系數均能推動工業經濟發展，從數據上看，它們對工業生產總值的促進作用和縮小鐵路物流短缺缺口作用并不是立竿見影的，是具有時滯性的，且促進工業經濟發展需較長時間才能體現出來，從表4后4列數據我們看到，優化投資效果的工業經濟發展和緩解鐵路物流短缺作用都是隨著時間而持續增強的。若增加鐵路物流投資比例1%，鐵路物流短缺將在2020年得以解決。

4對策分析

近年來，內蒙古工業生產總值占GDP比重逐年上升，在社會物流總量中，工業產品也是占比最大的。國際經驗表明，當工業產值每增長1%、鐵路貨運量增長05%，即二者之比（彈性系數）為1∶05時，鐵路貨運供給能力比較適應國民經濟發展的需求。^[11]2000—2011年內蒙古工業產值增長率為1600%，根據國際經驗，11年間貨運量的增長率應達800%，鐵路貨運供給能力才能適應經濟的發展，而貨運量的增長率僅為345%，鐵路貨運短缺缺口嚴重。對于鐵路運輸短缺，公路運輸可在一定程度上替代鐵路運輸，但鐵路與公路的運輸成本之比約為1∶5，且工業產品多為大宗貨物需長距離運輸，所以公路運輸的替代作用是有限的。

我們應將聚焦點由單純擴大路網規模的“外延式”整合方式向以效率為切入點、以提高資源利用率為關鍵點的“內涵式”整合方式轉變。促使經濟增長由主要依靠增加資源投入帶動向主要依靠提高資源利用效率帶動轉變。鐵路物流投資效果主要與鐵路物流資源整合程度息息相關，鐵路物流資源整合可以從宏觀物流政策到微觀物流要素的整體作為整合對象。具體可以從物流組織網絡、物流基礎設施網絡和物流信息網絡三方面出發來進行優化，使三者有機結合，促進鐵路物流產業發展。

41鐵路物流組織網絡

長期以來鐵道部政企不分，鐵道部既是鐵路運輸的經營者也是監管者。我國鐵路網絡按地區分為16個鐵路局和2個鐵路公司，造成鐵路網絡的人為分割，組織效率不高。2013年3月國務院取消了鐵道部，實行鐵路政企分開，由中國鐵路總公司統一調度指揮鐵路運輸，實行全路集中統一管理，這為提高鐵路物流組織效率提供了平臺。鐵路總公司下一步還應優化運輸組織如實行站段資源整合、優化列車運行圖、鐵路與其他交通資源整合等方式使網絡的各個部分有機結合。

42物流基礎設施網絡

政府職能部門應發揮宏觀調控能力，結合區域實際情況，合理規劃物流系統，重點關注主要中轉節點及物流線路的設計布局，將現有的鐵路物流節點劃分為鐵路物流園區、鐵路物流中心、鐵路物流配送中心三個不同的層次。還應有效利用技術設備如：研究開發重載機車及重載線路技術，著重改進重載機車，配置大載重專用的機車等來實現重載運輸的集約化和規模化。

43物流信息網絡

鐵路物流信息資源整合優化就是要實現鐵路物流信息化，將通信、信息、控制技術運用于鐵路運輸組織與經營管理的各項活動中。在我國鐵路信息建設初具規模的同時，還應學習借鑒發達國家鐵路信息化建設的成熟經驗，學習其他行業信息平臺建設成功模式，緊密結合鐵路運輸需要，實現信息化發展。

本文分析了區域經濟與區域物流體系之間的關系，并以此建立了以內蒙古地區為實例的工業經濟與鐵路物流系統動力學模型。利用Vensim PLE軟件進行仿真模擬，模擬結果表明，在保持物流投資比例不變的情況下，通過優化物流投資轉換效果可以促進工業經濟的發展、減小鐵路物流短缺缺口。

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[基金項目]內蒙古應用技術研究資金計劃（現代農村物流服務體系及關鍵支撐技術研究，號暫未下）。

[作者簡介]李瑤琴（1987—），女，湖北黃石人，碩士研究生，內蒙古工業大學在讀，研究方向：區域經濟與物流。