鐵路戰略裝車點物流競爭力評價

耿勇

摘要：鐵路戰略裝車點作為鐵路的重要裝車基地，是鐵路發展大宗貨物物流的重要網絡節點。從戰略裝車點的物流設施能力、物流設備能力、交通銜接能力和物流管理能力四個方面構建了戰略裝車點物流競爭力評價指標，戰略裝車點物流競爭力的BP神經網絡評價模型。結合北京市鐵路局所屬的53個戰略裝車點的相關數據，通過Matlab仿真程序進行網絡訓練和結構調整，并利用訓練好的鐵路戰略裝車點網絡進行樣本評價。結果表明，該評價模型收斂速度快，精度高，合理可行。

關鍵詞：BP神經網絡；鐵路運輸；大宗貨物；戰略裝車點；物流競爭力；倉儲能力

中圖分類號：F01 文獻標識碼：A 文章編號：1007-2101（2014）04-0091-05

鐵路戰略裝車點是鐵路發展現代物流的重要網絡節點，是鐵路的重要裝車基地，更是社會化的物流節點。在成立中國鐵路總公司、高鐵成網，客貨分線和鐵路貨運組織改革的大環境下，如何實現鐵路戰略裝車點更快、更好地融入社會物流網絡，以發揮其在社會物流網絡服務中的作用，是目前鐵路多元經營戰略裝車點發展現代物流必須解決的新問題。從服務客戶的角度看，鐵路多元經營的戰略裝車點是社會化的物流服務場所。要研究戰略裝車點如何更好地融入社會物流網絡，并發揮作用，首先需要了解和掌握戰略裝車點的物流能力。基于此，本文利用BP神經網絡研究戰略裝車點物流競爭力的評價問題，以期更好地實現戰略裝車點融入社會物流網絡服務體系，為我國鐵路多元經營戰略裝車點的物流發展提供可資借鑒的經驗。

一、戰略裝車點物流競爭力內涵

戰略裝車點是新時期鐵路現代化的裝車作業場所，是以智能化的裝載系統，大容量的倉儲能力，高效規模化的作業方法，能夠集中存儲，整列配車、整列裝車、整列始發，對貨物發送和生產效率具有重要影響和重大意義的裝車點[1]。國外鐵路貨運發展、鐵路物流節點規劃建設和運營管理實踐表明，物流化是鐵路貨運發展的基本趨勢。為適應鐵路貨運化的發展趨勢，鐵路大型戰略裝車點的建設與發展是基礎。[2]可見，鐵路戰略裝車點是煤、石油、焦炭、礦石、鋼鐵等大宗貨物的集散中心、物流作業中心；具有智能化、大容量、高效化和規模化的特點，是服務鐵路物流和社會物流的重要節點。物流節點是物流網絡中連接物流線路的場所，主要完成倉儲、裝卸搬運、包裝、流通加工、分貨、配貨、貨運代理、信息處理物流活動，包括港口、空港、鐵路貨運站、公路貨運樞紐、大型公共倉庫及物流園區、物流中心等。鐵路戰略裝車點在服務內容上，除傳統的裝卸、倉儲和運輸等基本業務，還提供聯運、包裝、流通加工、信息咨詢、配送、庫存管理等服務[3]。鐵路戰略裝車點是具有鐵路特點的面向市場經營的社會化的物流網絡節點，是連接上下游實體的供應鏈組織管理中心和物流信息管理中心。

在鐵路“兩整合一建設”工作的整體部署下，一方面，鐵路戰略裝車點獲得了高度重視和快速發展；另一方面，鐵路戰略裝車點的規劃、布局、建設、選址、發展定位、發展策略及發展對策等問題也得到了較為系統的研究，但缺乏鐵路戰略裝車點物流競爭力的研究。鐵路戰略裝車點物流競爭力是一個系統概念，是以節點的物流設施和設備為基礎，以節點的交通銜接為支撐，以節點的信息技術和管理為保障，將節點內外部各種要素不斷地納入物流網絡中形成的能力總和。總體而言，戰略裝車點物流競爭力有強有弱，但要真正準確測度出來是困難的，因為它受到多維因素的影響和制約，既有外部因素，也有內部因素；既有宏觀因素，也有微觀因素；既要考慮現在，也要考慮未來。這種能力會隨著時間和競爭對手及環境的變化而變化。

二、戰略裝車點物流競爭力評價指標

戰略裝車點物流競爭力評價指標構建是進行評價的前提，在既有的戰略裝車點布局和選址優化的研究中，已逐步進行了戰略裝車點評價指標的研究。煤炭戰略裝車點規劃建設評價指標包括（1）環境指標：占用土地資源、搬遷人數、拆遷面積；（2）政策性指標：與當地政策的協調度、與鐵路政策的協調度；（3）技術指標：煤炭資源保有量、開采能力、新建線路長度、作業流暢性、裝車時間、儲運量、存儲能力、建設費用、儲運成本[4]。萬噸煤炭裝車點的選擇需要考慮貨源條件、貨物發送能力、高標準硬件設施等。戰略裝車點選擇指標需要考慮區域煤炭運輸需求、發送能力、裝車線數量、裝車線有效長度、倉儲能力、裝載效率、線路布局、裝載機械、通信信號、環境保護[5]。上述關于戰略裝車點的指標主要側重于規劃、建設及選址等方面，也涉及到戰略裝車點物流競爭力的指標，如線路長度、裝車時間、儲運成本、倉儲能力、裝載效率、線路布局等。本文在借鑒現有戰略裝車點評價指標的基礎上，本著評價指標的可操作性、數據的客觀性和可獲取性原則，結合裝車點物流競爭力的定義，引入現代物流理念，分類構建戰略裝車點物流競爭力評價指標體系。具體指標及含義如表1所示。

1. 物流設施能力指標。物流設施是物流在整體服務功能和某些環節上，滿足物流組織與管理需要、具有綜合或單一功能的場所或組織的統稱，包括物流節點設施和物流線路設施，如物流園區、物流中心、配送中心、倉庫、貨場、部分交通和通信線路設施等，是發展物流的基礎條件。鐵路戰略裝車點作為物流設施的一種，既有節點設施的性質，也有線路設施的性質，它內部的物流設施情況是其物流競爭力的直接體現，表現在裝車點作業線條數、裝車點作業線長度、裝車點作業線布局及裝車點的庫存能力等。戰略裝車點的物流設施越完備，其物流競爭力就越強。

2. 物流設備能力指標。物流機械設備是物流現代化的工具條件，是物流活動機械化和高效化的基礎。對第三方物流企業而言，物流設備是開展物流活動的物質技術基礎，極大地減輕了人們的勞動強度，提高了物流運作效率和服務質量，降低了物流成本，體現了物流企業能力的大小。物流設備是戰略裝車點物流系統中的物質基礎，是其物流競爭力的重要體現。戰略裝車點物流設備能力表現在車輛到發條件、裝卸設備能力、倉儲設備能力等。裝車點的物流設備越先進和自動化，其物流競爭力越強。endprint

3. 交通銜接能力指標。交通線路是物流節點網絡的重要組成部分，是物流運輸設備定向移動的通道和運行的物質基礎，如公路線路、鐵路線路、航空線路、水運線路和管道線路。與戰略裝車點連接的交通線路的數量、等級及同行能力等直接影響和制約了戰略裝車點的物流競爭力，特別是連通度高的交通網絡。戰略裝車點的內部交通、外部交通以及交通銜接情況對于裝車點的物流競爭力有很大影響，對于與公路、港口等銜接的裝車點應該考慮公路、港口的數量、能力及吞吐量等。戰略裝車點的交通銜接能力表現在與鐵路車站的銜接情況、與外部公路線路的銜接情況、與外部港口線路的銜接情況。戰略裝車點的交通銜接能力越強，其物流競爭力也越強。

4. 經營管理能力指標。戰略裝車點的經營管理能力是其競爭力的軟體現，通過戰略裝車點的運營年限、業務能力、盈利能力、信息化水平等表現。戰略裝車點的發展需要保證充足的貨源，一方面要分析所在區域的制造業發展情況，區域內制造企業的數量和生產規模以及原材料來源、產品銷售情況；另一方面需要考慮區域社會消費的水平和市場規模。此外，區域對外貿易發展水平也是影響大型裝車點物流發展潛力的重要因素。同時，戰略裝車點要提升物流競爭力，必須融入社會服務物流網絡，提升信息化的能力和水平。戰略裝車點的經營管理能力越強，其物流競爭力也越強。

三、戰略裝車點物流競爭力評價模型

國內外文獻研究表明，鐵路戰略裝車點的模型與算法研究主要集中在選址方面，關于戰略裝車點物流競爭力評價模型與算法卻少有涉及。鐵路戰略裝車點選址的代表性模型與算法有：鐵路戰略裝車點多類變量混合0-1非線性規劃模型（MSLSLP）[6]；鐵路戰略裝車點多點選址混合0-1變量非線性規劃模型和啟發算法[7]；鐵路戰略裝車點選址的模糊群決策與層次分析法[8]；鐵路戰略裝車點選址的混合0-1整數規劃模型[9]。盡管目前還沒有關于鐵路物流競爭力的評價模型與算法，但作為具體物流節點的鐵路戰略裝車點，可以借鑒和參考其他物流節點物流競爭力評價的模型與算法，如港口物流競爭能力的評價模型與算法，而且國內外關于港口物流競爭力的評價模型與算法較為成熟，代表性的研究成果有：集裝箱港口競爭力的層次分析法[10] [11]，港口物流競爭力的模糊綜合評判法（FCE）及層次分析法（AHP）[12]，集裝箱港口競爭力的模糊綜合評價法、分層模糊評價法、梯度模糊測量法[13] [14]，集裝箱港口競爭力的聚類分析法和因子分析法[15]，集裝箱港口競爭力和效率的主成分分析法[16]。

從上述關于鐵路戰略裝車點選址的代表性模型與算法以及關于物流節點競爭力評價的模型與算法的分析可以看出，兩者在模型與算法方面有相通的地方，如模糊方法與層次分析法。兩者也有不同的地方，如選址的混合整數規劃與啟發算法。就模型本身而言，有統計分析模型與方法，如聚類分析、主成分分析；有運籌優化模型與算法，如混合整數規劃模型等。不管采用何種模型與算法，都要考慮模型及算法的適用條件和范圍。鐵路戰略裝車點物流競爭力的評價是多維變量的綜合體現，呈現多維度性和非線性，因此本文擬采用BP神經網絡方法構建鐵路戰略裝車點物流競爭力評價模型，并用MATLAB程序進行模型實證。

1. 戰略裝車點物流競爭力評價模型的結構。BP（Back Propagation）網絡作為誤差反向傳播算法的多層前饋神經網絡，是目前應用最廣泛的神經網絡模型之一。BP網絡是一種能學習和存貯大量的輸入與輸出模式映射關系，而無需事前揭示描述這種映射關系的數學方程。BP網絡由輸入層、隱含層與輸出層組成，不同的網絡層數和各層內神經元的個數決定了網絡的結構。研究表明，三層神經網絡可以模擬輸入與輸出之間任何復雜的非線性映射關系。所以本文采用三層BP網絡的結構模型解決戰略裝車點物流爭力的評價問題。模型結構如圖1所示。

不同的BP網絡有不同的隱含層數，但都只有一個輸入層和一個輸出層。BP網絡的各層由不同數目的神經元組成，各層神經元數目隨解決實際問題的不同而不同。一般情況下，網絡輸入層神經元數目是待輸入的變量數。網絡輸出神經元數目是待輸出的變量數。網絡隱含層神經元數目的確定十分復雜，觀點不一。網絡隱含層神經元數目可以表示為J=log2P，J為隱含層神經元數，P為輸入層神經元數（Hsesloop，1991；焦李成，1995）。網絡隱含層神經元數目可以表示為y=（m+n）/（2+a），m為輸出神經元數，n為輸入神經元數，a為1～10間的整數（馬士華，1992）。目前，網絡隱含層的層數和單元數的選擇尚無理論上的指導，一般是根據經驗或者通過反復實驗確定。鑒于此，本文根據BP網絡訓練的效果和目標來確定隱含層神經元的數目。

2. 戰略裝車點物流競爭力評價模型的計算。戰略裝車點物流競爭力評價的BP網絡計算過程可以分為兩個階段（如圖2所示），第一個階段是BP網絡的訓練階段，包括網絡的正向學習過程和反向修正過程。在BP網絡的正向學習過程中，網絡輸入信息由輸入端輸入向前傳播，通過與神經元初始權值和傳輸函數進行作用后產生網絡輸出，直到輸出端得到實際輸出的信息。在BP網絡的反向修正過程中，網絡根據實際輸出與期望輸出的誤差，從輸出端逐層反向傳播，修正各層神經元的權值，以使得下一步的正向學習更有效。這兩個過程交替反復，使得網絡的實際輸出逐漸向期望輸出逼近。第二個階段是BP網絡仿真階段，利用訓練好的網絡結構進行待評價樣本的評價。

BP網絡的標準算法是一種梯度下降學習算法，其權值的修正是沿著誤差性能函數梯度的反方向進行的，它可以使權值收斂到某個值，但不能保證其為誤差平面的全局最小，因為采用梯度下降法可能產生一個局部最小值。在此算法的基礎上，形成了最速下降BP算法、動量BP算法、學習率可變的BP算法、彈性BP算法、變梯度算法、擬牛頓算法和LM（levenberg-marquardt）算法。對于一個給定的具體研究問題，到底采用哪種算法使得訓練速度最快，訓練效果最好是很難預知和確定的，因為這取決于很多因素。如問題的復雜程度、訓練樣本的數量大小、網絡權值和閾值、誤差精度、網絡用途等。現有實驗研究結論表明，LM算法對于包含數百個權值的函數逼近的收斂速度最快；如果要求的精度比較高，LM算法效果非常突出；LM的訓練函數trainlm可以獲得比其他任何一種算法更小的均方誤差。鑒于此，本文選擇LM算法進行模型的求解。endprint

四、戰略裝車點物流競爭力評價實證

1. 數據說明。為驗證文中構建的指標體系和評價模型的科學性，本文利用北京鐵路局所屬的53個戰略裝車點的相關數據（數據來源：鐵道部貨運處，2010）評價其物流競爭力。考慮到數據的權威性與準確性，最后選擇了裝車點線條數、裝車點線路布局、裝車點庫存能力、車輛到發條件、站點銜接、運營年限6個指標作為評價標準，并對定性的指標進行定量化處理。在BP神經網絡應用過程中，以45個裝車點數據作為訓練樣本，8個裝車點數據作為測試樣本。

2. 程序設計與結果。運用Matlab7.0編寫程序進行戰略裝車點物流競爭力評價。用normalized函數進行樣本數據的歸一化處理，對每個指標分別進行歸一化；創建一個前向神經網絡，net=newff（[-1 1]，[10，1]，′tansig′，′purelin′，′trainlm′）；設置訓練參數，學習速率0.01、最大訓練次數10 000；調用Trainlm算法進行45個戰略裝車點樣本訓練網絡，并顯示收斂曲線；讀入8個戰略裝車點樣本進行物流競爭力評價；繪制評測情況和實際情況的對比圖形。經過對45個訓練樣本的189次迭代，目標誤差為0.086 177 4，評價模型得到較好擬合效果，網絡訓練結束，結果如圖3所示。將8個測試樣本的數據讀入訓練好的網絡，檢驗網絡的評價能力，結果如圖4所示。

在BP神經網絡訓練和仿真評價的過程中，由于網絡初始閾值、初始權值和傳輸函數的設置的原因，網絡訓練的效果和結構不夠穩定，但經過調整網絡參數和傳輸函數，最終獲得了較好的模型擬合效果（圖3）。圖4的結果表明，本文所構建的BP神經網絡戰略裝車點物流競爭力評價模型有較好的評價效果，能比較準確地評價鐵路戰略裝車點的物流競爭力。盡管在部分戰略裝車點物流競爭力評價結果中有所差異（裝車點48，50），但總體走勢是一致的。評價結果也表明：8個測試樣本所代表的戰略裝車點的物流競爭力差距較大。為發揮戰略裝車點在社會大物流系統中的作用，提升其物流競爭力，需要在戰略裝車點的發展中采取針對性的發展策略。

五、戰略裝車點物流競爭力提升建議

戰略裝車點物流競爭力的評價表明：我國戰略裝車點在物流設施規劃、建設和發展方面存在較大差距，存在分布不均現象。為了解決上述問題，促進我國戰略裝車點的協調、有序、健康和可持續發展，戰略裝車點在物流設施的規劃、建設與發展上需要關注以下問題。

1. 科學分析社會物流需求，優化戰略裝車點布局。以國家物流業調整和振興規劃、中長期鐵路網規劃、鐵路“十二五”發展規劃、鐵路“十二五”物流發展規劃等政策規定為導向，結合區域經濟發展規劃，科學確定、優化調整裝車點布局。按照國家、中國鐵路總公司和地方政府的政策導向和綜合性規劃，統籌規劃大型裝車點的建設，充分發揮規劃對投資的導向作用，推動鐵路局非運輸企業積極參與當地工業園區、物流園區、內陸港、口岸、港口鐵路等設施建設。根據新線投產、既有線擴能、新裝備投入使用和市場貨源變化情況，不斷優化布局，加大貨源集聚地區大型裝車點的建設力度，完善服務功能，更好地服務區域積極發展。

2. 創新物流業務經營理念和模式，規范戰略裝車點管理

長期以來，戰略裝車點受管理機制、經營模式及思想觀念等各種因素影響，在具體實踐中對其應有的作用不同程度地存在片面的認識，影響了其持續健康發展。在鐵路實施多元化經營戰略的新形勢下，戰略裝車點需要優化業務管理，強化安全管理，加強制度建設，做好價格收費、合同、質量、財務、作業等各項管理工作，防范安全、路風問題的發生，提高鐵路多元經營大型裝車點的經營水平。深入了解大型裝車點貨物品類的物流特點，加強客戶關系管理，創新經營模式，拓展物流服務內容，推進網絡化經營。要根據貨物品類的不同，優化內部業務流程。

3. 業務嵌入社會物流網絡，形成強連接。戰略裝車點嵌入社會物流網絡是對嵌入后網絡中特別的資源或規制形成社會資本的高度抽象，嵌入是對現象最基礎的描述。通過物流業務的嵌入，社會物流網絡的社會資本不斷復制帶來了物流網絡的擴張。通過嵌入，有意識地與網絡中的企業建立一種信任關系，形成物流網絡相互影響的內在機制，促進鐵路貨運融入社會物流網絡后，網絡企業間異質資源的共享。

戰略裝車點延伸產業價值鏈兩端，依靠節點的高聯結性間接或直接與全球物流網絡發生互聯，占據網絡核心位置的節點聯結，增進協同機會。通過“強連接”的標準化協作，以客戶為中心，與其他物流企業構成動態的戰略聯盟。以標準和創新鞏固戰略裝車點在社會大物流系統中的地位，在一定范圍將優質客戶和其他物流企業連接起來，整合倉儲、集散、轉運、包裝等全程化服務。

4. 節點嵌入社會物流網絡，形成結構洞。結構洞理論認為，在社會網絡中，某些個體之間存在無直接聯系或關系間斷的現象，從網絡整體來看，好像網絡結構中出現了洞穴，這就是結構洞。而將無直接聯系的兩者連接起來的第三者擁有信息優勢和控制優勢，因此，組織和組織中的個人都要爭取占據結構洞中的第三者位置。結構洞可快速傳遞關于機會與威脅的信息，透過聯結關系得知交易的品質、商譽，并可經由跨組織的資源整合、合作、協調以獲益。

鐵路依托戰略裝車點的優勢，發揮以線帶面的輻射作用，依靠鐵路線路、公路線路、水運線路等的銜接，整合并有機鏈接其他物流節點，形成覆蓋范圍廣、功能完善的物流服務網絡，打造整體的品牌優勢，利用協作網絡的外部經濟性，提供一體化的物流服務。戰略裝車點處于結構洞，其績效將優于其他未處于結構洞的組織。透過結構洞的聯結方式聯結新節點或延伸通向新的物流網絡，壯大戰略裝車點網絡規模和維系網絡發展的重要手段。

六、結論

戰略裝車點物流競爭力評價是一個系統的動態過程，需要構建科學、全面的評價指標體系，并設計合適的評價模型與算法進行評價，從而提出合適的發展策略建議。本文從戰略裝車點物流設施、設備、交通銜接和管理方面構建評價指標體系，建立基于BP神經網絡的裝車點物流競爭力評價模型，采用神經網絡的LM優化算法，利用Matlab進行了網絡訓練和仿真評價實證。結果表明，基于BP神經網絡的戰略裝車點物流競爭力評價模型合理可行，LM算法具有收斂速度快、精度高的特點，可保證評價結果的準確性。為提升戰略裝車點的物流競爭力，可以通過分析需求，優化布局；創新理念和模式，規范管理；業務嵌入社會物流網絡，形成強連接和節點嵌入社會物流網絡，形成結構洞的策略實現。endprint

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