基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法研究

曹可 李林 張舵

摘? 要：隨著我國(guó)鐵路貨運(yùn)改革的不斷推進(jìn)和鐵路貨運(yùn)營(yíng)銷(xiāo)理念的豐富發(fā)展，鐵路貨運(yùn)生產(chǎn)逐漸由生產(chǎn)型向服務(wù)型、物流化的作業(yè)方式轉(zhuǎn)變。在市場(chǎng)化條件下，服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)輸效益成為衡量貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工作優(yōu)劣的重要因素，因此，必須在進(jìn)行貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮。文章在對(duì)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)影響因素分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論，建立了鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流圖，梳理了各影響因素之間的相互關(guān)系，通過(guò)對(duì)模型流圖的分析提出了鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：市場(chǎng)化;服務(wù)質(zhì)量;運(yùn)輸效益;貨運(yùn)產(chǎn)品;系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：F530? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： With the development of rail freight marketing concept and China's freight reform， the mode of rail freight production gradually transform from production-oriented to service-oriented and logistics. Under the condition of marketization， the service quality and transport efficiency have become important factors to measure the level of product design and development work. Therefore， these factors should be considered when designing the freight production. On the basis of analysis for the factor of freight production structure， this paper establishes the freight production designing diagram and combed the relationship among those factors. Finally this paper proposes the designing method of rail freight production through the analysis of the designing diagram.

Key words： marketization; service-quality; transport-efficiency; freight-production; system-dynamics

0? 引? 言

由于長(zhǎng)期受運(yùn)輸能力的限制，我國(guó)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一直以來(lái)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。在目前的市場(chǎng)背景下，國(guó)內(nèi)諸多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)貨運(yùn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)問(wèn)題提出了自己的研究思路。有些文獻(xiàn)[1-5]以當(dāng)前客貨分線(xiàn)、整體路網(wǎng)逐步形成為背景，對(duì)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)問(wèn)題進(jìn)行研究，并提出以客戶(hù)需求為導(dǎo)向的鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論。有些文獻(xiàn)[6-8]以當(dāng)前物流產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展為背景，探討了在靈活快捷的物流產(chǎn)業(yè)沖擊下應(yīng)如何設(shè)計(jì)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品以滿(mǎn)足市場(chǎng)要求。還有些文獻(xiàn)[9-12]在對(duì)貨運(yùn)市場(chǎng)進(jìn)行SWOT分析的基礎(chǔ)上，提出了鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)策略與產(chǎn)品定位。

然而已有研究成果在對(duì)貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，忽略了市場(chǎng)對(duì)于提高運(yùn)輸效益和服務(wù)質(zhì)量的迫切要求。這也導(dǎo)致了設(shè)計(jì)出的貨運(yùn)產(chǎn)品無(wú)法在多樣化運(yùn)輸需求的新形勢(shì)下滿(mǎn)足市場(chǎng)的要求。因此，本文摒棄了以往開(kāi)放式的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路，綜合考慮運(yùn)輸能力、運(yùn)輸需求、服務(wù)質(zhì)量以及運(yùn)輸效益四個(gè)方面的因素對(duì)于貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響情況，建立貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型流圖，通過(guò)對(duì)模型流圖結(jié)構(gòu)的分析，得出貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。

1? 鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品體系

目前鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品根據(jù)其產(chǎn)品特性及運(yùn)輸時(shí)效性，可主要分為：高速鐵路快運(yùn)產(chǎn)品、普通貨物列車(chē)貨運(yùn)產(chǎn)品、貨運(yùn)班列貨運(yùn)產(chǎn)品、特種貨物定制產(chǎn)品及多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)產(chǎn)品。

（1）高速鐵路快運(yùn)產(chǎn)品。高速鐵路快運(yùn)產(chǎn)品是鐵路適應(yīng)物流市場(chǎng)多元化運(yùn)輸需求，滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)崛起帶來(lái)的電商快遞需求增長(zhǎng)的積極嘗試，依托現(xiàn)有高速鐵路線(xiàn)路及動(dòng)車(chē)資源，滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)快遞、同城快遞服務(wù)需求，提供當(dāng)日達(dá)、次晨達(dá)、次日達(dá)快遞服務(wù)。目前我國(guó)高速鐵路快運(yùn)主要包括預(yù)留車(chē)廂運(yùn)輸、確認(rèn)車(chē)運(yùn)輸、隨車(chē)運(yùn)輸?shù)冗\(yùn)輸形式，具有產(chǎn)品服務(wù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋我國(guó)500多個(gè)城市，時(shí)效性媲美航空運(yùn)輸，安全性強(qiáng)于公路運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)。

（2）普通貨物列車(chē)貨運(yùn)產(chǎn)品。普通貨物列車(chē)貨運(yùn)產(chǎn)品是為滿(mǎn)足鐵路貨運(yùn)需求的傳統(tǒng)貨運(yùn)產(chǎn)品，需要與公路運(yùn)輸、航空運(yùn)輸資源整合，主要提供三至四日達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)快運(yùn)或限時(shí)運(yùn)輸服務(wù)等。主要包括：滿(mǎn)足大宗貨物直達(dá)運(yùn)輸需求的直達(dá)貨物列車(chē)及直通貨物列車(chē)等;以及滿(mǎn)足零散貨運(yùn)需求，開(kāi)行區(qū)段貨物列車(chē)或摘掛貨物列車(chē)等運(yùn)輸形式。普通貨物列車(chē)貨運(yùn)產(chǎn)品大宗貨物直達(dá)貨運(yùn)產(chǎn)品需要建立大客戶(hù)關(guān)系，具備對(duì)運(yùn)力資源要求較高的特點(diǎn);而零散貨運(yùn)服務(wù)產(chǎn)品因其貨源分散，具備時(shí)效性要求較弱等特點(diǎn)。

（3）貨運(yùn)班列貨運(yùn)產(chǎn)品。貨運(yùn)班列貨運(yùn)產(chǎn)品是滿(mǎn)足高附加值貨運(yùn)，以開(kāi)行鐵路貨運(yùn)班列的運(yùn)輸方式滿(mǎn)足“站到站”、“站到門(mén)”、“門(mén)到門(mén)”的物流需求。主要包括：使用專(zhuān)用貨車(chē)的快速貨物班列、客運(yùn)化開(kāi)行模式的五定班列、用于生鮮品運(yùn)輸?shù)睦洳匕嗔小⒓b箱班列及滿(mǎn)足跨境電商物流服務(wù)的國(guó)際貨運(yùn)班列等運(yùn)輸形式。貨運(yùn)班列貨運(yùn)產(chǎn)品開(kāi)行列車(chē)按客車(chē)要求編制列車(chē)運(yùn)行圖，優(yōu)化路徑，正點(diǎn)率高，具備高效、快捷、客車(chē)化等特點(diǎn)。

（4）特種貨物定制產(chǎn)品。我國(guó)鐵路特種貨物主要包括：危險(xiǎn)品貨物、冷藏貨物、超長(zhǎng)超重貨物、汽車(chē)、出口貨物以及過(guò)境貨物等，其運(yùn)輸要求必修嚴(yán)格遵守《鐵路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸管理規(guī)則》的有關(guān)規(guī)定。特種貨物定制產(chǎn)品是滿(mǎn)足我國(guó)特殊貨物物流需求，為客戶(hù)（網(wǎng)絡(luò)電商、快遞企業(yè)、貨運(yùn)代理、生產(chǎn)制造企業(yè)等）量身定制的鐵路高等級(jí)貨運(yùn)產(chǎn)品，需要根據(jù)貨物不同的性能，采取不同的運(yùn)輸措施，目前主要包括：用于冷鏈運(yùn)輸服務(wù)的冷藏貨物列車(chē)、超限貨物列車(chē)及小汽車(chē)班列等運(yùn)輸形式。特種貨物定制產(chǎn)品單獨(dú)托運(yùn)，重點(diǎn)看管，穩(wěn)固包裝，標(biāo)志鮮明，全程做到監(jiān)裝監(jiān)卸，具備定制化等特點(diǎn)。

（5）多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)產(chǎn)品。多式聯(lián)運(yùn)貨運(yùn)產(chǎn)品是適應(yīng)滿(mǎn)足貨運(yùn)便捷高效穩(wěn)定要求，從而實(shí)現(xiàn)最大化提高貨運(yùn)效率，整合鐵路、航空、公路運(yùn)輸能力，實(shí)現(xiàn)多樣化市場(chǎng)需求與多元化運(yùn)輸資源的無(wú)縫銜接。目前我國(guó)鐵路依靠電子商務(wù)平臺(tái)積極提供兩端延伸貨運(yùn)服務(wù)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)電子運(yùn)單一站式全程服務(wù)。

五類(lèi)貨運(yùn)產(chǎn)品的特點(diǎn)各不相同，具有不同的適用條件。在進(jìn)行貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不能單純以貨物品類(lèi)為依據(jù)對(duì)每類(lèi)貨運(yùn)產(chǎn)品的開(kāi)行數(shù)量進(jìn)行判斷，需要在決策時(shí)綜合考慮多種影響因素，在合理分配運(yùn)力資源的條件下充分滿(mǎn)足運(yùn)輸需求。

2? 鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)影響因素

進(jìn)行鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要工作是分析貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與外部影響因素間的相互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品體系內(nèi)各類(lèi)貨運(yùn)產(chǎn)品的數(shù)量?jī)?yōu)化及品質(zhì)提升。鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)四個(gè)主要影響因素分別為：運(yùn)輸需求、運(yùn)力資源、服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)輸效益。

（1）運(yùn)輸需求。目前，鐵路貨運(yùn)市場(chǎng)大宗貨物需求不斷遞增，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)電商快遞需求加大，為適應(yīng)物流市場(chǎng)發(fā)展，鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品需要發(fā)揮中長(zhǎng)途運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)，滿(mǎn)足穩(wěn)定大客戶(hù)的重點(diǎn)運(yùn)輸需求，優(yōu)化鐵路大宗貨物運(yùn)輸這類(lèi)成熟的貨運(yùn)產(chǎn)品。同時(shí)，需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)適應(yīng)快運(yùn)需求變化的創(chuàng)新型貨運(yùn)產(chǎn)品。

（2）運(yùn)力資源

①鐵路路網(wǎng)能力。隨著高速鐵路路網(wǎng)發(fā)展、既有線(xiàn)路站場(chǎng)技術(shù)改造和綜合交通樞紐建設(shè)推進(jìn)，我國(guó)高速鐵路骨干運(yùn)輸網(wǎng)基本形成，高鐵路網(wǎng)能力提升，為高速鐵路快運(yùn)產(chǎn)品提供了更多可能性。同時(shí)，既有路網(wǎng)能力一定程度上也得到加強(qiáng)與釋放，貨運(yùn)通道運(yùn)輸格局發(fā)生變化，貨運(yùn)產(chǎn)品的開(kāi)行比例有所增加，尤其是貨運(yùn)班列貨運(yùn)產(chǎn)品增加，對(duì)貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有了一定程度的優(yōu)化和改善。

②機(jī)車(chē)車(chē)輛能力。機(jī)車(chē)為列車(chē)動(dòng)能來(lái)源，牽引力、速度等技術(shù)指標(biāo)直接影響貨物運(yùn)輸效率及能力。車(chē)輛為裝載貨物設(shè)備，其性能變化會(huì)嚴(yán)重影響貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。機(jī)車(chē)車(chē)輛設(shè)備效能提升不僅加大了特種貨物定制產(chǎn)品開(kāi)行數(shù)量，也會(huì)進(jìn)一步完善貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

（3）服務(wù)質(zhì)量。服務(wù)質(zhì)量是企業(yè)發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)力，貨主選擇具體運(yùn)輸產(chǎn)品時(shí)需要綜合考量經(jīng)濟(jì)、時(shí)效、便捷、安全、過(guò)程透明等因素。鐵路需要不斷優(yōu)化貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)鐵路貨運(yùn)的競(jìng)爭(zhēng)力與吸引力。開(kāi)辟、穩(wěn)定貨運(yùn)市場(chǎng)，設(shè)計(jì)延伸性較強(qiáng)的增值服務(wù)及多式聯(lián)運(yùn)產(chǎn)品，全面提升鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品的服務(wù)質(zhì)量。

（4）運(yùn)輸效益。構(gòu)建鐵路運(yùn)輸效益評(píng)價(jià)體系包含貨物發(fā)送量、貨運(yùn)收入、貨主滿(mǎn)意度、貨運(yùn)設(shè)備資源優(yōu)化配置、服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略社會(huì)影響、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度、減少道路擁堵及事故損失等指標(biāo)，分別從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益兩大方面反映鐵路運(yùn)輸效益。鐵路作為企業(yè)需要經(jīng)濟(jì)效益保障，同時(shí)也要最大程度追求社會(huì)效益。鐵路貨運(yùn)服務(wù)需要為企業(yè)大客戶(hù)服務(wù)，確保運(yùn)力運(yùn)量，穩(wěn)定企業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)需要合理降低成本、增加收益。貨運(yùn)產(chǎn)品還需要考量服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略及區(qū)域經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保、減少道路擁堵及事故等社會(huì)效益。

運(yùn)力資源、運(yùn)輸需求、服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)輸效益這四個(gè)方面的因素不僅相互影響，其內(nèi)部也有著復(fù)雜的邏輯關(guān)系，處理起來(lái)十分復(fù)雜。因此，本文引入系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論對(duì)貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響因素進(jìn)行梳理。

3? 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（System Dynamics， SD）是由Forrester[13]提出的一種以反饋控制理論為基礎(chǔ)的系統(tǒng)分析方法，可對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題進(jìn)行定性和定量的分析。從原理上看，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的模型模擬是一種結(jié)構(gòu)——功能模擬，通過(guò)模擬外部因素變化對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響分析系統(tǒng)功能，主要用于研究信息反饋結(jié)構(gòu)中各變量隨時(shí)間演變的規(guī)律，在處理具有多重反饋的復(fù)雜時(shí)變系統(tǒng)問(wèn)題時(shí)可以在計(jì)算機(jī)輔助下抓住結(jié)構(gòu)變化的因和果，有效解決問(wèn)題。由于鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)影響因素眾多，反饋信息復(fù)雜，因此本文引用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論對(duì)鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬。由于各變量間的定量關(guān)系過(guò)于復(fù)雜，本文在構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型時(shí)僅展現(xiàn)出各變量之間的邏輯關(guān)系，借助Vensim軟件的分析功能，提出貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。

3.1? 因果關(guān)系分析。因果關(guān)系分析旨在理解整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)機(jī)制，借助因果關(guān)系可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定性的分析，也是為構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

某種鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品的開(kāi)行數(shù)量與該種貨運(yùn)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸需求、運(yùn)力資源、貨運(yùn)產(chǎn)品體系的服務(wù)質(zhì)量以及運(yùn)輸效益這四個(gè)影響因素息息相關(guān)。為了方便表述，本模型用路網(wǎng)能力和機(jī)車(chē)車(chē)輛運(yùn)輸能力這兩個(gè)水平變量來(lái)表示運(yùn)力資源水平，用經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益這兩個(gè)水平變量來(lái)表示運(yùn)輸效益水平，各水平變量之間的相互關(guān)系如圖1所示。在本模型中，認(rèn)為某種貨運(yùn)產(chǎn)品的開(kāi)行數(shù)量是由機(jī)車(chē)車(chē)輛運(yùn)輸能力、路網(wǎng)能力、該貨運(yùn)產(chǎn)品的運(yùn)輸需求及其經(jīng)濟(jì)效益所直接決定的，該貨運(yùn)產(chǎn)品開(kāi)行數(shù)量的多少會(huì)帶來(lái)不同的社會(huì)效益，而貨運(yùn)產(chǎn)品體系的服務(wù)質(zhì)量將影響運(yùn)輸需求。

3.2? 模型流圖設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響因素進(jìn)行分析，基于圖1，運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理，將各影響因素之間的邏輯關(guān)系利用模型流圖表示出來(lái)，如圖2所示。

4? 鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法

在貨運(yùn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖（圖2）中，各影響因素間關(guān)系復(fù)雜，也正是由于這個(gè)原因，在以往對(duì)貨運(yùn)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)考慮的因素往往比較片面。而借助Vensim軟件，可對(duì)圖2中各影響因素的關(guān)系進(jìn)行梳理，進(jìn)而對(duì)貨運(yùn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。例如，當(dāng)考慮貨運(yùn)產(chǎn)品開(kāi)行數(shù)量時(shí)，利用Vensim軟件分析出所有包含貨運(yùn)產(chǎn)品開(kāi)行數(shù)量的反饋回路。

當(dāng)設(shè)計(jì)貨運(yùn)產(chǎn)品時(shí)，可根據(jù)回路所涉及到的影響因素的變化趨勢(shì)來(lái)判斷需要增多還是減少該類(lèi)貨運(yùn)產(chǎn)品。如當(dāng)考慮“鐵路所占市場(chǎng)份額”影響時(shí)，可在所有回路中找出包含“鐵路所占市場(chǎng)份額”的反饋回路，如圖3、圖4所示。

可以發(fā)現(xiàn)，這兩條反饋回路均為正反饋回路。也就是說(shuō)，當(dāng)鐵路所占市場(chǎng)份額增長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)提高該類(lèi)貨運(yùn)產(chǎn)品的開(kāi)行數(shù)量。同理，可以通過(guò)類(lèi)似的循環(huán)回路分析針對(duì)提高服務(wù)質(zhì)量、加強(qiáng)社會(huì)效益等目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5? 結(jié)? 論

鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，目前尚缺乏有效的設(shè)計(jì)方法。本文對(duì)眾多影響因素進(jìn)行了梳理，建立了鐵路貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型流圖，通過(guò)分析流圖中的反饋回路對(duì)貨運(yùn)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文所提出的基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的貨運(yùn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法直觀有效，具有較好地推廣性和實(shí)用性。但是，由于數(shù)據(jù)過(guò)于龐大，影響因素間關(guān)系過(guò)于復(fù)雜，此方法仍然不能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的定量求解，在接下來(lái)的工作中需要進(jìn)一步完善。

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