物流系統韌性與提升策略

摘 "要：由于各種不確定事件的影響及其風險性，韌性的研究應拓展到物流這種具有社會功能的服務類系統。由韌性理論的核心內涵提出物流系統韌性概念及測度思路。將物流系統性能分為功能和效率兩個維度，分別包含完好度、時間和能力利用率、單位成本四方面因素，并給出系統性能對其因素和維度的增減性，以及各因素的計算方法，系統性能變化是各因素變動的直接和間接影響的綜合結果。還分析了路網狀態量對物流系統性能的總體作用及可能影響，最后提出物流經營人角度和路網建設方面提升物流系統韌性的策略。

關鍵詞：物流系統；韌性；不確定事件；擾動；策略

中圖分類號：F503 " "文獻標志碼：A " "DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.23.004

Abstract： Due to the impact and risk of various uncertain events， research on resilience should be extended to logistics， a service system with social functions. Based on the core connotation of resilience theory， the concept and measurement approach of logistics system resilience are proposed. The performance of logistics system is divided into two dimensions： Function and efficiency， which include four factors： Integrity， time and capacity utilization， and unit cost. The increase or decrease of system performance on its factors and dimensions is provided， as well as the calculation method for each factor. The change of system performance is the comprehensive result of the direct and indirect influence of each factor. The overall role and potential impact of road network state variables on the performance of logistics systems are also analyzed. And finally puts forward the strategy of improving the resilience of logistics system from the perspective of logistics operators and road network construction.

Key words： logistics system; resilience; uncertain event; disturbance; strategy

0 "引 "言

"人類社會發展的過程中會面臨各種不確定事件和突發事件以及由此而產生的風險，例如自然災害、事故災難、社會安全事件、公共衛生事件等。物流系統是人類社會活動正常、有序進行的基礎條件和保障，面臨不確定事件時的安全性、可靠性、可用性、抗干擾性和恢復能力非常重要，即韌性強弱。而目前韌性的研究多關于道路、橋梁等交通基礎設施[1-3]，物流這種服務類系統的韌性研究十分缺乏，因此為了盡量減少不確定事件的危害、建設抗毀性強、可靠性高的物流系統，增強人們的安全感及社會秩序的穩定，很有必要研究物流系統的韌性及其影響因素，以進一步研究提高其韌性的措施和方法。

1 "物流系統韌性概念

韌性（Resilience）一詞最早來源于拉丁語，本意為恢復到原始狀態。1973年加拿大生態學家Holling首次將韌性概念引入生態系統研究，提出生態系統韌性，而后韌性的概念逐步發展到城市硬件設施建設中的工程問題[4]。2009年聯合國國際減災戰略署（UNISDR）提出“韌性是系統、社區或社會在受到干擾時能夠及時通過有效的方式抵抗、吸收，適應外部變化，并從其影響中恢復的能力”[5]。自21世紀初聯合國可持續發展全球峰會上提出“韌性城市”的概念以來，韌性已經成為交通運輸系統應對災害的重要能力和建設指標，2020年我國交通運輸部發布的《國家綜合立體交通網指標框架》首次將交通網韌性作為系統指標之一。

"不同學科領域對韌性的界定有所不同，但其核心內涵包括兩個方面：一是系統吸收擾動的能力。由擾動事件發生后系統偏離正常性能的程度體現；二是系統恢復到預期性能的能力。交通運輸領域現有的韌性研究是關于基礎設施能力和網絡通行能力的，韌性理論同樣可以拓展到物流系統，依據目前相關學者整理的國內外交通領域韌性概念，本文提出物流系統韌性概念如下：在外界干擾下，物流系統運作偏離正常情況的程度，以及恢復到預期或正常情況的能力，包括恢復速度和恢復程度。不同性質和類型的干擾對物流系統的影響和作用不同，物流系統的偏離和恢復機制就不同，體現出的韌性就不同。這里仍沿用呂彪等[6-7]提出的韌性量化方法來計算物流系統累積韌性測度：

式中：F表示物流系統的性能水平，為系統開始受干擾的時刻，t為干擾影響消除的時刻。圖2為不確定事件發生時物流系統性能圖解，其中t為系統性能達到最低的時刻，t為系統性能開始恢復的時刻。

不確定事件對物流活動的影響如下：一是可能發生路網結構的變化，例如部分物流中心、配送中心、港站等物流節點或運輸線路功能減弱或喪失，此時其物流負載就需要由其他節點和線路分擔；二是事件影響物流運作的質量和服務水平，如自然災害、極端天氣等引起物流過程中的貨損等；三是為維持物流服務質量而增加成本，例如改進、加強包裝及其他措施；四是由于應對突發事件而采取的一些措施對物流運作的影響，例如疫情防控需要增加檢測、消毒等環節會增加物流時間，減少工作人員會降低物流能力等；五是供應渠道以及物流模式的變化產生的影響，例如本地廠家供應改為線上外地采購、采用無人機配送等。總體上，在事件發生初期，物流系統所受影響較明顯，物流量減少、運送周期延長，系統性能下降幅度較大，待事件影響平穩時，系統會在較低性能狀態持續一段時間，期間可能會隨相關條件的變化而波動，然后隨著情況好轉而逐漸恢復，恢復速度跟具體事件的危害程度、采取的相關措施和經濟恢復程度有關，恢復能力與系統自身和外部條件都有關。

2 "物流系統性能結構與函數形式

"系統韌性主要由其性能的變化程度和持續時間體現，影響系統性能的因素即為影響系統韌性的因素。研究物流系統性能的文獻并不多見，綜合物流系統功能、水平、服務等方面的相關研究[8-11]，本文將物流系統性能分為兩個維度——系統目的實現的功能水平St和資源消耗的效率水平Et。功能水平主要體現在對需求的滿足能力上，主要是服務質量和服務效率，通?？捎韶浳飻盗?、質量的完好程度G和物流時間T表示。效率水平主要體現在對資源的利用水平上，主要是物流生產要素和成本的投入產出效率，通?？捎晌锪髂芰寐蔝和物流單位成本C表示。有下列函數式：

Ft=fSt，Et " " " " " " " " " " " " " " " " " " " nbsp; " （2）

St=f■G，T " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （3）

Et=f■U，C " " " " " " " " nbsp; " " " " " " " " " " " " "（4）

式中：f表示函數關系，具體形式與人們對各維度和要素的重視程度有關（見表1），但在函數增減性上存在如下邏輯關系。

各要素對物流成本都有直接影響，各要素對物流能力利用率均無直接增減作用，物流能力利用率的提高總體上會減少物流時間。此外各要素間的增減作用要看具體情況，分析某個維度或要素對系統性能的最終作用時還需要注意它們之間的間接作用，例如：（1）忽略對物流時間的影響，貨運質量的提升對系統性能有提升作用，但也因為增加成本而對系統性能有降低作用；（2）忽略對貨運質量的影響，物流時間增加對系統性能有降低作用，同時也因為增加成本而對系統性能有降低作用；（3）物流能力利用率的提高對系統性能有提升作用，同時也因為減少時間和降低成本而對系統性能有提升作用，因此要素或維度對系統性能增減的最終作用要經過權衡和比較。

"為寫出各要素的計算式，設定相關符號意義如表2所示。

貨運質量一般以貨物完好率表示，即完好數量與總數量的比值。區域內存在多個物流任務，可以周轉量占比作為各物流任務的完好率權重，見式（5）：

將式（5）至式（8）代入式（2）至式（4）得到物流系統性能函數，將性能函數代入式（1）得到系統韌性測度。

3 "影響物流系統性能的路網因素

除了上述性能因素，交通路網狀態是物流系統性能和韌性的重要影響因素。節點不變的情況下，路網狀態因素及其對物流系統性能因素的總體作用（見表3），其中：“↑”表示增加或提高，“↓”表示減少或降低。

表3中反映出連接邊多、節點間距短的路網對物流系統性能有提高作用，因為連通性好、節點容易到達，而節點和邊特征差異大、各部分重要性非常不均勻的路網在部分節點或邊失效的情況下物流系統性能大幅下降的風險較大。說明結構較均勻的路網韌性較穩定，事件的空間差異產生的影響不顯著；結構不均勻的路網韌性具有不確定性，對發生在不同空間位置的事件韌性差異較大。

4 "物流系統韌性提升策略

4.1 "物流經營人策略

4.1.1 "要重視運量大、距離長，也就是周轉量大的物流活動和車次的性能指標

通常這類物流是區域內的干線物流。因為這類物流權重大，要盡量確保其完好率、縮短其時間、提高裝載率、減少非增值運距L-l，降低單位成本。為此，可適當提高相關設施設備的配置水平，宜采用輕薄且強度大的包裝襯墊材料、選擇時距最短路徑、合理提高車速、注意優化積載和節點銜接順序、選擇性價比高的動力模式及效率高、費用低的干線節點。

4.1.2 "重點監控物流能力利用率指標

"物流能力利用率對韌性效率水平維度同時有直接和間接提升作用，因為它對韌性的兩個減函數要素——時間和單位成本有減性作用，因此是重要因素。重載線路中應盡量采用“貨郎擔路徑”①，同一車次盡量配載目的地空間位置相近的貨物，減少非增值運距。

4.1.3 "權衡成本與其他性能指標的增減

"物流成本是因變量，要看具體原因，經過分析比較才能判斷對系統性能和韌性的綜合影響。例如提升貨運質量需要增加襯墊材料、改進包裝等，會增加單位成本；減少物流時間可能需要更好的設施設備，會增加固定成本并減少變動成本等。

4.2 "路網建設策略

4.2.1 "節點間盡量都有且有較多連接邊

"如果路網節點間有邊連接的比例很高，說明網絡密度和網絡集聚系數較大，網絡連通程度好，在發生擾動事件引起路段或節點喪失通行能力或能力下降時，有可選的物流路徑和流量分配的替代方案，系統性能不易大幅變化。另一方面，可以提升網絡效率和緊密度、縮短節點間平均距離，利于縮短時間、降低成本、提升貨運質量，即有利于保持物流系統性能、增強韌性。

4.2.2 "對重要的節點或邊搭配多種運輸方式

"路網中介數較高的節點和邊對物流系統性能和韌性非常關鍵，對此類節點和邊應構建銜接、協調多種運輸方式的綜合性樞紐和運輸通道，增加備選方式和線路。雖然不同運輸方式會影響成本因素，但可以較顯著地提高系統韌性和服務的可靠性。

4.2.3 "對樞紐節點設計分流節點

"提高韌性的一個重要思路就是準備可行的替代方案。樞紐節點功能受損，若周圍的若干節點能分擔其物流量和相關服務能力，則系統性能不會顯著變化，能保障一定的韌性水平。這就要求分流節點能連接樞紐節點的可達區域，且有相應的儲備通行能力。

"注：①運籌學中的著名命題，賣貨郎從某個村莊出發，通過若干個村莊一次且僅一次，最后回到原出發村莊，選擇使總行程最短的行走路線。

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收稿日期：2023-11-08

基金項目：廈門市自然科學基金項目（3502Z20227212）；福建省中青年教師教育科研項目（JAT210221、JAT220181）；福建省本科高校教育教學研究項目（FBJG20220200）；國家自然科學基金項目（52201411）；集美大學科研基金項目（ZQ2022042）

作者簡介：王 "文（1978—），女，黑龍江哈爾濱人，集美大學航海學院，副教授，博士，研究方向：交通運輸規劃與管理；

徐祝源（2000—），男，安徽安慶人，集美大學航海學院碩士研究生，研究方向：交通運輸規劃與管理；張文鴿（1999—），男，河南柘城人，集美大學航海學院碩士研究生，研究方向：交通運輸規劃與管理。

引文格式：王文，徐祝源，張文鴿. 物流系統韌性與提升策略[J]. 物流科技，2024，47（23）：14-17.