乡村振兴背景下兼顾效率与公平的城乡物流节点选址研究
——以吉林省蛟河市为例
2022-08-23刘子玉
肖 静,刘子玉
(1.长春大学管理学院,长春 130022;2.吉林工程技术师范学院,长春 130052)
从乡村振兴战略的整体要求出发,兼顾效率与公平地配置吉林省城乡物流资源,是吉林省城乡基础设施均衡配置和公共服务均等化的重要内容,也是实现吉林省精准扶贫和城乡一体化的有效途径,有利于吉林省城乡协调发展、保障城乡居民消费。由于吉林省城乡社会经济差异显著,物流资源长久以来集聚在城市地区,导致物流服务网点、通道和技术装备等资源的数量、规模和质量等在城乡配置不均衡,已经成为制约吉林省农村经济发展与居民生活水平提升的瓶颈。随着吉林省乡村振兴战略的实施、新型城镇化的建设、农村电商发展以及消费的增长,人民对城乡物流资源公平配置的要求将更加强烈。同时,由于城乡二元结构依然存在,城乡差距对物流资源投入效率产生影响。因此,在乡村振兴战略下,吉林省城乡物流资源的配置更需兼顾效率与公平。
近年来,虽然关于城乡物流以及公共资源配置的研究不断增多,但是从效率与公平对城乡物流资源配置进行系统、定量的研究还较少。在效率与公平相关理论方面一直存在着效率与公平的背反现象。部分学者通过结合公平与效率目标的研究来实现相对公平,Hooker[1]提出了分配均衡的最优条件,采用了可加效用与个体效用极差来实现公平。Bertsimas 等[2,3]为找到公平与均衡,分别采用不同的参数来研究社会福利问题,结果发现想要绝对的公平就要付出相应的代价。葛洪磊等[4]回顾了资源分配中常用的公平测度指标,根据10 个选择标准,选择出4 个合适的不公平指标,即变异系数、基尼系数、泰尔指数和阿特金森指数,并提出多阶段多目标加权的公平测度计算方法。詹沙磊等[5]基于需求准确度与救灾品配送效率之间的背反关系,研究了基于需求更新的救灾品配送效率与公平问题。通过个案分析找到了最优“决策点”,实现了救灾品配送公平与效率的平衡。在物流资源公平配置研究方面,Vitoriano 等[6]根据人道主义救援物资分配作为主要研究内容,研究结果获得了最大需求却满足度不够。郑斌等[7]运用联运问题的双层规划模型对震后应急物流动态选址进行规划,以汶川大地震应急物资配送为研究个案,建立了一个上层以物资运送时间满意度最大为目标,下层以物资分配公平性最大为目标的双层规划动态模型。在公平保障机制与政策方面,针对物流资源配置的研究不多,胡基学[8]利用计量经济学模型对中国物流业发展与经济增长、财政收入的互动关系进行了分析和实证,并对中国物流业的财税政策提出了有效的政策建议,内容主要基于公共服务均等化的角度,对物流资源公平配置角度出发的政策研究较少。
本研究按照吉林省乡村振兴战略规划,统筹考虑吉林省城市与农村的发展需要,明确物流资源配置的内容与目标,解决如何实现效率与公平的权衡、如何决定城乡物流节点选址与技术装备配置、如何制定相关的激励与补偿政策等关键问题。在乡村振兴背景下,拟从效率与公平的视角出发,给出吉林省城乡物流资源配置的解决对策。
1 城乡物流资源配置的效率与公平理论
1.1 效率与公平的内涵
经济学家曼昆在《经济学原理》中很好地阐释了效率与公平的问题,强调通过优化资源配置来实现效率的提高,通过权利、机会、结果、制度的思考来实现公平与合理[9]。萨缪尔森认为“效率是指最有效的使用社会资源以满足人类的愿望和需要”[10],也就是说要充分利用社会资源来实现社会财富的急剧增加,最大限度地满足社会需求。Herve[11]对公平的内涵阐释的比较全面,包括以边沁、庇古为代表的功利主义的公平论,主张的是最大多数人的最大幸福。Rawls[12]指出公平就是让社会上生活最差的人获得的福利最大化。哈耶克、弗里徳曼等经济学家为代表的自由主义公平论,主张利用市场经济手段来实现分配起点和分配过程的机会均等和权利的公平,并不是收入和财富上的均等,而应该是机会的均等。
1.2 效率与公平的原则
效率与公平是用来判断社会资源是否能够有效配置,是否能够满足效率与公平的准则,如果不能通过市场实现完全的效率与公平,就需要通过补偿、奖励、适合和外生权利等来实现。在效率原则上,帕累托效率主张的是要满足资源的配置才是效率,不能因为一人获得最大而使其他人受到损害。在公平原则上,亚里士多德主张分配应该按照一定的比例进行公平分配,要针对公平的情况进行区别对待,如果比例相同则同等对待,如果比例不同则要不同对待,因此又衍生出补偿原则、奖励原则、适合原则和外生权利原则等 4 个基本原则[13]。
1.3 城乡物流资源配置理论
城乡物流出现了需求不同的情况,城市物流需求量多,增长缓慢,虽然乡村物流的需求量比较少,但是增长速度却很快,城市物流的边际收益、贡献和偏好都高于乡村。由于城市物流人口的集聚和相对的高收入水平,形成了不同的物流节点和物流技术,一般采用物流园区、分拨中心、快递社区、智能快递柜等,农村的物流节点一般采用邮政快递网点、超市、村级服务站、“万村千乡”农家店、供销社网点等形式。城市的物流运输车辆采用挂车、货车、新能源汽车、快递专用电动三轮车等,农村的运输车辆基于运输成本问题而采用小型客车、电动车、摩托车等。在兼顾效率与公平的前提下要考虑城乡物流资源的稀缺性和外部的经济性。因为城乡物流资源在需求和供给上存在着不平衡,究其原因还是物流资源的稀缺性。城乡物流资源的合理有效配置通过个体理性行为难以实现最佳配置,必须要通过政府宏观调控才能实现。
曾倩[13]研究发现,政府和企业作为城乡物流资源配置的主体,通过不同手段进行资源有效配置,不同的配置内容采用不同的配置决策,不同的配置决策也会产生不同的后果。具体的配置内容详见图1。
图1 城乡物流资源配置的内容
城乡物流的需求规模存在着差异,在物流节点选址时,除了考虑物流的需求规模、资源效率、物流偏好等不同,还要考虑其他因素。在选址物流节点时要考虑供需差异的排队选址问题和双向流通的选址问题,下面将从这2 个方面进行模型的构建和实证。
2 理论模型设定
2.1 问题描述
由于设施点要为需求点提供服务,需求点在选择设施点时要兼顾效率与公平的目标,同时还要考虑实际工作中的客户需求到达的随机性和排队现象。在描述物流节点选址过程中,假设有n个需求点,m个备选点,p个设施点。n个需求点中的需求量为di,服务水平要求为φi。m个备选点中设到需求点的距离为tij。p个设施点中有pj类设施点,服务半径为tj,处理能力为Cj。城乡物流选址问题具体见图2。
图2 城乡物流节点的选址问题
2.2 模型的构建
1)考虑供需差异的排队选址模型。城乡物流节点和需求量是已知的,在多个备选配送点m中,考虑城乡需求的不同以及物流节点能力的差异,同时根据需求到达的随机情况,如何在m个备选配送点中选出p个配送点,实现城乡物流在兼顾效率与公平下的资源有效配置。由于城乡物流的需求、物流的资源、物流的节点等存在差异,在进行资源配置过程中都要进行考虑,而且在实际运营中还要考虑客户的随机和排队现象。
由于城乡客户对物流的需求不同,对物流的要求标准也不同,但作为物流的服务方来说,服务标准应该统一。但是由于物流的成本和服务所带来的回报的差异,可以通过服务的时间、成本、距离和便利性等单一或综合因素,构建满意度函数,服务水平越高满意度越高[14]。构建的函数可表示为:
式中,sil为点i由l服务的满意度,εil为点i由l服务时获得的服务水平;θ为满意度随时间变化的参数,即为客户敏感系数。
当最佳配送点比较繁忙时应该立刻转移到次优配送点,次优点繁忙在转移到第 3 个配送点[15,16],以此可以推导出第k个优选配送点的可用概率为:
需要考虑当所有配送点都繁忙时,就会损失需求。所以要由超立方模型引入系统空闲概率:
为了放松“配送点之间是否繁忙相互独立”这一假设,引入修正系数:
构建企业的选址模型采用能使企业获得更多收益且效率目标为覆盖需求量最大,公平目标为客户嫉妒值最小。企业效率目标函数为:
企业的公平目标函数为:
嫉妒值为:
通过分析,可以构建企业兼顾效率与公平的多目标选址模型:
政府的选址模型采用能满足地区经济的发展需求,效率目标是总需求满意度最大,公平目标是使服务满意度的字典序最大。政府效率的目标函数可以表示为:
构建政府选址模型为:
式中,β为政府的公平参数,通过调节β值可以获得兼顾效率与公平目标下的选址结果。
通过禁忌搜索算法对上述模型进行求解。
2)考虑双向流通的选址双层规划模型。由于城乡物流节点接受工业品和农产品的双向流通,不同的货物和流向考虑选择不同的运输工具、分拣特性和时效性,可以考虑构建基于配送中心-配送站-需求点的多级城乡配送体系。由于企业和政府的关注目标侧重点不同,企业更多关注的是自身的效率,政府关注基于宏观方面的整体区域性可持续性发展,更加关注的是公平,所以为了从多方面考虑城乡双向流通的选址问题,可以分别构建上层目标(政府的目标)和下层目标(企业的目标)模型[18]。上层模型为:
下层模型为:
政府的目标和企业的目标着眼点不同,但是两者相互关系,主要表现在上层配送中心的选址与需求分配将影响下层的配送成本,下层配送站的选址与需求分配将影响上层的个体时间满意度。
由于考虑双向流通的选址双层规划模型属于0-1 整数双层规划模型,可以用遗传算法对模型进行求解[19]。
3 吉林省兼顾效率与公平城乡物流资源配置实证分析
吉林省下辖长春市(副省级市)、吉林市、四平市、松原市、白城市、辽源市、通化市、白山市和延边朝鲜族自治州等9 个地级市(自治州),基于研究的方便性,本研究选择能代表吉林省吉林市下辖的县级市—蛟河市进行研究,蛟河市的地理条件和经济发展水平基本上能代表吉林省的整体状况,而且课题组也深入到蛟河市进行了实地调研并获得了一手的材料和数据。蛟河市共有22 个城市街道和乡镇,乌林朝鲜族乡、南岗子乡、新农街、池水乡紧邻蛟河城区,把这4 个地区列为中心城区。因此,蛟河共有10 个中心城区和12 个周边乡镇组成。10 个中心城区包括民主街道、河南街道、河北街道、长安街道、奶子山街道、新农街道、池水乡、乌林朝鲜族乡、南岗子乡、拉法街道等,12 个周边乡镇包括松江镇、龙凤乡、新站镇、天南乡、天岗镇、白石山镇、青背乡、黄松甸镇、庆岭镇、前进乡、漂河镇、天北镇等(图3)。
图3 蛟河市中心城区及周边乡镇分布
根据蛟河市的“十三五”经济发展成绩单,预计“十四五”期间要建若干个配送网点。考虑到蛟河市城乡物流节点的不同,末端可以根据用途设置服务站和服务网点,主要用于收寄快递、农产品的代购代销以及产品展示等。
城市需求点距离参数为[Lc,Uc]=[3,10],农村需求点参数为 [Lu,Uu]=[8,20],根据θ= 1.47 时,可以得到城市客户和农村客户两个节点之间的距离和满意度之间的关系。每天到达的配送需求为953件,因此蛟河市可以建设1~2个配送服务站与若干个配送服务点,每天处理需求C1=600 件,C2=200 件,设所有需求点都是备选点,则备选点应该为:n=22,m=22。
3.1 考虑供需差异的排队选址模型选址结果
根据超立方模型可知配送点的可用概率,概率越小,系统的负荷越大,客户的损失可能性越大,配送中心的可用概率越低。
1)企业选址结果。根据企业的效率与公平多目标选址模型,计算出不同的企业公平参数下的最优选址结果。经过计算可知,不同的企业公平参数取值对应5 种选址方案,比较各种方案的效率与公平指标,可以计算出不同公平参数下选址结果的效率与公平损失,具体见图4。
由图4 可知,在企业公平参数α= 0(企业的效率最优)至α= 1(公平最优)的过程中,最优选址结果的覆盖需求量逐渐减少,需求嫉妒值也逐渐减少,需求嫉妒值的变化速度小于覆盖需求量的变化速度。企业的效率损失值不断扩大,公平损失值逐渐减小。比较α= 0、α= 1、α= 0.5(折中)的期望满意度如图5 所示,当效率最优时,城乡的期望满意度不同,城市明显高于农村地区,天南乡、白石山镇、天北镇等农村地区的期望满意度为0,这说明如果选择企业效率最优,选址结果不能满足农村地区的发展要求,在公平最优及折中方案下的城乡满意度才有所接近。
图4 企业选址结果基于不同公平参数下的效率与公平
图5 蛟河市不同企业选址方案下城乡客户期望满意度
2)政府选址结果。计算不同政府公平参数β下的最优选址结果,经计算可知,不同政府公平参数取值对应6 种选址方案,比较各种方案的效率与公平指标,可以计算出不同公平参数下选址结果的效率与公平损失,具体见图6。
图6 不同公平参数下政府选址结果的效率与公平
随着政府公平参数的增加,最优选址结果需求满意度和基尼系数逐渐减少,而最小满意度却逐渐增加。当β≥7 时,最小满意度的增加和需求满意度发生了交叉,成为公平最优,当β处在5 和6 之间处于折中状态。
比较政府效率最优β= 0、公平最优β= 10、折中方案β= 5 下的个体期望满意度,详见图7。
图7 不同政府选址方案下城乡客户期望满意度
政府的选址和企业选址的结果趋同,在政府效率最优的选址方案下,城乡需求点获得的满意度也不同,在公平方案和折中方案下,城乡需求点期望满意度差距区域逐渐缩小。从企业的选址结果和政府的选址结果的对比情况来看,政府的满意度要高于企业的满意度。
3.2 考虑双向流通的选址双层规划模型算法
由于城乡物流节点进行双向流通的对象是农产品和工业品,而不同的流通对象因城乡节点的不同,流通对象的流通方向也不同。在城乡物流节点对运输的方向存在着差异,因此可以构建配送中心、配送站、配送点。政府关心的是配送中心的位置,而企业关心的是配送站的位置和配送路线。政府注重的是公平,而企业注重的是效率。以蛟河市为例选址22个需求点,各需求点的需求量见表1。
利用表1 的数据得出蛟河市的选址与分配结果。通过计算可知,上层决策结果为选择配送中心民主街道和奶子山街道,最小的客户单位需要量的时间满意度为63.5%,下层决策结果为选择池水乡和龙凤乡,可以建设具有冷链功能的配送站。选择新农街道、新站镇、黄松甸可以建设不具有冷链功能的配送站。受到一些配送站服务能力的限制,有些上行和下行物品的配送需求向配送站的分配结果存在差异,例如需求点天岗镇和前进乡的工业品,需求点天岗镇和白石山镇的农产品等。
表1 蛟河城乡物流节点物流需求量与节点服务时间
为了体现政府决策的公平性,基于政府角度对城乡物流节点的选择目标是使最小单位需求客户满意度最大。由图8 可知,蛟河中心城区的单位需求满意度要高于周边乡镇的单位需求满意度。特别是民主街道、奶子山街道、池水乡等被选择为配送中心或配送站的满意度较高,在周边乡镇中天南乡、白石山镇、天北镇等距离城区较远的乡镇被选为配送中心、配送站的个体满意度较低。通过计算可知不同主体之间满意度的基尼系数为0.07,均低于0.2,这也说明每个主体间差异性很小,能够保证政府的公平性。
图8 蛟河市城乡个体满意度分布情况
4 对策与建议
本研究在中国实施乡村振兴大背景下,通过对城乡物流资源配置的效率与公平进行理论分析构建城乡物流节点的选址模型。以吉林省蛟河市作为个案,分别考虑供需差异的排队选址和双向流通的双层规划选址两种角度来进行分析。对于蛟河市的城乡配送网点建设有以下对策建议。
4.1 考虑供需差异排队选址的对策建议
1)基于供给侧改革。在选址问题上决策者要考虑城乡物流需求与供给的差异,既要考虑居民对物流服务点的需求,又要考虑服务点本身的能力。物流节点的选址不仅是服务点完成最后一公里的配送的条件,也是实现客户实现自提的前提,因此要选址于适当的物流节点。
2)基于政府的选址角度。在配送阶段选址时主要考虑是否有利于区域物流的发展,尽可能提高区域物流的满意度,在公平的角度为了缩小城乡满意度,尽可能的提高最差的满意度。从蛟河市情况来看,如果政府偏好于公平,则应该选址民主街道、河北街道和池水乡。如果政府偏好于效率,则应该选址民主街道、新站镇和天岗镇。如果政府兼顾效率与公平,则可以选址民主街道、天岗镇和漂河镇。
3)基于企业的选址角度。企业选址一般考虑的是效益,认为配送网点选址应当尽可能服务更多的需求。如果企业偏好效率,则可以选址于民主街道、长安街道和拉法街道。如果企业偏好公平,则可以选址于民主街道、天南乡和天北镇。如果企业兼顾效率与公平,则可以选址于民主街道、新站镇和天北镇。
4.2 基于双向流通选址的对策建议
1)基于企业的选址角度。由于城乡物流存在着“工业品下乡,农产品进城”的不同流向,城乡物流配送节点就要考虑双向流通的差异,考虑到工业品和农产品的特点和时效。因此,选址决策者要考虑节点中不同类别不同方向的不同需求。
2)基于政府的选址角度。为了尽可能保证偏远地区的服务质量,提高最差满意度,选址民主街道和奶子山街道作为配送节点。基于企业的角度,为了降低物流的运输成本和配送站的建设成本,就要选址新农街道、池水乡、龙凤乡、新站镇和黄松甸镇作为配送站,其中池水乡、龙凤乡可以设为冷链物流节点。为了降低冷链设施的建设成本和运输成本,企业在选址时要本着就近原则,争取提高配送站的服务能力,对于部分需求的分配,企业要进行优化调整。