现代城市货运物流空间布局优化策略研究

焦洪赞 杨发兴 徐莎莎 肖苗苗

摘要：物流业是推动国民经济发展和全社会实体货物流通的支柱产业，物流业的高质量发展对于促进建设国内统一大市场、推动经济转型和区域经济发展起到至关重要的作用。以湖北省武汉市为例，运用货车轨迹数据结合核密度估计方法和网络空间结构分析法对武汉市及武汉都市圈物流发展进行评估，挖掘货运物流的时空分布特征，探寻货运强度与城市发展的耦合关系，进而探究影响城市货运物流的关键因素。发现城市货运物流强度与城市经济发展水平、交通基础设施建设、工业及物流仓储用地分布有密切关系。最后，从货运物流的点（物流园区建设）—线（交通基础设施及货运通道建设）—网（货运物流区域网络结构）—时（货运物流动态时空分布特征）4个方面为武汉市货运物流空间布局优化提供科学支撑。

关键词：物流空间优化；货车轨迹数据；社会网络分析方法；武汉市

文章编号：1673-8985（2023）02-0093-08 中图分类号 TU984 文献标志码 A

0 引言

物流业是推动国民经济发展和全社会实体货物流通的支柱产业[1]，物流业的高质量发展对于促进建设国内统一大市场[2]、推动经济转型和区域经济发展起到至关重要的作用。随着工业化后快速的城镇化，城市的内部功能日益复杂。复杂的城市功能区产生大量的物流需求，城市物流业为各类城市功能区提供了后勤服务和保障，对确保城市平稳运行具有极其重要的作用，是支撑国民经济发展的基础性、战略性、先导性产业。同时，随着全球经济、科技的发展，城市物流经济规模逐渐扩大，被认为是继物力资源、人力资源后可重点开发的第三利润增长点，在国民经济中的地位日益凸显[3]。城市货运物流空间作为物流业发展的实体组成部分，承载了城市中大量的货物和商品，是联系区域和城市内部货物相互流通的桥梁和基础。

然而，自20世纪90年代以来，城市经济迅速增长、用地规模逐渐扩张，货运物流空间因其经济效益低下、大型建筑较多、占地面积较大等原因[4]，在城市发展过程中容易被取代并占用。如今，货运物流空间在城市空间中分布不均衡、城市货运需求与物流空间不匹配、货运流量与城市交通不协调等问题日益凸显[5]，传统粗放式的物流空间布局规划不再能满足经济和新技术快速发展的要求。因此，如何合理地进行城市货运物流空间优化成为目前物流规划及国土空间规划中亟需解决的难题。

针对货运物流空间优化的相关研究已取得一定的进展，齐长安[6]利用北京、天津及河北11个地级市的统计数据，对京津冀都市圈的物流网络空间进行优化研究；郁玉兵等[7]从供给能力、需求水平及其匹配度3个维度构建指标体系，对浙江省空间结构优化提出未来发展方向；沈玉芳等[8]利用宏观统计数据，结合区位基尼系数、区位熵等方法，研究长三角区域内物流空间的布局优化；安东琪等[9]以广州物流仓储用地为研究对象，结合周边相关功能用地进行空间关联性分析，对广州市物流空间优化进行探究；陈红丽等[10]利用营商大数据，运用CLRIP集成优化方法建立供应链物流节点空间布局优化模型，对环首都物流供应链空间布局进行优化。

综合来看，受限于物流数据的缺乏和数据采集手段的制约等问题，既有的研究存在忽视公路运输的本质特征、无法准确描述城市中货运发展现状、无法精确评估影响物流空间布局的主要因素等问题，对于指导物流空间布局优化的意义有限。近年来，在智慧城市建设的背景下，多源的城市数据被广泛应用于城市规划的决策，为科学合理的城市规划带来全新手段。

武汉市作为全国重要的物流节点城市，拥有“九省通衢”的极佳区位条件，在《武汉市物流业空间发展规划（2012—2020年）》的基础上已经取得进展。但其现有的货运体系不能满足今后的城市定位，因此亟需优化现有的物流空间布局。本文获取了湖北省2018年6月的货车轨迹数据，通过轨迹数据对武汉市及武汉都市圈的物流空间布局特征进行评估，探寻货运强度与城市发展的耦合关系，分析影响货运强度的关键因素，并提出武汉市物流空间布局的优化策略。本文为《武汉市现代物流空间布局专项规划（2021—2035年）》提供了科学依据，有助于推动武汉市到2035年基本建成“便捷顺畅、经济高效、绿色集约、智能先进、安全可靠”的国际物流枢纽城市。

1 研究区域概况

《中国城市物流竞争力报告（2020）》[11]指出，武汉市是全国重要的物流节点城市，在以北京—天津、上海、广州—深圳、武汉、成都—重庆等为核心的“五极”砖石结构中，武汉位居“五极”中心，在全国城市物流竞争力排名中位列第6。内部经济发展方面，2019年，武汉市货运总规模为67 555万t，物流产业增加值为1 549亿元，分别位列全国第4、第5位。物流业已成为武汉市重要的支柱产业，其针对物流的投资年均近百亿元。用地规模和空间布局特征方面，2019年全市物流仓储用地为33.2 km?。武汉市物流空间布局按照《武汉市物流业空间发展规划（2012—2020年）》中“网状联系、圈层发展”的布局思路，规划重点形成“一港六园八中心”的园区格局。如今，除了远期规划的江南机场国际物流港、花山港综合物流园、古龙物流中心没有启动建设外，其余物流园区均已初步建成。

在武汉市建设全国物流中心城市的过程中，随着城市用地规模的扩张和交通基础设施的建设，武汉市的物流发展存在以下5个问题：（1）国际物流通道建设严重不足，物流枢纽地位面临挑战。（2）物流枢纽发展不充分，配套设施服务能力较弱。（3）多式联运发展不充分，集约化和服务水平不高。（4）物流相关设施和功能布局分散，用地建设标准低。（5）港产城一体化发展不充分，协同驱动能力有待提升。

2 研究数据与研究方法

2.1 研究数据

近年来，因交通管理部门的管理需要，我国重型货车已经基本实现定位装置全覆盖，主要用于记录货车行驶的时间、速度、经度、纬度、运输里程等关键信息。2019年我国公路货物运输量达343.58亿t，在货运总量中占73%[12]。考虑到货车是物流环节内最主要的单元，货车的轨迹数据能够反映公路运输的本质特征。基于此，本文选取湖北省2018年6月的货车轨迹数据进行分析，数据结构如表1所示。

本文基于python编译语言，参考母万国等[13]、詹起林等[14]的方法对货车轨迹进行出行OD点提取。在该过程中，OD点均为低速停留点（但低速停留点并非就是OD点）， 而GPS点在低速情况下漂移特别严重，如果仅从空间上对OD点进行分析非常困难，必须结合GPS轨迹点的时间、速度等因素进行综合分析和判断。为了减少货运车辆因停滞等造成的影响，在OD点分析前，需要基于货车行驶的速度、货车中途停留的时间、货车出行的最小距离、货车出行的最短时间等阈值进行筛选判断，主要步骤如下：

（1）利用货车车辆的唯一标识“SIMID”字段，将每一辆货车的数据按时间顺序进行归类。

（2）选取两条相邻的GPS字段，依据经纬度坐标与采样时间间隔计算两点的平均速度。本文以10 km/h为速度阈值，筛选平均速度小于此阈值的GPS坐标点，以此记为“STAY”状态，若大于等于此速度阈值，则此移动点记录为“MOVE”状态。

（3）当状态值由“STAY”变为“MOVE”时，将该“STAY”点识别为潜在出行起点PO；当状态值由“MOVE”变为“STAY”时，将该“STAY”点识别为潜在出行终点PD。接着，将同一车牌的一对PO、PD依次合并，并与车辆ID和经纬度等字段信息写入同一行。

本文定义货车单次出行的最小出行距离为1 km，貨车出行的单次最短时间为30 min，结合货车装卸货的时间一般为20 min[15]等一系列阈值，筛选所有的货车出行OD点。经过初步筛选湖北省从2018年6月4日到2018年6月10日的货车轨迹，共获得808 305条轨迹，数据大小为244.42 G。