应急物流研究现状及其未来发展趋势
2024-03-16邵舒羽李亚铎吴桐瑄张诗可
邵舒羽,王 晴,李亚铎,吴桐瑄,张诗可
(1.北京物资学院 物流学院,北京 101149;2.北京现代物流研究基地,北京 101149;3.北京市物流系统与技术重点实验室,北京 101149)
0 引言
人类为了推动经济的发展,对生态环境造成了不可挽回的损害,导致突发事件频频发生,威胁了人们的生命安全。如何应对各种突发性事件(包括公共卫生事件、自然灾害、军事冲突等)带来的人员伤亡和经济损失成为了各国广泛关注的热点问题[1]。从2020年开始,突发性事件发生频次大大增加,人类社会经历了许多磨难,全球性的新冠肺炎、巴西的神秘病毒、美国的乙型流感和诺如病毒、澳洲的森林大火、东非的蝗灾、菲律宾的火山爆发、加拿大的暴风雪、巴西的暴雨泥石流、我国喀什的地震以及河南的暴雨洪灾等,这些事件让我们认识到了保护环境和灾后救援的重要性。灾害发生后,政府需要为受灾群众提供基本的生活必需品,安置受灾群众,对儿童和老人进行重点保护等,为了提高救援物资的运输效率,保障人们的基本生命安全,防止灾害范围的进一步扩大,需要我们做好应急物流体系的建设,尽量满足受灾群众的需求[2]。
新冠疫情发生后,习近平在中央全面深化改革委员会第12次会议中强调要“完善重大疫情防控体制机制,健全国家公共卫生应急管理体系”,随后各级政府进入了“一级响应的抗疫时期”,各地相关部门采取了许多措施,如全力抓好应急物流体系建设,进行应急管理规划,提高防灾减灾能力;通过强化部门协同,引导动员社会力量参与应急物资保障工作,推动构建政府主导、部门协同、社会参与的“三位一体”应急物资保障体系等[3]。但在实际抗疫过程中,仍暴露出我国在应急物流紧急救援方面的许多不足,例如,仓库规划不合理,应急物资储备不足、分配不公,救援车辆效率低下,救援时间过长,物流运行不畅,调度难度大,末端快递收派难等。归根结底是由于我国缺乏完整的应急物流管理体系,没有大数据的支撑和专业的应急能力,只有努力完善我国的应急物流体系,提高应对突发事件的能力,才能维护社会稳定,促进我国的长治久安。
上述分析表明,应急物流的发展深刻影响着应急救援所产生的实际效果,应急物资的运输效率直接关系到人民群众的生死存亡,如何进一步完善应急物流体系,提高救援效率是我们现在面临的最主要的问题。
1 基于CiteSpace的可视化分析
1.1 研究方法和数据来源
CiteSpace是由美国Drexel大学陈超美教授研究和开发出来的一款引文可视化分析软件,它以科学计量学、数据可视化为背景,着眼于分析科学中蕴含的潜在知识,可以通过可视化的手段来呈现科学知识的结构、规律和分布状况,得到相应的科学知识图谱。为了更好地分析“应急物流”的主要研究者、研究机构、研究热点、研究前沿,笔者将CNKI中国知网作为研究数据的来源,以学术期刊为范围,检索条件:检索主题词为“应急物流”,时间跨度为全部年份,剔除英文文献和重复文献等无关文献,得到有效文献1 818篇。通过对保留的有效文献的关键词、作者、机构分别进行可视化分析,并以“科学图谱”的方式进行呈现,可以得出当前“应急物流”的研究热点和前沿。
1.2 结果分析
1.2.1 文献现状总体分析。随着各种突发性事件的发生,应急物流在物流领域中发挥着越来越重要的作用。我国受地形等因素的影响,突发性自然灾害事件发生较为频繁且种类多样,给我国造成了非常严重的人员伤亡和经济损失,所以越来越多的学者对应急物流进行了研究,希望可以为我国应对突发事件提供借鉴。
应急物流相关文献的发文量和发文时间是判断它在物流领域中受关注程度高低的重要判断依据,本文以“应急物流”为关键词在CNKI上进行了检索,其结果如图1所示。CNKI的搜索结果显示,从2003年开始CNKI上发表了有关应急物流的学术论文,由此可知,我国应急物流起步较晚,直到2003年非典爆发后才渐渐受到学者的重视;2007年到2010年发文量呈不断上涨的趋势,2010年到达顶峰;从2011年开始发文量呈现出波动下降的趋势,直到2020年新冠肺炎的出现,使得学者重新开始重视应急物流,继续对应急物流存在的问题与不足进行研究。
图1 2003-2021年每年期刊发文数量
根据图2和表1可以看出,2003-2021年核心期刊上发表的应急物流相关文献共480篇,其变化趋势与总体文献变化趋势大体相同。核心期刊发文量约占总体文献数量的26.4%,这反映出应急物流研究整体水平一般,研究质量有待进一步提升。目前《计算机应用研究》和《中国安全科学学报》相关发文量较多,分别为13篇和9篇,位居发文量的前两位。
表1 核心期刊刊发应急物流研究论文量
图2 2003-2021年每年核心期刊发文数量
1.2.2 发文作者及其合作网络分析。图3显示了应急物流的主要作者及其合作网络,发文作者是整个研究的主体部分,通过对作者合作网络进行可视化研究,可以反映出作者之间的合作关系。在使用CiteSpace进行可视化时,首先进行初始参数的设置,Time Slicing时间切片选择2001年1月-2021年12月,每一年分析一次,Node Types可视化节点选择Author,Selection Criteria选择g-index,作者之间合作相对较少,联系相对薄弱,为了不剪掉相关联系,不选择任何裁剪方式,其他选项默认。运行CiteSpace,生成“应急物流”的主要作者和合作知识图谱,进行图谱的调整,阈值Threshold选择显示发表文献为2篇以上的学者姓名,Filters选择Show the Largest 10 Connected Components Only,运行结果如图3所示:共包含节点595个,节点连线347条,节点密度为0.002。根据发文量进行排序,发文较多的作者见表2。排在前九位的作者分别是:倪静、乔馨、张锦、李双琳、谭清美、徐东、黄定政、王宗喜、马祖军,发表文献数量分别为:21、21、18、14、14、13、13、12、12篇,均在10篇以上。从合作的网络上来看,呈现出分散化、小范围的特点,各个研究团队之间没有合作联系。较大的合作团队有以姜玉宏为核心的团队、以谭清美为核心的团队、以张锦为核心的团队、以李双琳为核心的团队等。各个团队针对不同的领域进行了研究分析,在应急物流方面都取得了相应的研究成果,但是学者之间以及团队之间的合作都相对较少,为了促进应急物流的进一步发展,各机构之间应当通力合作,资源共享,进行更深层次的研究。
表2 排名前十位作者一览表
图3 “应急物流”研究作者合作网络
1.2.3 发文机构及其合作关系分析。图4和表3显示了应急物流的主要发文机构及其合作关系,对主要研究机构进行可视化分析有利于促进各机构之间的交流和联系。在使用CiteSpace生成知识图谱时,首先对初始参数进行设置,Time Slicing时间切片选择2001年1月-2021年12月,每一年分析一次,Node Types 选择Institution,Selectiom Criteria 选择g-index,剪裁方式选择Pathfinder 和Pruning sliced networks,运行CiteSpace。阈值Threshold选择显示发文量为5篇及以上的机构,结果如图4所示:其中节点424个,连线131条,密度为0.001 5。节点表示所有研究机构,共424个机构进行过“应急物流”的相关研究,连线和密度说明各机构之间合作较少。在所有的研究机构中,发文量较多的有重庆工商大学管理科学与工程学院(64篇)、重庆工商大学工商管理学院(43篇)、西南交通大学交通运输与物流学院(28篇),位居机构发文量的前三名,这些研究机构是研究“应急物流”的主要力量。根据连线数量来看,各机构之间合作研究联系较少,交流较少,集中度低,都是较为分散单独的研究,这样不利于研究结果的共享,不利于研究的进一步发展和创新,希望以后各机构之间可以加强合作,促进应急物流的发展。
表3 发文量排名前十名机构一览表
图4 “应急物流”主要发文机构图谱
1.2.4 关键词及其研究热点分析。对初始参数进行设置,Time Slicing时间切片选择2001年1月—2021年12 月,每一年分析一次,Node Types 选择Keywords,Selectiom Criteria 选择g-index,剪裁方式选择Pathfinder、Pruning sliced networks和Pruning the merged network,运行CiteSpace。对图谱进行调整,得到了我国应急物流研究的关键词共线图(显示了频率较高的一部分关键词),如图5所示。其中网络节点数量598个,各节点连线共647条,网络密度为0.003 6。
图5 “应急物流”关键词共线图谱
根据CiteSpace中词频结果显示,从所有关键词中提取了20个高频关键词,按照降序进行了排列整理,见表4。
表4 我国应急物流研究的前20个关键词
根据图5可知,研究应急物流的文献整体上节点较多,这说明了应急物流的研究范围较为广泛;网络密度较小显示了关键词之间的联系不够紧密,这说明应急物流的研究方向还不够清晰,焦点不够集中,还未形成系统性的研究网络,但是同时也说明了在研究应急物流方面的内容时可以更具有创新性,有许多内容值得去探索。根据表4可以看出,应急物流、突发事件和信息系统的中心性占据所有关键词的前三位置,这表现了如何结合信息系统来应对突发事件,提高应对突发事件的能力是目前研究的核心问题。综合出现频次和中心性来看,排名前几位的是“应急物流”“应急物资”“突发事件”“自然灾害”,然后是“军民融合”“遗传算法”“路径选择”等。这说明各学者的写作手法较为统一,首先会对应急物流、应急物资做系统的解释,然后介绍出现的自然灾害等突发事件,最后根据自己的研究角度选择不同的研究方向和研究方法。
在分析关键词时,打开Control Panel面板,Visualizations选择Timezone View得到应急物流的研究前沿时区视图,如图6所示。时区图的每一个节点代表一个关键词,关键词一旦出现,将会直接固定在首次出现的年份,关键词节点的大小代表着该关键词出现频次的多少。
图6 “应急物流”研究前沿时区视图
根据图6可将应急物流的发展分为三个阶段:第一阶段是2001-2013年,发展较为繁荣,应急物流研究发展并壮大起来,新出现的关键词较多,说明这时的研究相对较多;第二阶段是2014-2019年,该阶段处于应急物流研究的冷淡期,新出现的关键词较少,说明这时应急物流的研究不受重视,研究量相对较少;从2020年开始进入到第三阶段,该阶段是应急物流新的繁荣期,新冠疫情出现把应急物流的研究拉入了一个新的高潮,再次出现了大量新的关键词,继续深入研究应急物流是未来的一个发展方向。
为了更加有效地把握应急物流领域的热点和趋势,本研究使用了clustering功能对关键词做了聚类分析,得到图7这14个主要聚类,从而得到我国应急物流问题研究的14个主要方向,分别为:应急物流、应急物资、突发事件、自然灾害、鲁棒优化、军事物流、救援效率、物联网、智慧物流、物流企业、应急管理、路径选择、对策、协同预案。
图7 关键词聚类
最后使用了CiteSpace的突现词功能对各个时期的研究热点进行了比对,通过突现词的变化,可以发现这一研究领域的研究热点与研究前沿。具体如图8所示。
图8 我国应急物流研究的关键词突现(研究前沿趋势分析)
根据图8可以看出我国应急物流研究前期的突现关键词有:实证分析、川藏地区、多级选址、救援效率、灾民安置、整数规划、路径选择、双参照点、协同布局、匮乏水平。根据这些关键词可以发现,在应急物流研究前期,其研究方向较为单一,大多数学者进行研究时只局限于物流本身,例如路径的优化、选址、布局等,互相之间联系较少,没有形成完整的体系。在第二阶段的突现关键词变成了物流、物流企业、建设、选址、应急、自然灾害、管理体系,学者们开始综合考虑影响应急物流发展的各个因素,希望可以形成一个相互联系、相互影响的应急物流体系,并且把救援与物流企业联系起来,脱离了仅仅依靠政府的救援方式。第三阶段的突现关键词为鲁棒优化和区块链,关键词“区块链”于2009年爆发并持续到现在,其强度为7.14,由此可见区块链是现在研究的重点和热点,研究前沿即利用区块链数据库对受灾地区信息进行分析,提高救援效率,实现精准救援。鲁棒优化和区块链的爆发说明使用更加科学、现代化的方式对应急物流进行研究是目前发展的主要趋势。
综上所述,通过CiteSpace进行可视化分析,将我国应急物流的研究主要分成了三个阶段:2001—2013年为上升阶段;2014-2019年为下降阶段,2020-2021年为二次上升阶段,核心期刊的相关发文量较小,其变化趋势与总体发文数量的变化趋势趋同。研究机构之间几乎没有合作,发文作者之间的联系与合作也相对较少。我国应急物流现在研究的前沿是鲁棒优化和区块链等。
2 相关专家文献的观点总结
应急物流建设关系到国计民生,意义重大。在宏观方面,应急物流建设关乎社会稳定和国家安全,与我国各级政府息息相关;在微观方面,应急物流建设关乎人民安康、生存质量,和个人以及群体也紧密相连。因此,许多学者针对应急物流存在的问题提出了自己的看法,并且找到了相应的解决方案。笔者从物资采购方式、物资储备库选址等方面对相关专家文献的观点进行了总结。
2.1 完善应急物资储备方式
郭子雪,等[4]指出我国救援物资网络虽已经基本形成,但是在救援物资储备仓库选址方面还存在诸多问题,他们在定义梯形模糊数排序准则的基础上,构建了应急物资储备库选址模型,并用算例分析验证了其有效性。他们还指出在应急物资库存的控制方面,大多数学者只考虑了静态环境,很少考虑到动态环境,而研究不确定环境下的应急库存问题对于提高救援效率是至关重要的,为了提高物资库存管理的有效性,讨论了模糊需求下应急物资的动态控制问题,建立了三角模糊信息和环境下应急物资动态库存模型,并提出了模型的优化算法[5]。张广胜,等[6]提出应急物资的采购方面存在着供应商单一和有限的问题,导致供应链较为脆弱,易出现供应链断裂、应急物资库存不足等问题,他们基于能力期权理论,提出要构建一个由物流服务集成商、风险主要供应商、可靠备用供应商的能力供给系统,通过采取这种备用双源采购来抵消突发事件所导致的供应不足问题。王芹,等[7]提出,受到突发事件的影响,供应链各阶段企业的正常工作都受到了影响,原材料,零部件、制成品会出现了大量积压或是不足的问题,为了实现各节点企业之间的良好协作,提高应对突发事件的能力,他们在引入应急物资需求弹性系数和突发事件可控系数的基础上,构建了同时反映灾后响应期和恢复期特征的两阶段需求率模型,并建立了两阶段库存模型,研究突发事件对于需求的影响,通过数值分析,提出了新的应急物资库存管理策略。
2.2 完善物流体系
葛雪,等[8]结合突发事件的特点,指出应急供应链相较于普通供应链来说有着更高的风险,而且更具脆弱性,它的脆弱性主要表现在运输和信息层面,非常容易出现供应链的延迟和断裂。他们使用了文献研究和实地调研的方法,基于QFD并结合汶川地震的案例建立了应急供应链弹性策略评价模型,指出可以从冗余、弹性预嵌、供应链柔性、敏捷性方面进行改进,进而提出了8个提升措施,包括提高运输链路数量、构建绿色通道机制、加强信息检测与预案、增加运输道路容量、加强GIS技术与综合数据库先进性、加强应急物资储备中心布局的合理性、提高应急物资筹备能力。姜玉宏,等[9]指出军民协作在提高应对突发事件能力的同时也出现了许多问题,比如在保障过程中出现指挥混乱、信息共享率低、物资调配不合理等状况,他们提出,应当将物联网技术与救援相结合,提高信息共享能力,进而设计了基于互联网技术的应急物流军民保障系统框架,并对其功能结构进行了分析,希望可以借此提高军民协作应急救援的效益和效率。黄辉,等[10]指出应急物流与普通的物流有很大的区别,应急物流需要更加快速准确的决策,所以需要科学准确的对灾后应急物资需求进行预测,建立应急物流的快速反应机制,他们阐述了区域灾害系统论,并从致灾因子、孕灾环境和承灾体这三个灾害形成机制进行研究,使用系统动力学的建模方法建立了震后存量流量图和应急物资因果关系图。
2.3 优化应急物资配送
王绍仁,等[11]指出当大规模的自然灾害发生时,各灾区亟需大量救援物资,仅依靠政府部门无法完全满足救援需求,可能导致时间延误,从而造成不必要的人员伤亡,在充分考虑救援时效性以及各方参与情况的基础上,建立了应急情况下车辆路线安排问题(VRP)多目标优化模型和公私资源整合下的车辆调度和路线安排,并用遗传算法和算例分析验证了其有效性。黄辉,等[12]在2017年指出,灾后物资分配存在着物资分配不均,盲目分配,物资发放重复、物资发放不及时等问题,为了解决多品种应急物资配送结构不均衡的问题,研究建立了多品种物资配比数据库,进而建立了分阶段选址-联运模型(灾备中心选址-联运模型——为实现配送时间的最小化;救援中心物资分配模型——为实现物资分配的公平性)。陈镜羽,等[13]指出疫情下应急物资的末端配送存在着应急物资供需不对接、流通渠道受阻、第三方应急物流体系滞后等问题。针对应急物资突发性强、需求量大、需求迫切等特点,针对疫情下应急物资末端配送现状提出了“社区团购+集中取货模式”“O2O平台抱团+共享配送员配送模式”等8种模式来应对末端配送的问题。黄辉,等[14]指出面对重大突发事件时,仅依靠军队力量进行救援难以完成应急任务,在配送过程中,灾民心理满意度、分配的公平性以及成本都有待优化。他们在考虑路径动态风险、应急车辆有限的实际情况下,提出了采取军民合作、多种力量并联、多种运力并行的配送方式。并且为了达到公平性和及时性,构建了军民合作的车辆分配-运输集成决策模型,通过NSGA-Ⅱ求解和算例分析验证了其有效性。
综上所述,已有许多学者对应急物流面临的各种问题进行了研究,提出了解决方案和解决思路,构建了一些规划模型来解决现存问题。但是这些方案的提出往往局限在作者所约束的理想状态下,实际实施难度较大,在以后的研究中应当更注重与实际相结合,与发达的现代科技相结合。
3 目前应急物流研究存在的主要问题
突发事件具有突发性、复杂性、破坏性、持续性、连锁性等特点,其发生时间、地点以及灾害程度都无法预测,使得应急物流的需求呈现出突发性、不确定性、急迫性和多样性的状况,这导致应急物流研究中面临着诸多困难[15-16]。通过对近二十年应急物流相关文献的可视化分析以及对相关学者观点进行总结,可以总结出应急物流相关研究中的以下几点不足:
(1)研究具有滞后性和被动性。无论是对应急物流进行初步探索的时期,还是发文量剧增的时期,都处于突发性事件发生后的一段时间里,现有的应急方案难以满足救灾需求,因此造成了大量人员伤亡和经济损失,促使大量学者、专家投入应急物流的研究,凸显了应急物流研究的滞后性和被动性。这使得应急物流研究发展缓慢,难以应付多变的突发性事件。
(2)整体研究水平较低。通过可视化分析可以看出,我国应急物流相关文献发表数量很多,但是核心期刊占比却很低,这显示了我国在应急物流方面的研究水平较低,创新性较弱。通过机构、作者合作网络图谱可以看出,各机构、各作者之间的联系都相对较少,思想局限于各自的领域,不能集思广益,很难形成创新的观点;而且各学科之间没有交流,仅仅局限于物流领域,相对较为闭塞,难以形成跨学科的新观点。
(3)研究过程中考虑因素较为单一。通过可视化分析可以看出,虽然关键词数量和种类都很多,但是其密度却很低。影响应急物流研究的因素有很多,但是为了研究的便利性和计算的简洁性,作者在一篇文章中往往倾向于针对一个或者两个因素进行考虑,即使考虑了多种因素,在后期模型的建构和算法的实施中也只选择其中一两个进行计算,这不符合现实情况,难以很好地指导。
(4)研究中较少考虑到受灾群众。根据应急物流的热点词可以看出,在应急物流的研究中,主要考虑的因素集中在路径的优化、物资分配的主体、算法和模型的选择以及对灾害本身的研究上。可以看出,这些因素都是站在管理者的角度去进行分析的,很少有作者能够站在受灾群众的角度去考虑问题。
4 解决措施
针对以上存在的问题,笔者提出了针对性的解决措施,希望可以为以后应急物流的研究提供借鉴。研究具有滞后性和被动性,这强调专家应当针对应急物流进行持续的研究。突发事件发生是随机的、不可预知的,造成的损失以及发生的具体情况也是不可估量的,所以在研究中应当对以前发生的突发事件进行总结,对各种可能发生的状况进行预测和模拟,针对未研究的问题进行研究,而不是止步于现有的研究。在突发事件发生较少的年份,研究也不能懈怠,可以借鉴国外应急物流研究的成功案例,进行归纳和总结。
应急物流整体研究水平较低,创新能力不足,作者和机构之间应该加强合作,形成跨学科、跨专业、跨地区的合作关系,从不同的角度去研究,能够更创新、更全面的考虑问题。比如地震灾害后的应急物流研究可以邀请物流相关专业专家和地质相关专业专家进行合作研究,新冠疫情等公共卫生事件研究可以同医护专业相关专家进行合作,做出最科学、最合理的救援物流储存建议。
针对研究中考虑因素较为单一,难以契合现实灾后情况的问题,专家在以后的研究中应当综合考虑可能影响应急物流研究的各个因素,同时利用大数据等方法保证信息的准确性,最大程度上还原真实的灾后状况,提高研究的现实意义。
针对较少考虑受灾群众的问题,在以后的研究中应当充分调查受灾群众的意见,将受灾群众的要求和非理性心理充分考虑进去,提高研究以及决策的科学性。
区块链以及鲁棒优化是近年来的研究热词,在以后的研究中应当充分考虑事件发生的不确定性,做出尽量全面、科学的研究。
5 结语
应急物流在应对突发事件方面发挥着至关重要的作用。本文基于CNKI上应急物流的相关文献,进行了CiteSpace分析,对部分学者的观点进行了总结,然后指出了目前应急物流研究面临的各种问题,并提出了相应的解决措施,希望未来应急物流的研究可以从不同角度进行优化,提高整体的研究水平,以更好地指导应急物流实践工作。