二、京津冀物流通道演化动力分析

演化是揭示事物由无序向有序、从低级到高级、从简单到复杂的有序发展变化过程规律。随着时间的推移，京津冀物流通道在功能上不断向纵深化拓展，经历线、轴、带三阶段的集聚与扩散效应，且在不同的发展阶段受到不同的动力机制作用。物流通道动力机制是协调系统内外部各要素作用、维持通道可持续发展的根本动力。而物流通道的发展是系统内外环境的共同作用结果，因此本部分主要从演化的内生动力和外部影响因素两方面对京津冀物流通道的演化动力进行分析。

（一）文献研究综述

近年来，物流通道吸引了国内外学者的广泛关注。国内学者主要集中研究物流通道的概念、构成要素、形成及演进机理等方面，如黄镇东［1］提出了通道是以公路运输为基础、铁路运输为骨干、水路运输为辅的集疏运体系；王武岗［2］对物流通道的演进过程进行研究分析，得出“物流通道”是一个体系或系统，一条完整的物流通道由物理通道、服务通道和信息通道有机结合构成。国外学者对物流通道的研究主要集中在通道结构上，如藤本久雄（Hisao Fujimoto）［3］讨论了流通物流渠道，分析了两种通道在信任的基础上可以成为开放流通的物流渠道；阿克拉姆·科奇（Akram El Korchi）等［4］介绍了一个允许产生和评估不同逆向物流渠道结构的框架，然后将框架应用于产品再制造案例，并分析了当前逆向物流渠道结构，提出了环境影响较小、经济效益较高的替代结构，设计一个可持续的逆向物流渠道和18个通用结构框架。

在演化方面，邵志国等［5］构建了区域交通基础设施的生态系统演化模型，并验证了上海市对外交通系统演化的Logistic方程。吴群琪等［6］运用耗散结构理论，阐述了区域物流系统是一个具有开放性、非平衡性等典型耗散结构特征的复杂系统，并构建了Logistic生长曲线对物流系统发展进行了阶段划分。刘奕等［7］运用自组织理论的原理和方法，对综合运输通道结构自组织演化的内因、外因以及作用机制进行了分析，探讨了Logistic模型在综合运输通道结构演化过程模拟中的应用，并结合湖北省沿江通道进行了实证分析。纪国涛［8］用Logistic增长模型对京津冀三地及其整体物流业成长演化进行拟合，发现京津冀及其区域整体进入物流业的演化时间节点存在差异，并分析差异原因。

已有研究表明，当前学者的研究重点集中在分析物流通道具有的特性、影响其成长的因素及如何构建和评价物流通道，对通道的演化成长关注较少。此外，已有部分学者采用了Logistic演化方程对研究对象进行成长演化分析，但其演化模型的指标变量大多数选择单一维度的数据，而影响物流通道成长的因素是复杂多样的，单一指标使得信息丢失，准确还原通道的成长状态效果较差。因此，有必要对通道动力进行全面的定量分析，并以此为基础构造反映通道成长的状态参量，从而实现对物流通道演化成长的分析与预测研究。

（二）京津冀物流通道系统内涵

1.京津冀物流通道及演化界定

对物流通道的界定有狭义和广义之分，京津冀物流通道的狭义范围指连接京津冀的物流基础设施，包括京津冀区域的物流枢纽和联系京津冀的通道干线，京津冀物流通道的广义范围指物流基础设施所联系的经济地带。本研究以京津冀区域物流通道为研究对象，结合《河北省综合交通运输体系发展“十三五”规划》中关于京津冀区域详细的物流通道规划，将京津冀区域物流通道划分为北京—（保定）—石家庄、石家庄—（邢台）—邯郸、北京—天津、北京—唐山、唐山—秦皇岛、石家庄—天津“三横三纵”6条物流通道，通道所经过的节点城市主要有北京、天津、石家庄、唐山、秦皇岛、邢台、保定、邯郸8个城市。

京津冀物流通道系统的演化是通道的系统构成要素在内外部环境的影响下，从最初连接区域物流起讫点的单一线路，随着流量扩张，沿着起讫点向上下游展开，形成线辐射能力，连接不同区域的空间尺度，并配备信息系统、制度要素等运作系统提供支持，以接受区域内物流需求为途径，实现效益最大化为目标，在不断吸纳各种经济资源，满足物流需求的过程中自身持续壮大的过程。

2.京津冀物流通道系统构成要素

物流通道的构成要素复杂多样，既有内部要素，又有外部要素，综合来看，物流通道系统主要由各类要素构成［9］，如表1-11所示。

通过对物流通道的构成要素梳理得出，“物流通道”是一个体系或系统，一条完整的物流通道系统由基础设施系统、配套支撑系统、通道运行系统和外部环境系统有机结合构成。物流通道的形成及演进受到公路里程、铁路里程、物流业固定资产投资、交通运输业固定投资和地区生产总值等因素的影响，上述因素相互作用共同影响物流通道的发展与演化。为更好适应外部环境变化，不断优化系统要素关系，调整系统结构，完善系统功能，从而实现京津冀物流通道系统能力和价值最大化。

（三）京津冀物流通道演化内生动力机制

1.京津冀物流通道演化内生动力机制的内涵分析

在通道内部，对运行机制的研究主要是分析通道系统构成、厘清系统构成要素之间的相互关系、阐述在物流网络中发挥功能的作用原理，以探究维持通道运行与发展的动力［2，10］。因此，本书认为物流通道内部运行的动力机制是基础设施系统、配套支撑系统、通道运行系统这三个子系统在系统内部及系统之间本质的内在相互关联、相互制约的工作方式的总和。

其中，基础设施系统作用机制是京津冀物流通道形成的基本保障。基础设施是开展物流服务的基础，物流节点是物流活动进行的场所，物流通道是物流流通的载体。物流通道依托完善的基础设施网络体系，为物流活动提供优质的高效物流服务。基础设施系统作用力主要通过基础设施建设得以体现。

配套支撑系统是京津冀物流通道形成的催化剂，物流通道的发展基于基础设施，表现为物流服务。但是物流市场需求环境的培育受到政府对区域产业发展路径的影响，合理的产业结构能产生更大的市场需求，衍生更多的物流需求。同时，基础设施系统的发展是基于政府加强国际物流相关板块固定资产投资，物流基础设施重大项目建设的推进工作得益于相应政府部门规划工作推进及资金投入。因此良好的政策环境才能进一步推动京津冀物流通道的发展。配套支撑系统作用力主要通过政策环境作用下的物流业固定资产投资等得以体现。

通道运行系统作用机制是京津冀物流通道形成的基本动力，也是核心动力。对于物流通道来说，作为区域间提供运输服务的物流运作系统，会影响物流通道节点的经济发展水平，在追求规模经济的过程中，物流服务产品不断开发，物流供给服务产生聚集，物流企业呈现扩张，通道运行系统在区域范围内进行集聚。通道运行系统作用力主要通过物流从业人员、载货汽车数量服务能力得以体现。

2.京津冀物流通道系统内部运行的三螺旋结构模型

三螺旋模型（Triple Helix model，TH模型）的概念由埃茨科瓦茨（Etzkowitz）在1997年首次提出，该模型用以解释大学、商业和政府三者在知识经济时代的创新系统三螺旋体。使总体呈现出三螺旋交互上升的状态，最终形成一个个体独立、相互支持、跨界发展的三螺旋协同发展结构。本书借鉴三螺旋模型的理论核心思想，提出物流通道系统内部运行的三螺旋模型，利用一个螺旋形的创新模型进而揭示通道3个螺旋体之间的相互影响及对京津冀物流通道系统形成与发展的动力作用，如图1-3所示。基础设施系统是京津冀物流通道形成的基本保障；配套支撑系统是京津冀物流通道形成的催化剂；通道运行系统是京津冀物流通道形成的基本动力。三个系统作为影响物流通道演化发展的三螺旋体，各自独立却又相互影响并且发挥着不同的作用。

京津冀物流通道演化机制模型利用式（1-1）阐述，物流通道3个螺旋体将共同促进京津冀物流通道的发展，并且彼此协同影响，实现京津冀物流通道发展演化。

其中，L表示京津冀物流通道系统；M表示通道运行系统；F表示基础设施系统；P表示支撑配套系统；t表示时间；式（1-1）表示京津冀物流通道在3个螺旋体的影响下随着时间而发展演化。

为进一步分析三类系统动力对京津冀物流通道系统的具体作用机制，选取相应子系统的表征指标对各系统进行描述，利用各子系统与京津冀物流通道系统表征描述指标间的增长弹性，进行动力作用机制分析。通过增长弹性系数有效描述三个子系统的增长变化对京津冀物流系统的增长变化影响程度，分析京津冀物流系统对三者变化的敏感程度，增长弹性计算公式为：

其中，i=1，2，3，分别表示3个螺旋体指标；α表示京津冀物流通道系统指标增长率，以其代表指标数据的增长率；β表示不同指标的增长率，同样以其代表指标数据的增长率；λ表示增长弹性。

若λ＞1，表示对京津冀物流通道系统呈现拉动作用，即子系统的增长能刺激京津冀物流通道系统获得更强的增长动力。

若λ＜1，表示对京津冀物流通道系统呈现推动作用，即子系统的增长能刺激京津冀物流通道系统获得增长，但是增长动力不足。

若λ=1，表示互相促进，即子系统与京津冀物流通道系统获得同样的增长。

3.内部螺旋体对京津冀物流通道演化的动力作用

根据物流通道系统及三个子螺旋体系统的相关性，通过对参考文献［8］～［11］进行频度分析，从中选择使用频率较高的指标。京津冀物流通道演化内生动力模型各级指标见表1-12。

此外，根据2010—2019年各指标的相关数据，使用SPSS对影响因素进行相关性分析，进一步验证各影响因素对京津冀物流通道系统演化的重要程度，从而选择合适的指标，具体结果如表1-13所示。

由表1-13可知，在京津冀物流通道系统中，物流业增加值与其他影响因素的相关性最高，因此在京津冀物流通道指标的选取中，选择物流业增加值；在基础设施系统中，公路里程对公路货运量影响最大；在通道运行系统中，民用汽车保有量与物流业增加值的相关性最高。因此，最终选取物流业增加值、公路里程、物流业固定资产投资、民用汽车保有量进一步对京津冀物流通道演化动力作用机制进行分析。各子系统衡量指标与物流增加值相关性分析如表1-14所示。

进一步利用式（1-2）计算各子系统对京津冀物流通道系统的动力作用机制，得到λ，结果如表1-15所示。

三个子系统在京津冀物流通道的形成与发展中表现出不同的作用力。其中基础设施系统对京津冀物流通道系统发展拉动作用明显，弹性系数达到6.20；配套支撑系统主要起驱动作用，对京津冀物流通道系统的作用力趋近于相互促进，弹性系数达到0.76；虽然通道运行系统对京津冀物流通道系统发展表现出推动作用，但其增长动力不足。

（1）基础设施系统的拉动作用

物流基础设施是物流通道形成与发展演化的前提条件，基础设施是满足物流组织与管理需要的、具有综合或单一功能的场所或组织的统称，包括公路、铁路、港口、物流节点等。正因为物流基础设施的存在拉动了京津冀物流通道的形成，近年来，由于基础设施的不断完善与建设，京津冀物流通道也在不断发展演化。通道干线作为物流通道运输功能的主要生产者，其运输结构与能力的变动会直接影响物流通道的运输能力与运输效率，特别是对京津冀物流通道而言，高速铁路和高速公路是主要运输方式，在竞争与协同的相互作用下，两种运输线路的更新与替换将直接影响通道线路供给结构，并在三螺旋系统中，对另外两个螺旋体进行服务及引导。因此，基础设施系统是京津冀物流通道形成与发展演化的基本保障。在后续的建设中，一方面可以通过改建、扩建和新建物流通道基础设施，完善公路、铁路、航空等通道建设，同时提高京津冀各城市节点的物流通道相通性，从而促进京津冀物流通道的发展演化，增强物流运输体系的整体性。另一方面可以增加对京津冀信息体系平台的建设，京津冀各节点城市不仅本城市有完整的物流信息平台，同时京津冀也需要一套统一、完整、高效的物流信息平台，能够准确了解物流状态，用以提高京津冀物流通道运营效率。

（2）配套支撑系统的驱动作用

在政府部门及相关机构作为配套支撑系统主体参与系统运行过程中，带动力量的实现来源于政府对京津冀物流通道系统的调控，通过政策调控符合政府对物流通道螺旋体进行再规划设计的利益需求。以投资建设物流枢纽、高速公路、高速铁路、区域物流信息平台等物流基础设施为手段带动技术螺旋体功能的提升、空间结构的改变。在明确螺旋体互动机制的前提下，对其他两个子系统进行优化及产业引导。在对京津冀物流通道的建设中政府扮演了主要的规划者和投资者的角色，没有政府的一系列政策及制度支持，很难推进通道中基础设施的建设与发展。因此，政府的积极政策引导可以带动京津冀物流通道系统的运行与发展演化。

（3）通道运行系统的推动作用

通道运行系统是物流通道内部系统运行与发展的助推器。服务通道作为物流通道的基本内涵之一，其运作所需的人员、设备、技术是实现其服务能力的主要载体，运作系统的更新与发展正是服务通道能力不断提升的标志，也是京津冀物流通道不断演化的基本动力。在与其他螺旋体协同运行过程中，由基础设施构成的实体通道和以固定资产投资为支撑的通道是京津冀物流通道系统运行与演变的主要拉动力量。基础设施提供除运输以外的其他物流功能或增值服务，配套支撑系统制定优惠政策，以此吸引企业入驻，通过其他两个螺旋体的协同运作发挥京津冀物流通道的服务供给能力，推动京津冀物流通道的不断升级演化。

（四）京津冀物流通道演化外生动力机制

1.京津冀物流通道演化外生动力机制的内涵分析

内部运行机制从物流系统运作的角度解释了物流通道系统的运行动力。从宏观系统角度讲，物流通道不仅是物流网络的子系统，同时也是社会—经济系统。因此，本章研究将视角延伸到系统外部，探索京津冀物流通道的外部运行机制。在已有研究的基础上，选取经济发展水平、消费水平、信息化水平以及产业布局作为影响变量。

其中，经济的发展能够刺激社会消费，带动物流需求和扩大物流市场，进而加强区域间的物流联系［11］；居民消费水平的提高和人口红利的持续释放能够刺激区域物流需求；信息化已深入物流活动的每个节点，较高的信息化水平有助于区域间的协调运作；由于生产要素的不断集聚与扩散形成新的产业结构与布局，促进了物流通道的形成与发展。

2.京津冀物流通道系统外部效应的灰色关联模型

（1）模型介绍

一般的抽象系统，如社会系统、经济系统、工业系统、农业系统、教育系统、生态系统等，都包含多种因素，这多种因素的共同作用决定了该系统的发展方向。人们常常希望在系统的众多因素中辨明主要因素和次要因素，识别对系统发展起推动作用并需要强化发展的因素，以及对系统发展起阻碍作用而需要加以抑制的因素。在系统分析中这些都是最普遍关心的问题。

数理统计中的一系列分析方法，比如数据包络法、层次分析法、主成分分析法、模糊综合评价法等都可以用来进行系统分析，但这些方法存在如下缺点：①需要大量的数据，如果数据量少就很难找出其中的统计规律；②要求样本因素之间有较强相关性，或者难以处理指标之间的相关性，而这些要求往往难以满足；③可能出现量化结果与定性分析的结果不相符的情况，从而导致系统的关系和规律被误读。

邓聚龙在1982年创立的灰色系统理论弥补了采用数理统计方法在进行系统分析时出现的一些问题。灰色关联分析对样本有无规律和样本量的多少都没有严格限制，而且计算量比较小，操作方便，不会出现量化分析结果和定性分析结果不相符的情况。

灰色关联分析是根据各个因素变化曲线的形状相似程度来判断各因素间关联程度的方法［12］。其基本思想是根据序列曲线几何形状的接近程度来判断它们之间的联系紧密性。曲线形状越接近，相应序列之间的关联度就越大；反之则越小。

因此，本书引用灰色关联分析模型，进一步探索京津冀物流通道系统与经济发展水平、消费水平、信息化水平、产业布局之间的关联程度，明晰京津冀物流通道动态演变的影响因素。

利用灰色关联分析的步骤如下：

①根据分析目的确定分析指标体系，收集分析数据。设n个数据序列形成如下矩阵：

其中，m为指标的个数，

②确定参考数列。

参考数列应该是一个理想的比较标准，各指标的最优值（或最劣值）可以构成参考数据列，也可根据评价目的选择其他参照值，记作：

③对指标数据进行无量纲化。

由于系统中各因素的物理意义不同，导致数据的量纲也不一定相同，不便于比较，或在比较时难以得到正确的结论，因此在进行灰色关联度分析时，一般都要进行无量纲化的数据处理。

常用的无量纲化方法有均值化法［见式（1-5）］、初值化法［见式（1-6）］和变换等。

其中，i=0，1，2，…，n；k=1，2，…，m。无量纲化后的数据序列形成如下矩阵：

④逐个计算每个被评价对象指标序列（比较序列）与参考序列对应元素的绝对差值，即|x0（k）-xi （k）|（k=1，2，…，m；i=1，2，…，n，n为被评价对象的个数）。

⑤确定

⑥计算关联系数。

分别计算每个比较序列与参考序列对应元素的关联系数：

其中，ρ为分辨系数，0＜ρ＜1。若ρ越小，关联系数间差异越大，区分能力越强，通常ρ取0.5。

当用各指标的最优值（或最劣值），构成参考数列计算关联系数时，也可用改进后的更为简便的计算方法：

改进后的方法不仅可以省略第三步，使计算简便，而且避免了无量纲化对指标作用的某些负面影响。

⑦计算关联度。

对各评价对象指标序列（比较序列）分别计算其各指标与参考序列对应元素的关联系数的均值，以反映各评价对象与参考序列的关联关系，并称其为关联度，记为：

⑧依据各观察对象的关联度，得出分析结果。

（2）数据及指标选择

影响京津冀物流通道演化的外部因素较多［13］，比如经济规模、需求扩张、信息技术、政府推动、市场竞合、产业布局、地理因素等，但由于数据的可得性与真实性，以及部分因素较为主观，没有具体的数据来衡量。因此，本书主要从经济发展水平、消费水平、信息化水平、产业布局四个方面着手选取指标，对参考文献［11］、［14］、［15］进行频度分析，从中选择使用频率较高的指标，具体如表1-16所示。

3.京津冀物流通道系统外部效应的动力作用

根据灰色关联模型研究外部因素对京津冀物流通道的能力、价值的影响关联度。

首先，对京津冀物流通道的能力即货运量进行分析，根据式（1-4）、式（1-6）对原始数据进行处理，得到无量纲化后的数据以及参考数列（见表1-17）。

将无量纲化后的公路货运量作为参考数列X0：

其次，利用式（1-8）计算出数据差列结果及极值，如表1-18所示。

再次，利用式（1-9）计算得出公路货运量与各影响因素之间的相关系数，如表1-19所示。

最后，利用式（1-11）计算得出公路货运量与各相关因素之间的关联度，对于物流业增加值与各相关因素之间的关联度如上操作，具体结果如表1-20、表1-21所示。

从表1-20和表1-21中可看出，影响京津冀物流通道的各外部因素关联度大小依次为：人均GDP＞互联网宽带接入用户数＞社会消费品零售总额＞第三产业占比。

（1）人均GDP与京津冀物流通道体系关联度最高，这说明经济的高水平发展是物流通道得以发展的前提和保障。经济发展水平较高的地区对货运需求较强，易促进物流产业发展，吸引物流资源集中，引致物流通道形成。京津冀区域的经济发展水平和发展方式是影响京津冀物流通道发展的重要因素，京津冀经济基础越相似导致地区之间物流通道关联度越强。

（2）互联网宽带接入用户数与京津冀物流通道体系关联度高，说明京津冀物流通道信息化已深入物流活动的每个节点，较高的信息化水平有助于区域间的协调运作。信息化能够打通物流信息链，实现物流信息全程可追踪。构建物流公共信息平台，开发利用全社会物流信息资源，从而满足物流通道运行中的实际需求。

（3）社会消费品零售总额与京津冀物流通道体系的关联度较高，说明社会消费品零售总额是京津冀物流通道发展的重要影响因素。社会消费品零售总额能反映社会商品购买力的实现程度，以及零售市场的规模状况，是衡量一个区域消费能力的重要经济指标，该指标越高说明居民消费对物流需求的影响作用相对越大，京津冀人口众多，消费潜力大，人口红利的持续释放和购买力的增强对于物资的需求日益强烈，加之京津冀区域的消费和流通领域的物流服务社会化水平提升，直接影响到京津冀物流通道的整体物流需求，从而刺激京津冀物流通道的发展。

（4）物流通道作为生产要素流动的物质载体，在经济区域内具有最优的通适性、服务能力与集聚辐射作用。对经济速度的追求使企业趋向于选择在物流通道附近进行生产或商贸布局，由此带来生产要素在通道节点的初步集聚。随着企业规模的不断扩大、企业数量的不断增多，企业间的前向和后向带动效应明显，不断吸引产业链相关企业向物流节点附近集聚，当集聚达到一定规模后，考虑到枢纽节点的承载能力限制，扩散机制开始发挥作用。京津冀物流通道直接联系区域内生产要素不断集散，催生产业集群的不断形成。

随着信息化时代日益推进，区域经济竞争日益激烈，传统的实体经济也面临转型，为了适应新时代新时期发展特点以及消费升级带来的高附加值物流需求，生产要素不断集聚，吸纳更多物流企业形成产业集群，从而构建新的产业结构与布局，进而对京津冀物流通道发展发挥积极作用。

通过三螺旋方法对京津冀物流通道演化内生动力进行分析可知，在演化与发展中，京津冀物流通道的子系统表现出不同的作用力，具体为基础设施系统的拉动作用、配套支撑系统的驱动作用、通道运行系统的推动作用。通过灰色关联度方法对物流通道演化外生动力进行分析可知，影响京津冀物流通道的各外部因素强弱依次为：人均GDP＞互联网宽带接入用户数＞社会消费品零售总额＞第三产业占比。表明京津冀物流通道系统受地区经济发展水平、消费水平、信息化水平、产业布局等因素影响显著。