杨 杰

神华集团战略规划部

煤炭物流园区发展及运量预测问题研究

杨 杰

神华集团战略规划部

煤炭物流园区是提升煤炭物流水平的重要基础设施。文章在分析煤炭物流园区专业特性的基础上指出依托铁路枢纽发展煤炭物流园区是未来产地型煤炭物流园区的建设方向，而货运量将是影响园区规划建设的重要因素。鉴于煤炭物流园区的动态开放性，文章以园区上下游运输拓扑结构为基础分析了煤炭资源单向圈层式集聚特征，从供求维度和区域维度两方面提出了园区货运量预测思路，从园区运量构成角度详细研究了各铁路车站铁路、公路达到运量的预测方法，并借鉴物理学经典的“场论”，提出了未来物流园区集聚预测的研究方向。

煤炭物流园区；铁路；预测；集聚

引言

我国资源禀赋决定了未来以煤炭为主体的能源生产和消费格局不会发生大的变化。减少资源运输损耗、提升运输效率，增加产品附加价值是发展煤炭物流的重要任务。《物流业发展中长期规划(2014—2020年)》明确提出“发展钢铁、煤炭、汽车等专业类物流园区，发挥物流园区的示范带动作用”，规划建设煤炭物流园区将成为提高煤炭物流产业整体效益的有效途径。

一、煤炭物流园区特征及分类

煤炭物流园区是以煤炭为单一服务对象的专业性园区，是提升煤炭产业链价值的高水平服务综合体[1][2]。它通过提供筛分、洗选、检测、混配、储存、装运等技术作业以及供应链金融、商品交易、信息管理等附加服务，形成标准统一、品质稳定、用途明晰、去向明确的煤炭产品。园区流程图见图1。

图1 煤炭物流园区作业流程示意图

煤炭物流园区具备物流园区的典型特征[1]，又具备鲜明的专业特性。首先是服务对象的专一性和多样性：它以煤炭为单一服务对象，但入园煤炭多样，运输方式各异，园区相关设备需要依据煤种独立配置；其次是时间集中性和空间集聚性：园区依据客户需求在一定时间提供增值服务，它既是煤炭物流的空间聚集地，也是商流、资金流、信息流相互交融的场所。第三是园区的服务性和客观性：作为服务载体它不限制入园煤炭的种类和品质，完全依据市场需求提供相应服务，它不是煤炭所有者，不拥有入园煤炭权属。

按照煤炭流转区域的不同，煤炭物流园区可在产地、销地、中转地按照不同类型分别建设[1]。产地型煤炭物流园区靠近煤炭产区，运输条件是影响园区竞争力的关键，铁路运输作为目前煤炭运输最主要的方式，未来产地型煤炭物流园区建设将围绕铁路运输规划建设。而铁路货运枢纽又具有形成煤炭物流园区的先天优势[3]，先进的设施、良好的作业条件和高效的运输效率，将有效吸引并聚集煤炭资源。同时园区引入的物流管理理念和经验，将进一步规范煤炭物流流程，提升铁路煤运竞争力,又强化了煤炭物流园区优势。

二、园区运量预测思路与情景

为实现煤炭物流园区的整体规划、分步实施，需掌握未来园区煤炭物流需求。物流需求以物流量为预测对象，物流量是园区一定时间内输入或输出的物料数量以及为此所发生作业量的总和[4]。园区规划目的只是确定系统的规模而并非对园区作业系统进行详细配置，可将此时园区达到量视为物流量。它在一定程度上反映了物流系统的作业强度，是园区所有“量”的源泉。

现有园区运量预测主要采用回归和时间序列等预测方法[5][6][7]。回归预测依据变量个数的不同可分为一元回归和多元回归，依据自变量和因变量相关关系可分为线性回归和非线性回归；常用的时间序列预测方法包括移动平均、指数平滑、增长率等，根据采用的工具和手段不同又可分为灰色预测、神经网络、混沌与分形、自组织等预测模型。

煤炭物流园区是一个与外界不断进行能量交互的非线性、多变量、多重反馈的高阶动态系统，区域经济、产业政策、能源需求等外部因素影响园区发展，同时园区发展水平又改变了区域能源供求关系，直至动态平衡。园区运量预测不同于一般经济预测，实际中可能由于缺少园区相关历史数据，如园区历年货运量、周边煤炭需求等，使预测工作难以推进，需要理清预测思路，研究预测方法。文章将主要研究依托铁路枢纽的产地型煤炭物流园区预测问题。

2.1 预测基本思路

产地型铁路煤炭物流园区对煤炭资源的吸引具有明显的运输方式性和上下游区域性。预测思路可分为间接预测和直接预测两种，但无论哪种预测方法，都需要充分考虑上述资源吸引特征，兼顾历史数据获取的可行性。

间接预测是从区域供需平衡的维度，通过预测区域所有煤矿的产量和区域煤炭销量，两者相减获得进入园区的煤炭外运量；直接预测是从宏观区域角度，通过分析影响运量变化的主要因素，建立符合区域特征的预测模型预测未来，两种预测方法并非完全割裂，而可以相互修正，提升预测精度。预测思路如下：

图2 铁路煤炭物流园区货运量预测流程图

间接预测需要结合区域经济发展、能源需求、产业政策等宏观因素详尽调查园区辐射范围内现有矿井的产量和销量，并预测未来区域产销基本情况，预测方法以市场调研为主；直接预测按照不同吸引区域，以园区历年的公路到达量和园区及上游铁路车站历年的铁路到达量为基础数据，分别预测公路到达量和铁路达到量，从而获得未来园区货运量。

2.2 预测情景分析

产地型物流园区的到达运量本质上是园区所依托的铁路干线对沿线煤源的吸引，使煤炭资源以各种方式向园区单向圈层式集聚。圈层是指以园区为核心的公路集聚区域(阴影部分)和上游铁路装车站为核心的铁路集聚区域。公路集聚区范围小；铁路集聚圈层由于下游运输组织等原因，反向至园区的运量较少，主要向铁路上游单向延伸，以铁路车站为中心，吸引半径R内的区域资源，最终通过铁路进入园区。

图3 产地型煤炭物流园区吸引范围及铁路车站拓扑结构示意图

从拓扑结构看，上游铁路车站有干线车站和支线车站之分。作为铁路煤炭专用线上的车站C、D直接与主要矿井相连，吸引范围主要是专用线连接的煤炭以及周边通过公路或是皮带运达的煤炭，干线车站A、B的达到运量一方面是由车站所连接专用线提供，另一方面还吸引了周边通过其他运输方式直接达到干线车站的资源由于某些支线煤炭运输采用直达方式至园区，并未经过相连的干线车站编组，铁路物流园区的煤炭达到量为支线车站直接连接的煤炭与所有车站其他运输方式的吸引量之和：

因此，园区运量的直接预测问题就转化为与铁路专用线车站直接相连各矿资源预测和铁路所有车站以及园区吸引范围内通过公路等其他运输方式吸引的煤炭资源预测问题。

三、园区预测方法研究

由于与铁路专用线直接连接，这些资源都将依托铁路外运。支线各铁路车站具备详实的发送量统计数据，以每年矿井到达铁路车站的发送量为预计基础，以各矿井产能为约束，结合区域经济发展和能源需求情况，使用时间序列或是回归预测，便可获得未来与车站直接相关的煤炭通过铁路车站的发送量。

相比于与铁路支线相连的煤炭装车量，公路到达主要与运输经济性密切相关，不确定性更强。由于铁路车站有详细的公路达到统计，仍可使用时间序列或是回归预测。但由于物流园区并区域内非单一的物流节点，各物流节点的存在对区域内货运量分布具有重要影响，只考虑园区单个对象预测精度稍差。为提高预测精度，本文从区域物流角度[7][8]探讨铁路物流园区的公路吸引问题。

(1)按照每个车站所处区位的差异，初步确定经济预测区域，并按照一定的经济吸引中心进行区域划分；

(2)以区域煤炭公路运量统计为基础，利用时间序列等总量预测方法，预测未来区域煤炭公路运量；

(3)以划分的小区中心的距离为基本参数，利用区域经济理论，建立重力模型或其他改进模型，预测小区间的煤炭运量分布，确定各小区煤炭运量比重。

(4)按照铁路物流园区吸引半径r，将包括在吸引半径范围内的小区煤炭运量相加，即可获得物流园区吸引范围内的煤炭运量。

(5)以各小区区位、技术装备、管理水平、发展定位等因素作为影响因子，可通过层次分析法[7]或其他方法分析预测区域物流节点综合竞争力，以此为基础测算小区对区域运量吸引程度，修正铁路物流园区吸引范围内公路煤炭到达量。

3、对园区预测研究方向的思考

积聚与扩散伴随于区域中心产生发展的全过程。单个煤源的运动难以用规律进行描述，当区域中心的作用逐渐显现时，个体随意性开始减弱，向区域中心运动的概率逐渐增大。因此铁路物流园区的出现使区域煤炭资源集聚成为可能。

把区域范围内的煤源初始位置称为“货流源点”，借鉴物理学“场论”，区域内按照某种有序规则连接若干个“货流源点”的货流运动就构成了典型的“货流场”。从区域维度看，圈层范围内不同区位场强并非一成不变，越靠近中心，强度越大；从时间维度看，同一区位的场强会随着集聚效应的深入逐步增强。未来，可借鉴“场论”理论，对煤炭物流中心的吸引问题深入研究。

四、结束语

铁路煤炭物流园区利用铁路运输优势，通过园区作业提升煤炭附加价值，是优化煤炭资源配置的有效手段，也是铁路煤炭运输向煤炭物流转型的全新实践，内蒙、陕西等煤炭资源富集区已经建成运营并积累了相关经验。运量预测是园区规划的重要内容，是指导园区建设的基础性工作。但没有一种模型能够精确描述现状并预测未来发展，园区运量预测需要在全面收集资料数据的基础上结合定量预测与定性分析，应充分考虑区域宏观经济、能源需求等不可量化因素的影响，对预测结果进行适当调整和修正，更加系统地指导园区建设。

[1]钱平凡 温琳 煤炭智能物流园区建设精要与政策建议 中国煤炭第39卷第1期2013年1月；15-18

[2]石继梅 我国煤炭物流园区运营管理模式研究 山西煤炭 第34卷第6期201 4年6月；77-79

[3]郑芳 铁路货物运输融入现代物流的探讨[J] 铁道运输与经济 2005年第10期；83-85

[4]吴永强 结构性物流需求预测方法研究[J] 商业时代 2008年第16期；14-15

[5]高婧 物流园区的规划及其货流量预测方法研究[J] 活力 2005.10；74-75

[6]王玲 物流中心物流量预测及实例分析[J] 企业与经济管理 2006.9；82-83

[7]贺政纲 帅斌 物流中心货运需求预测[J] 物流技术 2004.1；30-32

[8]彭京平，孙逊，贺政纲 物流园区物流需求预测方法研究 物流工程与管理 2013年第十期 第35卷，总232期；1-2

杨杰(1981-)，男，福建，汉，神华集团战略规划部专员，研究方向为铁路运输与物流产业规划。