物流运输网络风险评价指标体系分析研究

技术与方法物流技术２０１０年５月刊（总第２１６期）

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—１５２Ｘ．２０１０．０９．０２７物流运输网络风险评价指标体系分析研究

徐晶，王喜富你明，工吾目（北京交通大学交通运输学院，北京１０００４４‘）

【摘要ｌ随着物流运输网络系统的复杂化．对其进行风险评价尤显蘑要。依据风险评价的原则，结合物流运输网络的结构特征，建立了物流运输网络风险评价指标体系，为今后物流运输网络的风险评价提供量化指标。【关键词】风险评价；物流运输网络；指标体系【中图分类号１Ｆ２５２【文献标识码】Ａ【文章编号】１００５—１５２Ｘ（２０１０）０９－００８０－０３

ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｄｅｘＳｙｓｔｅｍｏｆＲｉｓｋＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＬｏｇｉｓｔｉｃｓＴｒａｎｓｐｏｒｔＮｅｔｗｏｒｋＸＵＪｉｎｇ，ＷＡＮＧＸｉ－ｆｕｆｓｃｈ∞ｌｏｆＴｒａ佑ｃ＆Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ＢｅｉｊｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｉｓｋｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｌｏｇｉｓｔｉｃｓｔｒａｎｓｐｏｒｔｎｅｔｗｏｒｋｓｙｓｔｅｍｓｉｓｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｈａｔｔｈｅｙａ∞ｂｅｃｏｍｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｃｏｍ－ｐｈｘ．Ｆｏｌｌｏｗｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｒｉｓｋｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．ｔｈｅｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ∞ｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｒｉｓｋｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｌｏｇｉｓｔｉｃｓｔｒａｎｓｐｏｒｔｎｅｔｗｏｒｋｓｔｈａｔｃｏｎｓｉｄｅｒｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｉｎｄｉｃｅｓｆｏｒｆｕｔｕｒｅｒｉｓｋｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｌｏｇｓｉｔｉｃｓｔｒａｎｓｐｏｒｔｓｙｓｔｅｍｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｉｓｋｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；ｌｏｇｉｓｔｉｃｓｔｒａｎｓｐｏｒｔｎｅｔｗｏｒｋ；ｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍ

１引言随着我同经济的发展。很多运输型物流企业的货运量越来越大，物流运作中随之出现的运输网络风险问题受到业内广泛关注。要想提高物流运输网络的可靠性、安全性，并且获得最大的经济效益，必须对物流运输网络进行风险评价。风险评价的结果是物流运输网络规划、优化的重要因素，而选择和确定适当的评价指标是进行物流运输｝【）４络风险评价的前提和基础。就国内外的研究现状来看，风险评价的方法比较多，但是风险评价的指标体系还不完善。本文定性、定量研究了物流运输网络的各种风险评价指标，可为风险评价提供依据。２物流运输网络结构分析从拓扑结构上看，交通运输网络和其他网络一样．具有复杂网络的结构特性。即供给地和需求地分布空间均分散。且供给地与需求地之间相距甚远，货物需经过多个枢纽节点之间的长距离运转。因此，本文可以把物流运输网络抽象为复杂网络进行其风险评价指标体系的研究。文中把某区域内物流节点抽象成复杂网络的节点，把连接两物流节点的运输线路抽象成复杂网络的边，把物流起点和物流终点抽象成复杂网络的ＯＤ对。以山西煤炭物流运输为例，五大生产基地：大同、太原、阳泉、长治、晋城为供给地，其他城市为需求地。将物流运输网络抽象成复杂网络如图ｌ所示。图１山西煤炭物流运输网络图３物流运输网络风险评价指标体系研究３．１建立物流运输网络风险评价指标体系的原则结合物流运输网络的特点。建立物流运输网络风险评价指标体系应当遵循如下原则：（１）目的性原则。指标体系应对物流运输网络风险的本质特征、结构及其构成要素进行客观描述，并为风险评价这一目的服务，为评价结果的判定提供依据。（２）科学性原则。指标体系应围绕评价目的，科学反映物流运输网络的风险及其特征，指标概念正确、涵义清晰。各指标之间不应有很强的相关性，尽可能避免显见的包含关系。（３）系统性原则。指标体系应涵盖物流运输网络风险各个ｆ收稿日期］２０１０－０３－２９【作者简介】徐晶（１９８６一）．女，黑龙江绥化人。北京交通大学交通运输学院硕士研究生，主要研究方向为交通安令工程、交通运输规划与管理等；干喜富（１９６３一），男，内蒙‘Ｉ赤峰人．北京交通大学工程与控制研究所所长。教授，博士生导师，主要研究领域为系统工程、交通运输规划与管理等。

一８０—

万方数据徐晶，等：物流运输网络风险评价指标体系分析研究技术与方法

要素和整体情况。并且从中抓住主要要素，以保证综合评价的全面性和可信度。（４）适用性原则。指标体系的设计应考虑到现实可能性，指标的数量要尽可能地少而精，且指标具有较强的可操作性，以适应评价＾员对指标的理解接受程度和判断能力便于评价操作。（５）层次性原则。根据选取指标的具体情况划分出不同的层次．便于采用逐层分析的方法对各种影响因素进行剖析，最终实现定量计算。３．２物流运输网络风险评价指标体系设计根据上述原则，结合物流运输网络的结构特征。建立物流运输网络风险评价指标体系框架图，如图２所示。此框架图分为三层，目标层、准则层和指标层。其中，目标层是我们想要得到的最终结果，它的值由准则层加权计算后得出。准则层从不同方面对物流运输网络进行风险评价，包括抗毁性、可用性、可达性、适应度和承载能力。指标层是计算准则层的基本单位。它们独立或相关地反映了准则层的风险值。

物滇霜露风馨籍标集网络抗毁性指标

网络町用性指标

网络可达性指标

网络适应度指标

网络承载能力指标节点密度节点抗毁链路密度网络连接网络粘聚度网络连通系数路段的可用度路径的可ｊ｝ｊ度０一Ｄ对的町用度网络的町用度节点的可达性嘲络的可达性堕墅堕塾垩丽雨吾丽日两丽厦综合供给均衡系数运输承载能力！些墨塑堡垄蟊葩罚面ｉ弼图２物流运输网络风险评价指标体系框架图４物流运输网络风险评价指标体系的构成本节按照图２的框架，分析物流运输网络风险评价指标体系的构成要素对整个风险评价的作用。以准则层为单位，逐项分析其下指标层的定义、作用及计算方法（由于篇幅限制，本文只给｝ｎ部分指标的计算公式）。４．１网络抗毁性网络抗毁性是指在网络中的节点ｆ或边）发生随机失效或遭受故意攻击的条件下，网络维持其功能的能力。影响网络抗毁性的评价指标如下：（１）节点密度。节点密度等于网络覆盖区域内的节点数除以该区域面积。节点密度越高，网络的抗毁性能越强。（２）节点抗毁度。网络节点ｉ的抗毁度是指网络节点ｉ至少能与其它任意一个网络节点连通的能力。节点抗毁度越大，网络的抗毁性能越强。（３）链路密度。在物流运输网络中．把连接各节点的公路、铁路、航道等运输线路看作链路。链路密度是指每平方公里面积的区域内运输线路的公里数。链路密度越高，网络的抗毁性能越强。（４）网络连接度。定义节点是两条及两条以上的链路交汇之处。网络连接度是指链路与网络内所有节点的连接程度。网络连接度越大，网络的抗毁性越强。（５）网络粘聚度。网络粘聚度又称为链路连通度，是使网络不连通所应去掉的最少链路数。网络粘聚度越大，网络抗毁性越强。（６）网络连通系数。可以选择最大子集团尺寸和平均最短路径来测度复杂网络的连通性能，综合考虑二者可得网络连通系数计算公式：ｃ：——ｊ—一ｗ争丝厶鲁Ｎｃ为网络连通系数，其中ｗ为网络连通分支数，Ｎｉ为第ｉ个连通分支中节点数目，Ｎ为网络节点总数目，ｋ为第ｉ个连通分支的平均最短路径，即该连通分支中任意两个节点之间最短连接距离的平均值。从上述定义可知，连通系数的实质就是各连通分支平均最短距离加权平均与连通分支数乘积的倒数。连通分支数越少、各分支的平均最短路径越小，网络的连通性越好，即网络连通系数Ｃ越大网络抗毁性越强。当全网连通（Ｗ＝１）并且Ｌ＝Ｉ时，ｃ取最大值ｌ。４．２网络可角性运输网络的可用性是指任何一个时间点运输系统正常运行的概率，即道路网络可以正常使用的概率。设物流运输网络是一个有向图Ｃ（Ｎ，Ａ）。其中Ｎ为节点集。Ａ为路段集。考虑到物流运输网络的实际情况和计算Ｅ的可行性，本文参考一种新的近似法来计算运输网络的可用性。该方法将连接网络中任一ＯＤ对间的所有有效可达路径看作一个并联系统．而每条路径构成一个由路段组成的串联系统，这样，网络的可用性就可按照串并联系统的可用性方法来计算了。可用性越强，物流运输网络的风险越小。（１）路段的可用度。路段ａ的可用度ｒＩ的计算公式为：‘：等等，Ｖ日疋≤以Ｕ其中，斗。为路段ａ的最大承载能力（ａ∈Ａ）；ｘ。为路段ａ上的交通流鼍（ａＥＡ）。ｒ－的数值越高，说明路段ａ的可用性越高，稳定性越强。若ｘ．≥斗。则令ｒ．－－Ｏ，说明路段ａ已发生堵塞或中断，在研究时间内不可再用。（２）路径的可用度。每条路径可看作是一个由路段组成的串联系统。在串联系统中，系统的可用性小于构成该系统的任何元件的可用性。如果一条路径中任何一段路段失效，则整条路径都将产生故障。（３）ＯＤ对的可用度。连接网络中任一ＯＤ对间的所有有

一８ｌ一

万方数据技术与方法物流技术２０１０年５月刊（总第２１６期）效可达路径可看作一个并联系统。在并联系统中，系统的可用性大于或等于构成该系统的任何元件的可用性。在一个ＯＤ对中，只要有一条路径能连通，该ＯＤ对就会连通。（４）网络的可用度。运输网络ｑＮ，Ａ）的可用度可定义为网络中所有ＯＤ对可用度的平均值。４．３网络可达性运输网络叮达性是指从规划区内某一点出发抵达任意目的地的行驶距离、行驶时间或费用的大小。它反映了各节点间交通的便捷程度。可达性越小表示交通越便捷，物流运输网络的风险也就越小。（１）节点的可达性。在运输网络中的某一节点ｉ的可达性，由从该节点开始至其他各节点的平均距离Ｄ；表示，计算公式如下：Ⅳ∑西Ｚ＝！Ｄｉ＝气＿，（＿，＝１，２，．．，Ⅳ）Ｍ式中ｄ。为网络中由节点ｉ到节点ｊ的最短平均行驶距离，Ｎ为区域内的节点数，Ｍ为区域内的节点数与非可达节点的差。（２）网络的可达性。运输网络的可达性可用所有节点可达性的平均值Ｄ来表示。Ⅳ∑Ｄ；Ｄ＝』生一０式中Ｄ；为以ｉ为起点至其他各节点的平均距离，０为区域内的起始点个数。４．４网络适应度运输网络适应度也称饱和程度，包括起讫点之间线路的效率、网络运输能力适应度、综合供给均衡系数等指标。（１）起讫点之间线路的效率Ｅ。线路效率Ｅ是一个比较微观的指标，是在给定起讫点的情况下，最短路线的行程时间（或距离）与实际行程时间（或距离）的比值，用来反映各起讫点间的交通状况与最佳状况的差距。在运输网络中，单个路段上的Ｅ值为ｌ，对于每个线路而言，Ｅ值越小越接近１，说明该线路上：的交通状况与最佳状况越接近，该条线路的使用效率越高，即物流运输网络的风险越小。（２）网络运输能力适应度。网络运输能力适应度是一个非常重要的指标，可以用网络运输能力适应度Ｖ／Ｃ来描述综合交通运输网络的拥挤程度。结果越大表示交通越拥挤，运输网络的能力与需求越不适应，物流运输网络的风险越大。（３）综合供给均衡系数ｈ。综合供给均衡系数是评价网络运输结构配置合理性的指标，它反映运输通道内运输总需求在各种运输方式之间的分布离散程度。综合供给均衡性系数的计算公式为：壳＝式中ｎ为道路总数，Ｖ．为第ｉ条道路的运量，Ｃ；为第ｉ条道路的设计容量，Ｖ／Ｃ为网络运输能力适应度程度。假设通道中各种运输方式的运输需求和运输供给能力基本平衡，即Ｖ／Ｃ恒等于ｌ，则计算可得ｈ－－－－Ｏ。ｈ越接近于０，说明运输量在各种一８２一运输方式之间的分配越合理，各种运输方式能够被充分利用，各尽其能，也就是说，ｈ越小物流运输网络的风险越小。４．５网络承载能力交通系统承载能力是指在满足交通用户及资源环境的服务和质量要求下，交通系统满足交通需求的最大能力。运输网络的承载能力有三个层次的含义：（在给定的环境污染容量、国土资源限制和交通服务水平等要求和制约下）运输网络所能容纳的人和物的空间位移的最大能力；运输网络所能达到的资源最大使用水平和基础设施状态；运输网络所能支撑的人口、社会与经济活动的最大水平。可见，网络的承载能力越大，物流运输网络系统的风险越小。影响网络承载能力的具体指标如下：（１）网络的运输承载能力。影响网络运输承载能力的指标包括运输周转量、时间周转量、平均运距、平均在途时间、平均在途运量、单位里程平均在途时间、运输量的网络占用密度等。（２）网络的土地承载能力。土地承载力是指在一定的技术、经济和社会发展水平条件下。在特定的环境容量约束和维持可持续发展的前提下，一个国家或地区的土地资源可支撑的交通基础设施的最大能力。（３）网络的资源与环境承载能力。运输网络的资源与环境承载能力是指一定时期、一定区域、现实或拟定的交通环境结构不发生恶性质变的前提条件下，交通环境系统发挥正常功能时所能承受交通系统所占用的资金、容纳的污染物质和消耗的自然资源的最大值，也称交通环境容量。５结论物流运输网络是典犁的复杂网络，本文从节点和边的角度将物流运输蚓络抽象成复杂网络研究。通过分析物流运输网络的结构特点，结合物流运输网络的现状和发展趋势，依据评价指标体系的构建原则，确立了物流运输网络风险评价指标体系。做到物流运输网络风险评价的定量化，并为物流运输网络的规划与优化打下基础。在优化物流运输网络时，至关重要的是强度大的节点和权重大的边，因此必须加强它们的建设，注重节点和边之间的联系，注莺网络层次，在保证安全的前提下提高物流运输网络的整体效率。【参考文献】【１】叶芬芳，廖茂珍．运输蘧！！物流企业信用评估指标体系的研究ｍ物流技术，２００８，（８）：４５．【２】码景富，王红蕾．城市交通网络的抗毁性研究叨．福建电脑，２００９．∽：３６—３７．【４】韩冰清，明朝辉．移动多跳ＡｄＨｏｅ网络抗毁性问题研究们．福建电脑，２００８．（７）：１３．【５】齐灿，刘旭明．复杂网络安全抗毁性研究ｆＪｌ．福建电脑，２００７，ｆ１）：３９．【６】吴俊，谭跃进．复杂网络抗毁性测度研究ｆＪ】．系统工程学报，２００５。（４）：１３０．【７】董文宏．关于建立物流网络可用性测度指标体系的研究ｌＪｌ－数学的实践与认识．２００６．（６）：３５－４０．【８１聂伟，邵春福．Ⅸ域交通町达性测算方法分析【Ｊ】．交通科技与经济，２００８．（４）：８５—８７．