摘要：通过分析铁路物流在经济社会中的作用，根据铁路物流与经济发展的宏观机制建立系统动力学模型。运用Vensim PLE软件，利用我国2001—2008年的相关历史数据对模型进行检验，并对通过检验的模型进行应用分析，提出铁路物流是现代经济社会可持续发展的基础；铁路物流的基础设施投资将对经济起到长期的拉动作用；铁路物流发展与产业结构调整密切相关。为宏观政策分析提供一种途径和参考。

关键词：铁路物流；经济发展；系统动力学

铁路物流的发展是一项复杂的系统工程，其影响因素是多方面的，如资金、技术、信息、人才及基础设施建设等，只有了解铁路物流与国民经济的作用机制、供给和需求动态发展模式，以及不同的物流发展战略对经济社会的影响方式等，才能正确实施促进经济发展的措施，这对我国铁路物流的发展有着重要的理论和现实意义。同时，还可为今后区域铁路物流系统，以及铁路物流系统以外的水路、航空甚至大物流系统的整体研究提供参考。
1铁路物流在经济社会中的作用为适应现代运输市场快速发展的趋势，按照现代物流科学化和规范化的要求，各国铁路纷纷发展现代物流业，充分利用铁路大通道、铁路枢纽和铁路货场的优势，在物流市场中思考与实践铁路物流的定位，构造以铁路干线运输为主的铁路物流运作新流程和规范新体系。铁路物流是运输物流的一个分支，是通过铁路干线或铁路相关服务开展物流活动的综合性过程，在国民经济发展中扮演着越来越重要的角色。铁路物流在经济社会中的作用主要表现在以下几个方面。
（1）铁路物流网络的完善直接影响着经济社会规模的发展。美国铁路总产值虽然只占美国GDP的1.18%，但却完成了美国41.7%的总货物周转量，保证了67%的电煤供应，对美国经济稳定的贡献远远超过其他运输方式。欧盟1992年制定了23 000 km高速铁路网规划，作为实现欧洲经济一体化最重要的基础设施。日本早在1970年由法务省颁布了《新干线铁道整备法》，以法律形式规划修建高速铁路网络7 200km。实质上，各国都在加快发展和建设铁路，这是发展铁路现代物流业、促进经济社会规模发展的基础和有力保证。
（2）铁路物流促进商品流通，推动经济社会进步。衡量铁路物流业发展水平的指标很多，如果以货运收入来表示，2001—2007年，我国铁路货运收入从688.6亿元增长到1 392.5亿元，增加了1倍多，基本与GDP的增长同步。由此可见，铁路物流的发展与经济增长密切相关。同时，铁路运输以低廉的运价为社会提供大量的货运服务，使国民收入中更多的份额转为可投基金，铁路通过自身建设和营运双倍提高了投资率。
（3）铁路物流带动相关产业，积极影响社会各行业的发展。当前，煤炭(焦炭)、钢铁、矿石、粮食等市场对铁路运输需求较大，56%的煤炭、84%的石油、24%的钢铁、22%的粮食和58%的棉花都通过铁路运输。2007年，煤炭、钢铁、矿石的运量占我国铁路货运总量的74%，铁路物流主要承担着社会大宗物资的运输。而这些大宗商品、能源又是农业、机械制造业、建筑业和贸易业等其他行业的保障基础性生产资料。同时，通过加强与港口、煤炭(焦炭)、钢铁、石油和粮食等大企业的合作，在实现铁路物流企业自身保收增收的基础上，提高其他企业的经济效益，实现路企双赢，对经济社会可以起到积极的促进作用。
2铁路物流与经济发展的系统动力学模型构建美国麻省理工学院的福瑞斯特教授于1956年首次提出工业动力学，创立了系统动力学(SystemDynamics，SD)的理论基础。系统动力学以传统的管理程序为背景，引用信息反馈理论和系统理学理论，把社会问题流程化，从而获得描述社会系统构造的一般方法，并通过计算机仿真运算，获得对真实系统的跟踪，实现社会系统的战略与策略实验。在此以系统动力学软件Vensim PLE为平台应用建模，Vensim是一个可视化的建模软件，可以描述系统动力学模型的结构，模拟系统的行为，并对模型模拟结果进行分析和优化。
2.1系统因果图分析铁路物流系统因果关系图是铁路物流与经济发展的系统动力学模型的基础，它描述了铁路物流与经济社会系统各影响因素间的相互关系和作用。铁路物流与经济发展的因果图如图1所示。
通过把握铁路物流系统的动态发展规律，找出影响其发展的主要反馈环，解释如下。
（1）经济与供给环。反映了国民经济与铁路物流供给之间协同发展、互相促进的关系，是一个正反馈环。经济发展水平的提高增加了国家对物流业的投资，同时增加了铁路物流投资。投资的增加则铁路物流与经济发展的系统导致物流供给的增加，从而减少了供需短缺，进一步促进社会经济水平的提高。
（2）经济与需求环。表示的是经济发展与物流需求的关系，是一个负反馈环。经济的发展必然会造成对铁路物流需求的增加，而当需求增加到一定程度超过供给能力时，将使铁路物流短缺扩大，货物积压，又限制了国民经济的发展。
（3）收益与投资环。反映了铁路物流自我发展的能力，是一个正反馈环。收益的增加会使铁路物流投资增加，从而增加铁路物流供给，并能完成更多的运量。
（4）供给与投资环。表明供给与投资间的负反馈关系。当铁路物流投资增加时，供给随之增加，铁路物流供需短缺减少。它描述了在供需短缺扩大时投资机制对增加供给、减少短缺的重要作用。
2.2系统动力学流图分析为了描述系统的构造，系统动力学用“流”的概念，采用特殊的符号构筑流图模型描述系统的决策过程。在系统动力学流图中，用不同符号表示不同性质的变量，用状态变量、速率变量、辅助变量、表变量、常数，以及信息流、物质流等专用符号描绘出系统结构，就可以把因果关系图转化为流图。铁路物流与经济系统是由各个影响因素的相互作用特性来体现。依据所建立的因果关系图和各个反馈机制的分析，为了客观地把握并定量分析描述铁路物流和经济水平的内在发展机制，设立了该系统的系统动力学模型的流图，如图2所示。
2.3模型中主要的动力学方程铁路物流与经济发展的系统动力学模型中，主要方程语言描述如下。

（1）国内生产总值=INTEG(国内生产总值增量-铁路物流短缺对经济增长的阻碍率，109 655)（2）国内生产总值增量=国内生产总值×国民经济增长系数（3）国民经济增长系数=国民经济增长表函数(国内生产总值)（4）国民经济增长系数表函数[(60 000，0.05)-(280 000，0.25)]，(99 215，0.105 2)，(109 655，0.097 4)，(120 333，0.128 7)，(135 823，0.177 1)，(159 878，0.146)，(183 217，0.156 7)，(211 924，0.177 5)，(249 530，0.204 9)（5）铁路物流短缺对经济增长的阻碍率=短缺固定延迟×铁路物流短缺对国民经济影响系数（6）第一产业增加值=国内生产总值×第一产业比重（7）第二产业增加值=国内生产总值×第二产业比重（8）第三产业增加值=国内生产总值×第三产业比重（9）货运生成量=exp(8.431+第一产业货运生成系数×ln(第一产业增加值)+第二产业货运生成系数×ln(第二产业增加值)+第三产业货运生成系数×ln(第三产业增加值)（10）铁路货运增长量=货运生成量×铁路货运系数（11）铁路货运量=INTEG(铁路货运增长量，193 189)（12）铁路货运需求量=货运生成量×铁路货运需求系数（13）物流业固定资产投资量=国内生产总值×物流业投资系数+铁路自投资量（14）物流业投资系数=物流投资比表函数(国内生产总值)（15）物流投资比表函数[(70 000，0.03)-(350 000,0.07)]，(109 655，0.036 1)，(120 333，0.037 8)，(135 823，0.041 2)，(159 878，0.047 4)，(183 217,0.050 7)，(211 924，0.057 4)，(249 530，0.057 2)，图1铁路物流与经济发展的因果图铁路物流与经济发展的系统动力学模型和应用分析吴璇等铁道运输与经济学术论坛第32卷第6期72(300 670，0.058 2)（16）铁路自投资量=铁路自投资比例系数×铁路货运收入（17）铁路货运收入=铁路货运量×收入率（18）铁路物流投资量=物流业固定资产投资×铁路物流固定资产投资系数（19）铁路供给能力=INTEG(铁路供给能力增长率-铁路供给消耗率，198 550)（20）铁路供给能力增长率=投资固定延迟×投资效果系数（21）铁路供给消耗率=铁路供给能力×消耗系数（22）投资固定延迟=DELAY FIXED(铁路物流投资量，1，590)（23）铁路物流短缺=铁路货运需求量-铁路供给能力（24）短缺固定延迟=DELAY FIXED(铁路物流短缺，2，0)对于系统动力学模型，需要反复修正调试才能最终运行成功。Vensim软件提供了查错和模型验证的方法，在所有的方程都建立完成后，通过这些工具即可以对模型进行修正，直到检验通过后才能进行基本模拟。 3铁路物流与经济发展的系统动力学模型分析应用3.1铁路物流投资对GDP的拉动作用调整铁路物流投资比例，如将该比例由原始值增加5%，而该系统其他参数不变，观察其对国民生产总值的影响，如图3所示。 可知，铁路物流投资对国内生产总值的贡献呈现逐年递增的趋势。假设在2001—2008年对铁路物流不进行任何投资，8年间其贡献总计为32 833亿元。将当前16%的铁路物流投资比例铁路物流与经济发展的系统动力学模型和应用分析吴璇等铁道运输与经济学术论坛增加至21%后，2001—2015年15年间的国内生产总值增加了456 138亿元。此外，由于铁路物流投资大部分属于基础设施投资，投资建设周期较长，投资后不能立即带来国内生产总值的增长，但其对社会和经济发展的贡献是长期持续增强的。 3.2产业结构调整对铁路货运量的影响适当调整三大产业结构比例，保持系统其他参数不变， 由模拟结果可以看出，当调整第一、第二产业和第一、第三产业比重后，2001—2015年15年间铁路货运量分别增加了113 436万t、37 748万t。而增加第二产业比重、减少第三产业比重后，铁路货运量增加了72 655万t；反之，减少了90 715万t。可见，产业结构调整将对铁路货运量增长和物流业发展具有一定的影响。 4结论（1）铁路物流是现代经济社会良好、持续发展的基础。铁路物流基础设施建设的逐步完善，为我国经济水平的可持续发展奠定了基础。铁路物流网铁路物流投资比例为0年份年份年份年份当前铁路物流投资比例增加铁路物流投资比例当前产业结构产业结构调整当前产业结构产业结构调整当前产业结构产业结构调整年份当前产业结构产业结构调整铁路物流与经济发展的系统动力学模型和应用分析吴璇等铁道运输与经济学络的完善直接影响着社会经济规模的发展。铁路物流带动农业、制造业、建筑业等相关产业的发展，对社会经济起到全面积极的推动作用。 （2）铁路物流的基础设施投资会对经济起到长期的拉动作用。提高铁路物流投资比例可以增加国内生产总值，铁路物流投资对GDP增长的促进作用明显且呈持续长期增强的趋势，因此可以适当增加铁路物流投资。 （3）三大产业结构的比例调整后，铁路货运量会有不同程度的改变，铁路物流发展与产业结构调整密切相关。 通过调整模型中某些变量的值，分析系统运行后变量的变化，可以为政策制定提供一定的参考。 参考文献： [1]王其藩.系统动力学[M].上海：上海财经大学出版社，2009.