0 引言
交通运输绿色转型对促进交通运输行业高质量发展、加快建设交通强国具有十分重要的意义。综合货运枢纽作为货物仓储、集配和流通加工的重要节点，承担大量高能耗和碳排放密集型业务，是交通运输领域节能减排的重点。近年来，随着社会物流需求猛增，综合货运枢纽急剧扩张，截至2023年底，面积在150亩及以上，处于规划、在建及运营阶段的综合货运枢纽达到2 769家，较2021年增长8.5%[1-2]。2022年以来，交通运输部启动国家综合货运枢纽补链强链工作，预计到2026年，将支持30多个城市的300多个综合货运枢纽基础设施建设。目前，综合货运枢纽规划、建设、运营阶段都已开展低碳化、绿色化转型，但由于缺少相关数据和案例，具体实施路径还处于摸索阶段，亟需开展相关研究给予支撑。
国外对于综合货运枢纽绿色转型的研究开展较早，目前已从理论研讨阶段，进入绿色化战略制定和具体实施阶段，其绿色化转型内容包括绿色包装及回收、经济效益、节点布局、整体优化等。政府层面，日本在2001年发布了《新综合物流施政大纲》，提出了物流集中化布局战略（即建设综合货运枢纽），以减少物流活动对环境的干扰，并提出加快运输结构调整，形成均衡合理的多元化运输体系[3]。学术层面，Gruchmann 等[4]研究提出了包装材料回收、绿色废物处理的实施路径。Murphy等[5]从供应链的角度研究了绿色化物流的经济效益和环境成本。Zhang等[6]基于碳排放税开展了综合货运枢纽选址评价。国内关注绿色物流的标志性事件是1997年6月的亚太国际物流会议。此次会议首次提出将可持续发展作为物流业发展的首要准则。之后国内诸多学者聚焦物流枢纽，从资源利用、发展模式、绿色转型路径及实施效果等方面开展了深入研究，如：资源利用方面，龙婷[7]提出了包括优化能源管理、推广绿色运输、提高仓储效率、加强废弃物回收处理以及培育绿色供应链等在内的一系列资源高效利用策略；未来发展规划方面，刘书妍[8]强调了综合货运枢纽应以绿色发展和可持续发展为核心，并从战略、建设、技术应用等多个层面构建了发展规划路径；发展模式方面，胡永魁[9]根据我国综合货运枢纽演变规律，结合象屿智慧供应链产业园实践，展示了定位、业态融合、建筑形态创新、低碳生态和科技运营等方面的成功经验，为物流园区集约用地和升级迭代提供了思路；减碳措施方面，王亚光等[10]以深圳盐田港规划物流园区为例，探索了中小地块近零碳路径规划，提出“双增双减”措施和全方位零碳策略，在能源选择利用、绿色建筑、低碳交通和生态环境等方面提供了重要参考；绿色转型路径方面，王玲等[11]、王寒寒[12]提出了调整能耗结构、推广多式联运、促进区域平衡发展等策略以及完善政策法规、科学规划运输网络、提升能源资源利用率等具体措施，逯雨波[13]、尚羽等[14]提出应建立全面的监测体系以及完善的奖惩制度和排污收费制度；在节能减排与绿色评价方面，潘东坤[15]提出了加强枢纽内企业合作、建立循环绿色物流体系、重视辅助功能规划建设、提高信息化水平等实施策略。
综上所述，既有研究成果涉及了货运枢纽绿色转型的众多方面，但缺乏全面、系统的梳理和总结，并且存在以下不足：一是大多停留在定性分析阶段，缺乏样本和数据支撑；二是从单一视角（枢纽运营企业视角或政府视角）提出通用的实施路径，未深入论证其影响机理和可行性；三是多为静态的、聚焦某一环节的研究，未对绿色转型的全过程进行跟踪监测，缺乏动态持续研究。鉴于此，本研究将聚焦综合货运枢纽绿色转型全过程，深入论证其绿色转型影响机理，确定关键影响因子，在此基础上建立综合货运枢纽绿色转型动力学模型，模拟影响因子变动情况下状态变量的变化，据此展开分析，进而从政府、枢纽运营企业双重视角提出从规划、建设到运营全过程的绿色转型实施路径。
1 综合货运枢纽绿色转型机理
根据文献分析及实地调研发现，目前影响综合货运枢纽绿色转型的主要因素包括经济社会发展环境、科技进步水平、区域生态承载力、政策制约、技术应用效率及管理效率等。其中，经济社会发展环境、科技进步水平和区域生态承载力在一定时期属于不可变因素，难以通过相关举措进行优化，故将其视为不变量，不纳入动态支撑机理分析。因此，综合货运枢纽的绿色转型支撑机理可从政策因素、技术创新、管理效率等三方面展开论述。
1.1 政策因素支撑机理
政策因素主要指鼓励企业绿色发展的奖补资金、金融优惠、税收减免、土地优先保障等奖励性制度以及罚款、责令停业等惩罚性制度，体现了政府对绿色化发展的重视程度。政策因素支撑机理如图1所示。首先，政府会给开展绿色转型的枢纽运营企业发放奖补资金，并鼓励投向设备购置、技术创新、流程优化、区域衔接和信息共享等方面，从而促使企业打造绿色供应链，提升枢纽联动融合水平，同时，此举也会提升企业的竞争力和营收水平。其次，金融和税费优惠能较大程度帮助企业直接降本、提升信贷能力、加速资金流动，保障资金链稳定。
1.2 技术创新支撑机理
技术创新是综合货运枢纽绿色低碳转型的根本手段。当前多数枢纽处于初级阶段，在绿色装备及技术创新方面还有很大挖掘空间，尤其是一些龙头企业和典型创新型企业，出于社会责任和品牌效应考虑，会主动引入绿色技术。技术创新支撑机理如图2所示。一方面，绿色技术创新可帮助企业走上绿色转型道路，利用技术进步带来的地理环境依赖性降低，以点带面，迅速形成示范效应，实现节能减排、降本增效的目的，并且可以有效提高生产效率、培育新动能。另一方面，将绿色技术嵌入整个物流产业生态，可以提升绿色竞争力，逐步发挥网络效应和规模效应，有助于企业占据市场主导地位，提高主营业务收入。
1.3 管理效率支撑机理
管理是推动综合货运枢纽绿色转型的有效抓手。管理效率支撑机理如图3所示。枢纽管理涉及面广，对绿色转型至关重要的因素是枢纽结构和信息化水平。枢纽结构包括功能区布局、运输结构、入驻企业类型、能源使用结构等。功能区布局决定了枢纽内部业务流程的组织水平，合理布局功能区可有效减少空驶、重复装卸、二次倒装；运输结构决定了公、铁、水等运输方式的比例，一般而言，具备铁路专用线的综合货运枢纽节能效果较好；入驻企业类型决定了供应链一体化水平，紧密的上下游关系可以有效减少作业环节、减少资源浪费；能源使用结构主要指清洁能源使用占比，占比越高越节能。枢纽的信息化水平主要体现在两个方面：一方面是枢纽对入驻企业的管理，能否通过信息化和大数据监测手段提高企业间协同工作效率；另一方面是各企业自身业务流程管理，能否通过对出入车辆、出库入库、装卸、存储等环节的信息化管理提高作业效率。
2 研究方法设计
2.1 系统动力学模型构建
2.1.1 模型选择
综合货运枢纽的绿色转型是一个系统性创新的过程，受各业务部门、各流程、各利益相关者影响，不仅影响因素众多，而且这些因素彼此之间存在相互影响、相互作用和动态反馈关系。而当前物流统计体系尚不健全，数据存在缺失，传统数学工具难以应对系统各要素的多重反馈和长时滞性。因此，本文选择采用系统动力学（System Dynamics, SD）方法开展研究。系统动力学是以反馈控制理论为基础，以计算机技术为手段，能有效结合定性与定量分析，深入研究系统量化关系和反馈行为，并且能够从整体出发，在系统内部寻找相关影响因素，并给出量化分析结果。系统动力学模型适用于解决复杂系统中难以量化的问题，有利于将复杂问题简单化，清晰呈现问题本质[16]。
本文将构建综合货运枢纽从规划到运营的全寿命期系统动力学模型，并通过对不同路径、不同支撑机制的仿真模拟，找到影响枢纽绿色转型的关键因素，确定最佳转型路径。
2.1.2 模型子系统划分
由三大支撑机理可知，政策因素支撑可使企业在税收、土地、人才等方面获得优惠，进而减小企业节能减排压力，降低企业运营成本；技术创新支撑可使企业生产流程绿色化，从而降低节能减排成本，提升企业经济效益；管理效率支撑可实现企业信息共享，强化供应链韧性，进而影响枢纽供需格局。因此，将综合货运枢纽绿色转型系统分为物流供应子系统、物流需求子系统、节能减排子系统、经济效益子系统等4个子系统。
2.1.3 模型假设
鉴于综合货运枢纽绿色转型的复杂性，构建SD模型时难以考虑所有因素，因此按照二八定律，剔除对综合货运枢纽绿色转型系统影响较小的因素，并作出如下假设：
1）只研究物流业务而不考虑其他行业对区域经济、能耗和环境的影响；
2）假设物流吞吐量随经济增长而增长，能耗和污染物排放量随物流吞吐量增长而增长；
3）枢纽布局结构由平均移动距离表征，能源结构由能耗量和污染物排放量表征，企业结构由企业供应链一体化程度表征。
4）考虑物流作业特点和数据可得性，本研究中能耗量由单位燃料能耗、物流平均移动距离、吞吐量等指标综合计算得出；排放量采用适合于本国燃料质量和构成的排放因子数据，并结合联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovern-mental Panel on Climate Change, IPCC）缺省因子计算得出[17]。
2.1.4 系统变量确定
综合货运枢纽绿色转型系统变量的确定需要结合所研究问题、系统构成和要素间关系来分析。枢纽物流供应子系统用于衡量绿色设施设备供给、服务水平等，主要指标为绿色技术及装备占比、绿色科研投入、物流成本等。枢纽物流需求子系统用于衡量腹地物流需求，主要指标为腹地物流需求量、枢纽物流吞吐量等。节能减排子系统用于衡量枢纽能耗和碳排放情况，主要指标为枢纽物流能耗强度、单位碳排放量。经济效益子系统用于衡量枢纽的经营规模和盈利能力，主要指标为枢纽总产值、利润。各子系统的主要变量详见表1。
表1 综合货运枢纽绿色转型系统变量表 |
| 子系统 | 主要变量指标 |
|---|---|
| 物流供应子系统 | 绿色技术及装备占比、绿色科研投入、 人才投入、物流成本、信息化建设水平 |
| 物流需求子系统 | 腹地物流需求量、枢纽物流吞吐量、 企业入驻量 |
| 节能减排子系统 | 物流能耗强度、单位碳排放量 |
| 经济效益子系统 | 枢纽总产值、利润 |
2.2 系统流图构建
2.2.1 因果回路图
根据前文分析，综合货运枢纽绿色转型系统由物流供应子系统、物流需求子系统、节能减排子系统、枢纽经济效益子系统构成。外部环境是系统发展的外部动力，是物流需求产生的源头，需求催生服务供给，物流服务产生能耗和排放。外部环境的改善会给综合货运枢纽带来乘数效应，吸引更多物流企业入驻，集聚效应更加明显，总产值提高，成本降低，需求被进一步激发。而利润目标的实现使结构调整、科技成果落地成为可能，结构调整、技术更新又将促进管理升级，并直接改善物流发展环境。子系统中各因素间的因果反馈关系如图4所示。
2.2.2 SD流图
3 仿真模拟
3.1 数据来源
3.2 模型检验
为了进行仿真模拟，需要对模型进行量化分析，确定变量的初始化条件、逻辑和数量关系，构建系统特征方程。本研究所构建的SD模型共有22个变量，包括4个状态变量、8个速率变量、7个辅助变量、3个外生变量。经过多次模拟与估算，最终确定各变量的计算公式、单位、赋值。然后运用Vensim软件对模型进行有效性检验和灵敏度检验，并在模拟过程中结合经验数据进行调整。结果显示，所构建的SD模型能较好地表达各参数间的复杂关系。
1）有效性检验
选取影响因素较多的枢纽总产值、物流需求量、物流供给量和枢纽节能减排量作为检验对象。设置测量时间为2015—2022年，检验误差为3%。枢纽总产值模拟值和实际值的误差统计见表2。可见，所构建的SD模型能很好地表征实际情况。
表2 枢纽总产值模拟值与实际值的误差统计 |
| 年份 | 模拟值/万元 | 实际值/万元 | 误差 |
|---|---|---|---|
| 2015 | 126 742 | 128 975 | 1.76% |
| 2016 | 129 806 | 126 690 | 2.40% |
| 2017 | 132 345 | 129 962 | 1.81% |
| 2018 | 138 970 | 136 121 | 2.05% |
| 2019 | 142 568 | 138 319 | 2.98% |
| 2020 | 150 879 | 146 896 | 2.64% |
| 2021 | 152 976 | 150 275 | 1.79% |
| 2022 | 153 278 | 150 798 | 1.64% |
2）灵敏度检验
4 仿真结果分析
以四川省某多式联运物流园为实例，根据上文构建的综合货运枢纽绿色转型系统框架，分别从政策因素、技术创新和管理效率方面进行仿真模拟，结果分析如下。
4.1 政策因素模拟分析
政策因素主要通过环保政策松紧系数表征。该指标取决于中央或地方政府作出的强制性或鼓励性政策约束，影响明显且迅速。将环保政策松紧系数由1.5%上调至2%，综合货运枢纽总产值、能源消耗量和污染物排放总量的变化情况见图7~图9。可见，若政府采取较为严格的环保政策，虽然短期内枢纽总产值会有一定程度的降低，但下降幅度远低于污染物排放总量和能源消耗量的下降幅度。说明环保政策刚出台或趋紧时，节能减排效果明显，但由于对生产流程的绿色化要求提高，短时间内枢纽运营企业若无法很好适应，产值会暂时降低；随着时间的推移，政策效应稳定后，枢纽运营企业的管理调整到位，产值将基本不受影响。因此，确定相关政策的出台和执行力度时，需逐步、呈梯度、松紧适度地开展，以保证经济目标和绿色目标的一致性。
4.2 技术创新模拟分析
绿色技术的应用强度和广度取决于枢纽管理者对绿色技术及设备的投入，可用科技投入系数来表征。科技投入需要考虑投入方向和时序，即技术设备的选择和组合优化，以确保绿色转型成效，可用污染物排放系数来表征。
1）科技投入系数变动
2）污染物排放系数变动
4.3 管理效率模拟分析
5 综合货运枢纽绿色转型路径
考虑全国各地综合货运枢纽绿色发展水平的差异性和资源的局限性，绿色转型难以一蹴而就，需结合实际情况选择适宜的措施，走分阶段、呈梯度的发展路线。同时，考虑到政策因素、技术创新、管理效率三方面的支撑机理，需政府、企业形成合力，共同推动枢纽绿色转型。
5.1 路径一：建立货运枢纽绿色发展标准体系，持续优化政策环境
一是加强政策和制度引导。建议政府出台财政补贴、税收优惠等激励措施，引导物流企业加大绿色投入；在投资补助政策或货运枢纽综合评价中引入节能减排指标，并视情提高该指标权重[24]。在税收方面，设定返还比例用于激励绿色物流行为。以区域或综合货运枢纽为单位，建立能耗及污染物排放监测制度，摸清节能减排底数；结合枢纽产值等因素确定允许排放总量，发放碳排放许可，鼓励碳排放权交易。需注意的是，奖补政策时间不宜过长，否则会使企业形成依赖性，削弱企业在提高产值方面的主动性；惩罚措施宜循序渐进且适度，以保障大部分企业正常的日常生产为前提。
二是建立绿色物流信息统计及报送制度。加快对绿色物流统计指标的顶层设计，提升信息化技术对物流活动记录、追踪、溯源的能力，建立专项绿色物流信息统计制度，逐步将绿色物流监测指标纳入现有统计体系。
三是充分利用金融工具激励绿色物流活动。鼓励金融机构给予绿色枢纽贷款额度或利率激励，为入驻企业提供贷款便利，为企业绿色发展项目提供绿色信贷服务；建立绿色产业基金，解决企业绿色投资局限性。
四是持续做好绿色转型基础评估和规划工作。地方政府以及枢纽运营管理企业需要对枢纽的能源消耗量、碳排放量、资源利用效率、废弃物管理情况等进行全面摸底和评估，识别绿色转型的潜力和瓶颈。基于评估结果，制定详细的绿色转型规划，设定货运枢纽绿色转型的短期、中期和长期目标，明确转型路径、时间表和主要措施。
5.2 路径二：推广绿色技术装备，提升技术组合效果
从技术创新支撑机理来看，引进绿色技术及设备，可以优化用能结构、降低污染物排放系数、减少无效损耗、提高资源回收利用率。
一是借大规模设备更新契机加快引入绿色设备。目前较为成熟的绿色技术主要是分布式新能源、新能源物流车辆。分布式新能源主要的应用场景是在枢纽内安装太阳能板，为枢纽日常运营供能，减少对传统电网的依赖，优化用能结构。新能源物流车辆包括电动货车和氢能货车等，枢纽运营管理企业可加大新能源物流车辆的采购力度，并在枢纽内建设充电站或加氢站等配套设施。
二是推广绿色材料、包装与回收。推广共享托盘和循环包装箱，降低企业经营成本及物料消耗；采用低碳环保的包装材料，如可降解材料、生物基材料等，提升资源回收利用率。建立废弃物回收体系，鼓励企业采用循环再利用的方式，减少资源浪费和环境污染。
三是加强绿色技术组合优化。开展绿色环保物流专项技术研究，促进新材料开发和应用。以综合货运枢纽为载体，积极推广绿色仓储、装卸、配送等方面的重点技术，加强与业务流程的一体化融合，以提高物流作业效率、降低能耗和排放为目标，做好技术方案的优化组合，形成绿色技术及设备清单，并根据实际节能效果给予奖励。
5.3 路径三：加强全过程结构治理，提升绿色管理效率
从管理效率支撑机理来看，优化枢纽的空间结构、运输结构和供应链结构，是减少流程浪费、降低交易成本的重要举措。
一是构建绿色供应链体系，优化枢纽企业结构。政府部门与枢纽运营企业共同建立专门负责绿色物流发展的管理机构或跨部门协调机制，制定科学合理的绿色管理制度。枢纽运营企业应以绿色发展和供应链一体化为目标，设定严格的环保标准和能耗限额作为准入门槛，限制高污染、高能耗企业入驻；推动与供应商、客户之间的绿色合作，共同构建低碳、环保的供应链体系；明确入驻企业物流活动各阶段的责任、计划、考核指标和奖惩措施，监测枢纽节能减排数据，循环改进枢纽绿色转型工作。
二是因地制宜实现公转水、公转铁，优化运输结构。借助国家综合货运枢纽补链强链、延链相关政策，以及物流降本提质增效、多式联运行动方案，以地方综合货运枢纽为载体，以铁路专用线进港区、进园区为契机，全力推进公转铁、公转水，扩大多式联运规模，加快枢纽运输结构调整，提高绿色集疏运比例，持续提高大宗货物的铁路、水路运输比重，促进节能减排。
三是科学合理投入物流技术资金，扩大清洁用能场景。结合实际情况提出综合货运枢纽年度环保投入、科技投入的约束指标；建立节能减排专项资金，直接用于绿色技术科研投入和绿色技术设备引入等，按能耗和污染物排放情况逐年淘汰高能耗、高排放生产设施和设备。以大规模物流设备更新为契机，做好设备更新、购置方案，用好中央和地方配套资金。建议每年从枢纽总产值中抽出2.5%左右作为物流技术投入，并形成常态化机制。
四是利用数字化手段推动枢纽绿色智能管理。采用自动化仓储系统、智能运输系统等，提高物流作业效率，减少能耗和排放；实现车辆、货物的精准调度和实时监控，减少资源浪费；开展智能化运输规划和资源调度，提高运输效率和准确性，优化运输路线，提高装载率，减少空驶里程；对枢纽能耗和碳排放数据进行实时监测，建立能耗和碳排放数据管理体系。
6 结束语
与传统方式比，本文建立的SD模型对综合货运枢纽绿色转型全过程考虑较为全面，动态描述了不同因素对能耗和排放的影响。研究结果表明，绿色政策的出台对节能减排具有显著正面影响，但需考虑政策出台的时机和松紧度，以保障枢纽的经济效益；提高科技研发投入可明显改善枢纽节能减排效果，且长期看，会提升枢纽经济效益和综合竞争；绿色技术设备投入对节能减排有显著正面影响，但资金投入与减排效果并不是简单线性关系，需重点关注绿色技术设备的组合优化以及与业务流程的融合；管理效率的提升对节能减排的影响呈现先增后减趋势，说明需在枢纽结构、招商、人力、资金等方面设定合理区间以确保投入产出效果。
但本研究在参数选取上还有待完善，如：通过环保政策松紧系数来表征政策变量，通过污染物排放系数来表征技术变量，只较为片面地展示了变量影响程度，不能全面反映系统运行机理；将综合货运枢纽总产值作为输出值，变化并不灵敏。未来，将在现有理论框架基础上，继续探索运输结构、供应链完整度（代表入驻企业结构）以及碳排放许可对综合货运枢纽绿色转型系统的影响，并以枢纽利润值代替总产值作为输出值，力求提高模型的精准度，为综合货运枢纽绿色发展提供更有力的理论支撑。