بهینه‌سازی شبکه‌های حمل و نقل چند دوره‌ای از طریق جابجایی صنعتی: رویکرد مدل‌سازی تعامل حمل و نقل کاربری زمین

بهینه‌سازی شبکه‌های حمل و نقل چند دوره‌ای از طریق جابجایی صنعتی: رویکرد مدل‌سازی تعامل حمل و نقل کاربری زمین

این مطالعه روشی را برای بهینه‌سازی مسئله طراحی شبکه حمل و نقل چند دوره‌ای با جابجایی صنعتی (MPNDP-IR) ارائه می‌دهد. در ابتدا، یک مدل تعامل حمل و نقل کاربری زمین (LUTI) برای توصیف کمی تعاملات پیچیده بین رفتار جابجایی صنعتی و ارتقاء شبکه حمل و نقل توسعه داده شده است. سپس، مدل LUTI پیشنهادی در یک چارچوب برنامه‌ریزی دو سطحی ادغام می‌شود تا به طور موثر استراتژی‌های سرمایه‌گذاری شبکه چند دوره‌ای را بهینه کرده و مزایای حاصل از صنایع جابجا شده و حمل و نقل بار را به حداکثر برساند. در نهایت، با در نظر گرفتن کمربند اقتصادی رودخانه یانگ تسه (YREB) به عنوان یک مطالعه موردی، نتایج مطالعه نشان می‌دهد که حساسیت به مطلوبیت مکان به طور قابل توجهی بر دامنه اثرات مفید سیاست‌های سرمایه‌گذاری شبکه حمل و نقل تأثیر می‌گذارد و در نتیجه بر الگوی جابجایی صنعتی تأثیر می‌گذارد. در میان فعالیت‌های تولیدی، صنایع مواد خام و شیمیایی بیشترین واکنش را به چنین سیاست‌های سرمایه‌گذاری شبکه‌ای در امتداد یک کریدور مهم راه‌آهن نشان می‌دهند. تحت سناریوی حساسیت کم، الگوی جابجایی چنین صنعتی با حالت جابجایی گرادیان همسو است. در حالی که تحت سناریوی حساسیت بالا، تمایل به انتخاب حالت “پرواز به داخل” دارد. این مطالعه یک روش پشتیبانی تصمیم‌گیری متناسب با MPNDP-IR ارائه می‌دهد. این روش نه تنها تکامل همزمان فعالیت‌های صنعتی مختلف و ارتقاء شبکه حمل و نقل را شبیه‌سازی می‌کند، بلکه تأثیر مکانی-زمانی سیاست‌های سرمایه‌گذاری شبکه چند دوره‌ای را در زمینه جابجایی صنعتی نیز ارزیابی می‌کند.

مقدمه

با پیشرفت در بازسازی اقتصادی و ارتقاء صنعتی، نابرابری در توسعه منطقه‌ای و رشد ناهموار، باعث جابجایی قابل توجه صنایع می‌شود. این تغییر به ویژه در بخش تولید مشهود است که از مناطق توسعه‌یافته به مناطق در حال توسعه منتقل می‌شود و در نتیجه رشد اقتصادی منطقه‌ای و توزیع مکانی فعالیت‌های اجتماعی-اقتصادی را تغییر شکل می‌دهد. به عنوان مثال، در جنوب شرقی آسیا، افزایش هزینه‌های تولید در سنگاپور باعث شده است که صنعت تولید الکترونیک به تدریج به مالزی همسایه منتقل شود و در نتیجه کاهش سالانه مداوم صادرات و اشتغال این بخش در سنگاپور رخ دهد (تانگ و همکاران، 2023). ژاپن از طریق سیاست‌های یارانه‌ای، جابجایی صنعتی را ترویج و توسعه اقتصادی را در مناطق توسعه نیافته تحریک کرد. با این حال، اتکای بیش از حد به چنین سیاست‌هایی منجر به کاهش بهره‌وری فعالیت‌های صنعتی نیز شد (اوکوبو و تومیورا، 2012). بنابراین، تغییرات در فعالیت‌های اجتماعی-اقتصادی و تقاضای بار ناشی از جابجایی صنعتی به عنوان یک حوزه کلیدی برای سیاست‌گذاران در مناطق مختلف ظهور کرده است.

چین، به عنوان یک کشور بزرگ تولیدی، شاهد جابجایی قابل توجه صنایع در داخل کشور، به ویژه در مناطق استراتژیک خود مانند کمربند اقتصادی رودخانه یانگ تسه (YREB) است. از آنجایی که منطقه شرقی YREB به سمت مراحل میانی و پایانی صنعتی شدن حرکت کرده است (لیو و همکاران، ۲۰۱۸)، ارتقاء صنعتی مرتبط باعث شده است که صنایع کاربر و با آلودگی بالا دیگر اهداف توسعه را برآورده نکنند (لی و همکاران، ۲۰۲۲). در مقایسه، بخش‌های میانی و غربی YREB از نظر منابع طبیعی غنی و کارگران مرفه هستند (ژنگ و همکاران، ۲۰۱۶). جذب صنایع تولیدی مرتبط به مناطق میانی و غربی برای کاهش شکاف توسعه در YREB بسیار مهم است. دولت به طور فعال در حال بهبود دسترسی مکانی برای جذب صنایع تولیدی از منطقه شرقی بوده است. مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های سیاستی با تمرکز بر توسعه حمل و نقل و جابجایی صنعتی صادر شده است. «طرح کلی طرح توسعه کمربند اقتصادی رودخانه یانگ تسه» نقش کریدورهای حمل و نقل چندوجهی را در حمایت از رشد اقتصادی منطقه‌ای و تحریک تجمع صنعتی در مناطق داخلی برجسته می‌کند. ارتقاء شبکه حمل و نقل و ترویج جابجایی منظم صنایع در امتداد YREB یکی از اولویت‌های اصلی در بین سیاست‌گذاران بوده است.

با این حال، ارتباط متقابل بین توسعه صنعتی منطقه‌ای و ارتقاء شبکه حمل و نقل پیچیده است. با توجه به اینکه چنین رابطه پویایی اغلب چندین دوره را در بر می‌گیرد، تعاملات پیچیده، فرآیند طراحی شبکه حمل و نقل را به طور قابل توجهی پیچیده می‌کند. در مطالعات اخیر، پیشرفت‌های قابل توجهی در زمینه‌های شبیه‌سازی فرآیند جابجایی صنعتی و بهینه‌سازی شبکه‌های حمل و نقل در طول زمان حاصل شده است. برای تجزیه و تحلیل چنین تعاملاتی در طول جابجایی صنعتی، رویکردهای مدل‌سازی یکپارچه برای مسائل طراحی شبکه در مقیاس‌های مختلف، از جمله سطوح شهری (ژونگ و همکاران، 2021)، منطقه‌ای (وانگ و همکاران، 2024)، ملی (روسو و موسولینو، 2012) و بین‌المللی (سان و همکاران، 2021) به کار گرفته شده‌اند. با این حال، این مدل‌ها عمدتاً یک روش مدل‌سازی تعامل ایستا را اتخاذ کرده‌اند و تکامل پویای فعالیت‌های اجتماعی-اقتصادی و ارتقاء شبکه حمل و نقل را در طول زمان نادیده گرفته‌اند. برنامه‌ریزی و توسعه یک کریدور حمل و نقل یک تلاش بلندمدت است که اغلب چندین دهه طول می‌کشد. در این افق زمانی گسترده، توسعه اقتصادی منطقه‌ای ممکن است به دلیل ارتقاء زیرساخت‌های حمل و نقل و جابجایی فعالیت‌های صنعتی به طور قابل توجهی تغییر کرده باشد.

در پاسخ به این چالش‌های زمانی در طراحی شبکه حمل و نقل، مجموعه‌ای از مدل‌های طراحی شبکه چند دوره‌ای (خالقی و عیدی، 2023؛ منگ و همکاران، 2015) با توابع الاستیک برای تقاضای بار در طول زمان پیشنهاد شده‌اند. در حالی که این توابع الاستیک به طور مؤثر مدل‌سازی تقاضای بار را برای بهینه‌سازی شبکه چند دوره‌ای تسهیل می‌کنند، اغلب فاقد یک پایه مدل‌سازی اقتصادی فضایی محکم هستند. با توجه به تنوع تقاضای بار کالاها و ترجیحات مکانی متغیر فعالیت‌های صنعتی، این مدل‌های طراحی شبکه چند دوره‌ای ممکن است در پیوند منطقی تقاضای بار با فعالیت‌های اجتماعی-اقتصادی متغیر از نظر مکانی-زمانی با مشکل مواجه شوند (هوانگ و همکاران، 2020). بنابراین، با توجه به تعاملات مکانی-زمانی بین توسعه اجتماعی-اقتصادی منطقه‌ای و شبکه‌های حمل و نقل، اولویت‌بندی پروژه‌های حمل و نقل در زمینه جابجایی صنعتی هنوز یک کار حیاتی است که شایسته توجه بیشتر است.

برای غلبه بر این شکاف‌ها، این مطالعه یک مدل بهینه‌سازی شبکه حمل و نقل چند دوره‌ای را معرفی می‌کند که طرح‌های سرمایه‌گذاری شبکه حمل و نقل را بر اساس الگوهای جابجایی صنعتی پیش‌بینی‌شده توسط مدل یکپارچه تعامل کاربری زمین و حمل و نقل (LUTI) بهینه می‌کند. این رویکرد یکپارچه، یک رویکرد اقتصادسنجی فضایی را اتخاذ می‌کند و امکان شبیه‌سازی تکامل پیچیده فرآیند جابجایی صنعتی و ارتقاء شبکه حمل و نقل را در طول چندین دهه فراهم می‌کند. در مقایسه با روش‌های سنتی طراحی شبکه حمل و نقل چند دوره‌ای، این مدل مزایای زیر را ارائه می‌دهد.

۱. مدل LUTI پیشنهادی، که از طریق تحلیل ورودی-خروجی چند منطقه‌ای (MRIO) توسعه یافته است، کاربرد چنین مدل‌هایی را در سیاست سرمایه‌گذاری شبکه حمل و نقل چند دوره‌ای گسترش می‌دهد. این مدل، پویایی زمانی دسترسی کالاها و ترجیحات مکانی فعالیت‌های صنعتی را در نظر می‌گیرد و یک چارچوب تحلیلی عمیق برای جابجایی صنعتی ارائه می‌دهد.

۲. این روش بهینه‌سازی شبکه، که از یک رویکرد اقتصادسنجی فضایی توسعه یافته است، یک تحلیل تأثیر هدفمند برای جابجایی صنایع مختلف ارائه می‌دهد. این روش، تصمیمات سرمایه‌گذاری حمل و نقل را با الگوهای مختلف جابجایی صنعتی در طول افق برنامه‌ریزی همسو می‌کند و در نتیجه سیاست‌گذاری آگاهانه را برای مقامات تسهیل می‌کند.

بقیه مقاله به شرح زیر ساختار یافته است. بخش ۲ مروری بر ادبیات مرتبط در مورد شبیه‌سازی روندهای جابجایی صنعتی و طراحی شبکه‌های حمل و نقل چند دوره‌ای ارائه می‌دهد. بخش ۳ بیان مسئله و فرضیات را ارائه می‌دهد. بخش ۴ روش برنامه‌ریزی دو سطحی پیشنهادی را شرح می‌دهد که یک مدل LUTI را به عنوان مدل سطح پایین ادغام می‌کند و یک مدل بهینه‌سازی شبکه را به عنوان مدل سطح بالا توسعه می‌دهد. بخش ۵ YREB را به عنوان یک مطالعه موردی برای نشان دادن اعتبار روش پیشنهادی در نظر می‌گیرد. بخش ۶ نتیجه‌گیری و پیشنهادهای این مقاله را ارائه می‌دهد.(منبع)