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    基于灰色系統(tǒng)理論的冀西北地區(qū)物流需求預(yù)測(cè)分析

    2014-02-13 07:59:50岳崇山馬福婷
    關(guān)鍵詞:貨運(yùn)量需求預(yù)測(cè)西北地區(qū)

    岳崇山 馬福婷

    基于灰色系統(tǒng)理論的冀西北地區(qū)物流需求預(yù)測(cè)分析

    岳崇山 馬福婷

    本文以灰色系統(tǒng)理論思想為指導(dǎo),運(yùn)用灰色GM(1,1)模型,以貨運(yùn)量表征物流規(guī)模。根據(jù)冀西北地區(qū)近10年來(lái)的物流需求變化,建立了灰色預(yù)測(cè)的GM(1,1)模型,預(yù)測(cè)冀西北地區(qū)今后5年的物流需求,為政府規(guī)劃地區(qū)物流發(fā)展提供相關(guān)理論參考。

    物流需求;灰色系統(tǒng);GM(1,1)模型;需求預(yù)測(cè)

    冀西北地區(qū)是指河北省西北部的冀西北地區(qū)及周邊區(qū)縣地區(qū),東靠承德市,東南毗連北京市,西南與山西省、北與內(nèi)蒙古自治區(qū)交界,總面積3.68萬(wàn)平方公里,轄7區(qū)13縣,歷來(lái)是中國(guó)北方重要的物資集散地和對(duì)歐貿(mào)易的重要陸路商埠,是華北地區(qū)重要的工業(yè)基地和交通樞紐,有“塞外明珠”之稱。近年來(lái),依托獨(dú)特的區(qū)位、交通、礦產(chǎn)資源和旅游等資源,冀西北地區(qū)政府全力發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè),打造“京冀晉蒙交界區(qū)域中心城市”,全方位發(fā)展公路、鐵路和航空交通運(yùn)輸網(wǎng),各類物流基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷推進(jìn),冀西北地區(qū)現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展前景看好。

    隨著物流產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展,區(qū)域物流逐漸成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的主要組成部分,并且對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響越來(lái)越顯著。但物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的制定及可行性研究等如果缺乏物流需求的定量依據(jù),這勢(shì)必會(huì)造成物流系統(tǒng)規(guī)劃的盲目性和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重復(fù)性等問(wèn)題,從而阻礙物流產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。因此,根據(jù)調(diào)研地區(qū)物流產(chǎn)業(yè)各指標(biāo)的過(guò)往數(shù)據(jù),對(duì)區(qū)域物流環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)是十分有必要的。

    在對(duì)物流需求進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí),典型的方法有聚焦預(yù)測(cè)法、指數(shù)平滑法、回歸分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型、灰色預(yù)測(cè)模型等等。其中,鄧聚龍教授創(chuàng)立的灰色系統(tǒng)理論能夠處理“部分信息未知或者部分信息已知”的“貧信息”,“小樣本”的不確定性系統(tǒng),可以較高精度地預(yù)測(cè)這類系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)?;疑到y(tǒng)理論建立以來(lái),成功地應(yīng)用于工程控制、生態(tài)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)、未來(lái)學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)管理等領(lǐng)域。作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),物流產(chǎn)業(yè)相關(guān)研究方興未艾。影響物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)數(shù)據(jù)中,不可測(cè)因素干擾多,已知和未知的信息兼有,符合灰色系統(tǒng)理論的特征,因此可以用灰色系統(tǒng)理論對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)。本文根據(jù)物流信息的復(fù)雜性和不確定性等特點(diǎn),利用灰色系統(tǒng)理論對(duì)冀西北地區(qū)的物流需求進(jìn)行量化研究,并以此為基礎(chǔ)對(duì)該地區(qū)的物流產(chǎn)業(yè)作出理論預(yù)測(cè),以期對(duì)冀西北地區(qū)物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供決策依據(jù)。

    一、灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型的構(gòu)造

    灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型也稱為GM(Grey Model)模型,利用灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型能夠?qū)λ芯肯到y(tǒng)的發(fā)展變化進(jìn)行全局觀察,分析和長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。下面將介紹灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型中極為重要一種,GM(1,1)模型,建模過(guò)程如下。

    第一步,數(shù)據(jù)處理。

    設(shè)原始數(shù)據(jù)為時(shí)間數(shù)據(jù)數(shù)列:

    對(duì)原始數(shù)據(jù)列進(jìn)行一次累加,得累加生成數(shù)列

    第二步,建立模型。

    設(shè)

    那么GM(1,1)模型的微分方程(白化方程)為

    這里(2)式用于計(jì)算預(yù)測(cè)值。(1)式中的a稱為發(fā)展系數(shù),b稱為內(nèi)省控制灰度。GM(1,1)模型的發(fā)展系數(shù)a有著十分重要的指導(dǎo)意義,它深刻地影響著模型的精度,即

    (1)當(dāng)-α≤0.3時(shí),GM(1,1)模型可用于中長(zhǎng)期預(yù)測(cè);

    (2)當(dāng)0.3<-α≤0.5時(shí),GM(1,1)模型可用于短期預(yù)測(cè),中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)慎用;

    (3)當(dāng)0.5<-α≤0.8時(shí),GM(1,1)模型做短期預(yù)測(cè)應(yīng)當(dāng)十分謹(jǐn)慎;

    (4)當(dāng)0.8<-α≤1時(shí),應(yīng)當(dāng)采用殘差修正GM(1,1)模型;

    (5)當(dāng)-α>1時(shí),不宜采用GM(1,1)模型做預(yù)測(cè)。第三步,精度檢驗(yàn)。

    由此可以得到殘差均值和平均相對(duì)誤差為:

    第四步,進(jìn)行預(yù)測(cè)。

    二、基于灰色系統(tǒng)理論的冀西北地區(qū)物流需求預(yù)測(cè)分析

    因?yàn)槲锪饕?guī)模是能夠從數(shù)量上反映物流需求和物流產(chǎn)業(yè)的指標(biāo),所以本文主要從物流規(guī)模角度衡量特定地區(qū)的物流發(fā)展水平。物流規(guī)模主要包括裝卸搬運(yùn)、包裝、運(yùn)輸、流通加工等物流作業(yè)量。這其中運(yùn)輸是物流過(guò)程中最基本的活動(dòng),它貫穿于物流過(guò)程的各個(gè)方面,而運(yùn)量的多少也決定著諸如搬運(yùn)、裝卸、包裝等物流活動(dòng),因而我們可以使用貨運(yùn)量來(lái)預(yù)測(cè)特定地區(qū)的基本的物流需求水平?;谝陨显?,在冀西北地區(qū)物流產(chǎn)業(yè)研究中,我們主要使用貨運(yùn)量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行物流需求預(yù)測(cè)建模。

    2002年~2012年,冀西北地區(qū)的貨運(yùn)統(tǒng)計(jì)中,公路貨運(yùn)量占了非常大的比重,因此我們采用公路貨運(yùn)量的數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)冀西北地區(qū)的物流需求進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)。2002年~2012年,冀西北地區(qū)貨運(yùn)量原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表1,數(shù)據(jù)來(lái)源于2002年~2012年冀西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)年鑒。

    表1 張家口市貨運(yùn)量原始數(shù)據(jù)(2002年~2012年)

    第一步,數(shù)據(jù)處理。原始數(shù)據(jù)X(0)列取自2002年至2012年,共有11個(gè)數(shù)據(jù),即

    X(0)=(4708,4742,4956,5271,5390,5528,5666,5716,5722,5846,5895)

    對(duì)原始數(shù)據(jù)X(0)進(jìn)行一次累加,記新生成列為~$m{X}^{(1)},$~則

    第二步,建立模型。利用數(shù)學(xué)軟件(這里使用的是Maple13),可以對(duì)冀西北地區(qū)物流需求規(guī)模建立~GM(1。1)~模型。

    Yn= (4742,4956,5271,5390,5528,5666,5716,5722,5846,5895)T,

    即a=-0.02175197315,b=4797.255259。因?yàn)?a<0.3,所以我們建立的模型可以進(jìn)行中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。將a、b值帶入到(1)式,得~GM(1,1)~預(yù)測(cè)模型為:

    第三步,精度檢驗(yàn)。

    首先,計(jì)算出冀西北地區(qū)2002年~2012年物流規(guī)模的預(yù)測(cè)值,然后,將預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較,得到實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的絕對(duì)誤差序列(即殘差的絕對(duì)值)和相對(duì)誤差序列,如表2所示。

    表2 實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的比較

    因?yàn)橄鄬?duì)誤差的均值△=2.02%,所以模型的精度等級(jí)為二級(jí),故可以使用我們建立的模型對(duì)冀西北地區(qū)物流規(guī)模進(jìn)行預(yù)測(cè)。

    第四步,進(jìn)行預(yù)測(cè)。

    利用我們建立的模型,可以對(duì)冀西北地區(qū)未來(lái)五年物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模(以2013年~2017年的公路貨運(yùn)量為例)進(jìn)行預(yù)測(cè),見(jiàn)表3。

    表3 張家口市公路貨運(yùn)量預(yù)測(cè)(2013年~2017年)

    三、結(jié)論與建議

    通過(guò)運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論建立冀西北地區(qū)物流需求量預(yù)測(cè)模型,以該地區(qū)2002~2012年貨運(yùn)量為依據(jù),外推出該地區(qū)2013~2017年貨運(yùn)量的值。預(yù)測(cè)的結(jié)果看,未來(lái)五年冀西北地區(qū)的物流需求水平逐步提升,呈現(xiàn)出平穩(wěn)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

    但是,我們也應(yīng)當(dāng)注意到隨著時(shí)間的推移,未來(lái)的一些擾動(dòng)因素,如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,政策變化,大型交通運(yùn)輸網(wǎng)的變動(dòng),天災(zāi)等,將不斷影響模型的預(yù)測(cè)精度,需要及時(shí)的補(bǔ)充新的數(shù)據(jù),對(duì)模型進(jìn)行不斷地改進(jìn),使預(yù)測(cè)值與實(shí)際變化更加吻合。隨著灰色系統(tǒng)的發(fā)展,老數(shù)據(jù)的意義將漸漸降低,應(yīng)當(dāng)不斷補(bǔ)充新數(shù)據(jù)的同時(shí)及時(shí)地去掉老數(shù)據(jù)。這樣我們建立的模型才能更好地反映本地區(qū)物流系統(tǒng)的變化,根據(jù)實(shí)際情況,不斷的進(jìn)行新陳代謝,以期提高預(yù)測(cè)精度。

    為了使冀西北地區(qū)的物流產(chǎn)業(yè)能夠快速走上科學(xué)、快速、可持續(xù)發(fā)展的道路,特提出以下建議:第一、加大物流專業(yè)人才的引進(jìn)和培養(yǎng)力度;第二、增加冀西北地區(qū)物流基礎(chǔ)設(shè)施投資;第三、從政策稅收等方面對(duì)這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)行扶植;第四、開(kāi)展具有一定產(chǎn)業(yè)特色的物流園區(qū)。

    課題項(xiàng)目:

    基于灰色系統(tǒng)理論的冀西北地區(qū)物流需求預(yù)測(cè)分析,張家口市2012年度科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(No. 1221012E)。

    [1]周啟蕾.物流學(xué)概論[M].北京:清華大學(xué)出版社.2009. 111-119.

    [2]謝識(shí)予.計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2010.136-144.

    [3]劉思峰,謝乃明等.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用(第四版)[M].北京:科學(xué)出版社,2008:1-224.

    [4]鄧聚龍.灰色系統(tǒng)理論教程[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社,1990.1-20.

    (作者單位:河北北方學(xué)院理學(xué)院、河北北方學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院)

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