云模型在應(yīng)急物流系統(tǒng)服務(wù)能力評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究

姚國(guó)梁，智路平 （上海海事大學(xué)，上海200136）

YAO Guo-liang, ZHI Lu-ping (Shanghai Maritime University, Shanghai 200136, China)

隨著人類(lèi)不斷對(duì)自然資源的掠奪式開(kāi)發(fā)和利用，人類(lèi)所賴以生存的環(huán)境日益惡化，成為許多自然災(zāi)害頻發(fā)的誘因。如2008 年我國(guó)南方大部分地區(qū)的低溫雨雪冰凍災(zāi)害和“5.12”四川汶川特大地震；2009 年甲型H1N1 流感病毒在全國(guó)的肆虐等。諸如此類(lèi)突發(fā)事件，如不能及時(shí)響應(yīng)處理，將會(huì)危及人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全，造成社會(huì)的不穩(wěn)定。

通過(guò)比較分析可見(jiàn)，這些突發(fā)事件在救助過(guò)程中有一些共同點(diǎn)：災(zāi)區(qū)短時(shí)間內(nèi)需要大量的應(yīng)急救援物資；災(zāi)區(qū)由于交通和通訊被破壞的原因，與外界聯(lián)系處于暫時(shí)中斷狀態(tài)，成為信息孤島。因此，高效快速獲得災(zāi)區(qū)的一線信息，派遣救援隊(duì)伍進(jìn)入災(zāi)區(qū)，并將救援物資運(yùn)抵災(zāi)區(qū)顯得十分重要。若沒(méi)有強(qiáng)大的應(yīng)急物流系統(tǒng)做支撐，在短時(shí)間內(nèi)將應(yīng)急救災(zāi)物資運(yùn)抵災(zāi)區(qū)幾乎是不可能的。建立一套反應(yīng)速度快、服務(wù)能力強(qiáng)的應(yīng)急物流服務(wù)系統(tǒng)，并不斷改善和優(yōu)化是當(dāng)前形勢(shì)發(fā)展的迫切需要。

1 應(yīng)急物流系統(tǒng)及服務(wù)能力評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀

1.1 應(yīng)急物流系統(tǒng)

應(yīng)急物流系統(tǒng)（Emergency Logistics System） 是一個(gè)由眾多物流元素、物流環(huán)節(jié)和物流實(shí)體組成的相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)、相互作用的有機(jī)整體。該系統(tǒng)為了滿足突發(fā)性事件，如自然災(zāi)害、公共衛(wèi)生事件、重大事故等的物流需求，借助現(xiàn)代信息技術(shù)，整合物流諸要素，以時(shí)間效益最大化和災(zāi)害損失最小化為目標(biāo)，及時(shí)、快速提供救援物資和實(shí)施救援活動(dòng)。

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的需要，應(yīng)急物流系統(tǒng)的核心體系機(jī)構(gòu)為應(yīng)急物流指揮協(xié)調(diào)中心，下設(shè)三個(gè)主要職能型部門(mén)，分別為：應(yīng)急物資采購(gòu)及儲(chǔ)存部門(mén)、物資運(yùn)輸保障部門(mén)和應(yīng)急物資分配部門(mén)。應(yīng)急物流總指揮中心以及各職能部門(mén)之間通過(guò)信息平臺(tái)進(jìn)行有效、實(shí)時(shí)的溝通協(xié)調(diào)，使整個(gè)應(yīng)急物流系統(tǒng)高效有序運(yùn)行。應(yīng)急物流系統(tǒng)運(yùn)作流程如圖1 所示。

1.2 應(yīng)急物流服務(wù)能力評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀

在國(guó)內(nèi)，諸多學(xué)者對(duì)應(yīng)急物流系統(tǒng)的服務(wù)能力、系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行了相關(guān)研究：劉小群等從物流系統(tǒng)能力的角度分析了應(yīng)急物流，并從有效性、柔性、獨(dú)特性、開(kāi)放與可擴(kuò)展性、整體性等五個(gè)方面對(duì)其特征進(jìn)行了剖析；李建國(guó)等對(duì)導(dǎo)致應(yīng)急物流產(chǎn)生的四種突發(fā)公共事件所側(cè)重的六種應(yīng)急物流保障部門(mén)的物資儲(chǔ)備進(jìn)行了分析，并應(yīng)用層次分析法評(píng)價(jià)了應(yīng)急物流的保障能力；聶彤彤從物流網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的視角，并從組織能力、信息能力、基礎(chǔ)能力、預(yù)案建設(shè)能力和敏捷性建設(shè)能力評(píng)價(jià)等方面對(duì)應(yīng)急物流中心的能力評(píng)價(jià)展開(kāi)分析和討論；余德建等采用網(wǎng)絡(luò)分析理論進(jìn)行研究并力求建立應(yīng)急物流保障能力評(píng)價(jià)方法，同時(shí)通過(guò)算例對(duì)應(yīng)急物流的保障能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。

應(yīng)急物流體系服務(wù)能力的研究現(xiàn)狀表明，在服務(wù)能力評(píng)價(jià)或服務(wù)績(jī)效評(píng)價(jià)等方面還存在一些有待改進(jìn)的地方：如現(xiàn)有的研究對(duì)于系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立不夠科學(xué)合理；在評(píng)價(jià)指標(biāo)各因子所占權(quán)重時(shí)主觀性較強(qiáng)，缺乏科學(xué)性；在具體評(píng)價(jià)中，部分指標(biāo)具有一定的隨機(jī)性和模糊性，在對(duì)其量化過(guò)程中，只是簡(jiǎn)單地根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值來(lái)確定，不能有效反應(yīng)該指標(biāo)在量上的真實(shí)數(shù)據(jù)等。

2 云模型理論

1995 年，在概率論和模糊數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，我國(guó)工程院院士李德毅教授提出了云的概念，并深入研究了模糊性和隨機(jī)性及兩者之間的關(guān)聯(lián)性。云模型是用語(yǔ)言值描述的定性概念與其數(shù)值表示之間的不確定性轉(zhuǎn)換模型。以云模型表示自然語(yǔ)言中的基元——語(yǔ)言值，用云的三個(gè)數(shù)字特征——期望Ex（）、熵En（）和超熵He（）表示語(yǔ)言值的數(shù)學(xué)性質(zhì)。當(dāng)前，云模型在數(shù)據(jù)挖掘、決策分析、智能控制、圖像處理等眾多領(lǐng)域發(fā)揮著極其重大的作用。

期望Ex（）是定性概念在論域的中心值，最能代表該概念，隸屬度為1。熵En（）是定性概念模糊度的度量，體現(xiàn)定性概念定向表示的范圍，熵的值越大，概念所能接受的數(shù)值范圍越大，意味著概念越模糊。超熵He（）是熵En（）的熵。它反映了云滴的離散程度。超熵He（）越大，代表著某點(diǎn)的隸屬度的隨機(jī)性越大。通過(guò)云的三個(gè)數(shù)字特征值可以將模糊性和隨機(jī)性綜合到一起，實(shí)現(xiàn)定性與定量之間的映射。

云的生成算法稱(chēng)為云發(fā)生器，云發(fā)生器包括：正向云發(fā)生器、X條件云發(fā)生器、Y條件云發(fā)生器和逆向云發(fā)生器。由云的數(shù)字特征產(chǎn)生云滴，稱(chēng)為正向云發(fā)生器；給定云的三個(gè)數(shù)字特征（Ex,En,He）和特定的數(shù)值X0的條件下的云發(fā)生器稱(chēng)為X條件云發(fā)生器；給定云的三個(gè)數(shù)字特征（Ex,En,He）和特定的確定度值μ0的條件下的云發(fā)生器稱(chēng)為Y條件云發(fā)生器；給定符合某一正態(tài)云分布規(guī)律的一組云滴（xi, μi）作為樣本，產(chǎn)生描述云模型所對(duì)應(yīng)的定性概念的三個(gè)數(shù)字特征（Ex,En,He），稱(chēng)為逆向云發(fā)生器。X和Y兩種條件云發(fā)生器是運(yùn)用云模型進(jìn)行不確定性推理的基礎(chǔ)。結(jié)合正向云發(fā)生器和逆向云發(fā)生器，可以實(shí)現(xiàn)定性與定量的隨時(shí)轉(zhuǎn)換。

3 應(yīng)急物流系統(tǒng)服務(wù)能力評(píng)價(jià)

運(yùn)用云模型對(duì)應(yīng)急物流系統(tǒng)服務(wù)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)是以量化專(zhuān)家對(duì)于各評(píng)價(jià)因素對(duì)服務(wù)能力影響程度的判斷為基礎(chǔ)，使用云模型的可視化特點(diǎn)獲取各評(píng)價(jià)因素的權(quán)重，更具合理性和科學(xué)性；利用德?tīng)柗品ù_定因素層次結(jié)構(gòu)，并利用云模型發(fā)生器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)的定性定量的轉(zhuǎn)換；運(yùn)用多因素綜合評(píng)判模型對(duì)已量化的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到待評(píng)價(jià)的應(yīng)急物流系統(tǒng)的服務(wù)能力。具體步驟如下：

（1） 建立應(yīng)急物流系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系——將評(píng)價(jià)前制定的總體評(píng)價(jià)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，得到諸多分目標(biāo)；專(zhuān)家組中各位專(zhuān)家根據(jù)自身的認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)，初步確定評(píng)價(jià)因素體系，進(jìn)一步確定系統(tǒng)總體評(píng)價(jià)過(guò)程中各評(píng)價(jià)因素所占權(quán)重的分布范圍，并進(jìn)行定性描述。

（2） 獲得云模型的數(shù)字特征——采用德?tīng)柗品?，進(jìn)行打分；利用X條件云發(fā)生器完成專(zhuān)家定性認(rèn)識(shí)的定量轉(zhuǎn)換；并采用均值法逆向云發(fā)生器求得數(shù)據(jù)樣本的數(shù)字特征（Ex,En,He）。

（3） 確定系統(tǒng)各評(píng)價(jià)因素的權(quán)重——在（2） 的基礎(chǔ)上，借助正向云發(fā)生器生成評(píng)價(jià)云圖，并根據(jù)云圖判斷專(zhuān)家對(duì)不同評(píng)價(jià)因素影響強(qiáng)度的離散程度；循環(huán)若干次，獲得各評(píng)價(jià)因素的權(quán)重。

（4） 實(shí)現(xiàn)模糊語(yǔ)言評(píng)價(jià)的量化范圍——制作應(yīng)急物流系統(tǒng)服務(wù)能力評(píng)價(jià)調(diào)查表，收集待評(píng)價(jià)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)因素的基本數(shù)據(jù)資料；確定各評(píng)價(jià)因素評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)言描述與數(shù)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

（5） 實(shí)現(xiàn)定性定量轉(zhuǎn)換——通過(guò)運(yùn)用云模型發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的定性語(yǔ)言描述與定量之間的轉(zhuǎn)換，從而獲得量化值。

（6） 計(jì)算系統(tǒng)得分——獲得評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重和量化值后，運(yùn)用多因素綜合評(píng)判方法計(jì)算得到系統(tǒng)最終評(píng)價(jià)得分；根據(jù)得分，判斷系統(tǒng)的服務(wù)能力，并提出相應(yīng)的優(yōu)化建議。

4 算 例

4.1 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的合理性和科學(xué)性直接關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度和參考價(jià)值。一般來(lái)說(shuō)，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的層次多寡由待評(píng)價(jià)系統(tǒng)的復(fù)雜性以及評(píng)價(jià)精度共同決定。結(jié)合待評(píng)價(jià)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)作狀況，建立如表1 所示的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 中，評(píng)價(jià)因子五個(gè)不同層次的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)德?tīng)柗品椒?，以評(píng)價(jià)專(zhuān)家根據(jù)自己的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)積累為基礎(chǔ)，用定性、模糊的語(yǔ)言值來(lái)表達(dá)一定量的數(shù)值范圍。例如“應(yīng)急物流技術(shù)水平”中的評(píng)價(jià)因子“收集的信息準(zhǔn)確度”的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)——“優(yōu)、良、中、較差、差”分別對(duì)應(yīng)于該物流系統(tǒng)的技術(shù)水平優(yōu)劣的不同數(shù)值范圍。

表1 應(yīng)急物流系統(tǒng)服務(wù)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)

4.2 各評(píng)價(jià)因素權(quán)重的確定

根據(jù)專(zhuān)家知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)建立各評(píng)價(jià)因素的權(quán)重?cái)?shù)值分布范圍及與之相對(duì)應(yīng)的定性的語(yǔ)言描述。如表2 所示。

表2 評(píng)價(jià)因素權(quán)重分布范圍

專(zhuān)家組成員對(duì)已建立的評(píng)價(jià)因素體系進(jìn)行強(qiáng)度等級(jí)打分，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用云發(fā)生器進(jìn)行定性描述與定量數(shù)值的相互轉(zhuǎn)換；用正向云發(fā)生器產(chǎn)生云圖，并經(jīng)多次循環(huán)，逐漸可視化控制專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的收斂速度。

實(shí)際評(píng)價(jià)過(guò)程顯示：在第一輪專(zhuān)家意見(jiàn)征詢中，由于專(zhuān)家組成員對(duì)應(yīng)急物流系統(tǒng)服務(wù)能力的含義、各評(píng)價(jià)因素對(duì)系統(tǒng)服務(wù)能力的影響強(qiáng)度的理解還不到位，導(dǎo)致熵和超熵都較大。也表明信息比較分散、每個(gè)數(shù)值隸屬于相應(yīng)語(yǔ)言值的隸屬度的隨機(jī)性變化也較大；利用這時(shí)云模型的數(shù)字特征Ex、En和He，采用正向云發(fā)生器發(fā)現(xiàn)得到的云滴的離散度仍然比較大，表明專(zhuān)家之間的認(rèn)識(shí)還存在很大的分歧，還未統(tǒng)一認(rèn)識(shí)；在第二輪專(zhuān)家意見(jiàn)征詢時(shí)，將第一輪專(zhuān)家打分的結(jié)果經(jīng)過(guò)篩選分類(lèi)和歸納整理后反饋給各專(zhuān)家，讓其逐步調(diào)整自己的打分結(jié)果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)云模型的熵和超熵開(kāi)始減小。利用這時(shí)的Ex、En、He，并通過(guò)正向云發(fā)生器得到的云圖由霧狀開(kāi)始向云凝聚，表示概念逐步開(kāi)始形成；將第二輪專(zhuān)家打分的結(jié)果歸納整理后再次反饋給專(zhuān)家，進(jìn)行第三輪專(zhuān)家的意見(jiàn)征詢統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)熵和超熵再次減小，利用這時(shí)的Ex、En、He，發(fā)現(xiàn)通過(guò)正向云發(fā)生器得到的云圖凝聚性再次增強(qiáng)，表示概念已經(jīng)形成，認(rèn)識(shí)已經(jīng)統(tǒng)一；經(jīng)過(guò)多輪的意見(jiàn)征詢，應(yīng)急物流系統(tǒng)服務(wù)能力評(píng)價(jià)因素的權(quán)重得到最終的確定，結(jié)果如表3 所示。

4.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)的定性定量轉(zhuǎn)換及綜合評(píng)判

表4 是待評(píng)價(jià)的應(yīng)急物流系統(tǒng)服務(wù)能力評(píng)價(jià)的調(diào)查表。根據(jù)評(píng)估專(zhuān)家組的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)積累，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的各個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)用云模型進(jìn)行描述，然后使用云發(fā)生器實(shí)現(xiàn)服務(wù)能力評(píng)價(jià)的具體指標(biāo)項(xiàng)的定性定量轉(zhuǎn)換，獲取各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化值，如表4。

根據(jù)已經(jīng)獲得的系統(tǒng)各個(gè)評(píng)價(jià)因素的權(quán)重值和表4 中的待評(píng)價(jià)系統(tǒng)中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化值后，利用如下的多因素綜合評(píng)判模型公式進(jìn)行計(jì)算：

表3 各評(píng)價(jià)因素權(quán)重

其中：i為評(píng)價(jià)因子數(shù)目；Fi為第i個(gè)因子的量化值；Wi為第i個(gè)因子的權(quán)重。

經(jīng)計(jì)算，該應(yīng)急物流服務(wù)系統(tǒng)的綜合服務(wù)能力的綜合評(píng)價(jià)得分為86.86。根據(jù)評(píng)價(jià)得分，可見(jiàn)該系統(tǒng)的總體服務(wù)能力處于中上等級(jí)的良好等級(jí)。由于系統(tǒng)是一個(gè)互相聯(lián)系的有機(jī)整體，任何一項(xiàng)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)水平，所以，整體綜合評(píng)價(jià)得分高并不能保證系統(tǒng)就一定能夠提供可靠的高水平服務(wù)。因此，需要根據(jù)具體的評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和完善。該系統(tǒng)需要在管理控制機(jī)制及物流技術(shù)的采用等方面加強(qiáng)管理和分析研究，采取相應(yīng)有效的措施，如提高管理控制的信息化水平、加強(qiáng)管理職能部門(mén)人員的技能培訓(xùn)、對(duì)相應(yīng)的應(yīng)急軟件系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代、及時(shí)關(guān)注物流技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向并組織學(xué)習(xí)，在適當(dāng)時(shí)機(jī)將新的技術(shù)或方法應(yīng)用到現(xiàn)有系統(tǒng)中等。通過(guò)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，并采用相應(yīng)的優(yōu)化措施和手段對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化提升，達(dá)到完善系統(tǒng)服務(wù)能力的目的。

5 結(jié) 論

本文通過(guò)建立應(yīng)急物流系統(tǒng)服務(wù)能力綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)應(yīng)急物流系統(tǒng)服務(wù)能力展開(kāi)綜合評(píng)價(jià)研究。在評(píng)價(jià)過(guò)程中，采用云模型和特爾斐法挖掘并確定應(yīng)急物流系統(tǒng)服務(wù)能力評(píng)價(jià)影響因素及其權(quán)重，同時(shí)，利用逆向云發(fā)生器實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)語(yǔ)的定性定量之間的轉(zhuǎn)換，根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，利用多因素綜合評(píng)判方法進(jìn)行綜合評(píng)測(cè)，從而得到系統(tǒng)的綜合服務(wù)能力評(píng)價(jià)值，并提出相應(yīng)的優(yōu)化和改進(jìn)建議。該評(píng)價(jià)過(guò)程考慮了現(xiàn)實(shí)世界和人類(lèi)認(rèn)識(shí)的模糊性和隨機(jī)性，為系統(tǒng)服務(wù)能力的完善和提升提供了可行性的方法和思路，評(píng)價(jià)結(jié)果更具可信度和說(shuō)服力。

表4 各評(píng)價(jià)因素指標(biāo)評(píng)判及量化

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