基于灰色系统理论的冀

基于灰色系统理论的冀西北地区物流需求预测分析 岳崇山　马福婷 摘要：本文以灰色系统理论思想为指导，运用灰色GM(1,1)模型，以货运量表征物流规模。根据冀西北地区近10年来的物流需求变化，建立了灰色预测的GM(1,1)模型，预测冀西北地区今后5 年的物流需求，为政府规划地区物流发展提供相关理论参考。 教育期刊网 关键词 ：物流需求；灰色系统；GM(1,1)模型；需求预测 冀西北地区是指河北省西北部的冀西北地区及周边区县地区，东靠承德市，东南毗连北京市，西南与山西省、北与内蒙古自治区交界，总面积3.68 万平方公里，辖7区13 县，历来是中国北方重要的物资集散地和对欧贸易的重要陆路商埠，是华北地区重要的工业基地和交通枢纽，有“塞外明珠”之称。近年来，依托独特的区位、交通、矿产资源和旅游等资源，冀西北地区政府全力发展现代产业，打造“京冀晋蒙交界区域中心城市”，全方位发展公路、铁路和航空交通运输网，各类物流基础设施建设不断推进，冀西北地区现代物流业发展前景看好。 随着物流产业在全球范围内迅速发展，区域物流逐渐成为区域经济的主要组成部分，并且对区域经济的影响越来越显著。但物流产业发展规划的制定及可行性研究等如果缺乏物流需求的定量依据，这势必会造成物流系统规划的盲目性和基础设施建设的重复性等问题，从而阻碍物流产业的健康发展。因此，根据调研地区物流产业各指标的过往数据，对区域物流环节进行科学预测是十分有必要的。 在对物流需求进行预测时，典型的方法有聚焦预测法、指数平滑法、回归分析法、神经网络预测模型、灰色预测模型等等。其中，邓聚龙教授创立的灰色系统理论能够处理“部分信息未知或者部分信息已知”的“贫信息”，“小样本”的不确定性系统，可以较高精度地预测这类系统的未来发展趋势。灰色系统理论建立以来，成功地应用于工程控制、生态系统、社会系统、未来学研究、经济管理等领域。作为一个新兴产业，物流产业相关研究方兴未艾。影响物流产业发展的相关数据中，不可测因素干扰多，已知和未知的信息兼有，符合灰色系统理论的特征，因此可以用灰色系统理论对区域经济进行科学预测。本文根据物流信息的复杂性和不确定性等特点，利用灰色系统理论对冀西北地区的物流需求进行量化研究，并以此为基础对该地区的物流产业作出理论预测，以期对冀西北地区物流产业发展提供决策依据。 一、灰色系统预测模型的构造 灰色系统预测模型也称为GM（Grey Model）模型，利用灰色系统预测模型能够对所研究系统的发展变化进行全局观察，分析和长期预测。下面将介绍灰色系统预测模型中极为重要一种，GM(1,1)模型，建模过程如下。第一步，数据处理。 设原始数据为时间数据数列: 这里（2）式用于计算预测值。（1）式中的a 称为发展系数，b称为内省控制灰度。GM(1,1)模型的发展系数a有着十分重要的指导意义，它深刻地影响着模型的精度，即 （1）当-α≤0.3时，GM(1,1)模型可用于中长期预测； （2）当0.3＜-α≤0.5 时，GM(1,1)模型可用于短期预测，中长期预测慎用； （3）当0.5＜-α≤0.8 时，GM(1,1)模型做短期预测应当十分谨慎； （4）当0.8＜-α≤1 时，应当采用残差修正GM(1,1)模型； （5）当-α＞1 时，不宜采用GM(1,1)模型做预测。 第三步，精度检验。 第四步，进行预测。 二、基于灰色系统理论的冀西北地区物流需求预测分析 因为物流规模是能够从数量上反映物流需求和物流产业的指标，所以本文主要从物流规模角度衡量特定地区的物流发展水平。物流规模主要包括装卸搬运、包装、运输、流通加工等物流作业量。这其中运输是物流过程中最基本的活动，它贯穿于物流过程的各个方面，而运量的多少也决定着诸如搬运、装卸、包装等物流活动，因而我们可以使用货运量来预测特定地区的基本的物流需求水平。基于以上原因，在冀西北地区物流产业研究中，我们主要使用货运量的历史数据进行物流需求预测建模。 2002 年~2012 年，冀西北地区的货运统计中，公路货运量占了非常大的比重，因此我们采用公路货运量的数据来对冀西北地区的物流需求进行模拟预测。2002年~2012 年，冀西北地区货运量原始数据见表1，数据来源于2002年~2012年冀西北地区经济年鉴。 第一步，数据处理。原始数据列取自2002 年至2012年，共有11 个数据，即 第二步，建立模型。利用数学软件（这里使用的是Maple13），可以对冀西北地区物流需求规模建立~GM（1。1）~模型。 第三步，精度检验。 首先，计算出冀西北地区2002 年~2012 年物流规模的预测值，然后，将预测值与实测值进行比较，得到实测值和预测值的绝对误差序列（即残差的绝对值）和相对误差序列，如表2所示。 因为相对误差的均值△=2.02%，所以模型的精度等级为二级，故可以使用我们建立的模型对冀西北地区物流规模进行预测。第四步，进行预测。 利用我们建立的模型，可以对冀西北地区未来五年物流产业的发展规模（以2013 年~2017 年的公路货运量为例）进行预测，见表3。 三、结论与建议 通过运用灰色系统理论建立冀西北地区物流需求量预测模型，以该地区2002~2012 年货运量为依据，外推出该地区2013~2017 年货运量的值。预测的结果看，未来五年冀西北地区的物流需求水平逐步提升，呈现出平稳增长的态势。 但是，我们也应当注意到随着时间的推移，未来的一些扰动因素，如产业结构调整，政策变化，大型交通运输网的变动，天灾等，将不断影响模型的预测精度，需要及时的补充新的数据，对模型进行不断地改进，使预测值与实际变化更加吻合。随着灰色系统的发展，老数据的意义将渐渐降低，应当不断补充新数据的同时及时地去掉老数据。这样我们建立的模型才能更好地反映本地区物流系统的变化，根据实际情况，不断的进行新陈代谢，以期提高预测精度。 为了使冀西北地区的物流产业能够快速走上科学、快速、可持续发展的道路，特提出以下建议: 第一、加大物流专业人才的引进和培养力度；第二、增加冀西北地区物流基础设施投资；第三、从政策税收等方面对这个新兴产业进行扶植；第四、开展具有一定产业特色的物流园区。课题项目: 基于灰色系统理论的冀西北地区物流需求预测分析，张家口市2012年度科学技术研究与发展计划项目（No.1221012E）。 教育期刊网 参考文献： [1]周启蕾.物流学概论[M]. 北京: 清华大学出版社. 2009.111-119. [2]谢识予.计量经济学（第三版）[M]. 北京: 高等教育出版社, 2010. 136-144. [3]刘思峰, 谢乃明等.灰色系统理论及其应用（第四版）[M]．北京:科学出版社, 2008: 1-224. [4]邓聚龙. 灰色系统理论教程[M].武汉: 华中理工大学出版社, 1990.1-20. （作者单位：河北北方学院理学院、河北北方学院经济管理学院）

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