統(tǒng)計(jì)模型在物流規(guī)劃中的應(yīng)用

張晨光

（西南交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，四川 成都 610031）

統(tǒng)計(jì)模型在物流規(guī)劃中的應(yīng)用

張晨光

（西南交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，四川 成都 610031）

基于主成分分析法和聚類(lèi)法，分別建立了物流區(qū)域評(píng)價(jià)模型和劃分模型，研究了在目標(biāo)地區(qū)進(jìn)行物流區(qū)域的劃分問(wèn)題。以湖北省為例，運(yùn)用物流區(qū)域的劃分模型，將湖北省所有地區(qū)劃分為了六大類(lèi)。最后通過(guò)與專(zhuān)家對(duì)湖北省的區(qū)域物流經(jīng)驗(yàn)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了統(tǒng)計(jì)模型在物流區(qū)域規(guī)劃中的科學(xué)性和可行性，為物流商針對(duì)不同區(qū)域制定相應(yīng)策略提供了依據(jù)。

物流規(guī)劃；統(tǒng)計(jì)模型；主成分分析；聚類(lèi)分析；湖北省

1 引言

物流規(guī)劃是每一個(gè)物流商進(jìn)行業(yè)務(wù)拓展、搶占新市場(chǎng)所必需實(shí)施的一項(xiàng)工作。物流規(guī)劃在物流業(yè)務(wù)發(fā)展前期至關(guān)重要，可以說(shuō)在一定程度上決定了物流業(yè)務(wù)后期發(fā)展的命脈，對(duì)物流規(guī)劃的研究無(wú)疑對(duì)我國(guó)物流業(yè)的良性發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。物流規(guī)劃包括至少三方面，首先是選址，也就是合理選擇樞紐城市以及配送中心；第二個(gè)方面是運(yùn)輸路徑的優(yōu)化；最后是各個(gè)物流區(qū)域之間的劃分以及統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，通過(guò)對(duì)各個(gè)物流區(qū)統(tǒng)籌規(guī)劃，有利于整合物流資源存量。關(guān)于物流區(qū)域的劃分和區(qū)域評(píng)價(jià)，趙瑞（2016）[1]利用SWOT分析法對(duì)京津冀區(qū)域經(jīng)濟(jì)與區(qū)域物流發(fā)展的優(yōu)劣勢(shì)以及機(jī)遇和挑戰(zhàn)進(jìn)行了評(píng)估分析，對(duì)京津冀區(qū)域經(jīng)濟(jì)與區(qū)域物流協(xié)調(diào)發(fā)展提出了一些建議。王建華（2008）[2]從實(shí)際區(qū)域物流項(xiàng)目出發(fā)，以圖例集成的方式研究提出由區(qū)域物流規(guī)劃理論、內(nèi)容和方法體系構(gòu)成的完整區(qū)域物流規(guī)劃模式。賈素琴，楊家其（2016）[3]認(rèn)為區(qū)域物流需求預(yù)測(cè)是區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)，并構(gòu)建了基于ARIMARBF模型的區(qū)域物流需求量預(yù)測(cè)模型，對(duì)吉林省2014-2020年物流需求發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。本文從定性和定量的角度選取具有代表性的經(jīng)濟(jì)和物流指標(biāo)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)模型的建立，以湖北省為例，得到湖北省主要城市合理的物流區(qū)域劃分結(jié)果。

2 統(tǒng)計(jì)模型建立

2.1 區(qū)域物流規(guī)劃評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

要評(píng)價(jià)一個(gè)區(qū)域是否有發(fā)展物流的潛力，就要對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)做一個(gè)設(shè)定，合理的選擇指標(biāo)并構(gòu)成評(píng)價(jià)指標(biāo)體系就成了重中之重，采用頭腦風(fēng)暴法可征集到盡可能多的指標(biāo)。在使用頭腦風(fēng)暴法時(shí)，堅(jiān)決遵守禁止批評(píng)諷刺的原則，積極調(diào)動(dòng)大家的思維。首先將征集到的指標(biāo)進(jìn)行歸類(lèi)整理，將所有指標(biāo)大致分為四類(lèi)，每一類(lèi)都從某一特定的側(cè)面反映了特定區(qū)域建設(shè)和發(fā)展物流業(yè)的基礎(chǔ)條件。這四類(lèi)分別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展類(lèi)、生產(chǎn)消費(fèi)流通類(lèi)、交通運(yùn)輸類(lèi)以及宏觀(guān)環(huán)境類(lèi)。這四類(lèi)包含的具體指標(biāo)有，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展類(lèi)：GDP（p1）、人均GDP（p2）、城鎮(zhèn)居民人均GDP（p3）、農(nóng)村居民人均GDP（p4）。生產(chǎn)消費(fèi)流通類(lèi)：第一產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值（p5）、第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值（p6）、第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值（p7）、最終消費(fèi)支出（p8）、資本形成總額（p9）、貨物與服務(wù)凈流出（p10）。交通運(yùn)輸類(lèi)：全社會(huì)貨運(yùn)量（p11）。宏觀(guān)環(huán)境類(lèi)：現(xiàn)代物流發(fā)展氛圍（p12）、地理位置（p13）。由于宏觀(guān)環(huán)境類(lèi)的兩個(gè)指標(biāo)是定性的指標(biāo)，將定性指標(biāo)分為了七個(gè)等級(jí)，即｛很好、好、較好、一般、差、較差、很差｝，分別對(duì)應(yīng)[1-10]區(qū)間上的｛7、6、5、4、3、2、1｝，結(jié)合專(zhuān)家意見(jiàn)并查閱資料得出定性指標(biāo)打分。

由于運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法篩選出的指標(biāo)數(shù)量太過(guò)龐大，因此可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法將指標(biāo)體系進(jìn)行進(jìn)一步簡(jiǎn)化，運(yùn)用主成分分析方法可以分析指標(biāo)之間的相關(guān)性，這樣做的目的是盡可能選出相關(guān)性較大的指標(biāo)，有助于指標(biāo)體系達(dá)到精簡(jiǎn)的要求。經(jīng)過(guò)處理后得到新的精簡(jiǎn)指標(biāo)體系，在進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)也顯得更加簡(jiǎn)便。最后，得到的新的精簡(jiǎn)指標(biāo)體系要能夠包含原指標(biāo)體系的絕大多數(shù)信息[4]。

假設(shè)有n個(gè)區(qū)域，p個(gè)指標(biāo)，這些數(shù)據(jù)可以構(gòu)成一個(gè)n行p列的評(píng)價(jià)矩陣，設(shè)為

（1）按式（1）對(duì)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)價(jià)矩陣其標(biāo)準(zhǔn)化公式見(jiàn)式（1）。

（2）計(jì)算指標(biāo)間相互關(guān)系矩陣Tp×p及其特征值λ1≥???≥λp≥0和正則化的特征向量ej。

（3）得到主成分

（5）利用各主成分的方差貢獻(xiàn)率作為評(píng)價(jià)權(quán)重，進(jìn)行線(xiàn)性的加權(quán)求和得到綜合評(píng)價(jià)函數(shù)。

fi即反映了第i個(gè)地區(qū)物流發(fā)展的綜合實(shí)力，fi值越高，說(shuō)明該地區(qū)物流發(fā)展綜合實(shí)力和競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)，反之則越弱。

2.2 對(duì)各區(qū)域物流規(guī)劃的區(qū)域劃分模型

我正在燈光里幸福著，馬蘭家的門(mén)就開(kāi)了。燈光里的馬蘭長(zhǎng)發(fā)披肩，亭亭玉立，正含情脈脈地向我招手?？匆?jiàn)這情景，我渾身上下像著了火一樣，哆嗦得不成模樣，我搶步上前，一把摟緊馬蘭，急不可耐地用我的嘴去找她的嘴——

要對(duì)優(yōu)選出來(lái)的新的指標(biāo)體系進(jìn)行聚類(lèi)分析，首先應(yīng)該確定聚類(lèi)方法。聚類(lèi)方法包括系統(tǒng)聚類(lèi)分析、K均值聚類(lèi)分析、模糊聚類(lèi)分析、層次聚類(lèi)分析等。因?yàn)橹笜?biāo)比較多，數(shù)據(jù)也很多，有些聚類(lèi)方法迭代步幅較小，從而導(dǎo)致計(jì)算速度慢，所以本文采用的是K均值聚類(lèi)方法，另外，K均值聚類(lèi)分析得出的結(jié)果也比較準(zhǔn)確，采用K均值聚類(lèi)分析必須知道要分多少類(lèi)。而本文所用的主成分分析法正好解決了這一問(wèn)題，由主成分分析得到的方差貢獻(xiàn)率可以得到一個(gè)綜合評(píng)價(jià)方程，它是由新的指標(biāo)作為變量，方差貢獻(xiàn)率作為系數(shù)組成的。通過(guò)計(jì)算各個(gè)地區(qū)的綜合評(píng)分，從而確定具體分類(lèi)數(shù)。

（2）用類(lèi)平均法進(jìn)行聚類(lèi)，畫(huà)出聚類(lèi)圖，得到各地區(qū)物流發(fā)展的分類(lèi)結(jié)果，并進(jìn)行分析。

3 實(shí)例分析

本文選取湖北省所有地區(qū)進(jìn)行物流發(fā)展綜合評(píng)價(jià)，并把分析的結(jié)果與實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比，從而判斷模型的準(zhǔn)確性，以便為其他城市的物流發(fā)展提供物流發(fā)展布局決策參考。

表1 湖北省2013年主要城市的有關(guān)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)[5]

3.1 湖北省各地區(qū)物流發(fā)展綜合評(píng)價(jià)

用SPSS對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，在運(yùn)算過(guò)程中提到了主成分的方差貢獻(xiàn)率，假設(shè)第k個(gè)指標(biāo)的方差貢獻(xiàn)率為φk，則有：

我們稱(chēng)它為第k個(gè)主成分Yk的貢獻(xiàn)率。第一主成分的貢獻(xiàn)率最大，隨后的主成分依次減小。若只取m(＜p)個(gè)主成分，則稱(chēng)：

運(yùn)用SPSS進(jìn)行主成分分析的結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 特征根λ和方差貢獻(xiàn)表

由表2可以看出，前三個(gè)指標(biāo)的累計(jì)方差就已經(jīng)占到了整體方差的92%以上，已經(jīng)大于85%，說(shuō)明只需要選取前三個(gè)指標(biāo)就足以較好地代表原先的指標(biāo)體系[6]。

因子載荷矩陣是各個(gè)原始變量的因子表達(dá)式的系數(shù)，表達(dá)提取的公因子對(duì)原始變量的影響程度。表3為因子荷載矩陣（成分矩陣）。

表3 因子荷載矩陣（成分矩陣）

利用因子荷載矩陣和相關(guān)系數(shù)矩陣的特征根來(lái)計(jì)算特征向量，即：

其中，zij是特征向量zj的第i個(gè)元素；aij為因子荷載矩陣第i行第 j列的元素，λj為第 j個(gè)因子對(duì)應(yīng)的特征根。

具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 特征向量計(jì)算表（其中P1到P13分別與上述13個(gè)指標(biāo)相對(duì)應(yīng)）

根據(jù)表4可以得到主成分的表達(dá)式：

由于前五個(gè)指標(biāo)的方差貢獻(xiàn)率就已接近100%，因此可以將上述方程進(jìn)行簡(jiǎn)化：

由上述三個(gè)評(píng)價(jià)方程，分別代入十六個(gè)地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，可以得到十六個(gè)樣本的評(píng)分，并且樣本形式為N（F1、F2、F3），很明顯這是一個(gè)三維坐標(biāo)體系中的一點(diǎn)，如果直接在三維坐標(biāo)中進(jìn)行聚類(lèi)分析無(wú)疑會(huì)比較困難，因此，本文運(yùn)用一種簡(jiǎn)化模型將三維的聚類(lèi)分析變成一維的聚類(lèi)分析。具體操作即結(jié)合各主成分得分，通過(guò)各主成分的方差貢獻(xiàn)率占三個(gè)主成分總方差貢獻(xiàn)率的比重作為權(quán)重進(jìn)行加權(quán)匯總，求得最終的綜合評(píng)分，以最終得分進(jìn)行各地區(qū)的排序，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 物流綜合得分表

表5顯示16個(gè)城市的物流綜合評(píng)分，其中，F(xiàn)是最終評(píng)分。1-16分別表示16個(gè)城市，1-武漢市，2-黃石市，3-十堰市，4-宜昌市，5-襄陽(yáng)市，6-鄂州市，7-荊門(mén)市，8-孝感市，9-荊州市，10-黃岡市，11-咸寧市，12-隨州市，13-恩施市，14-仙桃市，15-潛江市，16-天門(mén)市。

3.2 湖北省各地區(qū)物流發(fā)展聚類(lèi)分析

湖北省主要城市物流評(píng)價(jià)聚類(lèi)分析結(jié)果如圖1所示。取類(lèi)間距離D=5時(shí)，分為四類(lèi)，當(dāng)D=2.5時(shí)，分成六類(lèi)。經(jīng)過(guò)比較，最終選取D=6，此時(shí)分成六類(lèi)更加合理。分類(lèi)結(jié)果是，武漢單獨(dú)為一類(lèi)，黃石、十堰為一類(lèi)，宜昌、襄陽(yáng)、鄂州、荊門(mén)為一類(lèi)，仙桃，潛江、天門(mén)為一類(lèi)，隨州、恩施州為一類(lèi)，孝感、荊州、黃岡、咸寧為一類(lèi)。這六類(lèi)分別有各自的特點(diǎn)。武漢是湖北的省會(huì)，武漢市被長(zhǎng)江一分為二，不僅公路鐵路交通發(fā)達(dá)，水陸交通也是十分便利，它是華中地區(qū)最重要的交通樞紐之一，各方面的發(fā)展優(yōu)勢(shì)都很明顯，發(fā)展物流所依托的各方面資源都很好。宜昌、襄陽(yáng)、鄂州、荊門(mén)這一類(lèi)在GDP上有一定的差異，之所以將它們歸為一類(lèi)，是因?yàn)槎踔?、荊門(mén)具有便捷的交通和寬闊的陸域；而宜昌和襄陽(yáng)在湖北省經(jīng)濟(jì)總量排第二和第三名，強(qiáng)悍的經(jīng)濟(jì)實(shí)力為這兩市物流的發(fā)展提供了無(wú)限的可能，這一類(lèi)的特點(diǎn)是交通便利或者經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)。十堰市和黃石市這一類(lèi)主要的共同點(diǎn)是GDP總量相近，另外貨運(yùn)量也相近，黃石緊鄰長(zhǎng)江，貨運(yùn)量是不小的，而十堰市作為鄂、豫、陜、渝毗鄰地區(qū)唯一的區(qū)域性中心城市，位于華中、西南和西北三大經(jīng)濟(jì)板塊的結(jié)合處，承擔(dān)著來(lái)自東南西北的貨運(yùn)，而且十堰市的地域面積也很大，也為發(fā)展物流提供了很好的條件，所以說(shuō)這一類(lèi)的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)總量適中，貨運(yùn)量較大，居民消費(fèi)能力相近。仙桃市、潛江市以及天門(mén)市都是省內(nèi)直管市，且經(jīng)濟(jì)總量也相差不多，因此這一類(lèi)的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和政治地位相似。其他兩類(lèi)都是按照經(jīng)濟(jì)總量來(lái)區(qū)分的。

圖1 湖北省主要城市物流評(píng)價(jià)聚類(lèi)分析結(jié)果

上述綜合評(píng)價(jià)和聚類(lèi)分析結(jié)果符合客觀(guān)實(shí)際，也與

專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)評(píng)估較為接近，驗(yàn)證了該方法的可行性。根據(jù)綜合評(píng)價(jià)和聚類(lèi)結(jié)果，結(jié)合湖北省的經(jīng)濟(jì)區(qū)域發(fā)展、自然環(huán)境以及交通環(huán)境，在今后，應(yīng)該重點(diǎn)發(fā)展武漢物流圈、鄂西物流圈、長(zhǎng)江物流帶等三大物流圈，建設(shè)長(zhǎng)江、漢江物流通道和一批地區(qū)性物流節(jié)點(diǎn)城市，優(yōu)化物流業(yè)的區(qū)域布局。全省將著力構(gòu)建物流圈—物流節(jié)點(diǎn)城市—物流園區(qū)—專(zhuān)業(yè)化物流中心的現(xiàn)代物流網(wǎng)絡(luò)體系。物流圈包括以武漢為核心，輻射到武漢城市圈及周邊的地區(qū)；依托鄂西生態(tài)文化旅游圈，以宜昌、襄陽(yáng)兩個(gè)省域副中心城市為支撐，輻射湖北西部及周邊地區(qū)的鄂西物流圈；依托長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶，輻射帶動(dòng)長(zhǎng)江沿岸及周邊地區(qū)的長(zhǎng)江物流帶。湖北省今后的物流發(fā)展要使武漢成為全國(guó)性物流節(jié)點(diǎn)城市，襄陽(yáng)、宜昌規(guī)劃為區(qū)域性物流節(jié)點(diǎn)城市，其他14個(gè)城市成為重點(diǎn)物流節(jié)點(diǎn)城市，并應(yīng)依據(jù)物流發(fā)展的不同出臺(tái)適合不同地區(qū)的政策措施。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）用主成分分析和聚類(lèi)分析的定量分析方法對(duì)湖北省內(nèi)各地區(qū)的物流發(fā)展進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)并分類(lèi)，所得結(jié)論客觀(guān)、可信、較有說(shuō)服力，為省域物流規(guī)劃提供了重要參考和依據(jù)；利用得到的主成分分析處理后的指標(biāo)組成的新指標(biāo)體系，原理清晰，計(jì)算簡(jiǎn)單，大大減少了計(jì)算工作量。

（2）根據(jù)湖北省的物流發(fā)展區(qū)域劃分結(jié)果，政府部門(mén)有必要依據(jù)不同區(qū)域制定不同的物流發(fā)展規(guī)劃，物流商也有必要對(duì)不同區(qū)域采取不同的市場(chǎng)發(fā)展策略，合理布置物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是物流業(yè)良性發(fā)展的基礎(chǔ)。

（3）本文提出的分析方法對(duì)其他省域物流規(guī)劃有較好的借鑒作用，在地區(qū)一級(jí)的物流規(guī)劃中也同樣適用，只需適當(dāng)調(diào)整部分指標(biāo)即可。

[1]趙瑞.京津冀區(qū)域經(jīng)濟(jì)與區(qū)域物流協(xié)調(diào)發(fā)展的SWOT分析及對(duì)策[J].物流技術(shù),2016,35(3):41-43.

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[6]何曉群.多元統(tǒng)計(jì)分析[M].北京:中國(guó)人民出版社(第三版), 2011.

表1 農(nóng)產(chǎn)品追溯編碼

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)應(yīng)用帶有溫度傳感器的RFID標(biāo)簽，可以對(duì)產(chǎn)品的來(lái)源地、新鮮度、品質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行細(xì)致、實(shí)時(shí)的管理，監(jiān)控人員可以對(duì)食品、藥品等物品的運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境溫度進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控、記錄和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，減少腐損率，降低企業(yè)浪費(fèi)，提高運(yùn)作效率。本文應(yīng)用RFID、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及J2EE開(kāi)發(fā)技術(shù)，設(shè)計(jì)了第三方冷鏈物流信息平臺(tái)框架，并對(duì)運(yùn)輸監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析與總體設(shè)計(jì)，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品物流、生鮮電商物流等具有實(shí)踐意義，對(duì)醫(yī)藥物流也具有借鑒作用。

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Application of Statistical Model in Logistics Planning

Zhang Chenguang
(School of Economics&Management,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,China)

In this paper,based on the PCA and the clustering analysis,we respectively established the logistics area evaluation model and division model to study the division of logistics area in target region.Then,in the case of Hubei,we applied the logistics area division model to divide the province into six categories.At the end,by comparing the result of the model with that of the expert judgment based on experience,we demonstrated the validity and feasibility of the statistical model in the planning of the logistics area.

logistics planning;statistical model;PCA;clustering analysis;Hubei

F224.7;F252

A

1005-152X(2016)10-0053-05

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.10.014

2016-09-02

張晨光（1992－），男，河南開(kāi)封人，碩士研究生，研究方向：物流規(guī)劃。