基于應急物流能力提升的糧食儲備庫選址模型研究

馬文璇,溫 馨,徐 劍

(1.沈陽工業(yè)大學 管理學院,遼寧 沈陽 110870； 2.中國刑事警察學院,遼寧 沈陽 110854)

糧食應急物流是在發(fā)生突發(fā)事件時，以滿足受災地區(qū)人民最基本生理需求為目的，最大程度降低災害損失，是在最短時間內(nèi)快速且高效完成應急物流所需的糧食裝卸、運輸、包裝、貯存、配送、加工以及信息管理等一系列活動的物流途徑。面對我國現(xiàn)階段各類災害事件層出不窮的現(xiàn)狀，將災害事故分為地震、雪災、泥石流、恐怖襲擊事件、洪水和傳染疾病等。災害事故數(shù)量遞增，涉及范圍和規(guī)模嚴重度呈上升趨勢，在突發(fā)事件發(fā)生時，糧食作為災區(qū)物資中最重要的組成部分，對災區(qū)人民生命安全至關重要。

目前我國針對糧食物流的研究主要為非應急情況下的，針對應急情況下的糧食物流研究較少且主要以系統(tǒng)構建及優(yōu)化研究為主，對于糧食應急物流的儲備庫選址指標確定以及選址模型構建的研究相對較少。相較于普通糧食物流，糧食應急物流具備突發(fā)性、短時性、不確定性、高效率性、政府主導性以及弱經(jīng)濟性等特征，是通過特殊手段將應急糧食從供應儲備地運送到受災地區(qū)的物流過程[1-2]。

1 糧食應急物流系統(tǒng)概述

在突發(fā)事件發(fā)生后的一定時間及空間之內(nèi)，能夠短時高效地完成應急所需糧食的儲存、包裝、運輸、裝卸、加工等一系列物流活動而形成的應急物流有機整體被稱為糧食應急物流系統(tǒng)。糧食應急物流系統(tǒng)從內(nèi)容上劃分可分為八個組成部分，其中指揮系統(tǒng)是主導和計劃功能的核心，具備組織協(xié)調(diào)功能；中心系統(tǒng)具備儲備及運輸配送功能；支撐系統(tǒng)具備保證應急糧食平穩(wěn)運輸作用；信息系統(tǒng)具備監(jiān)測預警和數(shù)據(jù)分析作用；采購系統(tǒng)起到制定采購計劃作用，儲存系統(tǒng)起到完善倉庫管理和擇優(yōu)選址作用，運輸系統(tǒng)起到保證運輸通暢作用，配送系統(tǒng)起到擇優(yōu)配送路徑作用[3]。

2 糧食應急物流儲備庫選址研究現(xiàn)狀

對糧食應急物流儲備庫選址問題進行深入研究有助于協(xié)調(diào)整個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，有利于連接及協(xié)調(diào)各應急物流區(qū)域的應急資源整合。現(xiàn)階段，應急物流糧食儲備庫選址問題仍舊存在物資分散、分布不均、儲備庫基礎設施更新維護能力欠佳和儲備庫應急資源浪費等問題?；诖?，為妥善應對突發(fā)事件、降低物流調(diào)度及運輸成本、完善糧食應急物流網(wǎng)絡建設、保障受災地區(qū)人民基本生理需求，糧食應急物流儲備庫的選址問題具有關鍵意義[4-5]。

3 糧食應急物流儲備庫選址影響因素分析

針對糧食應急物流儲備庫的選址研究從如下若干方面展開研究：問題分析、影響因素確定、結(jié)構模型構建、判斷矩陣建立、一致性檢驗、權重向量確定、方案排序、決策制定。應急物流儲備庫選址常見方法的特征比對如表1所示。

表1 應急物流儲備庫選址常見方法的特征比對表

通過表1中選址方法的對比分析可知，層次分析法更加適合多因素、多目標、多準則的選址決策問題，符合糧食應急物流儲備庫的選址要求，不同因素通過層次及數(shù)量化分析，對比因素重要性，采用同層次指標間兩兩對比方式，建立數(shù)學模型進行選址決策[6-8]。糧食應急物流儲備庫選址的影響因素分為如下五點。

3.1 自然環(huán)境因素

在儲備庫建立之前，應根據(jù)不同應急糧食類型進行自然環(huán)境因素分析，主要包含地理因素、氣候因素等方面。糧食儲備庫的規(guī)模要能夠同所處地區(qū)的建設情況和主要應急糧食供應需求相互匹配，熟悉了解當?shù)亟涤?、地震、山洪等氣候狀況，注意與油庫、化工廠等單位保持距離，避免事故發(fā)生。

3.2 社會經(jīng)濟因素

糧食應急儲備庫的建立要綜合考慮所處地社會經(jīng)濟發(fā)展水平，其中包含居民地域分布情況、交通路況、通信能力、技術水平、勞動力數(shù)量、地價、廢物處理能力等問題，盡量縮短與外界公路、鐵路、港口的路線，強調(diào)糧食應急物流弱經(jīng)濟性的特點，即先滿足糧食應急物流供應，后減小成本，避免后續(xù)遷址帶來的經(jīng)濟浪費和人員不足問題。

3.3 政策制度因素

政府作為糧食應急物流活動的指揮者，在儲備庫建設過程中發(fā)揮著指導作用，合理的土地減稅政策、大力支持社會力量參與積極性、完善各區(qū)域糧食應急物流儲備庫基礎設施運行機制、加強各區(qū)域糧食應急物流儲備庫管理制度都將奠定糧食應急物流的儲備庫建立的研究基礎。針對急需變更用途或者退出倉儲規(guī)劃的基礎設施必須經(jīng)由糧食局向上級省政府進行上報獲批，之后依據(jù)批示及規(guī)定流程辦理完成補充建立[9-11]。

3.4 基礎設施因素

為保證應急糧食的順利配送，需要足夠的庫存，因此要求針對不同糧食，定期排查及更新基礎設施，增強長效維護力度，降低儲備糧食的流失率，鼓勵種糧大戶及合作社等建立應急糧食倉儲設施，使其具有干燥設施設備和晾曬場地的特征。于此同時，充足的設備能源供應量對于儲備庫的基礎設施建設同樣重要。

3.5 便于操作因素

糧食應急物流的關鍵點在于對時間的特殊要求，這就要求糧食應急物流整個物流活動要在突發(fā)事件發(fā)生時及時啟動應急預案，及時作出應急反應，為受災地區(qū)提供充足的各類應急糧食物資，也就要求糧食應急物流儲備庫的選址研究必須以高效迅速實現(xiàn)糧食物資運輸，以追求時間及空間利益最大為目標。通過對上述糧食應急物流儲備庫選址影響因素進行分析，將糧食應急物流儲備庫選址相關影響因素分級與分類[12-14]，如表2所示。

表2 糧食應急物流儲備庫選址相關影響因素的分級與分類

4 糧食應急物流儲備庫選址模型研究

在現(xiàn)有糧食應急物流儲備庫的選址模型的特征分析基礎之上，綜合考慮儲備庫選址的特征，以提升應急物流能力為目的,建立糧食應急物流儲備庫選址模型。常用的糧食應急物流儲備庫選址模型特征比對如表3所示。

表3 常用的糧食應急物流儲備庫選址模型特征比對表

假設A、B、C、D為某區(qū)域內(nèi)的糧食應急物流儲備庫候選地點，研究將四點定義為評價對象并完成優(yōu)化選擇。能夠?qū)鋷爝x址問題產(chǎn)生影響的因素很多且難以量化，研究采用層次分析法(AHP)將難以用定量方法進行描述的影響因素依據(jù)從屬關系和因果關系進行逐一分層，建立兩兩對比矩陣，通過計算得到方案層對決策的排序權重，為決策提供定量化依據(jù)[15-16]。

4.1 建立層次結(jié)構模型

將糧食應急物流的影響因素分層，采用層次框圖形式描述層次的階梯結(jié)構和因素間的從屬狀態(tài)。糧食應急物流儲備庫選址的層次結(jié)構模型示意圖如圖1所示。

圖1 糧食應急物流儲備庫選址的層次結(jié)構模型示意圖

4.2 構建模糊層次分析法層次架構

確定糧食應急物流儲備庫選址區(qū)域和相關影響因素，將研究目標細化，將各影響因素根據(jù)隸屬關系完成層次化劃分，精確分析宏觀影響因素，完成模糊層次分析法層次架構構建[17-18]，糧食應急物流儲備庫選址的層次架構示意圖如圖2所示。

圖2 糧食應急物流儲備庫選址的層次架構示意圖

4.3 建立模糊一致判斷矩陣

根據(jù)層次架構，對下層元素于上層元素的重要程度進行綜合評價，建立模糊一致判斷矩陣。設上層元素Ak于下層中的n個元素B存在聯(lián)系，則R為:

采用比例標度法表示相對最優(yōu)程度，當兩因素同等重要時，標度即為1；當因素a稍微重要于因素b時，標度即為3；當因素a明顯重要于因素b時，標度即為5；當因素a強烈重要于因素b時，標度即為7；當因素a極端重要于因素b時，標度即為9；兩因素間的重要性判斷介于上述含義間的情況，標度即設定為2、4、6、8。

4.4 層次單排序及一致性檢驗

通過計算上下層元素間相對重要性的排序權值，判斷矩陣特征值,解決特征向量問題。當bij>0且bij=1/bji，bij=bikbkj，則將該判斷矩陣視為正互反一致性的矩陣[19]。在對突發(fā)事件下糧食應急物流活動的選擇研究中發(fā)現(xiàn)，選址問題的復雜程度和認知度通常存在著主觀差異，故建立的判斷矩陣不具備完全一致性，致使特征值λmax>n,特征向量無法反應其對于權重的真實反應，采用一致性指標CI值來實現(xiàn)判斷矩陣一致性的目的，即：

當λmax=n時，CI值=0，判斷矩陣具有完全一致性。一致性指標值越大，其所對應的判斷矩陣一致性越差，當CI值≤0.1時，主觀判斷矩陣具有較為滿意的一致性。糧食應急儲備庫的選址問題采用CI值來檢驗判斷矩陣的一致性，通過反復計算，求得算數(shù)平均值，在1 000次反復計算平均隨機一致性指標值后，得到修正值如表4所示。

表4 R.I修正值表

隨機一致性比率計算公式為

當n=1或2時，1階與2階矩陣即為一致陣，當n≥3時，其一致性指標同同階的平均一致性指標RI的比值即為一致性比率，當CR<0.1時，判斷矩陣擁有滿意的一致性。若不符合上述情況，則需要重新調(diào)整矩陣，直至判斷矩陣最終達到滿意的一致性。

4.5 層次總排序及一致性檢驗

依次計算研究中所包含的因素及目標間重要性，設上層A有m個元素，層次總排序的權值即α1，α2，…，αm，下層B有n個元素，即為B1，B2，…，Bn，設Bj對Ai的單排序權值是bij，當Bj于Ai無影響時，bij=0，可求得B元素的總排序權值Bn，即

由此可求得

為繼續(xù)完成層次總排序的一致性檢驗，按由高到低的順序進行，設A中因素為Aj(j=1,2,…,m)，與之對應的B中平均隨機一致性指標為RIj，判斷矩陣一致性指標為CIj,B的CR值為：

若CR值≤0.1，層次總排序結(jié)果為滿意的一致性。若不符合則需要重新調(diào)整矩陣直至CR值達到滿意的一致性[20-21]。

5 結(jié)論

在普通糧食物流研究基礎上，以應急物流能力提升為目的，強調(diào)糧食應急物流儲備庫選址研究的創(chuàng)新性和必要性，探討其與非應急情況的區(qū)別，結(jié)合現(xiàn)階段我國突發(fā)事件特征和急需性，探討儲備庫選址方法的理論依據(jù)和應用過程，綜合對比多種分析方法，創(chuàng)新構建糧食應急物流儲備庫選址影響因素指標，采用AHP層次分析法將定性分析和定量分析緊密結(jié)合[22]。

在實際選址應用中，假設五個儲備庫選址地點，其基本選定條件分別基于前文所介紹的不同類型等因素，邀請具有權威資質(zhì)的專業(yè)人士對上述的糧食應急儲備庫地點的各影響因素進行綜合打分，打分標準為1至5分，將多準則多目標的糧食應急儲備庫的選址決策問題進行層次化處理和數(shù)量化處理，比較兩兩因素之間的各項指標，完成判斷矩陣建立，采用特征向量和積法得到指標權重并完成歸一處理，通過權重加權計算，得到糧食應急儲備庫的最優(yōu)選址地點。

研究以應急物流能力提升為目的，對于糧食儲備庫選址方法的研究將改善我國應急糧食儲備庫數(shù)目較少，分布不均的現(xiàn)狀，填補研究空白，提升我國應急物流能力，減小災害損失，最大程度維護人民生命安全。