基于組合賦權(quán)云模型的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力評價

劉明菲，王崇悅，周 凱，陳 云，王軍麗

(1.武漢理工大學 管理學院，湖北 武漢 430070；2.武漢綜合交通研究院有限公司，湖北 武漢 430014)

近年來，重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件頻發(fā)，給我國經(jīng)濟發(fā)展、人民生命健康安全帶來極大威脅。以新冠肺炎疫情為例，疫情期間的道路管制及封城政策致使農(nóng)產(chǎn)品流通受阻，災(zāi)區(qū)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)短時期內(nèi)發(fā)生嚴重短缺，人們的日常需求得不到有效滿足，因而恐慌情緒不斷加劇，嚴重影響疫情的有效控制。農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能夠即時、安全、高效地將應(yīng)急農(nóng)產(chǎn)品物資送達災(zāi)區(qū)，維持社會穩(wěn)定，盡可能減少公共衛(wèi)生事件所帶來的損失。因此，對其能力進行評價具有十分重要的現(xiàn)實意義。

農(nóng)產(chǎn)品具有易損易腐性，需要冷鏈應(yīng)急物流的有力保障。鄒安全等[1]考慮了二次災(zāi)害發(fā)生的可能性，以調(diào)度時間最短為目標，構(gòu)建了多資源分類調(diào)度數(shù)學模型；QI等[2]利用啟發(fā)式算法研究了在配送過程中損失最小、資源調(diào)度時間最短且總配送成本最低的前提下，應(yīng)急冷鏈物流車輛的路徑優(yōu)化問題；陳鏡羽等[3]基于成本最低和配送效益最大化原則構(gòu)建了陸海新通道應(yīng)急冷鏈物流配送中心選址模型。應(yīng)急物流是物流領(lǐng)域的研究熱點[4]，不少學者在應(yīng)急物流評價方面做出了積極貢獻。GUAN等[5]根據(jù)專家建議設(shè)計了地震救援應(yīng)急物流能力評價指標體系，將云層次分析法及模糊綜合評價法相結(jié)合，構(gòu)建評價模型；LIU等[6]總結(jié)以往研究，建立了涵蓋應(yīng)急準備、響應(yīng)和恢復(fù)的整個災(zāi)害周期的應(yīng)急物流績效評價指標體系，運用基于逼近理想解排序法和熵權(quán)法的模糊對稱排序技術(shù)，結(jié)合多粒度語言評估信息對汶川地震應(yīng)急物流績效進行評價，驗證了該方法的有效性和可靠性；針對新冠疫情，JIANG等[7]基于德爾菲法構(gòu)建了防疫背景下的應(yīng)急物流系統(tǒng)可靠性評價指標體系，利用決策實驗室分析法和網(wǎng)絡(luò)層次分析法識別影響應(yīng)急物流系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵因素；ZHANG等[8]根據(jù)突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急物流運行機制、相關(guān)研究結(jié)果以及專家建議構(gòu)建突發(fā)公共衛(wèi)生事件的應(yīng)急物流能力評價指標體系，運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立應(yīng)急物流能力的動態(tài)評估模型；SU等[9]結(jié)合已有研究及專家建議構(gòu)建重大公共衛(wèi)生事件中的生鮮農(nóng)產(chǎn)品電商企業(yè)的應(yīng)急物流能力評價指標體系，通過熵權(quán)法確定指標權(quán)重，并根據(jù)結(jié)果提出有關(guān)改進建議。

綜上所述，既有研究更多關(guān)注如何提升冷鏈應(yīng)急物流中某一環(huán)節(jié)的效率，整體探討冷鏈應(yīng)急物流能力的文獻并不多見。而在進行應(yīng)急物流評價時，學者們往往憑借專家經(jīng)驗或以往研究來構(gòu)建評價指標體系，體現(xiàn)出較強的主觀性、隨意性及非透明性；此外，只有較少學者注意到了組合賦權(quán)法的科學性，且多數(shù)學者未能有效處理評價過程中存在的模糊性與隨機性問題。

因此，筆者擬面向重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件，選取武漢市疫情、大連722疫情、南京市疫情以及揚州市疫情為案例，通過扎根理論構(gòu)造農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力的評價指標體系。采用基于博弈論的組合賦權(quán)法確定指標權(quán)重，并引入云模型實現(xiàn)定性描述與定量數(shù)值間的相互映射，通過形象直觀的標準云圖和綜合評價云圖來確定能力等級，找出能力的主要制約因素，以期為區(qū)域冷鏈應(yīng)急物流能力的提升提供理論依據(jù)。

1 農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力評價指標體系

1.1 研究方法

扎根理論是由社會學學者GLASER等[10]創(chuàng)造的一種幫助人們獲得資料、分析資料，從而發(fā)現(xiàn)理論的質(zhì)性研究方法，能夠向人們展示清晰的推理步驟，具有可視化、可追溯的優(yōu)點。在扎根理論不斷發(fā)展的過程中，逐漸演繹出3大學派：經(jīng)典扎根理論、程序化扎根理論和建構(gòu)型扎根理論。其中程序化扎根理論強調(diào)人的主觀認知，借助預(yù)設(shè)等技巧對數(shù)據(jù)進行歸納分析，有一套標準化的操作程序，能夠確保研究過程具有嚴謹性和規(guī)范性，受諸多領(lǐng)域研究者的青睞[11]。因此，筆者擬采用程序化扎根理論構(gòu)建重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件下的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力評價指標體系，以期克服以往學者在指標遴選過程中的隨意性及模糊性。

1.2 案例選擇與數(shù)據(jù)收集

遵循案例的典型性原則選取武漢市疫情、大連722疫情、南京市疫情以及揚州市疫情作為研究案例，理由如下：①案例的社會影響較大。武漢是我國最先受到疫情沖擊且損失最為慘重的城市，疫情對武漢的影響不言而喻；大連722疫情使冷鏈物流行業(yè)的安全實踐備受矚目；南京市疫情和揚州市疫情是近期發(fā)生的較為嚴重的疫情，其中揚州市采取了封城措施。②與上述案例相關(guān)的文獻及媒體資料較為豐富。③3～6個案例是多案例研究的理想數(shù)目[12]。為強化三角驗證，從多個渠道進行數(shù)據(jù)搜集，在湖北日報、南京日報等報刊，新浪、網(wǎng)易等網(wǎng)站，武漢市、大連市等政府官網(wǎng)和官微，中國物流采購聯(lián)合會網(wǎng)站以及中國知網(wǎng)上對目標城市疫情期間的農(nóng)產(chǎn)品物流、農(nóng)產(chǎn)品流通、冷鏈物流相關(guān)資料進行搜索，共篩選出239份原始資料，隨機選取203份材料進行編碼，余下的用作理論飽和度檢驗。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 開放性編碼

開放性編碼是程序化扎根理論三級編碼中的第一步，其目的是對原始資料逐步進行貼標簽、概念化和范疇化，歸納提煉出若干概念和范疇。借助Nvivo11.0軟件對所得資料進行整理和編碼，共抽象概括出139個標簽，51個概念以及21個范疇。開放性編碼過程如表1所示。

表1 開放性編碼示例

1.3.2 主軸編碼

在概念層次上厘清開放式編碼所形成的初始范疇間的相互聯(lián)系，并據(jù)此對范疇進行歸類，從而凝練出更高級別的主范疇，各主范疇及對應(yīng)的初始范疇如表2所示。

表2 主軸編碼結(jié)果

1.3.3 選擇性編碼

選擇性編碼即進一步挖掘主范疇間的關(guān)系，提煉出核心范疇，該范疇是根植于研究資料的焦點數(shù)據(jù)，具有提綱挈領(lǐng)的作用。在對農(nóng)產(chǎn)品保供能力、應(yīng)急信息管理能力、協(xié)調(diào)保障能力和冷鏈物流運作能力4個主范疇進行聚攏抽象后，最終將核心范疇確定為“面向重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力影響因素”。

1.3.4 理論飽和度檢驗

將預(yù)留的36份資料按照上述三級編碼過程進行再次編碼，結(jié)果并沒有新概念或新范疇的出現(xiàn)，且已有的范疇之間也未出現(xiàn)新的關(guān)聯(lián)，分析結(jié)果仍能有效反映“重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件背景下的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力”，表明研究已達到理論飽和。最終，基于編碼結(jié)果構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力評價指標體系，如圖1所示。

圖1 農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力評價指標體系

2 確定指標權(quán)重

指標權(quán)重的確定對于正確評估農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力十分重要。目前較為常見的方法是主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法能夠充分利用專家經(jīng)驗，在一定程度上反映出各指標間的相對重要性；客觀賦權(quán)法則是基于實際數(shù)據(jù)，通過特定的算法來確定權(quán)重，能充分滿足客觀性的要求。為了兼顧二者的優(yōu)點，利用層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)確定指標主觀權(quán)重，熵權(quán)法確定客觀權(quán)重，并基于博弈論思想將二者組合賦權(quán)，使所獲得的權(quán)重更加科學、合理。

2.1 基于AHP法的主觀賦權(quán)

基于AHP法確定主觀權(quán)重的主要步驟如下：

(1)建立層次結(jié)構(gòu)模型。

(2)采用1～9標度法[13]，比較每一層任意兩個指標的相對重要性，構(gòu)造判斷矩陣A=(aij)n×n，其中aij表示與指標j相比，指標i的重要程度。

(1)

(3)對判斷矩陣進行一致性檢驗，即計算一致性比例CR，當CR<0.1時，則通過一致性檢驗，否則應(yīng)作適當調(diào)整。

(2)

(3)

式中：CI為一致性指標；λmax為判斷矩陣A的最大特征值；RI為隨機一致性指標，RI值如表3所示。

表3 平均隨機一致性指標

(4)采取特征向量法計算權(quán)重向量，即計算矩陣A的最大特征值λmax及其對應(yīng)的特征向量，并對所求得的特征向量進行歸一化處理。

2.2 基于熵權(quán)法的客觀賦權(quán)

基于熵權(quán)法確定客觀權(quán)重的主要步驟如下：

(2)對R′進行標準化處理，由標準化后的數(shù)據(jù)構(gòu)建歸一化矩陣R=(rij)m×n。

(3)計算第j個指標的熵值：

(4)

(4)計算第j個指標的權(quán)重：

(5)

2.3 基于博弈論思想的組合賦權(quán)

基于博弈論的組合賦權(quán)法就是在不同的賦權(quán)方法中找到最優(yōu)組合權(quán)重，使得該權(quán)重與其他各權(quán)重間的偏差最小，具體實現(xiàn)步驟如下[14]：

(1)記由AHP法確定的權(quán)重向量為ω1，熵權(quán)法確定的權(quán)重向量為ω2，則這兩個權(quán)重向量的任意線性組合為：

(6)

式中：αi為線性組合系數(shù)，且αi>0。

(2)根據(jù)博弈集結(jié)模型的思想，優(yōu)化線性組合系數(shù)，以實現(xiàn)W與ωi的離差最小化，目標函數(shù)為：

(7)

(8)

(9)

(5)基于博弈論思想所確定的組合權(quán)重為：

(10)

3 基于云模型的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力評價

云模型是李德毅院士在概率理論和模糊集合理論交互結(jié)合的基礎(chǔ)上所提出的一種用于實現(xiàn)某定性概念與其定量表示之間不確定性轉(zhuǎn)換的模型[15-16]，能夠有效克服問題的不確定性，較好地描述定性概念的隨機性和模糊性[17]，目前已廣泛應(yīng)用于自然和社會科學領(lǐng)域。

3.1 云的基本定義

設(shè)U={x}為一個用精確數(shù)值表示的定量論域，C為U上的一個定性概念，U中的元素x是該定性概念C的一次隨機實現(xiàn)，x對C的隸屬度μ(x)∈[0,1]是具有穩(wěn)定傾向的隨機數(shù)，即：μ:U→[0,1]，?x∈U，x→μ(x)，則x在論域U上的分布稱為云，每個(x,μ(x))稱作為一個云滴[15-16]。

云模型通過3個數(shù)字特征即期望Ex、熵En和超熵He來描述定性概念的定量特征，記為C(Ex,En,He)。其中，Ex為論域U中最能代表定性概念C的點，反映云的重心位置；En為對定性概念的不確定性度量，反映云滴的分散程度和取值范圍，En越大，曲線的帶寬就越大；He為熵值的熵，度量熵的不確定性，He越大，云滴越離散，云圖就越厚。例如，圖2所示的云圖由3 000個云滴構(gòu)成，其數(shù)字特征分別為Ex=20,En=2,He=0.2。

圖2 云模型C(20,2,0.2)

3.2 云發(fā)生器

云發(fā)生器是實現(xiàn)定性概念與定量數(shù)值之間相互轉(zhuǎn)換的工具，分為正向云發(fā)生器和逆向云發(fā)生器。

相反，逆向云發(fā)生器則是將定量數(shù)值轉(zhuǎn)換為定性概念的算法。邀請n位專家對各二級指標打分，得到評價值xi，隨后通過逆向云發(fā)生器求得指標評價云的數(shù)字特征Ex、En和He，具體算法如下[18]：

(11)

3.3 標準評語云模型

標準評語云是直觀判定研究對象所處等級的基準參照，將農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力劃分為5個等級：極好、較好、一般、較差和極差。對于給定的有效論域[xmin,xmax]，根據(jù)黃金分割法[19]確定標準評語云的數(shù)字特征，計算方法如表4所示，其中He0通常取評價指標最大值的百分之一[20]。

表4 黃金分割法的計算規(guī)則

3.4 綜合云計算

上級指標可以由其下級各指標的云模型綜合而成，因此，對二級指標運用虛擬云理論中的浮動云算法進行綜合可得一級指標評價云的數(shù)字特征，具體算法如式(12)所示[21]。接著，對所得到的一級指標評價云參數(shù)按綜合云算法式進行合成運算可得農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力的綜合評價云數(shù)字特征，算法如式(13)所示。

(12)

(13)

4 實例分析

4.1 組合賦權(quán)

邀請9名冷鏈物流領(lǐng)域的有關(guān)專家，使其根據(jù)自身知識和經(jīng)驗對指標重要性進行兩兩比較，按照1～9標度法進行賦值，構(gòu)造判斷矩陣?？偰繕藢优c準則層之間的判斷矩陣C(B)如式(14)所示。

(14)

表5 農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力評價指標權(quán)重

4.2 能力評價標準云圖

設(shè)論域為[0,10]，則xmin=0，xmax=10，且He0=0.1。由表4可得標準評語云的數(shù)字特征，如表6所示，并通過Matlab軟件繪制能力評價標準云圖，如圖3所示。

圖3 能力評價標準云圖

表6 標準云的數(shù)字特征

4.3 指標評價云

近日，Y市出現(xiàn)新增本土確診病例，引發(fā)眾多網(wǎng)友的關(guān)注，故以該市為例，對模型的可行性及有效性進行驗證。請上述專家結(jié)合實際情況對Y市農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力的二級指標在[0,10]上進行評分，利用逆向云發(fā)生器求得各二級指標的評價云參數(shù)，如表7所示。結(jié)合式(12)可得各一級指標的云數(shù)字特征，如表8所示。

表7 二級指標評價云參數(shù)

表8 一級指標評價云參數(shù)

利用正向云發(fā)生器生成一級指標評價云圖并將其與標準云圖進行對照，如圖4所示，可知協(xié)調(diào)保障能力、農(nóng)產(chǎn)品保供能力、冷鏈物流運作能力均處于“一般”及“較好”之間，而應(yīng)急信息管理能力則處于“較差”與“一般”之間。結(jié)果表明當前Y市應(yīng)重點提升農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的應(yīng)急信息管理能力，并以此為核心，逐步提升農(nóng)產(chǎn)品保供能力、冷鏈物流運作能力以及協(xié)調(diào)保障能力。

圖4 一級指標評價云圖

最后，結(jié)合式(13)可得Y市農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力的綜合評價云數(shù)字特征：(5.748 5，0.373 1，0.262 1)，并由Matlab軟件繪制綜合評價云圖，如圖5所示，可知Y市農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力處于“一般”與“較好”之間，有待提高。

圖5 Y市農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力綜合評價云圖

5 結(jié)論

(1)運用程序化扎根理論進行多案例研究，構(gòu)建較為系統(tǒng)全面的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力評價指標體系；將基于博弈論的組合賦權(quán)法和云理論相結(jié)合，提出了一種新的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力評價模型，組合賦權(quán)法有效提高了權(quán)重計算的科學性及準確性，云模型則使克服評價過程中的模糊性與隨機性問題成為可能。

(2)將組合賦權(quán)云模型運用于Y市，通過形象直觀的云圖確定該市農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力及其他相關(guān)指標的等級，評價結(jié)果可為相關(guān)政府職能部門、企業(yè)等提供決策支撐，模型具有可應(yīng)用性，可進一步推廣。

(3)對農(nóng)產(chǎn)品冷鏈應(yīng)急物流能力進行動態(tài)評估并提出行之有效的能力提升措施是未來研究可進一步深入的方向。