基于灰色模型的柳州市柑橘類水果冷鏈物流需求預測分析

曾慶廣 姚洪發(fā) 曾靜雯 聶婧宇

(桂林航天工業(yè)學院 管理學院，廣西 桂林 541004)

位于廣西壯族自治區(qū)中北部的柳州市，不僅是個工業(yè)城市，農(nóng)業(yè)也比較發(fā)達。其本地水果作物柑橘，2020年面積占柳州市水果總面積的69.97%，產(chǎn)量占柳州市水果總產(chǎn)量的74.06%，居柳州市全市水果龍頭產(chǎn)業(yè)地位。推動優(yōu)質(zhì)柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是穩(wěn)定廣西水果產(chǎn)業(yè)基礎的重要保障，是廣西特色優(yōu)勢的客觀需要，是促進廣西鄉(xiāng)村振興和脫貧攻堅的重要途徑。柳州的柑橘深受各地市場青睞，遠銷四川、新疆、北京、上海、杭州等地，出口東南亞、俄羅斯等國家地區(qū)。而冷鏈物流能提高柑橘水果的保鮮度，所以完善冷庫、物流設施的建設，能促進農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，帶動更多村民在柑橘產(chǎn)業(yè)路上走得更遠。但由于柳州市冷庫容量低、冷鏈車輛較少，因此在運輸途中常出現(xiàn)果子變質(zhì)等問題。準確地預測農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流需求、合理調(diào)整農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的規(guī)劃、節(jié)約農(nóng)業(yè)資源等，是提高冷鏈運輸服務質(zhì)量，保持柑橘品質(zhì)的保證。因此，對柳州市的柑橘產(chǎn)業(yè)冷鏈物流需求預測顯得尤為重要。

國外需求預測研究方面，Lau等人[1]在對人工神經(jīng)網(wǎng)絡進行優(yōu)化時，采用了最小描述長度法對其進行分析，并通過對最優(yōu)隱含層的研究，得出了結果更加精確的預測模型。Bi[2]在動態(tài)系統(tǒng)理論基礎上建立了一種基于系統(tǒng)指令參數(shù)的多變量回歸模型，并結合BP神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性特性，對傳統(tǒng)BP網(wǎng)絡的收斂速度較慢、容易陷入局部優(yōu)化等缺點進行了研究。Peng Yan等人[3]對青島市的物流需求進行了預測分析。通過對各要素的分析，利用向量機模型對其進行了有效的預測。國內(nèi)研究人員也采用了各種預測方法，如灰色預測、組合模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡等。原靜等人[4]應用正向加權組合預測方法，對農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的需求進行了預測。戎陸慶等人[5]運用灰色模型，對廣西蔬菜冷藏配送的需求進行了預測，并對影響因素進行了分析，其結果表明該模型的預測準確率在98.73%左右。李華等人[6]運用灰色馬爾科夫鏈模型，預測了海南自貿(mào)區(qū)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的需求趨勢。

綜合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，可以看出國內(nèi)對冷鏈物流的研究相對較晚，許多發(fā)達國家在技術和水平上都領先于我們國家。當前對于冷鏈物流的研究大多集中于冷鏈物流管理和冷鏈技術的應用，只有少數(shù)學者對其具體的個案進行了探討分析。國外關于冷鏈的研究多是從微觀角度進行的，范圍更廣、更深入，這是因為國外的冷鏈物流發(fā)展較為平穩(wěn)、而國內(nèi)冷鏈物流的基礎設施不健全，并且冷鏈物流領域的研究多集中在冷鏈物流發(fā)展水平和農(nóng)村冷鏈物流運營等方面，水果方面的冷鏈物流需求預測分析的文獻較少。

為了更好地促進柳州市柑橘類產(chǎn)業(yè)及冷鏈物流的發(fā)展，提高柑橘類水果配送質(zhì)量，合理規(guī)劃和建設冷鏈物流產(chǎn)業(yè)，本文基于柳州目前柑橘類水果冷鏈物流產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展落后于其他較發(fā)達地區(qū) (東部地區(qū)) 情況，充分考慮其在物流需求預測的過程中，物流數(shù)據(jù)樣本通常較小，具有非線性和時變性的特點[7]，選取2014-2020年柳州市柑橘類產(chǎn)量數(shù)據(jù)，采用適用于研究數(shù)據(jù)較少、研究信息不確定問題的灰色系統(tǒng)預測模型，預測柳州市未來10年柑橘類水果需求量，同時對柳州冷鏈物流未來發(fā)展提供建議，可以在一定程度上為柳州冷鏈物流行業(yè)的發(fā)展方向提供實踐基礎與理論依據(jù)，為分析預測柳州冷鏈物流的需求提供研究基礎。

1 柳州市冷鏈物流發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 供給發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1.1 區(qū)位優(yōu)勢分析

柳州市地處華南經(jīng)濟腹地、京津冀交通樞紐核心地帶，在地理位置上位于廣西的中部偏北些，是廣西桂中地區(qū)的中心，是廣西壯族自治區(qū)中部的重要中心城市，是西部大開發(fā)戰(zhàn)略中西江經(jīng)濟帶的龍頭城市和核心城市，也是西南出海大通道集散樞紐城市。其優(yōu)越的地理位置使得它成為廣西重要交通樞紐、“海上絲綢之路”重點發(fā)展區(qū)域之一，同時它也是中國西部主要地區(qū)綜合交通運輸網(wǎng)絡中不可或缺的組成部分，為全國各大城市之間提供了一條連接珠三角和環(huán)渤海運輸通道的橋梁紐帶。柳州與河池市、來賓市、桂林市相連，同時柳州北部分別與湖南省、貴州省相接。因此，發(fā)展柳州市農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流具有十分重要的意義。

1.1.2 政策支持分析

近年來，國家對物流發(fā)展的重視程度不斷增加，出臺了《物流業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2014-2020年)》(國發(fā)〔2014〕42號)、《全國物流園區(qū)規(guī)劃》《食用農(nóng)產(chǎn)品市場銷售質(zhì)量安全監(jiān)督管理辦法》(國辦發(fā)〔2013〕24號)、《關于加快發(fā)展冷鏈物流保障食品安全促進消費升級的意見》(國辦發(fā)〔2017〕29號)等一系列支持物流業(yè)發(fā)展的文件，進一步健全冷鏈物流發(fā)展制度，積極推進土地、財政、稅務、價格、海關等相關領域改革，為廣西冷鏈物流發(fā)展營造良好的環(huán)境[8]。

廣西毗鄰東盟，中國的鮮果貿(mào)易以廣西為中心，廣西冷鏈物流的發(fā)展水平將對我國生鮮農(nóng)產(chǎn)品的出口規(guī)模和出口質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響[9]。廣西十分重視發(fā)展冷鏈物流，出臺了一系列政策文件，如《廣西農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)規(guī)劃》《廣西加快推進冷鏈物流發(fā)展三年行動計劃(2018-2020年)》(桂政辦電〔2018〕196號)[10]?！稄V西農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)規(guī)劃》中提出，重點在貴港、玉林、北海、桂林、柳州、河池等地為特色農(nóng)產(chǎn)品建立專業(yè)型冷鏈物流中心和配送基地；建設北往桂林、長沙；東往貴港、玉林、梧州、廣州；南向欽州、防城港、北海、?？?、百色、河池、貴陽、昆明的四大冷鏈物流發(fā)展帶。在桂東北部、來賓、桂林、柳州、賀州等地發(fā)展板栗、柑橘、葡萄、荔枝等特色水果冷鏈配送，并在此基礎上，建設以蔬菜、水果基地為依托的特色農(nóng)產(chǎn)品冷鏈配送體系。在柑橘產(chǎn)業(yè)基地建設柑橘冷鏈物流配送系統(tǒng)，主要有：于桂林、賀州、柳州、河池建立椪柑、臍橙、沙田柚配送中心；于崇左、南寧、欽州建立特早熟砂糖橘、馬水橘，茂谷柑、溫州柑和紅江橙配送中心；于桂林南部、柳州、百色建立金橘和夏橙配送中心。

2014年柳州市農(nóng)業(yè)局與中國農(nóng)科院柑橘研究所簽訂《廣西柳州市柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術支撐》項目。2017年柳州市發(fā)布《柳州市柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2025年)》，柳州將打造成全國最大的早中晚熟柑橘鮮果供應基地，通過品種的引進和技術的運用，再加上冷鏈設備，可使柳州全年都可以吃到本地產(chǎn)的柑橘類水果。2020年，柳州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局印發(fā)了《關于加快柳州金橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實施方案》，為鞏固金橘產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定堅實的基礎，大力推進金橘無病苗木基地建設，加強果園基礎設施建設，推廣新品種新技術試驗示范，完善果品采后處理及冷鏈物流。2021年柳州市出臺了《柳州市人民政府辦公室關于成立柳工食品冷鏈物流產(chǎn)業(yè)園項目推進工作專班的通知》(桂政辦發(fā)〔2021〕56號)來推進柳州市冷鏈物流產(chǎn)業(yè)園的建設。這些文件都說明了國家以及柳州市對冷鏈物流的建設和發(fā)展的重視。

1.1.3 冷鏈物流基礎設施發(fā)展情況分析

1)冷鏈物流從業(yè)人員及交通運輸倉儲郵政業(yè)的固定資產(chǎn)投資分析

從交通運輸、倉儲和郵政行業(yè)就業(yè)人數(shù)跟交通運輸倉儲郵政業(yè)的固定投資方面分析，通過表1以看出柳州市交通運輸倉儲郵政業(yè)固定資產(chǎn)投資金額逐年增長，而交通運輸、倉儲和郵政業(yè)就業(yè)人數(shù)在逐年減少，投資金額逐年增加說明柳州市對物流業(yè)的發(fā)展較為重視，但就業(yè)人數(shù)逐年遞減，間接說明了柳州市缺乏物流行業(yè)從業(yè)人員，物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相對滯后。冷鏈物流屬于物流的一部分，從側(cè)面反映出柳州市的冷鏈物流的發(fā)展在進步，以及需要大量的相關就業(yè)人員，才能適應柳州市冷鏈物流的發(fā)展。而固定的物流項目投資，對物流業(yè)發(fā)展有著推動作用，固定資產(chǎn)投資較大時，物流量會增加，這為冷鏈物流的發(fā)展提供了動能。

表1 柳州市2015—2020年常住人口及其城鎮(zhèn)率

2)貨運量分析

交通運輸是發(fā)展國民經(jīng)濟的關鍵，也是基礎。經(jīng)濟發(fā)展的前提是交通運輸，交通運輸也是人民生活的基本需求，是布局城市經(jīng)濟的主要因素。由于鐵路運輸貨運量較少，且數(shù)據(jù)難以獲取，所以不做統(tǒng)計說明。從下表2可以看出柳州市的運輸主要都是通過公路運輸，在2015—2020年公路運輸?shù)呢涍\量都遠遠超過其他幾種運輸方式的貨運量。

表2 2015—2020年柳州市公路、水路、航空運輸貨運量

3)冷鏈物流產(chǎn)業(yè)狀況分析

截止至2019年，柳州市冷庫容量只有約3.5萬噸，即柳州市現(xiàn)有冷庫的總處理量只有3.5萬噸。按冷藏農(nóng)產(chǎn)品平均每年周轉(zhuǎn)6次計算，庫容為3.5萬噸的冷庫的年處理量僅為21萬噸。冷鏈運輸車輛只有約300臺，持有冷庫的冷鏈物流企業(yè)只有5家，柳州市內(nèi)較大規(guī)模的冷庫主要有肉聯(lián)廠冷庫、康宏冷庫、鷓鴣江冷庫、張公嶺冷庫、新柳邕冷庫和萬噸冷庫等，萬噸冷庫容量最大，容量為10 000噸，其次是新柳邕冷庫，容量為8 000噸。

1.2 冷鏈物流以及柑橘類水果冷鏈物流發(fā)展存在的問題

1.2.1 冷鏈物流資源匱乏

廣西各地之間的冷鏈物流發(fā)展不平衡，冷庫的建設與實際需求不相匹配，柳州市現(xiàn)有的冷鏈物流設施設備普遍落后，原產(chǎn)地冷庫建設滯后，缺乏多元化的冷鏈服務[11]。廣西的冷庫資源主要集中于南寧、北海、欽州和防城港，柳州市的冷庫數(shù)量相對較少，整個城市的冷庫容量只有3.5萬噸，冷藏車只有300輛。目前柳州也只有一家全國性的冷鏈企業(yè)在柳南區(qū)設點。冷鏈物流設備的不足，造成很多柳州食品企業(yè)的熟冷凍產(chǎn)品無法外銷、打開市場。柳州市專業(yè)的冷鏈物流企業(yè)較少，冷鏈物流政策扶持力度不足、支持面不廣，缺乏具有區(qū)域競爭力強、影響力大的冷鏈物流企業(yè)。

1.2.2 農(nóng)產(chǎn)品運輸損耗高

在廣西區(qū)域范圍內(nèi)的冷庫過于集中且空置率較高，大型水果產(chǎn)地的田地冷庫資源嚴重短缺，果蔬的預冷和冷凍設備明顯不足。柳州的農(nóng)產(chǎn)品大多是常溫運輸，使用冷鏈運輸?shù)谋戎睾苄?，這導致農(nóng)產(chǎn)品在運輸途中有許多高損耗的現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，廣西農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)后損失價值超過15%，果蔬運輸損耗高達25%～30%，而果蔬的冷鏈流通率和運輸率則分別為12%、20%[12]。大部分的橘農(nóng)和加工企業(yè)都在鄉(xiāng)下，采用自營物流，沒有專門的冷鏈物流配送中心，沒有針對柑橘產(chǎn)業(yè)的第三方冷鏈物流配送中心，這使得柳州市的柑橘在運輸中損耗嚴重。

1.2.3 冷鏈物流標準化、柑橘倉儲冷鏈信息化水平較低

目前，廣西各地的物流企業(yè)都普遍缺少冷鏈體系技術標準。廣西目前的冷藏設備標準與現(xiàn)行的規(guī)范、設備的配套不夠緊密，在很多地區(qū)，包括柳州市在內(nèi)，都存在著缺乏統(tǒng)一的溫度控制標準。主要的冷藏設備如冷庫、車輛等，其溫度、容量、冷鏈物流等未實現(xiàn)全程監(jiān)控、記錄和管理，冷鏈監(jiān)控能力較差。

由于柑橘種植的農(nóng)戶沒有建立全程化冷鏈體系的意識，所以還存在許多小農(nóng)戶散銷、常溫運輸?shù)葐栴}，柑橘倉儲冷鏈物流規(guī)劃建設技術跟不上，效益難以最大化，且柑橘具有明顯的季節(jié)性特征，易腐爛、不易運輸、路徑分散，這導致了柑橘類倉儲冷鏈物流發(fā)展步伐緩慢。并且柳州市缺乏公用型、社會化服務的綜合性倉儲、冷鏈物流信息系統(tǒng)，導致了柑橘產(chǎn)銷信息不暢、供求不匹配、價格波動頻繁。因此，柳州市亟待進一步提升柑橘物流的規(guī)模化、集約化。

1.2.4 缺乏冷鏈物流人才

柳州市目前從事運輸、倉儲、郵政業(yè)的人員日益減少，不僅僅是冷鏈物流，而且在整體的物流環(huán)境中，也存在著大量的人才短缺。冷鏈專業(yè)人才是保障冷鏈物流高質(zhì)量發(fā)展的關鍵，目前柳州市冷鏈行業(yè)的從業(yè)人員大都沒有經(jīng)過系統(tǒng)的專業(yè)訓練，要發(fā)展柳州市的冷鏈物流、柑橘等行業(yè)，必須重視冷鏈物流方面的專門人才培養(yǎng)及引進。

2 基于GM(1,1)模型的柳州柑橘類水果冷鏈物流預測

2.1 灰色GM(1,1)模型的構建

1)假設某一個時間序列有n個原始值，則初始的序列為[13]：

X(0)={X(0)(1),X(0)(2),...,X(0)(n)}

(1)

初始序列進行一次累加，使其顯示出初始序列隱藏的規(guī)律，得到新序列：

X(1)={X(1)(1),X(1)(2),...,X(1)(n)}

(2)

其中：

2)因為累加得到的新序列減弱了初始數(shù)據(jù)序列的不規(guī)則性，顯示出初始序列隱藏的規(guī)律，所以對新序列GM(1,1)建模，得到一階灰色微分方程動態(tài)模型：

(3)

則，α和μ是待定系數(shù)，α為發(fā)展灰數(shù)，μ為內(nèi)生控制系數(shù)。

(4)

3)構建累加矩陣B和常數(shù)向量Yn：

(5)

4)通過α和μ求解動態(tài)模型，可以得出X(0)的預測模型：

(6)

累減還原得到預測值：

(7)

2.2 實證分析

柳州市柑橘類水果歷年產(chǎn)量的數(shù)據(jù)分別從2015—2021年《柳州市統(tǒng)計年鑒》中獲得，在不考慮冷鏈流通率的前提下，將柑橘類水果的產(chǎn)量數(shù)據(jù)作為柑橘類水果的冷鏈物流需求量進行預測分析，物流需求量表和需求量預測GM(1，1)模型檢驗表如表3和表4所示。

表3 柳州市2014—2020年柑橘類冷鏈物流需求量

表4 柑橘類水果合計冷鏈物流需求量預測GM(1,1)模型檢驗表

2021—2030年柳州市柑橘類水果冷鏈物流需求量預測值如表5所示。

表5 2021—2030年柳州市柑橘類水果合計冷鏈物流需求量預測值

2.3 預測結果分析

圖1 2014—2030年柑橘類水果合計發(fā)展趨勢圖

分析指出，柳州市柑橘類水果的合計冷鏈物流需求總量在2022年預計突破100萬噸，通過計算可以得出2021-2030年間年均增長率為8.49%，可以看出柳州市柑橘類水果的冷鏈需求呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，說明柳州市的柑橘類水果在冷鏈物流領域會迎來重要的發(fā)展機遇。將四種柑橘類水果以及柑橘類水果合計的冷鏈物流預測量2014-2020年的歷史數(shù)據(jù)以及預測的2021-2030年的數(shù)據(jù)進行匯總，分別繪制出柚、柑、橘、橙和柑橘類水果合計冷鏈物流需求量發(fā)展趨勢圖。可見，四種柑橘類水果冷鏈物流需求量在未來十年都是逐年遞增的，在幾種預測模型中橘類的冷鏈物流需求量最高，在2020年已超過33.6萬噸，預測在2026年突破100萬噸。這也表示柳州市的柑橘類水果的冷鏈物流在未來十年的發(fā)展趨勢良好，也說明了對農(nóng)產(chǎn)品的冷鏈物流發(fā)展有了更高的要求。

3 結語

3.1 完善柑橘冷鏈物流基礎設施

提高柳州市冷藏技術、加強低溫運輸保障是改善柳州市柑橘產(chǎn)業(yè)冷鏈物流體系建設的關鍵。根據(jù)預測結果，在今后十年內(nèi)，柑橘類水果的發(fā)展速度將會非?？?，并且將會有更多的冷鏈物流需求，如果不完善冷鏈物流的建設，將會導致水果冷藏庫、氣調(diào)庫的供不應求，所以要根據(jù)不同地區(qū)、縣的柑橘生產(chǎn)和加工條件，對老的冷庫及配套設施進行改造。鼓勵在技術先進、設備先進的基礎設施上進行投資，并在此基礎上建立小型、節(jié)能、低投入的冷庫，為中小農(nóng)戶提供低溫儲藏、快速預冷的低溫儲藏方式。在冷鏈運輸上，增加冷藏車，在距離柳州市比較遠的地方，使用專用的冷藏車代替普通的卡車，減少農(nóng)產(chǎn)品運輸過程中的損耗，以提高產(chǎn)品的品質(zhì)。

3.2 培養(yǎng)冷鏈物流專業(yè)人才

要想發(fā)展柳州市的柑橘冷鏈物流，就必須要有專門的冷鏈物流人才，并且要有針對性的培養(yǎng)。有關冷鏈物流企業(yè)可舉辦短期培訓班，通過專業(yè)進修的方式，強化冷鏈物流從業(yè)人員的專業(yè)技能。柳州市政府可大力引進冷鏈物流專業(yè)技術人員，加強冷鏈物流專業(yè)人才隊伍建設。

3.3 加大冷鏈政策扶持和宣傳力度

強化柑橘冷鏈運輸?shù)恼咧С?，加大政府對冷鏈物流的宣傳力度，同時也要鼓勵發(fā)展第三方冷鏈物流，發(fā)展面向社會的冷鏈物流[14]。在物流資源、企業(yè)稅收和物流通道等方面給予優(yōu)惠；加強冷鏈物流推廣，提高各相關主體的參與度和冷鏈物流的投資度。