河南省現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)動力學建模及場景分析

史 燕（南陽師范學院 經濟與管理學院，河南 南陽 473061）

1 河南省現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)動力學的適用性分析

河南現(xiàn)代農業(yè)物流是一個影響因素眾多、運行機理復雜的經濟系統(tǒng)。系統(tǒng)內各因素互為因果，且多表現(xiàn)為非線性、高階次性等特點，無法運用單一的定性或定量方法進行分析研究。系統(tǒng)動力學是系統(tǒng)科學理論與計算仿真緊密結合，研究系統(tǒng)反饋結構與行為的一門科學。系統(tǒng)動力學認為，系統(tǒng)行為模式與特性主要取決于其內部結構。反饋是X 影響Y，反過來Y 通過一系列因果鏈來影響X，變量之間的影響表現(xiàn)為多維性、高階次、非線性等特性。因此，系統(tǒng)動力學具有在處理復雜系統(tǒng)問題上的先天優(yōu)勢，其具備信息反饋、因素相互影等分析機制，能夠處理定性、定量數(shù)據，進而對系統(tǒng)進行仿真分析。

把河南現(xiàn)代農業(yè)物流看作復雜經濟系統(tǒng)，對其運行機制和運行行為進行系統(tǒng)動力學分析，可以摸清影響河南現(xiàn)代農業(yè)物流各因素變化的行為邏輯，進而運用規(guī)范的系統(tǒng)動力學方程，對影響因素進行定量化處理，并進行模型測試及模擬，為探索優(yōu)化河南現(xiàn)代農業(yè)物流發(fā)展路徑尋找動力依據。

2 河南省現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)邊界的確定

本文把經濟因素、農業(yè)物流供給因素、農業(yè)物流需求因素、成本因素、科技創(chuàng)新因素納入系統(tǒng)邊界，同時考慮到現(xiàn)代農業(yè)物流的投入回報周期以及行業(yè)發(fā)展特性，因此設置模型的運行時間周期為2015—2030 年，即15 年時長。具體如表1 所示。

表1 模型系統(tǒng)邊界

3 河南省現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)動力學的模型構建

3.1 河南省現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)的因果關系分析

模型的因果關系分析是構建系統(tǒng)動力學模型的基礎和關鍵，其能夠有效梳理模型變量間的邏輯關系，并明晰模型變量間的動力演化機制，本研究使用Vensim PLE 軟件繪制河南現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)的因果關系圖，如圖1 所示。

圖1 河南省現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)因果關系圖

根據圖1，得到以下主要反饋回路：

回路（1）：農業(yè)物流國家人才培養(yǎng)政策出臺數(shù)→（+）農業(yè)物流人員工資水平→（+）農業(yè)物流人才數(shù)→（+）農業(yè)物流創(chuàng)新研究人員數(shù)→（+）農業(yè)物流從業(yè)人員數(shù)→（+）河南物流增加值→（+）農業(yè)物流運輸完成量→（+）河南省GDP→（+）河南省農業(yè)GDP→（+）農業(yè)物流產值→（+）河南農業(yè)產業(yè)結構→（+）農業(yè)物流國家人才培養(yǎng)政策出臺數(shù)，該回路反映了國家對農業(yè)物流人才培養(yǎng)的重視程度是提升河南經濟發(fā)展水平、優(yōu)化農業(yè)產業(yè)結構的重要因素之一。

回路（2）：農業(yè)物流運輸完成量→（+）河南省GDP→（+）農業(yè)物流國家財政投入→（-）河南省農業(yè)物流成本→（-）農業(yè)物流運輸需求量→（+）農業(yè)物流國家人才培養(yǎng)政策出臺數(shù)→（+）農業(yè)物流人員工資水平→（+）農業(yè)物流人才數(shù)→（+）農業(yè)物流創(chuàng)新研究人員數(shù)→（+）農業(yè)物流從業(yè)人員數(shù)→（+）河南物流增加值→（+）農業(yè)物流運輸完成量，該回路反映了河南農業(yè)物流供給水平的提升，對河南經濟發(fā)展、農業(yè)物流成本降低，以及農業(yè)物流從業(yè)人員數(shù)量增加等因素都起到積極影響。

回路（3）：河南省農業(yè)GDP→（+）物流科技研發(fā)投入→（+）物流創(chuàng)新專利數(shù)→（+）農業(yè)物流運輸需求量→（+）農業(yè)物流國家人才培養(yǎng)政策出臺數(shù)→（+）農業(yè)物流人員工資水平→（+）農業(yè)物流人才數(shù)→（+）農業(yè)物流創(chuàng)新研究人員數(shù)→（+）農業(yè)物流從業(yè)人員數(shù)→（+）河南物流增加值→（+）農業(yè)物流運輸完成量→（+）河南省農業(yè)GDP，該回路反映了河南農業(yè)經濟水平的提高，對農業(yè)物流領域的科技創(chuàng)新、農業(yè)物流需求水平、人才培養(yǎng)等方面都起到積極的正向作用。

3.2 河南省現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)流圖及動力學模型的構建

在因果關系圖及因果回環(huán)的基礎上，根據各變量之間的關系與數(shù)據，建立模型流圖，如圖2 所示。

圖2 河南現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)流圖

根據河南現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)流圖，確定模型主要研究變量及參數(shù)種類，變量大部分數(shù)據主要來源是2011—2021 年的《河南省統(tǒng)計年鑒》，部分缺失數(shù)據主要根據歷年數(shù)據進行估算得到。模型中主要變量的動力學方程如表2 所示。

表2 河南省現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)動力學方程體系及變量單位

3.3 河南省現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)模型的檢驗

（1）歷史檢驗

模型的歷史檢驗是指把仿真模擬數(shù)據與真實歷史數(shù)據進行誤差的對比分析，如果兩者誤差在可接受范圍內，表明通過模型所描述的系統(tǒng)行為與實際情況相符，模型的準確性較高，可以用來進行政策模擬實驗。本研究隨機選取2015—2020 年河南省GDP 進行仿真模擬，結果如表3 所示。

表3 河南省GDP 仿真數(shù)據與歷史數(shù)據對比結果表

表3 表明，檢驗變量的歷史檢驗結果誤差均在5%范圍以內，模型能夠較好描述相關變量走勢，通過歷史檢驗，可以用于后續(xù)模擬分析。

（2）參數(shù)的靈敏度檢驗

本研究通過提升農業(yè)物流創(chuàng)新水平10%對河南省農業(yè)GDP 進行重新模擬，發(fā)現(xiàn)河南省農業(yè)GDP 在相關參數(shù)變化的情況下，其結果變化也在合理范圍內，具有敏感性，如圖3 所示。

圖3 模型參數(shù)靈敏度檢驗

4 河南省現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)的仿真結果分析

對河南農業(yè)物流成本、河南農業(yè)運輸完成量、河南農業(yè)GDP 能夠反映河南現(xiàn)代農業(yè)物流發(fā)展水平的三個主要變量進行政策應用場景仿真分析，選取政策因素分別為區(qū)域政府財政投入、物流創(chuàng)新專利數(shù)、區(qū)域農業(yè)人才數(shù)。模擬以上三個變量在不同政策情境下的發(fā)展變化情況，對河南現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)進行優(yōu)化分析。

4.1 政府財政投入

將政府財政投入在原有基礎上提升10%、20%后，觀察河南農業(yè)物流成本、河南農業(yè)運輸完成量及河南農業(yè)GDP 的變化情況，其仿真結果如圖4 至圖6 所示。

圖4 河南省農業(yè)物流成本相對于政府財政投入的影響

圖5 河南省農業(yè)物流運輸完成量相對于政府財政投入的影響

圖6 河南省農業(yè)GDP 相對于政府財政投入的影響

從圖4 至圖6 可以看出，政府財政投入增加，河南農業(yè)物流成本下降，河南農業(yè)運輸完成量和農業(yè)經濟總量提高。這充分表明，加大區(qū)域政府財政在農業(yè)物流基礎設施、科技創(chuàng)新、專業(yè)人才等方面的投入，可增強農業(yè)物流供給能力，縮減農業(yè)物流費用，降低農業(yè)物流成本，提升農業(yè)物流運行效率，進而推進農業(yè)整體發(fā)展水平。農業(yè)物流的季節(jié)性、區(qū)域性、專業(yè)性對時間、空間、農業(yè)技術的高要求使得農業(yè)物流系統(tǒng)建設存在跨度大、變化多等復雜特性。因此，必須從宏觀層面整體協(xié)調，政府各部門應發(fā)揮積極作用，組織協(xié)調，加大政策支持力度，優(yōu)化政策環(huán)境，提升財政投入，鼓勵和引導農業(yè)物流發(fā)展，為優(yōu)化現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)提供堅而有力的支持。

4.2 物流創(chuàng)新專利數(shù)

將物流創(chuàng)新專利數(shù)在原有基礎上提升10%、20%后，觀察河南農業(yè)物流成本、河南農業(yè)運輸完成量及河南農業(yè)GDP 的變化情況，其仿真結果如7 至圖9 所示。

從圖7 至圖9 可以看出，物流創(chuàng)新專利數(shù)增加，河南農業(yè)物流成本下降，河南農業(yè)運輸完成量、河南農業(yè)GDP 提高，且物流創(chuàng)新專利數(shù)對河南農業(yè)物流運輸完成量和農業(yè)GDP 的貢獻程度隨其幅度的增加進一步提高。仿真結果表明，科技創(chuàng)新對農業(yè)物流運行效率、物流資源利用率等方面的推動作用降低了農業(yè)物流運行成本，在農業(yè)物流裝備、基建、管理方式等方面提高了農業(yè)物流供給能力和綜合效益，進而促進了河南農業(yè)經濟發(fā)展。顯然，科技創(chuàng)新是農業(yè)高質量發(fā)展的原始動力，是傳統(tǒng)農業(yè)產業(yè)升級、實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化的核心。

圖7 河南省農業(yè)物流成本相對于物流創(chuàng)新專利數(shù)的影響

圖8 河南省農業(yè)物流運輸完成量相對于物流創(chuàng)新專利數(shù)的影響

圖9 河南省農業(yè)GDP 相對于物流創(chuàng)新專利數(shù)的影響

4.3 農業(yè)人才數(shù)

將農業(yè)人才數(shù)在原有基礎上提升10%、20%后，觀察河南農業(yè)物流成本、河南農業(yè)運輸完成量及河南農業(yè)GDP 的變化情況，其仿真結果如圖10 至圖12 所示。

圖10 河南省農業(yè)物流成本相對于農業(yè)人才數(shù)的影響

圖11 河南省農業(yè)物流運輸完成量相對于農業(yè)人才數(shù)的影響

圖12 河南省農業(yè)GDP 相對于農業(yè)人才數(shù)的影響

從圖10 至圖12 可以看出，農業(yè)人才數(shù)增加，河南農業(yè)物流成本下降，河南農業(yè)運輸完成量、河南農業(yè)GDP 提高，且農業(yè)人才數(shù)對河南農業(yè)物流運輸完成量和農業(yè)GDP 的貢獻程度隨其幅度的增加進一步提高。

仿真結果表明，強化現(xiàn)代農業(yè)物流人才支持，可有效推動農業(yè)物流領域科創(chuàng)水平，使得農業(yè)物流成本下降，供給能力提升，農業(yè)發(fā)展水平提高。事實證明，建設現(xiàn)代農業(yè)物流，觀念是根本，人才培養(yǎng)是關鍵。因此，培養(yǎng)現(xiàn)代農業(yè)物流的人文創(chuàng)新意識、探索農業(yè)物流人才的培養(yǎng)模式，創(chuàng)新農業(yè)物流人才的引進方式，是優(yōu)化河南現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)，實現(xiàn)農業(yè)高質量發(fā)展的關鍵因素。

通過對河南現(xiàn)代農業(yè)物流系統(tǒng)建模及場景仿真分析表明，增加政府財政投入、提升科創(chuàng)水平、強化人才支撐能夠明顯優(yōu)化河南現(xiàn)代農業(yè)物流的系統(tǒng)行為。結果證明，農業(yè)物流供給能力得到提升，運行成本下降，河南農業(yè)物流系統(tǒng)的運行效率和質量明顯提高。