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法，分別建立了物流區(qū)域評價(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。最后通過與專家對湖北省的區(qū)域物流經(jīng)驗(yàn)評估結(jié)果進(jìn)行對比，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，可以說在一定程度上決定了物流業(yè)務(wù)后期發(fā)展的命脈，對物流規(guī)劃的研究無疑對我國物流業(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)，通過對各個(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)域評價(jià)，趙瑞（2016）[1]利用SWOT分析法對京津冀區(qū)域經(jīng)濟(jì)與區(qū)域物流發(fā)展的優(yōu)劣勢以及機(jī)遇和挑戰(zhàn)進(jìn)行了評估分析，對京津冀區(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)測模型，對吉林省2014-2020年物流需求發(fā)展趨勢進(jìn)行了預(yù)測。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)劃評價(jià)模型的構(gòu)建

要評價(jià)一個(gè)區(qū)域是否有發(fā)展物流的潛力，就要對評價(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)行歸類整理，將所有指標(biāo)大致分為四類，每一類都從某一特定的側(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。這四類分別是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展類、生產(chǎn)消費(fèi)流通類、交通運(yùn)輸類以及宏觀環(huán)境類。這四類包含的具體指標(biāo)有，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展類：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：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：全社會(huì)貨運(yùn)量（p11）。宏觀環(huán)境類：現(xiàn)代物流發(fā)展氛圍（p12）、地理位置（p13）。由于宏觀環(huán)境類的兩個(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｝，分別對應(yīng)[1-10]區(qū)間上的｛7、6、5、4、3、2、1｝，結(jié)合專家意見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)量太過龐大，因此可以通過統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法將指標(biāo)體系進(jìn)行進(jìn)一步簡化，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)到精簡的要求。經(jīng)過處理后得到新的精簡指標(biāo)體系，在進(jìn)行綜合評價(jià)時(shí)也顯得更加簡便。最后，得到的新的精簡指標(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列的評價(jià)矩陣，設(shè)為

（1）按式（1）對指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化的評價(jià)矩陣其標(biāo)準(zhǔn)化公式見式（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)率作為評價(jià)權(quán)重，進(jìn)行線性的加權(quán)求和得到綜合評價(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，說明該地區(qū)物流發(fā)展綜合實(shí)力和競爭力越強(qiáng)，反之則越弱。

2.2 對各區(qū)域物流規(guī)劃的區(qū)域劃分模型

我正在燈光里幸福著，馬蘭家的門就開了。燈光里的馬蘭長發(fā)披肩，亭亭玉立，正含情脈脈地向我招手。看見這情景，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——

要對優(yōu)選出來的新的指標(biāo)體系進(jìn)行聚類分析，首先應(yīng)該確定聚類方法。聚類方法包括系統(tǒng)聚類分析、K均值聚類分析、模糊聚類分析、層次聚類分析等。因?yàn)橹笜?biāo)比較多，數(shù)據(jù)也很多，有些聚類方法迭代步幅較小，從而導(dǎo)致計(jì)算速度慢，所以本文采用的是K均值聚類方法，另外，K均值聚類分析得出的結(jié)果也比較準(zhǔn)確，采用K均值聚類分析必須知道要分多少類。而本文所用的主成分分析法正好解決了這一問題，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。通過計(jì)算各個(gè)地區(qū)的綜合評分，從而確定具體分類數(shù)。

（2）用類平均法進(jìn)行聚類，畫出聚類圖，得到各地區(qū)物流發(fā)展的分類結(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)展綜合評價(jià)，并把分析的結(jié)果與實(shí)際情況進(jìn)行對比，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)展綜合評價(jià)

用SPSS對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，在運(yùn)算過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：

運(yùn)用SPSS進(jìn)行主成分分析的結(jié)果見表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)因子對應(yīng)的特征根。

具體計(jì)算結(jié)果見表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)行簡化：

由上述三個(gè)評價(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)行聚類分析無疑會(huì)比較困難，因此，本文運(yùn)用一種簡化模型將三維的聚類分析變成一維的聚類分析。具體操作即結(jié)合各主成分得分，通過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，求得最終的綜合評分，以最終得分進(jìn)行各地區(qū)的排序，結(jié)果見表5。

表5 物流綜合得分表

表5顯示16個(gè)城市的物流綜合評分，其中，F(xiàn)是最終評分。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-襄陽市，6-鄂州市，7-荊門市，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-天門市。

3.2 湖北省各地區(qū)物流發(fā)展聚類分析

湖北省主要城市物流評價(jià)聚類分析結(jié)果如圖1所示。取類間距離D=5時(shí)，分為四類，當(dāng)D=2.5時(shí)，分成六類。經(jīng)過比較，最終選取D=6，此時(shí)分成六類更加合理。分類結(jié)果是，武漢單獨(dú)為一類，黃石、十堰為一類，宜昌、襄陽、鄂州、荊門為一類，仙桃，潛江、天門為一類，隨州、恩施州為一類，孝感、荊州、黃岡、咸寧為一類。這六類分別有各自的特點(diǎn)。武漢是湖北的省會(huì)，武漢市被長江一分為二，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、鄂州、荊門這一類在GDP上有一定的差異，之所以將它們歸為一類，是因?yàn)槎踔?、荊門具有便捷的交通和寬闊的陸域；而宜昌和襄陽在湖北省經(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)展提供了無限的可能，這一類的特點(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，所以說這一類的特點(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。其他兩類都是按照經(jīng)濟(jì)總量來區(qū)分的。

圖1 湖北省主要城市物流評價(jià)聚類分析結(jié)果

上述綜合評價(jià)和聚類分析結(jié)果符合客觀實(shí)際，也與

專家經(jīng)驗(yàn)評估較為接近，驗(yàn)證了該方法的可行性。根據(jù)綜合評價(jià)和聚類結(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、長江物流帶等三大物流圈，建設(shè)長江、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；依托長江經(jīng)濟(jì)帶，輻射帶動(dòng)長江沿岸及周邊地區(qū)的長江物流帶。湖北省今后的物流發(fā)展要使武漢成為全國性物流節(jié)點(diǎn)城市，襄陽、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

（1）用主成分分析和聚類分析的定量分析方法對湖北省內(nèi)各地區(qū)的物流發(fā)展進(jìn)行綜合評價(jià)并分類，所得結(jié)論客觀、可信、較有說服力，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，物流商也有必要對不同區(qū)域采取不同的市場發(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分析及對策[J].物流技術(shù),2016,35(3):41-43.

[2]王建華.區(qū)域物流規(guī)劃模式研究[J].科技和產(chǎn)業(yè),2008,8(4): 58-61.

[3]賈素琴,楊家其.基于ARIMA-RBF模型的區(qū)域物流需求預(yù)測[J].物流技術(shù),2016,35(4).

[4]Martin B,Pierre D.Principal component analysis from the multivariate familial correlation matrix[J].Journal of Multivariate Analysis,2002,82(2):457-470.

[5]湖北省統(tǒng)計(jì)局,國家統(tǒng)計(jì)局湖北調(diào)查總隊(duì).湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒[M].北京:中國統(tǒng)計(jì)出版社,2013.

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

表1 農(nóng)產(chǎn)品追溯編碼

5 結(jié)語

通過應(yīng)用帶有溫度傳感器的RFID標(biāo)簽，可以對產(chǎn)品的來源地、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)控人員可以對食品、藥品等物品的運(yùn)輸和倉儲(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)，對農(nóng)產(chǎn)品物流、生鮮電商物流等具有實(shí)踐意義，對醫(yī)藥物流也具有借鑒作用。

[參考文獻(xiàn)]

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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，河南開封人，碩士研究生，研究方向：物流規(guī)劃。