彭會萍，曹曉軍，石褚巍 （蘭州財經(jīng)大學(xué)，甘肅 蘭州 730020）

協(xié)同學(xué)是自組織理論中的分支學(xué)科，主要研究系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間的協(xié)同機制，其基本觀點是[1-2]：系統(tǒng)各要素之間的協(xié)同是自組織過程的基礎(chǔ)，系統(tǒng)內(nèi)各要素之間的競爭和協(xié)同作用使系統(tǒng)產(chǎn)生新結(jié)構(gòu)。在這之中，漲落作為系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展的必要條件，是系統(tǒng)要素的運動或在局部產(chǎn)生的各種協(xié)同運動以及環(huán)境因素的隨機干擾，這種干擾會促使系統(tǒng)的實際狀態(tài)值偏離平均值，這種偏離就叫漲落。而當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)展到達新舊結(jié)構(gòu)交替的臨界點時，系統(tǒng)要素間的獨立運動和協(xié)同運動便會進入均勢階段時，此時這種漲落會得到系統(tǒng)的響應(yīng)而迅速被放大，形成波及整個系統(tǒng)的巨漲落，最終推動系統(tǒng)向有序發(fā)展。近年，協(xié)同學(xué)的研究范圍涵蓋了社會科學(xué)的各個方面，如被用來研究文化、制度、管理、經(jīng)濟、物流等領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展[3-12]。協(xié)同學(xué)視角下，可將物流業(yè)和國民經(jīng)濟看作需要協(xié)同工作的兩個子系統(tǒng)，影響物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟發(fā)展的原因除了各自子系統(tǒng)內(nèi)部因素外，與二者之間能否產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)也有極大的關(guān)系，用協(xié)同學(xué)的方法研究物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展，是在系統(tǒng)層面從宏觀的角度動態(tài)看待物流和經(jīng)濟之間的演化發(fā)展關(guān)系，分析這種發(fā)展關(guān)系，不但可以把握當(dāng)中所蘊含的協(xié)同含義，還可以找出制約物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟發(fā)展的因素。

物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展方面的研究，已有許多研究成果[13-19]，研究的切入點也較多，有基于某一特定區(qū)域開展研究的，也有從宏觀整體上把握二者之間協(xié)同發(fā)展關(guān)系的，這些研究中定性研究方面[13-14]主要分析協(xié)同的概念及發(fā)展模式，定量研究方面[15-19]則主要以分析特定時間、特定區(qū)域的協(xié)同發(fā)展水平為主，側(cè)重于對兩個子系統(tǒng)間的協(xié)同現(xiàn)狀進行評價分析?，F(xiàn)有成果缺少基于協(xié)同演化的系統(tǒng)發(fā)展預(yù)測及決策方面的研究成果，本文認為，在物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展研究時，如果將其放在一個動態(tài)、發(fā)展的視角下進行協(xié)同演化研究，通過準確測度系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展水平，在把握系統(tǒng)協(xié)同演化規(guī)律的基礎(chǔ)上，就可預(yù)測系統(tǒng)下一個階段的協(xié)同狀態(tài)，進而通過干預(yù)子系統(tǒng)的參量，促進物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展，使系統(tǒng)達到協(xié)同發(fā)展的更高階段及達到管理和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的目標(biāo)。本文根據(jù)系統(tǒng)協(xié)同演化logistic曲線的特點，依據(jù)協(xié)同演化的階段模型，從協(xié)同演化的角度對物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的短期發(fā)展進行了決策研究，以期從另外一個視角給管理層提供決策思路。

1 協(xié)同發(fā)展決策模型的基本假定

與生物種群間的協(xié)同演化過程相似，物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟之間的演化也從誕生，到二者發(fā)展到一定的程度達到相互產(chǎn)生積極的影響，再到雙方之間能夠相互支撐相互促進，最終達到二者的共生融合。其演進過程呈現(xiàn)三個方面的特征：一方面，物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟作為社會系統(tǒng)中的兩個重要自組織系統(tǒng)，二者之間的協(xié)同演化，會在各子系統(tǒng)自組織的特性下，通過與外界的物質(zhì)、能量、信息的交換，實現(xiàn)各子系統(tǒng)內(nèi)部的有序演化，這種有序演化將促進物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟之間的協(xié)同演化發(fā)展。另一方面，物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展演進動因在于物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟內(nèi)部各個參量在系統(tǒng)自組織特性的影響下，改變自身內(nèi)部的有序結(jié)構(gòu)，從而達到各自內(nèi)部的有序發(fā)展，進而促進二者的協(xié)同發(fā)展。因此物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展程度是通過各自系統(tǒng)內(nèi)部序參量的發(fā)展而逐漸演進的。最后，由于各子系統(tǒng)的自組織特性，序參量的變化使子系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展過程并非一帆風(fēng)順，兩系統(tǒng)從不協(xié)同到低級協(xié)同再到高級協(xié)同的演化階段中，每個子系統(tǒng)能達到某一階段的時間長短是不確定的。因此，利用協(xié)同發(fā)展的特性，通過引導(dǎo)序參量的取值，實現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展水平向更高協(xié)同階段發(fā)展即具有現(xiàn)實意義，也具有可操作性。

經(jīng)過上述分析，提出建立協(xié)同演化決策模型的三個假設(shè)：

假設(shè)1：系統(tǒng)間的協(xié)同演化遵循式（1）所示的logistic曲線，因此，根據(jù)logistic曲線的特性和二者協(xié)同發(fā)展的實際情況，可將協(xié)同度劃分為[0,0.21]、（0.21,0.50]、 （0.50,0.79]和（0.79,1]等四個區(qū)間，對應(yīng)的有協(xié)同演化的四個階段，表1給出每個階段的演化模型。

表1 協(xié)同演化階段及階段演化模型

假設(shè)2：物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展會經(jīng)歷從不協(xié)同到低級協(xié)同，從低級協(xié)同到高級協(xié)同的發(fā)展過程，這種發(fā)展過程呈現(xiàn)階梯型演進特征，即只有達到了較低水平的協(xié)同，二者的發(fā)展才可能向更高水平的協(xié)同發(fā)展。

假設(shè)3：物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展水平是受到二者內(nèi)部的序參量的發(fā)展而改變的，也即系統(tǒng)內(nèi)部的序參量是主導(dǎo)物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展的主導(dǎo)因素。

基于以上三個假設(shè)，如果物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展達到了某一水平，為使二者的協(xié)同演化向下一階段發(fā)展，可通過改變兩系統(tǒng)內(nèi)部的序參量的發(fā)展方向、速度、大小，在遵循協(xié)同學(xué)對系統(tǒng)發(fā)展要求的前提下，可使二者的發(fā)展達到目標(biāo)協(xié)同水平。在這一改變序參量發(fā)展形態(tài)的過程中，可通過建立非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，尋得達到二者協(xié)同演化下一發(fā)展階段的序參量最優(yōu)解，建立的數(shù)學(xué)模型應(yīng)需遵守物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟本身發(fā)展的規(guī)律，這些規(guī)律形成模型的約束條件。

2 基于系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展的決策

2.1 基于序參量最優(yōu)解的協(xié)同演化決策模型

構(gòu)建達到系統(tǒng)協(xié)同水平目標(biāo)值的基于序參量最優(yōu)解的協(xié)同演化決策模型，其目標(biāo)值為系統(tǒng)間協(xié)同發(fā)展水平到達更高階段的區(qū)間端點值。定義X和Y分別代表物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟，uXi和uYi分別是物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟子系統(tǒng)內(nèi)部的序參量取值，是協(xié)同發(fā)展決策模型的序參量最優(yōu)取值。建如下數(shù)學(xué)模型：

一般約束：

特殊約束：

式（2）中，T為目標(biāo)值，代表系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展到下一演化階段的區(qū)間起始值，wXi,wYj分別代表物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟各個序參量的權(quán)重。是系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展水平達到階段目標(biāo)的序參量最優(yōu)解，代表系統(tǒng)發(fā)展到下一階段的最優(yōu)有序度取值。α為物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同度，α和β權(quán)重。

式（3）和式（4）兩個不等式是對物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟中的序參量做的統(tǒng)一約束，保證了物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的各個序參量的發(fā)展均是正向有意義的發(fā)展，且不會超過某個預(yù)定的上限，其中maxuXi和maxuYi是物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟相應(yīng)序參量的上限。

式（5）約束物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟均正向遞增發(fā)展。

式（6）和式（7）是對序參量和系統(tǒng)有序度的等式約束，也即求得的序參量最優(yōu)解加權(quán)之和應(yīng)該與最優(yōu)系統(tǒng)有序度相等。

針對具體問題求解時，物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的序參量之間可能存在相互制約，這種制約關(guān)系也應(yīng)被考慮到約束條件中。

2.2 基于階段演化方程的序參量目標(biāo)值確立

對于上述模型，可求解得到物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展的序參量最優(yōu)解，但它僅僅代表協(xié)同發(fā)展水平到達目標(biāo)階段時的序參量取值，是一個中長期目標(biāo)值，該最優(yōu)解可能無法在短期內(nèi)達到。因此在序參量最優(yōu)解的基礎(chǔ)上，應(yīng)根據(jù)協(xié)同演化所處的階段，利用階段協(xié)同演化模型，確定物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟達到最優(yōu)解需要的時間，從而決策出近期目標(biāo)值。

具體求解過程分兩種情況：首先，如果系統(tǒng)協(xié)同水平測度結(jié)果處于獨立階段，此時，由于二者的協(xié)同發(fā)展水平很低，無法給出具體的協(xié)同演化方程，但其協(xié)同發(fā)展的軌跡還是會依據(jù)logistic曲線在系統(tǒng)發(fā)展之初的線型，因此，若系統(tǒng)處在獨立階段，就采用式（1）所示的logistic曲線進行預(yù)測和決策，其中A和b為待擬合的參數(shù)。

其次，當(dāng)系統(tǒng)協(xié)同水平處于擾動階段、互助階段或者共生階段時，由于每個階段均有獨立的階段協(xié)同演化模型，按如下步驟計算：（1）依據(jù)當(dāng)前的協(xié)同度確立系統(tǒng)的協(xié)同演化階段模型。（2）基于協(xié)同演化階段模型，通過歷史有序度、協(xié)同度擬合出協(xié)同演化階段模型，并預(yù)測系統(tǒng)達到目標(biāo)協(xié)同度所需的年限。（3）將序參量的最優(yōu)值在該年限的基礎(chǔ)上平均分配，得到序參量的決策值。序參量決策值確立模型如式（10）和式（11）所示。

上述兩式中，uXi（t+1）,uYi（t+1）為序參量t+1時刻的決策值，為序參量的最優(yōu)解，uX（t）,uY（t）為t時刻的實際值，t'為基于協(xié)同演化階段模型預(yù)測得到的物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展水平到達目標(biāo)值T時所需要的年限?；谠摻Y(jié)果即可以為物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展做出政策建議。

3 基于甘肅物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同演化的決策

3.1 求解步驟

（1）對甘肅物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展水平進行測度，并確定甘肅省物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展所處的階段。

（2）確立甘肅物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展水平發(fā)展的目標(biāo)值，即確定T值。

（3）利用歷史數(shù)據(jù)，擬合解得階段協(xié)同演化方程的待解參數(shù)。

（4）給出目標(biāo)函數(shù)，設(shè)立約束條件，并求解模型，得出序參量最優(yōu)解。

（5）基于當(dāng)前的協(xié)同演化階段模型，預(yù)測甘肅省物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展達到目標(biāo)值所需的年限。

（6）求解序參量的決策值。

3.2 甘肅物流業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展水平的測度

利用統(tǒng)計學(xué)中的相關(guān)分析和主成分分析方法，本文確定郵政業(yè)務(wù)總量X1、貨運量X2、貨物周轉(zhuǎn)量X3、郵政營業(yè)網(wǎng)點X4、郵路總長度X5、鐵路營業(yè)里程X6、公路里程X7、物流就業(yè)人員數(shù)X8、民用載貨汽車擁有量X9等9個指標(biāo)為物流業(yè)的序參量，選取地區(qū)生產(chǎn)總值Y1、地方財政一般預(yù)算收入Y2、全社會固定資產(chǎn)投資Y3、社會消費品零售總額Y4、年末常住人口Y5、進出口總額Y6等6個指標(biāo)作為國民經(jīng)濟的序參量。對2006～2015年的甘肅面板數(shù)據(jù)，通過式（12）進行甘肅省物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展水平的測度，得出其在2015年的協(xié)同水平為0.602，即兩者的協(xié)同發(fā)展處于互助階段，可按照表1的互助階段演化模型預(yù)測并決策。

3.3 階段演化模型求解

對互助階段演化模型進行離散化，以物流產(chǎn)業(yè)uX為系統(tǒng)的序參量得到式（13）。

將甘肅物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟在互助階段的有序度分別代入式（13） 和式（14）進行擬合，其擬合結(jié)果為：λY=0.2059，a=-0.2615，而λX=0.2062,b=0.4385，此時λY略小于λX，因此，甘肅國民經(jīng)濟是引導(dǎo)系統(tǒng)協(xié)同演化的序參量，故采用式（14）的形式，具體的階段演化方程為：

以國民經(jīng)濟uY為序參量時，離散化后的公式為：

3.4 決策模型參數(shù)的確定及其求解

根據(jù)協(xié)同發(fā)展水平的測度結(jié)果，依據(jù)表1，其下一發(fā)展目標(biāo)為共生階段，該階段的端點起始值為0.79，故式（1）中，目標(biāo)值T=0.79，考慮甘肅省物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展實際，根據(jù)《甘肅省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》中規(guī)劃數(shù)據(jù)以及2015年實際數(shù)據(jù)，引入目標(biāo)函數(shù)的約束條件。建立了甘肅省物流業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展的決策模型，目標(biāo)函數(shù)如下：

采用MATLAB中求解非線性多元函數(shù)最小值的函數(shù)fmincon，對上述模型進行求解。求解得到甘肅物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟達到共生階段的序參量最優(yōu)值，并對結(jié)果進行反歸一化，見表2所示。

3.5 基于協(xié)同發(fā)展的目標(biāo)決策

由于甘肅物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟在2015年時是步入互助階段的第三年，要想發(fā)展到下一階段——共生階段，還需要多年的努力，基于互助階段甘肅省物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同演化階段模型，利用式（15），進行甘肅省未來的協(xié)同度預(yù)測，結(jié)果如表3所示。

從表3可看出，甘肅省物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同度在互助階段的階段演化下，在2018年將基本達到0.79的共生階段，因此將協(xié)同發(fā)展的階段年限設(shè)定為3年，并以3年進行決策。采用式（10）和式（11）求出甘肅省2016年物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的決策值，并以2015年為基期，求得基于決策值的增長率，結(jié)果如表4和表5所示。預(yù)測甘肅省物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟未來的協(xié)同水平，近期的決策值。

根據(jù)以上決策結(jié)果可以得出：物流產(chǎn)業(yè)方面，甘肅省需要加大基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，提高物流產(chǎn)業(yè)的供給能力并帶動發(fā)展物流產(chǎn)業(yè)的需求，其中著重加大道路基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)；國民經(jīng)濟方面，甘肅省需要加大生產(chǎn)、消費、投資及進出口的發(fā)展力度，并以此帶動財政收入的發(fā)展，要著重發(fā)展甘肅國民經(jīng)濟中的生產(chǎn)、消費、投資和進出口等薄弱環(huán)節(jié)，將有效彌補和物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展差距，從而真正意義上提高其與物流產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展水平。

表2 甘肅物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展序參量最優(yōu)值

表3 甘肅省物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同度預(yù)測

表4 甘肅省物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展決策值

表5 甘肅省國民經(jīng)濟發(fā)展決策值

4 結(jié)束語

本文進行了物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟基于協(xié)同演化的決策研究，決策過程從協(xié)同發(fā)展水平測度和協(xié)同發(fā)展決策兩個維度展開。決策模型的建立是將物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展水平的下一階段作為目標(biāo)值，將系統(tǒng)序參量的具體發(fā)展要求作為動態(tài)約束條件，從而得到協(xié)同發(fā)展的非線性規(guī)劃模型，將模型求得的各個序參量最優(yōu)解作為系統(tǒng)未來協(xié)同發(fā)展的方向，得到協(xié)同發(fā)展的序參量最優(yōu)取值后，基于協(xié)同演化階段模型預(yù)測協(xié)同度的未來趨勢，并確立了協(xié)同發(fā)展的近期的決策值。通過建立協(xié)同發(fā)展決策模型，為物流產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展提供一個明確的目標(biāo)與方向，解決了以往對于協(xié)同演化主要用于評價，而不能用于決策的問題。

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