孫一丁 邵泓源 高圣瑩

摘要：基于當(dāng)今世界復(fù)雜的區(qū)域社會(huì)系統(tǒng)，糧食系統(tǒng)不穩(wěn)定，建立穩(wěn)定的糧食安全體系是一個(gè)亟待優(yōu)化的問(wèn)題。優(yōu)化糧食系統(tǒng)的公平性和可持續(xù)性是核心問(wèn)題，本文選取了三類(lèi)國(guó)家的糧食系統(tǒng)，分別綜合考慮了6-7個(gè)因素，采用主成分分析法（PCA）結(jié)合層次分析法（AHP）進(jìn)行主觀評(píng)分，同時(shí)采用熵權(quán)法（EWM）進(jìn)行客觀分析。對(duì)不同的因素進(jìn)行修正之后，提高了模型的公平性和可持續(xù)性。為了優(yōu)化糧食系統(tǒng)模型，建立了PII指數(shù)模型，并對(duì)三類(lèi)國(guó)家的收益與成本關(guān)系進(jìn)行了評(píng)價(jià)與優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：綜合評(píng)價(jià);優(yōu)化模型;PII指數(shù);

中國(guó)分類(lèi)號(hào)：F252.1;TP18

一、 背景

在過(guò)去的40年里，全球糧食短缺、產(chǎn)量急劇下降和價(jià)格過(guò)度上漲造成了前所未有的糧食恐慌和危機(jī)。同時(shí)，現(xiàn)有的食物系統(tǒng)也對(duì)當(dāng)前的生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的破壞。因此，為了滿足日益增長(zhǎng)的世界人口的糧食需求，改善糧食系統(tǒng)及其滿足最貧窮人民需求的能力將是實(shí)現(xiàn)糧食安全的關(guān)鍵。

二、基本假設(shè)

1.假設(shè)我們選擇的指標(biāo)能夠充分反映各國(guó)的可持續(xù)發(fā)展水平，不會(huì)影響后續(xù)的模擬計(jì)算。

2.假設(shè)不存在重大環(huán)境災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)、大規(guī)模傳染病等不可抗力因素。

3.因?yàn)槲覀兊臄?shù)據(jù)來(lái)源都是國(guó)際組織的網(wǎng)站，所以我們有理由認(rèn)為這些數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確可靠的。

三、模型建立與求解

通過(guò)查看數(shù)據(jù)，我們將每個(gè)國(guó)家分為三類(lèi)，即糧食自給國(guó)家、糧食出口國(guó)和糧食進(jìn)口國(guó)。通過(guò)查閱相關(guān)數(shù)據(jù)，最終確定了每類(lèi)國(guó)家的影響因素在10個(gè)以內(nèi)。

1.糧食自給國(guó)家饑餓人口指數(shù)評(píng)價(jià)分析模型

在這個(gè)模型中，本文選擇A國(guó)作為糧食自給國(guó)家來(lái)分析饑餓人口指數(shù)。首先，利用主成分分析算法計(jì)算出對(duì)糧食自給國(guó)家饑餓人口指數(shù)影響較大的六個(gè)指標(biāo)，人均耕地面積（Pc）、教育率（Er）、人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）、運(yùn)輸二氧化碳排放量（Et）、年降水量（Ap）和每公頃糧產(chǎn)（Gy）。

根據(jù)主成分分析確定的AHP比較矩陣如下：

基于此模型獲得每年的主觀和客觀得分（Ss和Os）如下：

對(duì)Ss和Os進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，將Ss和Os之間差異較大的兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)。最后，得出A國(guó)（2002-2019）饑餓指數(shù)的年度總分：

假設(shè)從2002年開(kāi)始實(shí)施“減少饑餓人口”計(jì)劃，且：

1、相對(duì)減少A國(guó)城市化進(jìn)程，適當(dāng)增加耕地面積，人均耕地面積增加2%;

2、 A國(guó)適當(dāng)加強(qiáng)國(guó)民教育建設(shè)，提高國(guó)民大學(xué)入學(xué)率5%。

通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)的處理和灰色模型的建立，得出2021-2030年饑餓人口的預(yù)測(cè)。

灰色預(yù)測(cè)模型對(duì)每年饑餓人口原始序列的相對(duì)誤差（ε）如表所示，可以看出，這一預(yù)測(cè)取得了很好的效果。

2.糧食出口國(guó)饑餓人口指數(shù)評(píng)價(jià)分析模型

類(lèi)似于“糧食自給國(guó)家評(píng)價(jià)分析模型”的求解過(guò)程，也可以使用此模型獲取B國(guó)（2002--2019）饑餓指數(shù)年度總分。假設(shè)B國(guó)從2002年開(kāi)始實(shí)施“減少饑餓人口”計(jì)劃，且：

1、加強(qiáng)銀行、證券市場(chǎng)和貨幣的改革和管理，適當(dāng)減少B國(guó)失業(yè)人數(shù)。

2、緩解B國(guó)貧富差距，改善國(guó)內(nèi)糧食經(jīng)濟(jì)不平等狀況，降低糧食出口率3%。

3、政府在加快企業(yè)重組的同時(shí)，調(diào)整利率，向市場(chǎng)注入流動(dòng)性，防止經(jīng)濟(jì)收縮，削減財(cái)政支出和貿(mào)易赤字。

通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)的處理和灰色模型的建立，得出了2021-2035年饑餓人口的預(yù)測(cè)結(jié)果。

從表中的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，2031年B國(guó)將基本達(dá)到預(yù)期的饑餓人口指數(shù)。

3.糧食進(jìn)口國(guó)饑餓人口指數(shù)評(píng)價(jià)分析模型

類(lèi)似于“糧食自給國(guó)家評(píng)價(jià)分析模型”的求解過(guò)程，獲取C國(guó)饑餓人口指數(shù)年度總分（2002-2019）。假設(shè)從2002年開(kāi)始實(shí)施“減少饑餓人口”計(jì)劃，且：

1、加強(qiáng)農(nóng)業(yè)品種培育，糧食每公頃增產(chǎn)3%。

2、大力發(fā)展合同農(nóng)業(yè)，促進(jìn)海外種田，糧食進(jìn)口量增長(zhǎng)5%。

通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)的處理和灰色模型的建立，得到了2021-2030年饑餓人口的預(yù)測(cè)。

從表中的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，2028年C國(guó)將基本達(dá)到預(yù)期的饑餓人口指數(shù)。

四、利用PII指數(shù)對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化

為了更好地估計(jì)成本、收益和饑餓指數(shù)對(duì)糧食系統(tǒng)許多方面的復(fù)雜影響，如農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。在本節(jié)中，我們結(jié)合幾個(gè)相關(guān)指標(biāo)得出一個(gè)綜合指數(shù)：PII指數(shù)。在求解PII指數(shù)時(shí)，我們用效益的倒數(shù)來(lái)計(jì)算，這樣我們就得到了指數(shù)的非線性方程：PII=A×Cf+B/Rf+C×ζ，其中Cf為糧食系統(tǒng)成本，Rf為糧食系統(tǒng)收益，ζ為饑餓指數(shù)。

在計(jì)算糧食自給國(guó)家的PII指數(shù)時(shí)，本文認(rèn)為降低成本與增加收入同等重要，因此給出了與糧食自給國(guó)家相對(duì)應(yīng)的AHP比較矩陣：

經(jīng)過(guò)計(jì)算，該比較矩陣通過(guò)了一致性檢驗(yàn)，得到了糧食自給國(guó)家PII指數(shù)的計(jì)算公式：PII=0.4×Cf+0.4/Rf+0.2×ζ

在計(jì)算糧食出口國(guó)PII指數(shù)時(shí)，認(rèn)為增加收入比降低成本更重要，因此得到糧食自給國(guó)家PII的計(jì)算公式：PII=0.2764×Cf+0.5954/Rf+0.1283×ζ

在計(jì)算糧食進(jìn)口國(guó)PII指數(shù)時(shí)，認(rèn)為降低成本比增加收入更重要，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到了糧食自給國(guó)家PII的計(jì)算公式：PII=0.5954×Cf+0.2764/Rf+0.1283×ζ

通過(guò)調(diào)整影響PII指數(shù)的因素，達(dá)到了降低PII指數(shù)的目的，這表明本文模型適用于糧食自給國(guó)家、糧食出口國(guó)和糧食進(jìn)口國(guó)。也即，在減少各國(guó)饑餓人口的同時(shí)，可以降低糧食系統(tǒng)的成本，增加糧食系統(tǒng)的效益。

五、結(jié)語(yǔ)

本文的模型根據(jù)不同國(guó)家糧食系統(tǒng)的性質(zhì)分為3個(gè)子模型，以便世界各國(guó)在使用該模型后能夠優(yōu)化自己的糧食系統(tǒng)。本文充分收集相關(guān)數(shù)據(jù)，且模型綜合了多種評(píng)價(jià)方法，大大提高了評(píng)分體系的合理性。但是本文沒(méi)有考慮重大災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)和其他不確定因素的影響，它們將影響PII指數(shù)模型的準(zhǔn)確性。因此下一步將在這些地方進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 糧食系統(tǒng)首腦會(huì)議。https：//www.un.org/sustainabledevelopment .2021.2.5 .

[2] 聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展網(wǎng)站。https：//www.un.org .2021.2.5 .

[3] Knoema公共開(kāi)放數(shù)據(jù)平臺(tái)。https：//cn.knoema.com/ .2021.2.7.

[4] 扁晶、陳曦。新時(shí)期糧食安全需要在分析糧食“三重屬性”的基礎(chǔ)上，提高糧食安全的三重能力[J]。宏觀經(jīng)濟(jì)管理。2020，（12）《世界經(jīng)濟(jì)》，1998，（2），44-46.

作者簡(jiǎn)介：孫一丁 1999年10月 男 漢族 吉林省吉林市 學(xué)生 本科 學(xué)士 學(xué)生 電氣工程及其自動(dòng)化。

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