何美玲， 安勇峰， 蒲 俊

(江蘇大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院， 江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物流是以顧客需求為中心，利用現(xiàn)代化技術(shù)，將農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料等實(shí)體貨物以及信息從產(chǎn)地發(fā)往銷地的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)過程.但目前，我國農(nóng)業(yè)物流現(xiàn)代化建設(shè)尚不完善，以信息化水平為例，普遍存在信息共享程度低、信息流通不暢、信息發(fā)布與更新不及時(shí)等問題.

針對(duì)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)物流中的應(yīng)用問題，國內(nèi)外有眾多學(xué)者進(jìn)行了研究.潘婭媚[1]和李道亮等[2]提出在農(nóng)業(yè)物流中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、包裝、倉儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的信息實(shí)時(shí)更新與共享.G.MIRABELLI等[3]和M.P.CARO等[4]認(rèn)為當(dāng)前大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案仍依賴于高度集中的云基礎(chǔ)架構(gòu)，存在安全隱患，因而將去中心化的區(qū)塊鏈技術(shù)[5]引入農(nóng)業(yè)物流供應(yīng)鏈中，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的可追溯性，保證食品安全.TIAN F.[6]將物聯(lián)網(wǎng)中的RFID技術(shù)與區(qū)塊鏈技術(shù)共同應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品物流供應(yīng)鏈中，在提升供應(yīng)鏈管理效率的同時(shí)，確保農(nóng)產(chǎn)品物流信息的可靠性.N.N.MISRA等[7]則對(duì)物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品物流供應(yīng)鏈管理和農(nóng)產(chǎn)品溯源方面的應(yīng)用進(jìn)行討論，指出大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用將明顯改善食品安全問題.

此外，對(duì)農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)進(jìn)行研究時(shí)，可采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的知識(shí)，國內(nèi)外也有學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究.劉巖等[8]和J.TIPMONTIAN等[9]分別對(duì)中國和泰國的農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)進(jìn)行研究.其中，劉巖等[8]在建模時(shí)考慮農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)物流需求子系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)物流供給子系統(tǒng)；而J.TIPMONTIAN等[9]則在模型中加入?yún)^(qū)塊鏈相關(guān)指標(biāo)，以研究區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用對(duì)泰國農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)產(chǎn)生的影響.楊月鋒等[10]與劉巖等[8]的研究范圍不同，其僅研究福建省的糧食物流系統(tǒng)，并考慮糧食生產(chǎn)子系統(tǒng)、糧食運(yùn)輸子系統(tǒng)和糧食儲(chǔ)存子系統(tǒng)，但未對(duì)模型進(jìn)行仿真分析.M.R.APRILLYA等[11]和XIE R.H.等[12]與楊月鋒等[10]類似，僅針對(duì)農(nóng)業(yè)物流中的糧食物流和生鮮農(nóng)產(chǎn)品物流進(jìn)行研究，其中M.R.APRILLYA等[11]以印度尼西亞的糧食安全問題為出發(fā)點(diǎn)，研究地區(qū)經(jīng)濟(jì)、稻田面積、糧食物流需求量和供給量之間的關(guān)系；而XIE R.H.等[12]則以提升中國城市生鮮農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)穩(wěn)定性和流通效率為目的，建立生鮮農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域流通動(dòng)力學(xué)模型，并結(jié)合模擬結(jié)果給出發(fā)展策略.

綜上所述，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)物流中的應(yīng)用問題和基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)研究上，均有大量成果，但鮮有人利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究信息技術(shù)的使用對(duì)農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)產(chǎn)生的影響.因此，文中擬利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，以江蘇省為案例，借助Vensim PLE軟件，建立現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，以研究信息技術(shù)的使用對(duì)農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)中相關(guān)要素產(chǎn)生的影響，并結(jié)合模擬結(jié)果，為政府管理部門提供發(fā)展建議.

1 模型構(gòu)建

1.1 建?；静襟E

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模是首先通過對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行定性分析，建立因果關(guān)系圖；其次進(jìn)行定量分析，建立系統(tǒng)流圖和各個(gè)指標(biāo)的動(dòng)力學(xué)方程；最后應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)模型進(jìn)行仿真，不斷調(diào)整相關(guān)參數(shù)，對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，得出相應(yīng)結(jié)論的過程.具體步驟如下：

1) 明確建模目的，確定系統(tǒng)邊界.農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，需要明確系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)因素之間的相互作用關(guān)系，并確定系統(tǒng)的邊界范圍，在確保模型精確度的同時(shí)，又避免加入大量無關(guān)指標(biāo)，增加工作量.文中結(jié)合江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物流的特點(diǎn)，將經(jīng)濟(jì)、政策、需求、供給以及人口因素納入模型系統(tǒng)邊界，具體如表1所示.

表1 模型系統(tǒng)邊界

2) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析，繪制因果關(guān)系圖，明確反饋回路的正負(fù)關(guān)系.分析系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)因素的相互作用關(guān)系，利用Vensim PLE軟件繪制系統(tǒng)的因果關(guān)系圖.

3) 建立系統(tǒng)流圖和動(dòng)力學(xué)方程.在因果關(guān)系圖的基礎(chǔ)上，繪制系統(tǒng)流圖，根據(jù)江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒和SPSS數(shù)據(jù)分析軟件，構(gòu)建各個(gè)變量的動(dòng)力學(xué)方程.

4) 模型檢驗(yàn)與調(diào)試.對(duì)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)性檢驗(yàn)，包括邊界合適性檢驗(yàn)、量綱檢驗(yàn)以及穩(wěn)定性檢驗(yàn)；參數(shù)檢驗(yàn)，即檢驗(yàn)?zāi)Ｐ头抡鏀?shù)據(jù)和真實(shí)數(shù)據(jù)的誤差大小；行為檢驗(yàn)，包括極端情況檢驗(yàn)和行為異常檢驗(yàn).

5) 仿真結(jié)果分析.模型檢驗(yàn)通過后，根據(jù)實(shí)際研究問題，通過調(diào)整系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，觀察系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)指標(biāo)的變化情況，為政府管理部門提供參考意見.

1.2 因果關(guān)系分析

因果關(guān)系分析是構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的關(guān)鍵階段，能夠反映研究對(duì)象的演化動(dòng)力機(jī)制.文中基于對(duì)相關(guān)因素的定性分析，結(jié)合江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物流發(fā)展?fàn)顩r，構(gòu)建了江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)因果關(guān)系圖，如圖1所示.

圖1 江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)因果關(guān)系圖

圖1的因果關(guān)系圖包含6個(gè)反饋環(huán)路圖，具體如下：

回路1：江蘇省GDP→(+)江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息技術(shù)投資額→(+)江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息化水平→(+)江蘇省農(nóng)業(yè)物流供給能力→(-)農(nóng)業(yè)物流供需缺口→(-)江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值→(+)江蘇省GDP.回路1是正反饋回路，反映了江蘇省經(jīng)濟(jì)、江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息化水平和江蘇省農(nóng)業(yè)物流供給能力之間的關(guān)系.當(dāng)江蘇省GDP增加時(shí)，有利于江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息技術(shù)投資，使得農(nóng)業(yè)物流信息化水平提高，促使農(nóng)業(yè)物流供給能力增加，供需缺口縮小，最終實(shí)現(xiàn)江蘇省農(nóng)業(yè)GDP和江蘇省GDP增加.

回路2：江蘇省GDP→(+)江蘇省公路固定資產(chǎn)投資→(+)江蘇省公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平→(+)江蘇省農(nóng)業(yè)物流供給能力→(-)農(nóng)業(yè)物流供需缺口→(+)江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值→(+)江蘇省GDP.回路2是正反饋回路，反映了江蘇省經(jīng)濟(jì)、江蘇省公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平和江蘇省農(nóng)業(yè)物流供給能力之間的關(guān)系.當(dāng)江蘇省GDP增加時(shí)，有利于江蘇省公路固定資產(chǎn)投資，使得公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平提高，促使農(nóng)業(yè)物流供給能力增加，供需缺口縮小，最終實(shí)現(xiàn)江蘇省農(nóng)業(yè)GDP和江蘇省GDP增加.

回路3：江蘇省GDP→(+)江蘇省物流教育投資→(+)高學(xué)歷公路物流從業(yè)人員數(shù)量→(+)江蘇省公路物流人才貢獻(xiàn)能力→(+)江蘇省農(nóng)業(yè)物流供給能力→(-)農(nóng)業(yè)物流供需缺口→(-)江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值→(+)江蘇省GDP.回路3是正反饋回路，反映了江蘇省經(jīng)濟(jì)、江蘇省物流教育投資和江蘇省農(nóng)業(yè)物流供給能力之間的關(guān)系.當(dāng)江蘇省GDP增加時(shí)，有利于江蘇省物流教育投資，使得高學(xué)歷公路物流從業(yè)人員數(shù)量提升，引起農(nóng)業(yè)物流供給能力增加，供需缺口縮小，最終實(shí)現(xiàn)江蘇省農(nóng)業(yè)GDP和江蘇省GDP增加.

回路4：江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值→(+)江蘇省農(nóng)業(yè)物流需求量→(+)農(nóng)業(yè)物流供需缺口→(-)江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值.回路4是負(fù)反饋回路，反映了江蘇省經(jīng)濟(jì)、江蘇省農(nóng)業(yè)物流需求量和農(nóng)業(yè)物流供需缺口之間的關(guān)系.當(dāng)江蘇省農(nóng)業(yè)GDP增加時(shí)，有利于江蘇省農(nóng)業(yè)物流需求量增加，若需求量的增長幅度大于供給量時(shí)，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)物流供需缺口增大，對(duì)江蘇省農(nóng)業(yè)GDP的增加具有負(fù)面影響.

回路5：江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值→(+)江蘇省農(nóng)業(yè)物流需求量→(+)農(nóng)業(yè)物流成本→(-)江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值.回路5是負(fù)反饋回路，反映了江蘇省經(jīng)濟(jì)、江蘇省農(nóng)業(yè)物流需求量和農(nóng)業(yè)物流成本之間的關(guān)系.當(dāng)江蘇省農(nóng)業(yè)GDP增加時(shí)，有利于農(nóng)業(yè)物流需求量增長，使得農(nóng)業(yè)物流供需比下降，農(nóng)業(yè)物流成本出現(xiàn)上升趨勢(shì)，進(jìn)而對(duì)江蘇省農(nóng)業(yè)GDP的增加產(chǎn)生負(fù)面影響.

回路6：江蘇省農(nóng)業(yè)物流需求量→ (+)農(nóng)業(yè)物流成本→(-)江蘇省農(nóng)業(yè)物流需求量.回路6是負(fù)反饋回路，江蘇省農(nóng)業(yè)物流需求量持續(xù)增加會(huì)加大農(nóng)業(yè)物流供需缺口，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)物流成本上升，而農(nóng)業(yè)物流成本上升會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料需求量的下降，抑制江蘇省農(nóng)業(yè)物流需求量的增加.

1.3 建立系統(tǒng)流圖

在因果關(guān)系圖的基礎(chǔ)上，繪制江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)流圖，如圖2所示.

圖2 江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)流圖

2 數(shù)據(jù)處理

2.1 數(shù)據(jù)獲取

文中選取的數(shù)據(jù)部分來自于2011—2020年的江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒，如表2所示.其中，江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值包括農(nóng)、林、畜、漁業(yè)和農(nóng)林牧漁服務(wù)業(yè)的數(shù)據(jù)；江蘇省農(nóng)業(yè)物流需求量包括農(nóng)、林、牧、漁業(yè)的數(shù)據(jù)；江蘇省物流行業(yè)就業(yè)人數(shù)即江蘇省交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和郵政業(yè)就業(yè)人數(shù).

表2 江蘇省2010—2019年經(jīng)濟(jì)、物流需求以及就業(yè)人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

本模型設(shè)置的模擬時(shí)間段為2010—2030年，時(shí)間步長為1年，針對(duì)2020—2030年的未知數(shù)據(jù)，利用SPSS 25里的時(shí)間序列預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測方法為專家建模法.此外，由于數(shù)據(jù)獲取問題，文中假設(shè)全國公路固定資產(chǎn)投資比例與江蘇省公路固定資產(chǎn)投資比例相同；江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息技術(shù)投資比例與江蘇省信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)投資額占江蘇省GDP的比例相同;江蘇省高學(xué)歷公路物流從業(yè)人員比例與全國高學(xué)歷公路物流從業(yè)人員比例相同.

2.2 建立方程

模型中主要變量的動(dòng)力學(xué)方程如表3所示，其中INTEG是積分函數(shù)，ABS是絕對(duì)值函數(shù)，DELAY3是時(shí)間延遲函數(shù)，這3者為系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件內(nèi)置的通用函數(shù).

表3 主要變量的動(dòng)力學(xué)方程及單位

3 仿真分析

3.1 模型檢驗(yàn)

3.1.1歷史數(shù)據(jù)檢驗(yàn)

將2010—2019年江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值和農(nóng)業(yè)物流需求量的真實(shí)數(shù)據(jù)與模型的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果見表4.由表4可見，江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值和農(nóng)業(yè)物流需求量的仿真數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)的誤差均在±10%之內(nèi)，表明模型的準(zhǔn)確性較高，所描述的系統(tǒng)行為與實(shí)際情況相符合，可用來進(jìn)行政策模擬試驗(yàn).

表4 模型部分變量仿真結(jié)果與真實(shí)數(shù)據(jù)的對(duì)比

3.1.2穩(wěn)定性檢驗(yàn)

江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)屬于一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部某個(gè)參數(shù)發(fā)生小幅度改變時(shí)，系統(tǒng)的行為變化趨勢(shì)不應(yīng)發(fā)生改變.對(duì)模型的仿真時(shí)間步長進(jìn)行調(diào)整，分別為12、6、3個(gè)月，以江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值為研究對(duì)象，運(yùn)行結(jié)果如圖3所示.

圖3 不同仿真步長下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值變化情況

由圖3可見，在不同的仿真時(shí)間步長下，江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的變化趨勢(shì)相同，表明模型處于穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)參數(shù)變化的敏感程度較低，通過了穩(wěn)定性檢驗(yàn).

3.2 模型仿真

江蘇省農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)發(fā)展水平受到江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息技術(shù)投資政策的影響.文中主要研究現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用對(duì)江蘇省農(nóng)業(yè)物流系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，將江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息技術(shù)投資比例在原有基礎(chǔ)上分別增加1、2、3倍，研究其對(duì)江蘇省農(nóng)業(yè)物流供給量、農(nóng)業(yè)物流供需比、實(shí)際農(nóng)業(yè)物流成本、農(nóng)業(yè)物流費(fèi)用差異和江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值帶來的影響，仿真結(jié)果如圖4-8所示.

圖4 信息技術(shù)投資比例對(duì)農(nóng)業(yè)物流供給量的影響

圖5 信息技術(shù)投資比例對(duì)農(nóng)業(yè)物流供需比的影響

圖6 信息技術(shù)投資比例對(duì)實(shí)際農(nóng)業(yè)物流成本的影響

圖7 信息技術(shù)投資比例對(duì)農(nóng)業(yè)物流費(fèi)用差異的影響

圖8 信息技術(shù)投資比例對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的影響

江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息技術(shù)投資比例提升，會(huì)對(duì)江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息化水平產(chǎn)生積極影響，而農(nóng)業(yè)物流信息化水平的提升有助于提高江蘇省農(nóng)業(yè)物流效率和現(xiàn)有農(nóng)業(yè)物流資源的利用率，使得江蘇省農(nóng)業(yè)物流供給量得到提高.

根據(jù)仿真結(jié)果，江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息技術(shù)投資比例在原有基礎(chǔ)上增加1、2和3倍時(shí)，江蘇省農(nóng)業(yè)物流供給量平均提高2.25%、4.49%和6.73%.

江蘇省農(nóng)業(yè)物流供給量提升的幅度大于江蘇省農(nóng)業(yè)物流需求量時(shí)，江蘇省農(nóng)業(yè)物流供需比會(huì)逐漸增加，而江蘇省實(shí)際農(nóng)業(yè)物流成本則會(huì)呈下降趨勢(shì).根據(jù)仿真結(jié)果，當(dāng)江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息技術(shù)投資比例在原有基礎(chǔ)上增加1、2和3倍時(shí)，農(nóng)業(yè)物流供需比將平均提高2.24%、4.48%和6.72%，而實(shí)際農(nóng)業(yè)物流成本將平均降低0.63%、1.22%和1.82%.

農(nóng)業(yè)物流供需比增加，表明江蘇省農(nóng)業(yè)物流供給量的增幅大于江蘇省農(nóng)業(yè)物流需求量的增幅，實(shí)際農(nóng)業(yè)物流成本將呈下降趨勢(shì)，實(shí)際農(nóng)業(yè)物流費(fèi)用與理想農(nóng)業(yè)物流費(fèi)用的差異將會(huì)縮小.

根據(jù)仿真結(jié)果，當(dāng)江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息技術(shù)投資比例在原有基礎(chǔ)上增加1、2和3倍時(shí)，農(nóng)業(yè)物流費(fèi)用的差異將平均縮減1.18%、2.29%和3.40%.

實(shí)際農(nóng)業(yè)物流成本與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值之間具有負(fù)反饋關(guān)系.當(dāng)實(shí)際農(nóng)業(yè)物流成本下降時(shí)，會(huì)引起農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料需求量的增加，進(jìn)而促使江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值增加.根據(jù)仿真結(jié)果，當(dāng)江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息技術(shù)投資比例在原有基礎(chǔ)上增加1、2和3倍時(shí)，江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的平均增幅為0.05%、0.09%和0.14%.

4 結(jié) 論

1) 通過對(duì)模型進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)檢驗(yàn)和穩(wěn)定性檢驗(yàn)，驗(yàn)證了模型的有效性和穩(wěn)定性.

2) 通過對(duì)江蘇省農(nóng)業(yè)物流信息技術(shù)投資比例的調(diào)整，驗(yàn)證其與江蘇省農(nóng)業(yè)物流供給量、農(nóng)業(yè)物流供需比和江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值之間具有正反饋關(guān)系；與農(nóng)業(yè)物流費(fèi)用差異和實(shí)際農(nóng)業(yè)物流成本之間具有負(fù)反饋關(guān)系.

3) 結(jié)合仿真結(jié)果，表明在農(nóng)業(yè)物流活動(dòng)中推廣使用現(xiàn)代信息技術(shù)，有助于提高農(nóng)業(yè)物流效率和農(nóng)業(yè)物流資源利用率，促進(jìn)江蘇省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展.

4) 由于模型中部分?jǐn)?shù)據(jù)難以獲取，部分指標(biāo)參數(shù)借鑒相關(guān)文獻(xiàn)中的設(shè)置方法，可能對(duì)模型的精確性產(chǎn)生影響，未來需要對(duì)此進(jìn)一步優(yōu)化.