基于变权的物流通道方案模糊决策模型＊

周凌云 穆 东

（淮阴工学院交通工程学院1） 淮安 223003） （北京交通大学经济管理学院2） 北京 100044）

在物流基础设施网络中，物流通道的流通速度越来越快，物流结点间的备选的物流通道形式也越来越多，即出现了铁路、公路、水运、空运及多种运输方式的联合运输等多种物流通道形式.然而各物流通道本身的属性参数是不同的，因此，货物托运人和物流企业经营人等决策者必须对货物发运地与货物目的地两物流节点间物流通道方案进行科学合理的决策.如何获得优选方案，决策者往往容易在两种简单但考虑因素不可能全面或相对全面的情况下进行：一是单纯凭借以往对同类事物的认识与判断经验来决策；二是采用基于固定权重模糊多因素决策模型和评判方法来进行决策［1－3］.本文在文献［4－6］的基础上，通过拓展决策因素隶属度内在涵义，根据物流运转的流程与特点，将决策对象蕴涵的静态和动态因素用变权这一概念进行描述，来构造发运地和目的地两物流节点间基于变权的物流通道方案模糊决策模型.

1 物流通道形式比选主要因素分析

1）物流通道费用 对于所有的决策者来说，物流费用都是选择物流通道形式的关键因素之一，也是铁路、公路和内河等物流通道方式在物流运输市场上竞争的焦点，通常这一因素通常成为方案决策的首要因素.两物流节点间物流通道费用主要指装卸费用、中转费用和各种物流通道形式的运输费用，其具体构成依赖物流通道方案和市场竞争情况.

2）物流通道送达时间 物流时间与物流通道方式组成、物流距离等因素密切相关，由于不同物流通道方案其物流通道方式不同、运行速度也不同，因而选取送达时间是综合衡量通道路程与速度的最好指标.

3）物流通道安全性 气候条件状况会影响物流通道的安全性，从而影响决策者对物流通道形式的选择.物流通道中的安全性还取决于物流技术和作业管理水平、载运工具的种类和技术状态、物流通道的技术等级和社会治安环境等.

4）物流通道的可靠性 它是指物流通道方案中一定时期内获取所需运力的可靠性和按时按要求送达目的地的准时性.选择物流通道方案时必须调查和分析在一定时期和运输区间内能够获得某种物流通道形式的可能性及其送达的准时性.对于由不同方式组成的通道方案则需综合权衡物流通道的可靠性.

5）物流通道的便捷性 由于各物流通道网络覆盖有所差异，且提供的服务产品和需要的手续繁琐程度不同，因而各物流通道形式的便捷性也不同.对于由不同方式组成的通道方案则需综合权衡物流通道的安便捷性.

2 基于变权的物流通道方案模糊决策模型构建

2.1 问题的描述

设从物流节点A到物流节点B之间有m个由不同物流通道形式联合组成的物流通道方案.对于m个物流通道形式备选方案，分别有n个评价因素（如物流通道费用、时间、安全性、可靠性、便捷性等）a1，a2，…，an，其对应的因素权重分别为w1，w2，…，wn，但因素权重会根据时空、条件而变化.每一个备选方案bj（j＝1，2，…，m）对应n个评价因素ai（i＝1，2，…，n）有一个指标特征值向量fij（i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，m），其指标特征值对于单个评价因素为“优”的隶属度为rij.在综合考虑物流通道决策因素随时空、条件变化和决策者的偏好和要求的基础上比选出最优的物流通道方案.

2.2 计算因素指标的隶属度

2.2.1 计算定量因素指标的隶属度 当第j个备选方案对应的第i个因素指标值fij为定量指标时，采用定量指标综合决策法确定因素指标的隶属度，令

式中：d为级差值rij为第i项因素对第j个备选方案的隶属度.正指标为越大越优型指标，负指标为越小越优型指标.

2.2.2 确定定性因素指标的隶属度 对于定性指标隶属度的确定，采用定性指标综合决策法评定.当各因素指标值fij为定性指标时，评定模糊矩阵R可以由专家评议确定，具体方法是将因素指标分成7个等级（很差、差、较差、一般、较好、好、很好），可按表1所赋值标准给出评定值［7］.当因素指标隶属度的实际判断评语介于两个相邻等级之间时，可取其评定值之间的值.

表1 赋值标准表

2.3 确定模糊评价矩阵

确定定量指标隶属度和定性指标隶属度后，就可得出各评价指标隶属度矩阵R

2.4 确定各因素指标的权重

应用模糊数学方法进行决策，必须要确定各因素对备选方案的重要程度，即n个评价因素对应的因素权重值w1，w2，…，wn.确定权重常用的方法有Delphi法、两两比较法、层次分析法、矩阵运算法和主因素分析法等［8］，可选择其中的一种方法确定在一定条件下各因素的相对固定权重值.但是，由于备选方案的各因素指标随时空和其他条件的变化而具有动态性，同时对于不同的决策者也有不同的决策偏好和要求，故需引入变权因子ε1，ε2，…，εn，来表征评判因素的动态特征，那么各因素带变权的权重集为

式中：ε，w为变权项；w为常权项.如果ai不随着时空和条件变化，那么εi取0.此时，带变权的权重已经不再是一般意义上的权重，而是表征在现有条件下的变化动向以及决策者的偏好.

2.5 确定优选方案

该步骤的思路是：先得出理想方案，然后在候选方案中选择最贴近理想方案作为满意方案.理想方案标准值向量为

式中：∨为取最大运算.每一个备选方案贴近理想方案的特征值向量表示为

备选方案贴近理想方案的距离可用海明贴近度或欧式贴近度来计算.采用带权的海明贴近度来描述备选方案的优劣度，即

也可采用带权的欧式贴近度来描述备选方案的采用优劣度［9］，即

N（Gi，Rj）为评价方案j与标准方案（最优方案）之间的相互接近程度，其可用海明贴近距离NH或欧式贴近距离NE来表示.该值越大，表示j方案与标准方案越接近；反之，则表示与标准方案相差越远，即Dj＝max［N（Gi，Rj）］时，方案bj为最优方案.

3 应用实例分析

3.1 备选方案

选取从铜陵地区某资源开采企业到上海某加工企业两物流节点之间区段作为物流通道方案选择的实际案例.为了便于在同一标准下进行决策，所有物流通道方案发运起点都在资源开采企业仓库地或堆场所在地，终点为上海加工企业仓库所在地或堆场所在地，即采用“门到门”物流服务形式，同时货物采用集装箱物流运输模式.经过市场调查，铜陵到上海可以使用的并且比较实用的物流通道方案主要有以下3种：

方案1 “公路＋铁路＋公路”物流通道方案，即启运地是托运客户的仓库，首先通过集装箱卡车将货物送至铜陵火车站堆场，货物经铁路运输至上海车站，再由集装箱卡车运抵上海接收者仓库.

方案2 全程公路物流通道方案，即货物在托运客户的仓库装车经公路运至上海接收者仓库.

方案3 “公路＋内河＋公路”物流通道方案，即启运地是托运客户的仓库，通过卡车将装箱运抵铜陵港装船，再从长江运至上海港，最后通过卡车将货物运抵上海接收者的仓库.

对于物流通道费用和送达时间两个定量指标，可以选取一定时期内历史数据来进行计算；对于物流通道安全性、物流通道可靠性和物流通道便捷性三个定性指标进行专家评判后，得出备选方案指标值如表2.

表2 备选方案的指标值

3.2 计算各因素指标的隶属度，确定模糊评价矩阵

表2中“物流成本”和“物流时间”两项指标为定量指标且均为负指标，其隶属度采用式（1）中计算；“物流安全性”、“物流可靠性”和“物流便捷性”三项指标为定性指标，其隶属度采用表1对模糊评语的相应评定值.根据式（2）综合后得出模糊矩阵R

3.3 确定各因素指标的权重

采用Delphi法，邀请物流企业专家和物流客户代表对各因素权重进行评分，用AHP法对数据进行处理后得出5项因素指标的常权值w1，w2，w3，w4，w5分 别 为0.38，0.22，0.10，0.18，0.12.引入变权因子后，根据式（3）得权重集为

3.4 计算带权的海明贴近度以确定优选方案

根据式（4），得出理想方案的指标标准值向量为：G＝（1，1，0.80，0.80，0.95）T.

利用式（5）、（6）计算各方案的海明贴近度，得出以下结果.

在各因素指标权重为常权不考虑变权因子即εi＝0（i＝1，2，3，4，5）时，Dj＝max［NH（G，Rj）］＝max［0.578，0.757，0.635］＝0.757＝D3，即方案3优于方案2，方案2优于方案1，方案3为优选方案.如果引入变权因子赋值，所得出的方案排序结果可能会有所差异.例如，某决策者对“物流时间”和“物流便捷性”方面有特别的要求或偏好，令：ε1＝0，ε2＝0.8，ε3＝0，ε4＝0.8（这一组变权因子赋值可解释为在其他条件不变的情况下，对“物流成本”和“物流便捷性”两个因素指标的重要程度同时增加80%）.计算后可得方案1、方案2、方案3的海明贴近度分别为0.494，0.648，0.504，即方案2要优于方案3，方案3优于方案1，方案2为优选方案.这一结果说明了决策者在某种情况下，要求快速便捷地将货物从某物流节点送达目的地物流节点时，选择全程公路物流通道方案最有可能达到其目的的优选方案.

4 结 束 语

本文根据多目标模糊数学决策理论和物流运作的流程与特点，将决策对象蕴涵的静态和动态因素用变权这一概念进行描述，构造物流发运地和物流目的地两物流节点间基于变权的物流通道形式模糊决策模型，通过求解理想方案与候选方案的海明贴近距离来得出满意方案.该模型适合物流通道方案选择中涉及因素多、易变化的特点，对提高决策者对物流通道方案设计与选择的科学性和合理性具有十分重要的意义，而如何更加准确地确定物流通道方案中各决策因素的重要度有待进一步研究.

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