基于GM(1，1)模型的崇左农产品冷链物流需求预测分析*

□ 杨丽英，黄婧兰

(广西民族师范学院，广西 崇左 532000)

崇左市作为有名的“糖都”，不仅蔗糖产量位居广西第一，而且其他各类农产品年产量已超过200万吨；然而，崇左现有的冷库容非常低，据《广西农产品冷链物流系统规划》统计，崇左市仅有0.05万立方米冷库容，远不能满足农产品产量的日益增长及消费需求，那么加强冷链物流建设已刻不容缓，而如何建，建多大的冷库可以满足崇左未来冷链物流的需求呢？这就需要对整个市区的农产品冷链物流的需求进行预测，以保证供需平衡和降低成本。本文将选取崇左市2008～2016年相关的农产品产量数据，构建灰色GM(1,1)模型，对2017～2020年的产量进行预测分析，以此预测农产品冷链物流需求情况。

1 崇左农产品冷链物流现状

1.1 农产品发展现状

因为地理位置、环境条件，崇左市以农业生产为主，工业为辅。近几年，随着经济的增长，人们消费水平提升和生活质量提高，对生鲜农产品需求量和品质要求越来越高。下图1是崇左生鲜农产品(蔬菜、水果、肉类、水产品)在2013～2017年的产量以及发展趋势。

图1 2013～2017年崇左市生鲜农产品产量及增速 (单位:万吨)

从上图1可以看出崇左市农产品生产产量从2013～2017年逐年增加，农产品产量增长速度变化波动比较大，主要受当年的耕地种植面积等其他主观因素和气候、降雨量等其他客观因素的影响。2014年生鲜农产品增长速率较去年有所下降；2014年之后增长趋势比较快。生鲜农产品产量不断增长，人们对农产品冷链物流需求也越来越大，客观上对于冷链物流技术的要求也越来越高，为发展农产品冷链物流提供了基础。

1.2 冷链物流产业现状

据崇左市政府门户网站公开数据，已完成交通、水利、电力等网络道路建设共计1600多公里；进驻农业企业、农民合作社、家庭农场等新经营主体380余个，同时购置先进加工设备和检验设备200多套，整体促进了农产品生产向规模化、标准化、产业化发展。截至2017年底，全市已建成冷库13.78万立方米，农产品冷链物流体系初步形成，其中，宁明县花山的1000平方米的仓储中心和648立方米的冷库用于蔬菜和水果储存，大新县专设用于贮藏肉类的冷库，凭祥专设330立方米的水果和蔬菜冷库。崇左市现有的冷库容年处理量(按15天周转)为950.4吨，与《广西农产品冷链物流系统规划》中提到2018年崇左冷冻物流库容(15天周转)处理量为1500吨要求，差距甚远，无法满足需求，离冷链物流一体化服务还有很长的路要走。

2 基于GM(1，1)模型的崇左农产品冷链物流需求预测分析

2.1 崇左农产品冷链物流需求预测种类

根据实际调查情况和查阅资料得出，崇左市农产品冷链物流发展缓慢，消费水平却日益提高。选取适当的农产品种类对预测农产品冷链物流有着重要关联，因此，本着关联性、可行性、重要性、科学性等四原则和农产品种类的属性及崇左市发展现状选取本次预测的种类，具体见表1。

表1 农产品预测种类的选取

综上所述，蔬菜、水产品、肉类、水果是居民日常消费和生活必需品，对冷库的需求量较大，因此，本文农产品冷链物流需求和预测种类主要是该地区生产的蔬菜、水产品、肉类和水果，作为本次预测的主要类别。水果中又单独列出柑橘、蕉类以及龙眼，纳入本次要预测的类别。

2.2 基于灰色GM(1,1)模型的崇左农产品冷链物流预测

2.2.1 灰色GM(1,1)模型原理与步骤

灰色GM(1,1)模型步骤如下：

①假设某一时间序列有n个原始值，则原始序列为：

X(0)={X(0)(1),X(0)(2),…,X(0)(n)}

对原始序列进行一次累加并生成新序列：

X(0)={X(1)(1),X(1)(2),…,X(1)(n)}

②由于累加生成的新序列削弱了原始数据序列的不规则性，呈现更为规则的序列。对新序列GM(1,1)建模，得出一阶灰色微分方程动态模型为：

(1)

则，α和b是待定系数，α—发展灰数，b—内生控制系数。

(2)

③构造累加矩阵B与常数向量Yn

(3)

④求解一阶灰色微分方程动态模型，得出灰色预测离散时间响应函数为：

(4)

则预测值可以还原为：

(5)

根据以上步骤可以得出未来预测数据，但预测值的可行性还须进一步检验。

2.2.2 发展灰数α与模型适用范围检验

根据灰色系统理论，灰色GM(1,1)预测模型的适用性是在一定的范围之内。其范围是根据发展灰数α的不同而有所不同，需要根据计算出来的发展灰数α来判断出预测值是否可行。适用范围见表2。

表2 灰色GM(1,1)预测模型的使用范围

经计算，当得出来的发展灰数α和GM(1,1)预测模型的适用范围匹配时，可对该模型进行残差检验。

2.2.3 灰色GM(1,1)模型的可行性检验

①残差检验。

残差序列：

ε(0)=(ε(1),ε(2),…,ε(n))

(6)

(7)

(8)

②关联度检验。

(9)

则：△max=max△(k)，△min=min△(k)

(10)

(11)

η(k)—关联系数，γ—关联度，其中ρ通常取0.5，关联度γ>0.6较为满意。

③均方差比和小误差概率检验。

表3 精度检验等级参照

2.2.4 崇左农产品产量相关数据

本文主要选取2008 ～2016年崇左年鉴中的相关数据作为样本，并结合上述选取的预测种类，即选取了蔬菜、水产品、肉类、水果、柑橘、蕉类和龙眼这七类有关数据作为原始数据进行建模预测分析。崇左市2008 ～2016年主要农产品冷链物流需求预测指标数据见表4。

表4 2008～2016年崇左市与冷链相关主要农产品产量 (单位:万吨)

2.3 基于GM(1，1)模型的构建与检验

2.3.1 蔬菜类的产量预测

①建立原始数据序列。

X(0)=[68.0,69.8,71.8,76.79,81.21,85.25,89.45,95.35,102.39]

②将原始数据序列进行一次累加。

X(1)=[68.0,137.8,209.6,286.39,367.6,452.85,542.3,637.65,740.04]

④求解微分方程可得预测模型。

还原预测模型

⑤对模型进行检验。

表5 蔬菜预测值与实际值对比表

⑧后验差检验。P=1时C=0.0661<0.35，后验差通过。

经过上述检验，可以认为该模型能够较准确的进行预测。

⑨需求预测结果。

根据上文构建的GM(1,1)模型，对2017～2020年崇左市对蔬菜的消费量进行预测，表6为所得预测值。

表6 2017～2020年蔬菜产量预测值

2.3.2 水产品的产量预测

根据上述，可采用灰色GM(1,1)模型预测水产品的需求量，同理分别求出得：

①α=-0.05655，b=4.675336

⑤2017～2020年崇左市水产品产量的预测值见表7所示。

表7 2017～2020年水产品产量预测值

2.3.3 其他类农产品的产量预测

根据上述，可采用灰色GM(1,1)模型预测肉类、水果类、柑橘类、蕉类及龙眼等的需求量，同理分别求出，α和b值、相关函数、模拟值、相对误差检验值等参数，具体见表8。

表8 各类农产品GM(1,1)模型的相关参数值

综上所述，所选取的农产品种类2017～2020年的预测产量汇总见表9所示。

表9 2017～2020年选取种类预测值(单位:万吨)

2.3.4 GM(1，1)模型的预测结果验证

运用2017年预测值与2017年实际值做一次相对误差检验，如下表10所示。

表10 2017年预测值与实际值对比

根据表10可得2017年预测值与实际值的相对误差除了柑橘，其他农产品种类均小于10%，则精度η大于90%，本次预测的准确性较高。柑橘的预测精度η大于80%，模型预测结果符合本次预测的要求。

3 基于GM(1，1)模型的崇左农产品冷链物流需求预测结果分析

3.1 预测结果分析

根据上述预测结果可以看出，崇左市农产品对冷链物流需求量比较大，尤其是蔬菜和水果，其需求量从2016年起已超过100万吨，而水果也超过60万吨，成为冷链需求的主要货品。为了方便研究，将需求较大的农产品，如蔬菜、水产品、肉类和水果作为主要产品；将需求量较小的农产品，如柑橘、蕉类和龙眼等水果类作为次要产品；对比分析，绘制出2008～2020年的发展趋势图(图2、图3)。

图2 2008～2020年主要农产品发展趋势图

图3 2008～2020年次要农产品发展趋势图

结合图2和图3的农产品发展趋势图可以看出，蔬菜、水果、蕉类三种农产品的增长速度比较明显；水产品、肉类、柑橘、龙眼这四类农产品的增速没有明显的波动。其中，蕉类2008年开始就处于快速增长状态，2014年有所下降，与广西大面积爆发香蕉枯萎病有关，据相关数据显示，当年崇左香蕉枯萎病平均发病率为3.22%。2015年香蕉枯萎病得到控制及崇左新增种植香蕉作物后，香蕉产量开始上升。整体上崇左市与冷链相关的农产品产量都处于上升状态，主要原因有四方面：

第一，崇左“口岸+”促进社会经济发展。近几年崇左市充分发挥自身地理优势，大力执行“口岸+”工程，加快口岸基础设施建设与完善，不仅推动了口岸经济与行业间的结合升级，还促进了本地区的经济发展。

第二，城镇化率提高和人口增加推动冷链物流需求。根据崇左市政府报告表示，要在2020年常住人口城镇化率达到50%，新增城镇常住人口30万左右；随着城镇化率的不断提高和人口的增加，对农产品冷链物流的需求随之提升。

第三，冷链技术的提升加速农产品的需求量。随着崇左市冷链物流技术的不断提升，农产品冷链物流技术及基础设施也会随之不断完善，越来越好地满足人们对于农产品的需求和要求。

第四，崇左大力推动现代农业种植，发展特色农产品。崇左近年来，鼓励农户和合作社种植柑橘类水果、火龙果等热带水果，进一步促使冷链物流需求的增加。

3.2 崇左市农产品冷链物流发展建议

3.2.1 确保政策举措顺利落地实施

2013年广西颁布了《广西农产品冷链物流系统规划》，明确了各市发展农产品冷链物流的优势，随后崇左相继出台了相关的优惠政策，鼓励各县区根据县域农产品特色发展现代农业、现代物流的举措，为了确保这些政策措施更快顺利实施，政府或其他责任部门应积极宣传和引导，使得入驻县域企业或合作社能真正开展运营和享受优惠，共同发展当地农产品及冷链物流项目。

3.2.2 建设多式联运冷链物流体系

在政策引导下，崇左市政府应积极鼓励已有或已入驻的有实力的物流龙头企业，整合物流企业自有资源，发展多式联运冷链物流。同时，注意后备力量的引进，吸纳国内大型冷链物流企业，利用其较为成熟的冷链技术，推进冷链物流技术提升，来加快建设多式联运冷链物流，加大新鲜农产品冷链物流设施的建设力度，完善冷链物流网络的基础构建。尽快建成贯通“一带一路”及西部陆海新通道的冷链物流产业服务中心、冷链物流枢纽城市。

3.2.3 构建冷链物流信息共享平台

随着电商发展不断深化，崇左冷链物流与农副产品的联动越来越密切，在建立特色电商产业园时，可以将当地冷库容量、车辆、设备设施等冷链物流信息结合起来，利用互联网信息共享，实时跟进各县域冷链物流信息，使得随时随地了解相关物流资源的容量信息、状态信息、存贮信息等，而且还可以实现资源的有效和合理地调动。此外，构建冷链物流信息共享平台尤为重要的一点是可以实现对产品的追根溯源，全程监控产品的运输过程，最大程度消除产品的安全隐患问题。

4 结论

通过广西地情网崇左年鉴，结合实地调查确定出了七种常见的农产品，并收集其2008～2016年的相关数据，采用灰色GM(1,1)预测模型，预测出2017～2020年的需求量，并根据预测结果分析其增长变动的原因，以此提供崇左市建设冷链物流规划项目的数据依据。