基于灰色模型的柳州市柑橘类水果冷链物流需求预测分析

曾庆广 姚洪发 曾静雯 聂婧宇

(桂林航天工业学院 管理学院，广西 桂林 541004)

位于广西壮族自治区中北部的柳州市，不仅是个工业城市，农业也比较发达。其本地水果作物柑橘，2020年面积占柳州市水果总面积的69.97%，产量占柳州市水果总产量的74.06%，居柳州市全市水果龙头产业地位。推动优质柑橘产业发展，是稳定广西水果产业基础的重要保障，是广西特色优势的客观需要，是促进广西乡村振兴和脱贫攻坚的重要途径。柳州的柑橘深受各地市场青睐，远销四川、新疆、北京、上海、杭州等地，出口东南亚、俄罗斯等国家地区。而冷链物流能提高柑橘水果的保鲜度，所以完善冷库、物流设施的建设，能促进农业的现代化发展，带动更多村民在柑橘产业路上走得更远。但由于柳州市冷库容量低、冷链车辆较少，因此在运输途中常出现果子变质等问题。准确地预测农产品冷链物流需求、合理调整农产品冷链物流的规划、节约农业资源等，是提高冷链运输服务质量，保持柑橘品质的保证。因此，对柳州市的柑橘产业冷链物流需求预测显得尤为重要。

国外需求预测研究方面，Lau等人[1]在对人工神经网络进行优化时，采用了最小描述长度法对其进行分析，并通过对最优隐含层的研究，得出了结果更加精确的预测模型。Bi[2]在动态系统理论基础上建立了一种基于系统指令参数的多变量回归模型，并结合BP神经网络的非线性特性，对传统BP网络的收敛速度较慢、容易陷入局部优化等缺点进行了研究。Peng Yan等人[3]对青岛市的物流需求进行了预测分析。通过对各要素的分析，利用向量机模型对其进行了有效的预测。国内研究人员也采用了各种预测方法，如灰色预测、组合模型、BP神经网络等。原静等人[4]应用正向加权组合预测方法，对农产品冷链物流的需求进行了预测。戎陆庆等人[5]运用灰色模型，对广西蔬菜冷藏配送的需求进行了预测，并对影响因素进行了分析，其结果表明该模型的预测准确率在98.73%左右。李华等人[6]运用灰色马尔科夫链模型，预测了海南自贸区农产品冷链物流的需求趋势。

综合国内外研究现状，可以看出国内对冷链物流的研究相对较晚，许多发达国家在技术和水平上都领先于我们国家。当前对于冷链物流的研究大多集中于冷链物流管理和冷链技术的应用，只有少数学者对其具体的个案进行了探讨分析。国外关于冷链的研究多是从微观角度进行的，范围更广、更深入，这是因为国外的冷链物流发展较为平稳、而国内冷链物流的基础设施不健全，并且冷链物流领域的研究多集中在冷链物流发展水平和农村冷链物流运营等方面，水果方面的冷链物流需求预测分析的文献较少。

为了更好地促进柳州市柑橘类产业及冷链物流的发展，提高柑橘类水果配送质量，合理规划和建设冷链物流产业，本文基于柳州目前柑橘类水果冷链物流产业整体发展落后于其他较发达地区 (东部地区) 情况，充分考虑其在物流需求预测的过程中，物流数据样本通常较小，具有非线性和时变性的特点[7]，选取2014-2020年柳州市柑橘类产量数据，采用适用于研究数据较少、研究信息不确定问题的灰色系统预测模型，预测柳州市未来10年柑橘类水果需求量，同时对柳州冷链物流未来发展提供建议，可以在一定程度上为柳州冷链物流行业的发展方向提供实践基础与理论依据，为分析预测柳州冷链物流的需求提供研究基础。

1 柳州市冷链物流发展现状分析

1.1 供给发展现状分析

1.1.1 区位优势分析

柳州市地处华南经济腹地、京津冀交通枢纽核心地带，在地理位置上位于广西的中部偏北些，是广西桂中地区的中心，是广西壮族自治区中部的重要中心城市，是西部大开发战略中西江经济带的龙头城市和核心城市，也是西南出海大通道集散枢纽城市。其优越的地理位置使得它成为广西重要交通枢纽、“海上丝绸之路”重点发展区域之一，同时它也是中国西部主要地区综合交通运输网络中不可或缺的组成部分，为全国各大城市之间提供了一条连接珠三角和环渤海运输通道的桥梁纽带。柳州与河池市、来宾市、桂林市相连，同时柳州北部分别与湖南省、贵州省相接。因此，发展柳州市农产品冷链物流具有十分重要的意义。

1.1.2 政策支持分析

近年来，国家对物流发展的重视程度不断增加，出台了《物流业发展中长期规划(2014-2020年)》(国发〔2014〕42号)、《全国物流园区规划》《食用农产品市场销售质量安全监督管理办法》(国办发〔2013〕24号)、《关于加快发展冷链物流保障食品安全促进消费升级的意见》(国办发〔2017〕29号)等一系列支持物流业发展的文件，进一步健全冷链物流发展制度，积极推进土地、财政、税务、价格、海关等相关领域改革，为广西冷链物流发展营造良好的环境[8]。

广西毗邻东盟，中国的鲜果贸易以广西为中心，广西冷链物流的发展水平将对我国生鲜农产品的出口规模和出口质量产生重要的影响[9]。广西十分重视发展冷链物流，出台了一系列政策文件，如《广西农产品冷链物流系统规划》《广西加快推进冷链物流发展三年行动计划(2018-2020年)》(桂政办电〔2018〕196号)[10]。《广西农产品冷链物流系统规划》中提出，重点在贵港、玉林、北海、桂林、柳州、河池等地为特色农产品建立专业型冷链物流中心和配送基地；建设北往桂林、长沙；东往贵港、玉林、梧州、广州；南向钦州、防城港、北海、海口、百色、河池、贵阳、昆明的四大冷链物流发展带。在桂东北部、来宾、桂林、柳州、贺州等地发展板栗、柑橘、葡萄、荔枝等特色水果冷链配送，并在此基础上，建设以蔬菜、水果基地为依托的特色农产品冷链配送体系。在柑橘产业基地建设柑橘冷链物流配送系统，主要有：于桂林、贺州、柳州、河池建立椪柑、脐橙、沙田柚配送中心；于崇左、南宁、钦州建立特早熟砂糖橘、马水橘，茂谷柑、温州柑和红江橙配送中心；于桂林南部、柳州、百色建立金橘和夏橙配送中心。

2014年柳州市农业局与中国农科院柑橘研究所签订《广西柳州市柑橘产业发展技术支撑》项目。2017年柳州市发布《柳州市柑橘产业发展规划(2016—2025年)》，柳州将打造成全国最大的早中晚熟柑橘鲜果供应基地，通过品种的引进和技术的运用，再加上冷链设备，可使柳州全年都可以吃到本地产的柑橘类水果。2020年，柳州市农业农村局印发了《关于加快柳州金橘产业发展的实施方案》，为巩固金橘产业的发展奠定坚实的基础，大力推进金橘无病苗木基地建设，加强果园基础设施建设，推广新品种新技术试验示范，完善果品采后处理及冷链物流。2021年柳州市出台了《柳州市人民政府办公室关于成立柳工食品冷链物流产业园项目推进工作专班的通知》(桂政办发〔2021〕56号)来推进柳州市冷链物流产业园的建设。这些文件都说明了国家以及柳州市对冷链物流的建设和发展的重视。

1.1.3 冷链物流基础设施发展情况分析

1)冷链物流从业人员及交通运输仓储邮政业的固定资产投资分析

从交通运输、仓储和邮政行业就业人数跟交通运输仓储邮政业的固定投资方面分析，通过表1以看出柳州市交通运输仓储邮政业固定资产投资金额逐年增长，而交通运输、仓储和邮政业就业人数在逐年减少，投资金额逐年增加说明柳州市对物流业的发展较为重视，但就业人数逐年递减，间接说明了柳州市缺乏物流行业从业人员，物流产业的发展相对滞后。冷链物流属于物流的一部分，从侧面反映出柳州市的冷链物流的发展在进步，以及需要大量的相关就业人员，才能适应柳州市冷链物流的发展。而固定的物流项目投资，对物流业发展有着推动作用，固定资产投资较大时，物流量会增加，这为冷链物流的发展提供了动能。

表1 柳州市2015—2020年常住人口及其城镇率

2)货运量分析

交通运输是发展国民经济的关键，也是基础。经济发展的前提是交通运输，交通运输也是人民生活的基本需求，是布局城市经济的主要因素。由于铁路运输货运量较少，且数据难以获取，所以不做统计说明。从下表2可以看出柳州市的运输主要都是通过公路运输，在2015—2020年公路运输的货运量都远远超过其他几种运输方式的货运量。

表2 2015—2020年柳州市公路、水路、航空运输货运量

3)冷链物流产业状况分析

截止至2019年，柳州市冷库容量只有约3.5万吨，即柳州市现有冷库的总处理量只有3.5万吨。按冷藏农产品平均每年周转6次计算，库容为3.5万吨的冷库的年处理量仅为21万吨。冷链运输车辆只有约300台，持有冷库的冷链物流企业只有5家，柳州市内较大规模的冷库主要有肉联厂冷库、康宏冷库、鹧鸪江冷库、张公岭冷库、新柳邕冷库和万吨冷库等，万吨冷库容量最大，容量为10 000吨，其次是新柳邕冷库，容量为8 000吨。

1.2 冷链物流以及柑橘类水果冷链物流发展存在的问题

1.2.1 冷链物流资源匮乏

广西各地之间的冷链物流发展不平衡，冷库的建设与实际需求不相匹配，柳州市现有的冷链物流设施设备普遍落后，原产地冷库建设滞后，缺乏多元化的冷链服务[11]。广西的冷库资源主要集中于南宁、北海、钦州和防城港，柳州市的冷库数量相对较少，整个城市的冷库容量只有3.5万吨，冷藏车只有300辆。目前柳州也只有一家全国性的冷链企业在柳南区设点。冷链物流设备的不足，造成很多柳州食品企业的熟冷冻产品无法外销、打开市场。柳州市专业的冷链物流企业较少，冷链物流政策扶持力度不足、支持面不广，缺乏具有区域竞争力强、影响力大的冷链物流企业。

1.2.2 农产品运输损耗高

在广西区域范围内的冷库过于集中且空置率较高，大型水果产地的田地冷库资源严重短缺，果蔬的预冷和冷冻设备明显不足。柳州的农产品大多是常温运输，使用冷链运输的比重很小，这导致农产品在运输途中有许多高损耗的现象。据统计，广西农产品的产后损失价值超过15%，果蔬运输损耗高达25%～30%，而果蔬的冷链流通率和运输率则分别为12%、20%[12]。大部分的橘农和加工企业都在乡下，采用自营物流，没有专门的冷链物流配送中心，没有针对柑橘产业的第三方冷链物流配送中心，这使得柳州市的柑橘在运输中损耗严重。

1.2.3 冷链物流标准化、柑橘仓储冷链信息化水平较低

目前，广西各地的物流企业都普遍缺少冷链体系技术标准。广西目前的冷藏设备标准与现行的规范、设备的配套不够紧密，在很多地区，包括柳州市在内，都存在着缺乏统一的温度控制标准。主要的冷藏设备如冷库、车辆等，其温度、容量、冷链物流等未实现全程监控、记录和管理，冷链监控能力较差。

由于柑橘种植的农户没有建立全程化冷链体系的意识，所以还存在许多小农户散销、常温运输等问题，柑橘仓储冷链物流规划建设技术跟不上，效益难以最大化，且柑橘具有明显的季节性特征，易腐烂、不易运输、路径分散，这导致了柑橘类仓储冷链物流发展步伐缓慢。并且柳州市缺乏公用型、社会化服务的综合性仓储、冷链物流信息系统，导致了柑橘产销信息不畅、供求不匹配、价格波动频繁。因此，柳州市亟待进一步提升柑橘物流的规模化、集约化。

1.2.4 缺乏冷链物流人才

柳州市目前从事运输、仓储、邮政业的人员日益减少，不仅仅是冷链物流，而且在整体的物流环境中，也存在着大量的人才短缺。冷链专业人才是保障冷链物流高质量发展的关键，目前柳州市冷链行业的从业人员大都没有经过系统的专业训练，要发展柳州市的冷链物流、柑橘等行业，必须重视冷链物流方面的专门人才培养及引进。

2 基于GM(1,1)模型的柳州柑橘类水果冷链物流预测

2.1 灰色GM(1,1)模型的构建

1)假设某一个时间序列有n个原始值，则初始的序列为[13]：

X(0)={X(0)(1),X(0)(2),...,X(0)(n)}

(1)

初始序列进行一次累加，使其显示出初始序列隐藏的规律，得到新序列：

X(1)={X(1)(1),X(1)(2),...,X(1)(n)}

(2)

其中：

2)因为累加得到的新序列减弱了初始数据序列的不规则性，显示出初始序列隐藏的规律，所以对新序列GM(1,1)建模，得到一阶灰色微分方程动态模型：

(3)

则，α和μ是待定系数，α为发展灰数，μ为内生控制系数。

(4)

3)构建累加矩阵B和常数向量Yn：

(5)

4)通过α和μ求解动态模型，可以得出X(0)的预测模型：

(6)

累减还原得到预测值：

(7)

2.2 实证分析

柳州市柑橘类水果历年产量的数据分别从2015—2021年《柳州市统计年鉴》中获得，在不考虑冷链流通率的前提下，将柑橘类水果的产量数据作为柑橘类水果的冷链物流需求量进行预测分析，物流需求量表和需求量预测GM(1，1)模型检验表如表3和表4所示。

表3 柳州市2014—2020年柑橘类冷链物流需求量

表4 柑橘类水果合计冷链物流需求量预测GM(1,1)模型检验表

2021—2030年柳州市柑橘类水果冷链物流需求量预测值如表5所示。

表5 2021—2030年柳州市柑橘类水果合计冷链物流需求量预测值

2.3 预测结果分析

图1 2014—2030年柑橘类水果合计发展趋势图

分析指出，柳州市柑橘类水果的合计冷链物流需求总量在2022年预计突破100万吨，通过计算可以得出2021-2030年间年均增长率为8.49%，可以看出柳州市柑橘类水果的冷链需求呈现明显的上升趋势，说明柳州市的柑橘类水果在冷链物流领域会迎来重要的发展机遇。将四种柑橘类水果以及柑橘类水果合计的冷链物流预测量2014-2020年的历史数据以及预测的2021-2030年的数据进行汇总，分别绘制出柚、柑、橘、橙和柑橘类水果合计冷链物流需求量发展趋势图。可见，四种柑橘类水果冷链物流需求量在未来十年都是逐年递增的，在几种预测模型中橘类的冷链物流需求量最高，在2020年已超过33.6万吨，预测在2026年突破100万吨。这也表示柳州市的柑橘类水果的冷链物流在未来十年的发展趋势良好，也说明了对农产品的冷链物流发展有了更高的要求。

3 结语

3.1 完善柑橘冷链物流基础设施

提高柳州市冷藏技术、加强低温运输保障是改善柳州市柑橘产业冷链物流体系建设的关键。根据预测结果，在今后十年内，柑橘类水果的发展速度将会非常快，并且将会有更多的冷链物流需求，如果不完善冷链物流的建设，将会导致水果冷藏库、气调库的供不应求，所以要根据不同地区、县的柑橘生产和加工条件，对老的冷库及配套设施进行改造。鼓励在技术先进、设备先进的基础设施上进行投资，并在此基础上建立小型、节能、低投入的冷库，为中小农户提供低温储藏、快速预冷的低温储藏方式。在冷链运输上，增加冷藏车，在距离柳州市比较远的地方，使用专用的冷藏车代替普通的卡车，减少农产品运输过程中的损耗，以提高产品的品质。

3.2 培养冷链物流专业人才

要想发展柳州市的柑橘冷链物流，就必须要有专门的冷链物流人才，并且要有针对性的培养。有关冷链物流企业可举办短期培训班，通过专业进修的方式，强化冷链物流从业人员的专业技能。柳州市政府可大力引进冷链物流专业技术人员，加强冷链物流专业人才队伍建设。

3.3 加大冷链政策扶持和宣传力度

强化柑橘冷链运输的政策支持，加大政府对冷链物流的宣传力度，同时也要鼓励发展第三方冷链物流，发展面向社会的冷链物流[14]。在物流资源、企业税收和物流通道等方面给予优惠；加强冷链物流推广，提高各相关主体的参与度和冷链物流的投资度。