基于灰色关联分析法的铁路物流服务方案评价

唐 力，刘启钢，孙文桥

（1.中国铁道科学研究院 研究生部，北京 100081；2.中国铁道科学研究院集团有限公司 运输及经济研究所，北京 100081)

0 引言

铁路物流服务方案是为满足铁路全程物流而设计的作业过程指导，通过将不同的铁路物流资源进行配置，实现货物的空间位移活动。铁路物流按照作业流程可以划分为接取送达模块、仓储模块、装卸搬运模块、干线运输模块和流通加工模块等[1]，各模块包含若干最基本的铁路物流作业环节，同一模块根据服务属性的不同可以形成多个模块实例。铁路物流服务方案的设计过程就是在获取客户需求的基础上，将客户需求映射至模块配置阶段，通过确定各模块的属性要求，选择能够满足属性要求的模块实例，组合形成完整的铁路物流服务方案。铁路物流服务方案如表1所示。该方案共包含19个铁路物流作业模块，各模块具备6项基本属性，不同的模块实例和属性值决定了不同的铁路物流服务方案。通过模块实例组合而成的设计服务方案具有设计速度快、设计成本低、服务标准统一等优点，但也存在服务方案数目多、部分方案服务质量不高等问题，模块化设计形成的可行方案往往不止一个，部分方案存在经济性能、技术性能较差等问题，严重影响客户满意度。因此，为保障铁路部门自身和客户利益，亟需建立一套评价体系方法对铁路物流服务方案进行甄选，进而得到最优的铁路物流服务方案。

表1 铁路物流服务方案Tab.1 Railway logistics service solution

当前，我国对铁路物流服务方案的评价多采用经验判断法，缺少科学的方法作为评价依据[2]，目前主要的评价方法有层次分析法[3-5]、逼近理想解排序法[6]、数据包络分析法[7]和灰色关联分析法[8]等，灰色关联分析法是根据因素之间发展态势相似或相异的程度来衡量因素之间关联度的方法，该方法计算简便、结果客观，因此，在考虑服务方案经济性能、技术性能、服务水平和社会服务的基础上，结合铁路物流服务现状，建立铁路物流服务评价体系，采用灰色关联分析法对方案进行评选。

1 铁路物流服务方案评价指标体系的建立

1.1 评价指标体系建立的原则

（1）系统全面性原则。铁路物流服务方案是一个完整的物流服务过程，包含了运输、仓储、装卸搬运、流通加工、接取送达等作业环节，在评价时应统筹考虑方案整体性能，不仅包含方案本身的效益指标，还应包含方案的其他竞争优势指标。

（2）定量与定性相结合原则。铁路物流服务方案的评价指标复杂，需要全面充分考虑影响方案的定量指标与定性指标，定量指标与定性指标都需要有明确的概念和计算方法。

（3）可操作性原则。铁路物流服务方案的评价指标必须具备可获得性，指标的具体数值或相对数值可以通过一定的途径或方法获得。

1.2 评价指标的选择

结合评价指标体系构建原则和铁路物流服务自身的特点，构建铁路物流服务方案评价指标体系如图1所示。该指标体系共包含4个I级评价指标，分别是经济性能指标、技术性能指标、服务水平指标和社会服务指标。每个I级评价指标下设不同的II级评价指标，共10个：经济性能指标下设运营成本指标和服务时间指标；技术性能指标下设货损货差率指标和正点率指标；服务水平指标下设运力可获得性指标、服务受理便利性指标、信息查询便利性指标和设施设备满意度指标；社会性能指标下设资源节约水平指标和绿色环保水平指标。铁路物流服务方案评价指标体系中，运营成本指标、服务时间指标、货损货差率指标和正点率指标为定量指标，可以通过计算获得，其余指标是定性指标，需要通过专家评价法打分得到。

1.3 指标释义及计算方法

铁路物流服务方案评价指标体系包含各个方面评价指标，内容丰富，项目繁杂，需要对评价指标进行释义，对计算方法进行说明。

图1 铁路物流服务方案评价指标体系Fig.1 Evaluation system of railway logistics service solution

1.3.1 经济性能评价指标

（1）运营成本。用YC表示铁路部门完成所有物流服务的总成本，元，以铁路部门的财务报表数据为准。

（2）服务时间。用YT表示铁路部门从货物接取到货物送达所花费的总时间，h。

1.3.2 技术性能评价指标

（1）货损货差率。指统计期(一般为1年或1季度)内铁路物流服务发生货损货差的比例，%。设铁路物流服务总质量为JD，发生货损货差货物总质量为JE，则铁路物流服务货损货差率JH的计算公式为

（2）正点率。指统计期内铁路部门按时完成铁路物流服务交货的比例，%。设铁路物流服务总服务次数为JF，其中正点交货的次数为JZ，则铁路物流服务正点率为JR的计算公式为

1.3.3 服务水平评价指标

服务水平评价指标定性描述及评分等级如表2所示。

表2 服务水平评价指标定性描述及评分等级Tab.2 Qualitative description and grading of service level evaluation indicators

（1）运力可获得性。客户获得各项运力资源的难易程度，主要从满足客户运力资源速度和办理运力资源服务的复杂程度方面进行评价。

（2）服务受理便利性。客户接受服务的便利程度，主要从客户需求响应速度和物流手续办理速度方面进行评价。

（3）信息查询便利性。客户查询货物在途位置和信息的便利程度，主要从项目信息化程度和服务智能化水平方面进行评价。

（4）设施设备满意度。客户对物流服务中设施设备的满意程度，主要从物流服务设施设备的完好程度和安全性方面进行评价。

1.3.4 社会服务评价指标

社会服务评价指标定性描述及评分等级如表3所示。

（1）资源节约水平。铁路物流服务方案的资源节能性，主要从项目占用物流资源的程度以及项目作业环节复杂程度进行评价。

（2）绿色环保水平。铁路物流服务方案的环保性，主要从项目对环境的污染程度进行评价。

2 基于灰色关联分析法的方案评价

灰色关联分析法是评价方案优劣程度的一种新型混合评价方法[9]，其基本思想是：对评价方案和理想方案之间的相似程度进行比较分析，以相似程度作为关联程度的衡量标准，评价方案与理想方案越接近，该方案的优越度越大，反之则越小。通过计算评价方案与理想方案间的灰色关联度数值的大小，能直观地比较并选择相对更接近理想方案的方案作为最优选方案。

表3 社会服务评价指标定性描述及评分等级Tab.3 Qualitative description and grading of social service evaluation indicators

（1）评价矩阵无量纲化处理。设有备选方案共m个，评价指标共n个，则方案与评价指标之间的评价矩阵为S= [sij]m×n，其中sij是第i个方案中第j个评价指标的评价值。

定量指标的评价数值是客观确定的，通常具有不同的量纲，需要对定量指标值进行无量纲规范化处理。定量指标类型主要分为效益型和成本型，效益型指标要求指标值越大越好，成本型指标要求指标值越小越好。

对于效益型指标，定量指标规范化的计算公式为

对于成本型指标，定量指标规范化的计算公式为

式中：xij为第i个方案中第j个评价指标无量纲化后的评价值。

定性指标的评价需要根据专家经验利用0.1，0.3，0.5，0.7，0.9的标度进行打分，最终得到无量纲的评价矩阵X= [xij]m×n。

（2）计算评价指标权重。利用层次分析法确定各评价指标的权重值W= {wj|j= 1，2，…，n}，其中wj为第j个评价指标对应的权重值。

（3）识别参考序列并计算偏离系数。对任意评价指标来说，理想的关系参考值是能最大程度满足它的方案所对应的关系值，评价指标与方案的关系值越大，那么该方案满足评价指标的能力就越强，评价指标理想参考值计算公式为

式中：v0(j)为满足第j个评价指标的所有方案对应的最大值。

偏离系数指方案i与评价指标j间的关系值到理想参考关系值之间的距离，用bij表示，偏离系数的计算公式为

从而得到偏离系数矩阵B= [bij]m×n。

（4）计算方案的灰色关联系数及综合评价值。铁路物流服务方案所对应的灰色关联系数的计算公式为

式中：γij表示第i个方案对于第j个评价指标的灰色关联系数；ξ (0≤ξ≤1)是分辨系数，ξ越小，其分辨率越高，ξ一般取0.5。

各铁路物流服务方案的综合评价值的计算公式为

式中：Qi表示第i个方案的综合评价值，显然，综合评价值Qi越大，方案越优。

3 实例分析

某饮料企业委托铁路部门完成产品“门到门”的全程物流服务，现有A，B，C共3个铁路物流服务方案可供选择，铁路物流服务方案实例如表4所示。其中，各方案载体类型和作业量一致，按照发端专车、发端运输、发端卸车、铁路装车、干线运输、铁路卸车、到端装车、到端运输、到端卸车和发端装车的顺序，各模块载体类型分别是叉车、仓栅式货车、叉车、叉车、棚车、叉车、叉车、仓栅式货车和叉车，各模块作业量分别是240车次、24车次、240车次、240车次、10车次、240车次、240车次、24车次和240车次。

为选择最合适的方案，根据建立的评价指标体系对3个方案分别进行量化评价，对各初始评价值进行无量纲化处理，运用层次分析法求得各评价指标权重值wj，根据公式 ⑶ 和公式 ⑷ 计算参考序列并得到偏离系数矩阵，再根据公式 ⑸ 和公式 ⑹，计算得到各方案灰色关联系数及综合评价值如表5所示。

从表5可以看出，运用灰色关联分析法进行方案决策，得到方案A的综合评分最高，其次是方案B和方案C，方案A总成本为66 466.1元，总服务时间为92.96 h，总货损货差率为9.76%，选择方案A作为最优方案。

表4 铁路物流服务方案实例Tab.4 Examples of railway logistics service solution

表5 各方案灰色关联系数及综合评价值Tab.5 Grey relational coef fi cient and comprehensive evaluation value of each solution

4 结束语

基于灰色关联分析法的铁路物流服务方案决策方法根本目的在于设计出可供铁路部门参考决策的方案评价体系和方法。根据铁路全流程物流服务的特点，考虑方案整体性能，建立了铁路物流服务方案评价指标体系，利用灰色关联分析法对方案进行评价，并选择综合评价值最大的方案作为最优方案。该评价指标体系能够全面反映铁路物流服务方案的优劣程度，灰色关联分析法既可以避免人的主观因素对方案选择的影响，又可以避免计算过程的复杂性，评价结果可行性和适用性较高，对铁路部门物流服务方案选择具有参考价值。