基于权重组合分配预测方法的普洱市农产品冷链物流需求预测分析

2020-09-15云南财经大学物流学院云南昆明650221

物流科技 2020年9期

刘玲，谭辉（云南财经大学物流学院，云南昆明 650221）

LIU Ling, TAN Hui (School of Logistics, Yunnan University of Finance and Economics, Kunming 650221, China)

0 引言

2019 年，我国人均GDP 已达到10 276 美元，居民消费水平和消费实力将进一步提升，居民将更加注重消费品质的提升，新鲜水果、蔬菜等销量将会进一步攀升。据统计，2018 年，我国冷链物流市场规模达到了3 035 亿元，随着市场规模的扩大，整个市场将更具有活力。而其中，农产品作为冷链物流占据了绝大部分，在其中起到了较大作用，选取农产品进行预测对冷链物流需求预测具有较大的参考意义。云南普洱，冷链物流发展基础较弱，山地过多，交通不便，冷链运输调度难，运输成本高，80%的生鲜农产品以敞开式公路运输，农产品冷链物流将是其未来冷链物流发展的主要方向。本文通过对普洱一些主要农产品冷链需求进行预测，为普洱冷链物流发展提供一定的参考。

对于农产品的冷链需求预测，许多学者用不同的方法进行了研究。徐林祥、陆娟、艾小玲（2018）分析了江苏省农产品类的冷链物流需求，提出了一系列优化对策；郭明德、李红（2018）采用神经网络模型对果蔬冷链物流的需求进行了预测；李海玲（2019）采用灰色模型研究了我国冷链物流的需求预测；王秀梅（2018）则采用了权重分配组合法来预测，在单项预测的基础上辅之以权重组合，更加精准地预测了农产品冷链物流需求。农产品冷链物流需求预测和对策分析都得到了进一步的发展，但是，对于普洱市相关方面研究还较少，基于此，本文采用权重分配组合法对普洱市的部分农产品进行冷链物流需求预测，希望能从产量角度找到普洱市发展冷链物流的前景。

1 农产品冷链物流需求预测指标选择

普洱市地理位置优越，与周边多个国家接壤。普洱市江城县更是云南唯一一个与老挝、越南接壤的县，边境线绵长。优越的地理位置让普洱市冷链物流的发展更早的提上了日程。

普洱市河流资源丰富，孕育了普洱市得天独厚的水产资源；普洱市属于亚热带季风气候，夏热冬温，光照和雨水条件较好，适宜热带、亚热带水果生长，香蕉、波罗蜜、龙眼等水果资源丰富；此外，与云南其他州市一样，普洱畜产品、蔬菜、鲜花等农产品资源都比较丰富，对冷链物流需求巨大。综上，普洱市对冷链物流的需求大量集中在畜产品、水产品、蔬菜、水果、鲜花、食用菌等方面，其各自每年产量如表1 所示。

表1 单位：万t

由于普洱市冷链物流发展处于起步阶段，相关数据较少，而且普洱市农产品资源丰富，是未来普洱市主要冷链物流方向，所以本文直接用农产品产量代替冷链物流需求值。且从表1 中可以看出，普洱市畜产品、水果、蔬菜、水产品的产量都比较大，对冷链物流需求较大。加上水产品、水果、蔬菜更能体现普洱的特色农业，基于此，本文选取了水果、蔬菜、水产品三个产量的指标作为本研究样本。

2 普洱农产品冷链物流需求预测方法

2.1 单项预测方法选择

（1）二次移动平均预测法

选择此方法作为单项预测方法之一，先做出预测，然后得出预测的误差，为后面的权重设计打下基础。假定原始数据为x1,x2,…,xn…，用表示第t时刻的一次移动平均预测值，表示第t时刻的二次移动平均预测值，n取一个固定值，表示移动平均的个数，本研究中n取3，有：

二次移动平均法对未来预测公式即为：

（2）二次指数平滑预测法

此方法能够将预测数值与实际数值联系起来。xt表示在t时刻的实际值；α 是平滑指数，0＜α＜1；通过系数α 来调节预测值，使得预测能够更适合自己的数据样本。表示在t+1 时刻的一次指数平滑值（t时刻预测值）。表示在t时刻的二次指数平滑值（t时刻预测值）；本文中，t=1 时，取值为前三个样本的均值，有：

二次指数平滑法对未来预测公式即为：

（3） GM （1,1 ）灰色预测

GM （1,1 ）是一种灰色预测模型，采用拟合的方式进行预测，本文引入GM （1,1 ）灰色预测来增加预测的精准度，建模的基本步骤如下：

第二步：构造矩阵B和Yn：

第三步：利用最小二乘法求解

第四步：建立预测模型

GM （1,1 ）预测模型：

2.2 权重分配组合预测方法设计

为了使预测结果更加精确，本文谨慎地给移动平均法、指数平滑法和GM （1,1 ）灰色预测法赋予了权重。本文中m最大为3，设第m种预测方法的权重为ωm，第m种预测方法中的第i项预测的误差平方和为MSEi那么有：

3 普洱农产品冷链物流需求预测分析

3.1 基于单项方法的普洱农产品冷链物流需求预测

因为普洱市2015～2018 年水果、蔬菜、水产品三类产品的产量呈上升趋势，故先分别采用二次移动平均、二次指数平滑以及灰色预测法进行预测。

（1）二次移动平均法

首先，采用一次移动平均法，根据前面的计算步骤，分别对普洱市2015～2018 年水果、蔬菜、水产品三类产品进行冷链物流需求进行预测。接着，在一次移动平均法的基础上进行根据前面的方法进行再预测，得到了二次移动平均相关结果，此方法中，水果、蔬菜和水产品三类预测的误差均值分别为3.48%、8.66%和13.39%。三类产品的预测值、相对误差率及误差均值如表2 所示。

表2 二次移动平均法预测结果及精度单位：万t

根据前面介绍的二次移动平均法算得：At=30.141，Bt=0.136，根据上面的公式即可得到普洱市2020～2025 年的水果、蔬菜、水产品产量预测值，结果如表3 所示。

（2）二次指数平滑法

表3 二次移动平均法对未来普洱市冷链物流需求预测结果单位：万t

首先采用一次指数平滑法，根据上面提到的计算方法，对普洱农产品中的水果、蔬菜、水产品的产量进行预测。本实验中，α 取值为0.9，得到相关预测结果。完成一次指数平滑预测后，生成了一系列一次预测值，在一次预测结果的基础上，分别对2012～2019 年普洱市水果、蔬菜、水产品三类产品进行冷链物流需求进行预测。本项预测中，α 取值为0.9，并与实际值进行比较，测算其预测精度。此方法中，水果、蔬菜和水产品三类预测的误差均值分别为0.37%、0.74%和1.18%。三类产品的预测值、相对误差率及误差均值如表4 所示：

表4 二次指数平滑法预测结果及精度单位：万t

根据前面介绍的二次指数平滑法算得：At=30.186，Bt=0.290，根据上面的公式即可得到普洱市2019 到2025 年的水果、蔬菜、水产品产量预测值，结果如表5 所示：

表5 二次指数平滑法对未来普洱市冷链物流需求预测结果单位：万t

（3）灰色预测法

根据前面介绍的灰色预测GM （ 1,1）模型，对模型进行计算，求得水果、蔬菜、水产品三项预测的a的值分别为：-0.0195，-0.0383，-0.0624；三项预测的b的值分别为：26.8167，41.5786，11.4804。根据模型计算出了预测值，如表6 所示，并拟合出了未来几年的预测值，如表7 所示。

表6 灰色预测法预测结果及精度单位：万t

根据灰色预测模型，继续迭代，即能得到对未来的预测，本文对2019～2025 年进行了预测，结果如表7 所示：

表7 灰色预测法对未来普洱市冷链物流需求预测结果单位：万t

3.2 权重分配组合预测法的普洱农产品冷链物流需求预测

比较表2、表4 和表6 的结果，发现二次指数平滑法的预测精度比其它两种方法精度要高，所以，其所占比重在组合预测值应最大。根据上面介绍的权重分配组合计算方法，计算出水果一项中移动平均法、二次指数平滑法和灰色预测法的权重分别为0.074312728，0.490024714，0.435662557；蔬菜一项中移动平均法、二次指数平滑法和灰色预测法的权重分别为0.013013018，0.496810643，0.490176338；水产品一项中移动平均法、二次指数平滑法和灰色预测法的权重分别为0.070001665，0.496277761，0.433720575。把上述权重通过加权平均在三种预测方法的基础上进行再预测，得到了2012～2018年三类产品的最终预测值及预测精度，结果如表8 所示：

表8 权重组合方法预测结果及精度单位：万t

根据前面算出来的权重，结合三种单项预测方法，算出普洱市2019～2025 年农产品冷链物流基于权重组合的综合预测值，结果如表9 所示：

表9 权重组合法对未来普洱市冷链物流需求预测结果单位：万t

3.3 权重分配组合预测法的精度评判

对比表2、表4、表6 和表8，从表中的平均误差结果，可以看出指数平滑法在对水果和蔬菜的预测上效果较好，误差均值较少，分别达到了0.37%和0.74%，与实际值较为接近。但是，总的来看，权重组合预测方法对各个单项预测赋予了权重，预测结果是几种单项预测的综合，且在水产品一项的预测中要明显优于其它三类单项预测，预测的数据具有较强的说服力，且总体精度而言，权重组合预测法在水果、蔬菜和水产品预测中的误差均值分别为0.76%、0.85%和0.70%，达到了较为精准的预测，可信度较高，能够选其作为预测方法。

3.4 未来趋势分析

通过表9 对未来几年三种产品的预测，得到了如图1 所示的柱状图，从图1 中蔬菜对于冷链物流的需求在三种产品中占的量是最大的，在2025 年蔬菜产量达到了63.09 万吨。所以，未来普洱市应该着重建设蔬菜方面的冷链物流，加强蔬菜类冷链物流基础设施建设，提高流通率，减少腐损率。总体来看，水果在2025 年产量达到了33.28 万吨，水产品在2025 年产量达到了24.80 万吨，普洱市农产品产量都趋于上升，由此预测普洱市对于冷链物流的需求在未来几年也趋于上升，冷链物流发展有着丰厚的农产品资源优势。

4 结论

本次预测虽然是权重组合预测，但就平均误差来看，在水果和蔬菜两个单项预测中，指数平滑法的误差要小于权重组合预测的误差，所以，指数平滑法在水果和蔬菜两个领域参考可靠性较大，但是指数平滑法α 取值为0.9，现实数据在其中占的比重较大，当对未来进行预测时，α 将不再起作用，预测的精度也可能会随之降低。而权重组合预测法整体上综合了几种单项预测方法，谨慎地赋予了各个方法权重，整体预测效果较好，且在水产品这一项预测上要明显优于其它方法，具有可靠的参考性。