运用温特线性与季节性指数平滑法对广东省快递业务收入进行预测

李彩彩

(江西财经大学 江西 南昌 330013)

一、引言

随着各大电商平台的发展，目前快递行业已经成为与我们日常生活息息相关的产业。2016年中国快递量破300亿件，稳居世界第一。与此同时，国内生产总值中快递业务收入所占的比重也从2015年一季度的3.6‰提高至2017年一季度的5.4‰。近些年，由于“双11”，“双12”购物狂欢节的诞生，这两个月全国快递业务收入更是突飞猛进地增长。据国家邮政局统计，2016年“双11”当天全国共处理快件2.51亿件，同比增长52%，刷新了内地快递最高日处理量的纪录，紧接着从11日至16日的短短6天内，全国揽收快件量达11.2亿件，派送7.9亿件。在惊讶于快递业务量增长如此迅速的同时，我们也可以发现，快递业务收入受季节因素影响较为明显，所以本文基于2014年1月到2017年11月各月的快递业务收入，对相关数据进行取对数处理，采用温特线性与季节指数平滑法建立Holt-Winters模型并做出相关预测。

二、Holt-Winters 模型建模过程

(一)原序列平稳性判定

1.时序图

图1 Ln(快递业务收入)序列的时序图

如图所示，该序列有明显的递增趋势，同时还具有明显的季节性波动和周期性的特点，因此初步判定，该序列不为平稳序列。

2.单位根检验

图2 Ln(快递业务收入)序列的单位根检验

单位根检验的结果显示，P值大于0.05，因此判断该序列为非平稳序列。

(二)时间序列分解

图3 Decompose季节性时间序列分解图

对时间序列进行分解一般有两种方法，分别是加法模型和乘法模型，本文采用乘法模型。上图中自上而下依次为原序列的观测值，时间序列分解趋势图，时间序列季节变动图和时间序列分解噪声图。从图中我们可以观察到，该序列在相当长的时间内表现为一种近似直线的持续向上趋势；另外具有明显的季节波动性，一般在靠近年末时会突然大幅上涨，而在年初却持续下滑，这与“双十一”的影响是密不可分的，同时由于每年2月一般包含春节假期，在此期间，许多快递员选择回家过年，不少网商为了避免快递企业的涨价策略，一般选择在春节后进行发货，而很多买家又不愿意等待太久，这使得快递业务收入在2月份整体大幅降低，而年后又呈现出回弹的态势，总体来看，中间几个月快递业务收入波动较小，各年度波动的幅度大致相当，呈现出明显的周期性。

(三)拟合Holt-Winters模型

图4 Holt-Winters模型拟合图

图5 Holt-Winters 模型残差自相关图

由上图可知，1阶后残差系数都没有超过执行区间，可以初步判定该残差不是自相关的。

图6 残差的白噪声检验

白噪声检验的P值为0.1647，大于0.05，不能拒绝原假设，说明该残差序列为白噪声序列，不存在相关性，Holt-Winters模型对Ln(快递业务收入)拟合的效果优秀。

三、分析与预测

(一)计算未来一年广东省快递业务收入预测值

温特线性与季节性指数平滑法以3个方程式为基础，时间序列总模式的3个组成部分——随机性，倾向性，季节性的其中之一将会影响每个方程式所平滑的参数。温特方法的3个基本方程式如下所示：

St=αXt/It-L+(1-α)(St-1+bt-1)

(1)

bt=γ(St-St-1)+(1-γ)bt-1

(2)

It=βXt/St+(1-β)It-L

(3)

预测的公式：Ft+m=(St+ btm)It+m-L

上式中，I是季节性系数，等于时间序列的原始数据Xt与时间序列的一次指数平滑数St的比值,L是季节性的长度(每年的季数或月数),m是从当前周期到所要预测周期的周期数。

本例中，季节长度L=12，本文取α=0.2，β=0.05，γ=0.1

计算步骤如下：

(1)指数平滑数初始值的计算

S13=X13=48.73

(2)季节指数It的初始值计算

I1=0.276821,I2=0.211675,I3=0.312437,I4=0.312912,

I5= 0.328265,I6=0.33699,I7=0.32903,I8=0.334561

I9=0.375748,I10= 0.375444,I11=0.463969,

I12=0.342147

(3)计算平滑系数bt的初始值

b13=(48.73-30.55+30.23-30.55+44.22-30.55)/3*12=0.875833

(4)预测2017年12月及2018年12个月广东省的快递业务收入

F48=(S47+b47*35)*I47+35-12

F49=(S48+b48*36)*I48+36-12

……

(二)预测图

图7 Holt-Winters模型预测图

四、结论与建议

从预测图中我们可以看出，2018年年初广东省快递业务收入将呈现短期下降的趋势，但是之后仍然保持稳步上涨的态势。近年来，“一带一路’战略的实施，在构建与沿线国家互联互通交通网络的同时，也给广东省物流业的发展带来了新的机遇。广东省作为我国对外经济交流的重要窗口，长期以来与海上丝绸之路沿线国家保持着密切的往来。2014年南方航空新开通了深圳直飞毛里求斯的航线，该航线是“海上丝绸之路”的空中走廊。另外随着广州港、深圳港、珠海港、湛江港、汕头港等港口建设的加强，以及广东省自贸区、粤港澳大湾区的建立，相信未来广东省物流业将会更加蓬勃发展，快递业务收入对该省GDP的贡献率也会大幅上升。

然而目前我国快递行业普遍存在物流成本高，监管不严，效率低下，服务质量不高等问题，因此建议广东省建立完善的监管制度，保证运输品的安全性；发挥市场主导作用，优胜劣汰，促进快递企业提高效率和质量；同时还要倡导绿色发展，循环利用包装，开发环保材料，降低物流成本。就国家层面来说，应理性限制“邮政专营权范围”，完善快递行业的法律法规，引入小额诉讼，合理解决纠纷，维护消费者合法权利，同时加强物流基础设施建设，促进快递行业的标准化和规范化。