基于应急物流能力提升的粮食储备库选址模型研究

马文璇,温 馨,徐 剑

(1.沈阳工业大学 管理学院,辽宁 沈阳 110870； 2.中国刑事警察学院,辽宁 沈阳 110854)

粮食应急物流是在发生突发事件时，以满足受灾地区人民最基本生理需求为目的，最大程度降低灾害损失，是在最短时间内快速且高效完成应急物流所需的粮食装卸、运输、包装、贮存、配送、加工以及信息管理等一系列活动的物流途径。面对我国现阶段各类灾害事件层出不穷的现状，将灾害事故分为地震、雪灾、泥石流、恐怖袭击事件、洪水和传染疾病等。灾害事故数量递增，涉及范围和规模严重度呈上升趋势，在突发事件发生时，粮食作为灾区物资中最重要的组成部分，对灾区人民生命安全至关重要。

目前我国针对粮食物流的研究主要为非应急情况下的，针对应急情况下的粮食物流研究较少且主要以系统构建及优化研究为主，对于粮食应急物流的储备库选址指标确定以及选址模型构建的研究相对较少。相较于普通粮食物流，粮食应急物流具备突发性、短时性、不确定性、高效率性、政府主导性以及弱经济性等特征，是通过特殊手段将应急粮食从供应储备地运送到受灾地区的物流过程[1-2]。

1 粮食应急物流系统概述

在突发事件发生后的一定时间及空间之内，能够短时高效地完成应急所需粮食的储存、包装、运输、装卸、加工等一系列物流活动而形成的应急物流有机整体被称为粮食应急物流系统。粮食应急物流系统从内容上划分可分为八个组成部分，其中指挥系统是主导和计划功能的核心，具备组织协调功能；中心系统具备储备及运输配送功能；支撑系统具备保证应急粮食平稳运输作用；信息系统具备监测预警和数据分析作用；采购系统起到制定采购计划作用，储存系统起到完善仓库管理和择优选址作用，运输系统起到保证运输通畅作用，配送系统起到择优配送路径作用[3]。

2 粮食应急物流储备库选址研究现状

对粮食应急物流储备库选址问题进行深入研究有助于协调整个地区的经济发展，有利于连接及协调各应急物流区域的应急资源整合。现阶段，应急物流粮食储备库选址问题仍旧存在物资分散、分布不均、储备库基础设施更新维护能力欠佳和储备库应急资源浪费等问题。基于此，为妥善应对突发事件、降低物流调度及运输成本、完善粮食应急物流网络建设、保障受灾地区人民基本生理需求，粮食应急物流储备库的选址问题具有关键意义[4-5]。

3 粮食应急物流储备库选址影响因素分析

针对粮食应急物流储备库的选址研究从如下若干方面展开研究：问题分析、影响因素确定、结构模型构建、判断矩阵建立、一致性检验、权重向量确定、方案排序、决策制定。应急物流储备库选址常见方法的特征比对如表1所示。

表1 应急物流储备库选址常见方法的特征比对表

通过表1中选址方法的对比分析可知，层次分析法更加适合多因素、多目标、多准则的选址决策问题，符合粮食应急物流储备库的选址要求，不同因素通过层次及数量化分析，对比因素重要性，采用同层次指标间两两对比方式，建立数学模型进行选址决策[6-8]。粮食应急物流储备库选址的影响因素分为如下五点。

3.1 自然环境因素

在储备库建立之前，应根据不同应急粮食类型进行自然环境因素分析，主要包含地理因素、气候因素等方面。粮食储备库的规模要能够同所处地区的建设情况和主要应急粮食供应需求相互匹配，熟悉了解当地降雨、地震、山洪等气候状况，注意与油库、化工厂等单位保持距离，避免事故发生。

3.2 社会经济因素

粮食应急储备库的建立要综合考虑所处地社会经济发展水平，其中包含居民地域分布情况、交通路况、通信能力、技术水平、劳动力数量、地价、废物处理能力等问题，尽量缩短与外界公路、铁路、港口的路线，强调粮食应急物流弱经济性的特点，即先满足粮食应急物流供应，后减小成本，避免后续迁址带来的经济浪费和人员不足问题。

3.3 政策制度因素

政府作为粮食应急物流活动的指挥者，在储备库建设过程中发挥着指导作用，合理的土地减税政策、大力支持社会力量参与积极性、完善各区域粮食应急物流储备库基础设施运行机制、加强各区域粮食应急物流储备库管理制度都将奠定粮食应急物流的储备库建立的研究基础。针对急需变更用途或者退出仓储规划的基础设施必须经由粮食局向上级省政府进行上报获批，之后依据批示及规定流程办理完成补充建立[9-11]。

3.4 基础设施因素

为保证应急粮食的顺利配送，需要足够的库存，因此要求针对不同粮食，定期排查及更新基础设施，增强长效维护力度，降低储备粮食的流失率，鼓励种粮大户及合作社等建立应急粮食仓储设施，使其具有干燥设施设备和晾晒场地的特征。于此同时，充足的设备能源供应量对于储备库的基础设施建设同样重要。

3.5 便于操作因素

粮食应急物流的关键点在于对时间的特殊要求，这就要求粮食应急物流整个物流活动要在突发事件发生时及时启动应急预案，及时作出应急反应，为受灾地区提供充足的各类应急粮食物资，也就要求粮食应急物流储备库的选址研究必须以高效迅速实现粮食物资运输，以追求时间及空间利益最大为目标。通过对上述粮食应急物流储备库选址影响因素进行分析，将粮食应急物流储备库选址相关影响因素分级与分类[12-14]，如表2所示。

表2 粮食应急物流储备库选址相关影响因素的分级与分类

4 粮食应急物流储备库选址模型研究

在现有粮食应急物流储备库的选址模型的特征分析基础之上，综合考虑储备库选址的特征，以提升应急物流能力为目的,建立粮食应急物流储备库选址模型。常用的粮食应急物流储备库选址模型特征比对如表3所示。

表3 常用的粮食应急物流储备库选址模型特征比对表

假设A、B、C、D为某区域内的粮食应急物流储备库候选地点，研究将四点定义为评价对象并完成优化选择。能够对储备库选址问题产生影响的因素很多且难以量化，研究采用层次分析法(AHP)将难以用定量方法进行描述的影响因素依据从属关系和因果关系进行逐一分层，建立两两对比矩阵，通过计算得到方案层对决策的排序权重，为决策提供定量化依据[15-16]。

4.1 建立层次结构模型

将粮食应急物流的影响因素分层，采用层次框图形式描述层次的阶梯结构和因素间的从属状态。粮食应急物流储备库选址的层次结构模型示意图如图1所示。

图1 粮食应急物流储备库选址的层次结构模型示意图

4.2 构建模糊层次分析法层次架构

确定粮食应急物流储备库选址区域和相关影响因素，将研究目标细化，将各影响因素根据隶属关系完成层次化划分，精确分析宏观影响因素，完成模糊层次分析法层次架构构建[17-18]，粮食应急物流储备库选址的层次架构示意图如图2所示。

图2 粮食应急物流储备库选址的层次架构示意图

4.3 建立模糊一致判断矩阵

根据层次架构，对下层元素于上层元素的重要程度进行综合评价，建立模糊一致判断矩阵。设上层元素Ak于下层中的n个元素B存在联系，则R为:

采用比例标度法表示相对最优程度，当两因素同等重要时，标度即为1；当因素a稍微重要于因素b时，标度即为3；当因素a明显重要于因素b时，标度即为5；当因素a强烈重要于因素b时，标度即为7；当因素a极端重要于因素b时，标度即为9；两因素间的重要性判断介于上述含义间的情况，标度即设定为2、4、6、8。

4.4 层次单排序及一致性检验

通过计算上下层元素间相对重要性的排序权值，判断矩阵特征值,解决特征向量问题。当bij>0且bij=1/bji，bij=bikbkj，则将该判断矩阵视为正互反一致性的矩阵[19]。在对突发事件下粮食应急物流活动的选择研究中发现，选址问题的复杂程度和认知度通常存在着主观差异，故建立的判断矩阵不具备完全一致性，致使特征值λmax>n,特征向量无法反应其对于权重的真实反应，采用一致性指标CI值来实现判断矩阵一致性的目的，即：

当λmax=n时，CI值=0，判断矩阵具有完全一致性。一致性指标值越大，其所对应的判断矩阵一致性越差，当CI值≤0.1时，主观判断矩阵具有较为满意的一致性。粮食应急储备库的选址问题采用CI值来检验判断矩阵的一致性，通过反复计算，求得算数平均值，在1 000次反复计算平均随机一致性指标值后，得到修正值如表4所示。

表4 R.I修正值表

随机一致性比率计算公式为

当n=1或2时，1阶与2阶矩阵即为一致阵，当n≥3时，其一致性指标同同阶的平均一致性指标RI的比值即为一致性比率，当CR<0.1时，判断矩阵拥有满意的一致性。若不符合上述情况，则需要重新调整矩阵，直至判断矩阵最终达到满意的一致性。

4.5 层次总排序及一致性检验

依次计算研究中所包含的因素及目标间重要性，设上层A有m个元素，层次总排序的权值即α1，α2，…，αm，下层B有n个元素，即为B1，B2，…，Bn，设Bj对Ai的单排序权值是bij，当Bj于Ai无影响时，bij=0，可求得B元素的总排序权值Bn，即

由此可求得

为继续完成层次总排序的一致性检验，按由高到低的顺序进行，设A中因素为Aj(j=1,2,…,m)，与之对应的B中平均随机一致性指标为RIj，判断矩阵一致性指标为CIj,B的CR值为：

若CR值≤0.1，层次总排序结果为满意的一致性。若不符合则需要重新调整矩阵直至CR值达到满意的一致性[20-21]。

5 结论

在普通粮食物流研究基础上，以应急物流能力提升为目的，强调粮食应急物流储备库选址研究的创新性和必要性，探讨其与非应急情况的区别，结合现阶段我国突发事件特征和急需性，探讨储备库选址方法的理论依据和应用过程，综合对比多种分析方法，创新构建粮食应急物流储备库选址影响因素指标，采用AHP层次分析法将定性分析和定量分析紧密结合[22]。

在实际选址应用中，假设五个储备库选址地点，其基本选定条件分别基于前文所介绍的不同类型等因素，邀请具有权威资质的专业人士对上述的粮食应急储备库地点的各影响因素进行综合打分，打分标准为1至5分，将多准则多目标的粮食应急储备库的选址决策问题进行层次化处理和数量化处理，比较两两因素之间的各项指标，完成判断矩阵建立，采用特征向量和积法得到指标权重并完成归一处理，通过权重加权计算，得到粮食应急储备库的最优选址地点。

研究以应急物流能力提升为目的，对于粮食储备库选址方法的研究将改善我国应急粮食储备库数目较少，分布不均的现状，填补研究空白，提升我国应急物流能力，减小灾害损失，最大程度维护人民生命安全。