基于时间序列的上海市物流需求预测分析

王胜源，朱芷童 （辽宁工程技术大学 营销管理学院，辽宁 葫芦岛 125105）

0 引 言

上海市是国家级中心城市，集经济、金融、贸易、航运、科技创新中心为一体，2020年上海全市生产总值38 700.58，第二产业增加值为10 258.57亿元，2021年全年各种运输方式完成货物运输量为155 211.94万吨，比上年增长11.5%。2021年2月印发的《国家综合立体交通网规划纲要》中规划2021—2035年，将上海建设成为国际性综合交通枢纽城市。同时，新一轮《上海市交通发展白皮书》提出要“打造高效货运体系，助力畅通经济循环”；要在调整货物运输结构的同时稳步推进中欧班列的顺利运行、优化运输组织模式，提高货运体系的服务质量和效率，在支撑经济高质量发展的同时减少对城市生活环境的影响。

运输是国民经济中基础性、先导性、战略性的产业和重要的服务行业，是我国现代物流体系建设中的基础环节和重要环节，物流产业在发展的过程中必然会带来相应的问题，例如物流成本居高不下、物流效率增长速度慢等，都是影响物流产业发展速度的重要原因。因此，物流的降本增效就成为保障城市生活质量的新标准。近年来，不少学者通过量化物流需求对地区物流发展建言献策，从预测方法来看，可以分为以下三类：基于统计学方法预测：灰色预测和线性回归模型等；在比较GDP和产业对物流需求的预测结果有何差异时得出：在GDP发展水平提高的同时，我国物流成本需要有渐进式的较大幅度降低，才能增强物流发展的空间潜力、增强物流技术创新和管理水平改善的能力[1]。在基于线性回归模型的物流需求预测分析中提出，物流需求是物流供给能力的基础，保证物流服务供给与需求之间的相对平衡，是使物流活动保持高效运转的关键[2]。基于神经网络对地区物流需求进行预测；通过三层感知神经网络模型预测区域物流需求模型，摒弃了用物流数据预测的旧思路，采用区域经济指标来预测区域物流需求[3]。基于改进传统统计学方法的组合预测模型；在预测物流园区的需求时采用了组合预测。研究表明，组合预测方法在某些特定场合中比单项预测具有更高的精确度和稳定性[4]。物流成本可以提前对物流需求的预测值进行合理规划，物流需求预测为物流活动提供理论依据，同时为政府建设物流基础设施、制定物流发展政策提供支持，实现降本增效的利益最大化目标。

1 预测模型

1.1 线性回归模型

线性回归通常是从自变量（X）经济现象与因变量（Y）经济现象之间的因果关系入手，建立变量之间的回归方程并做预测，影响因变量的因素有很多，在实际探讨案例时，可根据影响因素的多少从一元线性回归和多元线性回归中选择其中一种进行预测，计算公式如下。

Y=a+bX，

其中，a和b为回归系数。

1.2 指数平滑模型

指数平滑法，也称为指数移动加权平均法，属于时间序列分析法中常用来进行预测的方法。该方法通过对指数加权平均，在原始数据生成时间序列图的基础上对未来趋势进行预测。指数平滑法凭借其操作难度小、计算方便等优点广泛地应用于生产、生活及统计领域的数据预测中[5]。运用与预测期越接近的数据，得出的预测值就越准确，反之，得出的预测值越不准确。指数平滑法的原理是观察一段时期内某种经济现象的数量变化，掌握了准确可靠的历史数据之后，对往后时期该经济现象的发展趋势及可能达到的水平进行预测[6]。

其中Holt指数平滑公式为

St=αXt+（1-α）（St-1+Tt-1），

T=γ（St-St-1）+（1-γ）Tt-1。

Holt预测公式为

Xt’(m)=St+mTt。

其中，Xt是往期的实际数据，α和γ是平滑系数，取值范围为（0，1），St是初步预测值[9]。

2 建立预测指标体系

货运周转量是指在一定时期内，通过各类运输工具采用现有的运输方式完成的实际运送过程总量，该总量既包括运输的距离，也包括货物的重量和数量。货物周转量代表货物的总运输量，也是物流活动中最基础的一项，贯穿整个物流活动的始终，因此孙艳玲认为货物周转量能在一定程度上反映物流需求的变化[10]，能较为全面地反映货物运输成果。在可操作性原则下，本研究选择货物周转量来概括物流产业的发展水平。

通过上文中对创业型中小企业的剖析，我们能够对其发展的具体过程做出一个十分明确的划分。每一个创业型中小企业都应该对自己的真实实力有一个正确的认知，并且根据自己的具体实力为自己不同阶段的发展做出一份详细的企业战略管理规划。只有创业型中小企业明确自己的发展目标，重点研发和发扬自己的核心技术，不断加强企业人力管理以及相应的企业结构管理，以及及时提升企业的整体竞争实力等等的目标，才能够使得企业真正得到可持续性发展。总而言之，创新型中小企业应当不断对自己相关的管理规划和结构进行整改和创新，只有这样，企业才能够在激烈的竞争环境之下更好的生存。

GDP代表一定时期内各项生产活动的汇总值。物流产业的发展同国民经济水平的增长存在着相关性。截至2019年，我国物流成本占GDP总值的15%，意味着每100元中有15元用作物流活动。经济发展与经济战略、产业结构、文化和基础设施息息相关，物流的发展则受物流政策导向、物流基础设施、物流信息化及管理水平等因素的影响。产业结构的转变对物流活动同样有着至关重要的意义，物流的降本增效需要产业结构转型升级，因此将三大产业的生产总值作为影响物流活动的经济因素指标。

上海市基于优越的发展环境和地理位置，既是国内经济循环的中心点，又是进出口贸易与国际接轨的重要通道。进出口总额可以作为反映上海市经济发展的重要指标之一。

数据来源于上海市统计年鉴，选取2011—2020年的相关数据，如表 1所示。

表1 上海市货物周转量与经济指标数据

续 表

3 预测分析过程

3.1 线性回归预测

3.1.1 预测分析

该研究根据SPSS软件进行建模，选用2011—2020年上海市货物周转量及相关经济指标数据。为了提高模型的准确度，首先采用逐步回归剔除与因变量（货物周转量）相关性较弱的变量，经逐步回归得出相关性较强的变量为第二产业，被剔除变量系数如表 2所示。

通过表中的信息可得出，GDP和第三产业的显著性较高，说明其对物流活动的影响程度较为显著，可以用作预测上海市的货运周转量。但第二产业与货运周转量的相关性程度最高，综上，本研究采用第二产业来预测上海市的货物周转量。通过SPSS软件输出结果可得，货运周转量与第二产业的一元线性回归模型为：

3.1.2 模型检验

在线性回归模型中，虽然通过线性关系判断出因变量与自变量之间存在相关性，但是通常没有严谨的科学依据作为支撑，所以在初步建立回归模型之后，需要对因变量（货物周转量）和多个自变量之间的线性关系进行显著性检验。本研究采用的显著性检验方法为拟合优度检验和变量显著性检验，结果如表2所示。

表2 被剔除变量系数表

3.1.2.1 拟合优度检验（R2检验）

R2的值越接近1，说明模型的拟合程度越好（见表3）。

表3 多元线性回归系数表

结果显示R2=0.889，说明样本中需求函数即第二产业对货物周转量的解释能力为88.9%，方程拟合优度较高。

3.1.2.2 变量显著性检验（T 检验）

R2检验和T检验都是为了检验所列示的自变量与被因变量之间的相关关系及回归效果，通过SPSS输出的结果来看第二产业对货物周转量的显著性小于0.05，接受第二产业为货物周转量的解释变量（见表4）。

表4 多元线性回归系数表

3.2 指数平滑预测

在R语言中找到Holt指数平滑模型包，将已知的上海市货物周转量原始数据导入RStudio编译器作为参数即可建立Holt指数平滑模型，利用plot函数建立时间序列并画出时间序列图如图 1 所示。

图1 时间序列图

从曲线图可以看出，2011—2020年上海市货物周转量的时间序列变化趋势，之后结合时间序列趋势采用R语言中的预测包forecast函数对上海市货物周转量进行预测，预测时将表 1中的原始数据作为结果变量对未来10年的上海市货物周转量输入参数，预测结果如表 5所示。

表5 Holt 预测结果

图2蓝色曲线部分表示预测结果，阴影部分由内至外分别为置信度80%和95%的预测区间。

图2 原始数据与未来数据对比图

4 预测结果

根据上海市统计局的相关数据可知，2020年的第二产业相比2019年同期增长仅有1.3%，2021年第二产业总量的初步核算值为11 449.32亿元，比上年同期增长9.4%。但第二产业总量占GDP的体量依旧在三大产业中排第二位，根据计算得出“十三五”规划以来，第二产业的平均增长率为5%，由此可得，2022年第二产业总量为12 021.79亿元。将已知的第二产业总量X代入线性回归方程中计算出2021、2022年上海市的货物周转量分别为36 269.95、39 395.64亿元。

但由于第二产业总量是根据经济发展规律估算得出的，线性回归方程需要考虑第二产业总量X的真实性，并且通过图 3可以看出线性回归预测相较于原始数据有滞后性。指数平滑法预测是对观察期按时间生成序列，完成历史数据的趋势分解图，对上海市货运周转量进行预测。故本研究选择指数平滑法对上海市在“十四五”规划的5年，即2021—2025年的货物周转量做预测，依次为34 358.67亿元、35 870.48亿元、37 382.30亿元、38 894.12亿元、40 405.94亿元。

图3 线性回归预测与原始数据对比

5 结论与建议

通过大量数据可得，我国已经是全球物流活动和供应链枢纽的中心，但仅从总量上比较还不足以匹配物流强国的称号，面对当前严峻的国际形势，丁俊发综合“十四五”规划提出了针对我国物流发展现状的建议以及亟待解决的问题；物流现代化如何实现？我国物流业的短板在哪？产业链可控能力的评价以及如何保障物流产业与生产要素各环节的有机融合[11]等。作为世界第二大经济体，中国不仅要提升国内物流水平，还要放眼全球推进物流现代化，不仅仅针对某个城市，而是面向全国，打破借鉴西方发达国家物流发展理念的壁垒，实现自主现代化。“十四五”规划中要求推进120个国家的物流枢纽建设，从空间上拓宽物流发展布局，加快完善长江三角洲地区世界级机场枢纽的建设。

从本研究的预测结果来看，上海市货运周转量在“十四五”期间呈现逐年上升趋势，物流产业即将迎来良好的发展机遇，也是物流产业现代化实现结构调整、优化升级的好时机。上海市作为我国改革开放的前沿窗口和对外依存度较高的国际化大都市，结合《上海市综合交通发展“十四五”规划》中提出的：到2025年形成与产业经济发展相匹配、与居民生活和商贸物流发展相适应的绿色低碳、经济高效的货运服务体系。具体指以全面提高国际贸易中心枢纽功能为目标，优化提升国内、国际市场联通和辐射能力，完善供应链物流支撑体系、推进城市运输流通体系的现代化建设，提高上海市作为长三角世界级城市群的核心引领能力。

除此之外，物流现代化还体现在集约化水平高、资源整合能力强等方面，因此要实现物流现代化，仅凭物流企业自身的单打独斗是不现实的，要通过市场优化整合，发展在全球范围内有影响力的物流企业或供应链企业；与此同时，更要加快物流产业和我国的三大产业的有机融合。郭晓平的研究认为第二产业中的制造业、汽车行业、新能源产业均离不开物流运输、仓储等物流服务[12]，第二产业的发展与物流需求的发展是相互的。“十四五”规划中提到至2025年，上海市战略新兴产业增加值要占全市GDP的20%左右，重点包括电子信息、汽车、新材料等，大力推动第二产业的深化发展。综上，本研究对上海市物流产业在“十四五”期间的发展提出以下建议：

物流需求的预测反映一段时期内的物流发展变化，上海市应结合本市的发展特点，对“十四五”期间物流业的发展进行整体规划，提高物流基础设施的保障能力，完善物流服务水平，打造上海市产业集聚区，共同促进物流现代化的发展；

在保障完善国内物流市场能力的同时，加大对港口物流的基础设施建设，细化国际物流的分拨能力，积极推动大宗货物交易的流通水平，立足全国，面向亚太；同时稳步推进“中欧班列”的运行，实现上海市作为国内、国际双循环的中心；

加强物流企业的准入门槛，整合优质物流企业资源，强强联合、科技赋能，将智慧物流融入物流现代化当中，打造具有国际地位的物流企业或供应链体系；加强物流产业作为一项独立业态的能力，将生产到消费的全过程与物流产业有机结合起来，建立生产、消费能畅通循环运行的现代物流体系，最终实现货物流通中供需精准匹配的高效流通体系。