基于新冠肺炎疫情背景对物流运输模型的研究

李欣茹 张皓天 战翔宇

摘 要：自武汉暴发新冠肺炎疫情以来，我国建立起的大规模防疫系统已连续三年经受住来自疫情的全方位考验，我国经济体整体上在抗压情况下实现了稳健向好运行。疫情风险的不可控部分伴随防疫系统的发展不断缩小，为相对可控的政策风险所取代。应急政策设计因此成为恢复经济常态、保持供应链常态的重要抓手。基于此背景，文章探讨了防疫系统的设计要求，并设计了基于图论化概率系统和Dijkstra算法的寻路模型及其评价系数体系，以此分析不同疫情强度、政策强度下的物流系统表现，进而为供应链物流的风险勘察和柔性设计指出思路。提出了一种成本低、响应快、操作简便的物流政策风险评价方法，经过分析大量运算结果后，给出运用所述分析方法得到的分析样例和推论。

关键词：供应链风险；物流运输模型；物流优化；新冠肺炎疫情

中图分类号：F252    文献标识码：A 文章编号：1005-6432（2023）10-0014-06

DOI：10.13939/j.cnki.zgsc.2023.10.014

1 引言

随着经济的不断发展，网络路径优化技术趋近成熟。定位识别技术、场景边缘计算和物流管理软件等先进的管理思想工具在国内的民用物流服务商当中得到了综合应用并试图降低、规避供应链风险。然而，供应链风险的发生是客观和必然的，在当前严峻的疫情形势下更是不可避免的。多年来，越来越多的学者围绕供应链风险展开了研究。其中，早期的Jüttner等人提出了风险源划分标准（2003），而后Christopher指出“供应链风险=中断的可能性×造成的影响”（2011），强调了可能性对防范成本的决定作用，由于概率—影响共同定义了风险，探明风险的可能性同样可以降低风险。刘宝红的库存风险思想（2015）进一步延展，认为供应链弹性具有不必要的、属于防范成本的一面：对环境风险的识别和处理，以及来自公共设施机构的支持，让各方风险决策能够得到更充分的信息，沉淀出更多的确定性，确认企业对供应链弹性的需求即“必要弹性”，缩小防范成本中必要部分的范围，最终实现成本优化。［1］然而当下在商业物流领域，无论技术应用还是环境风险管理仍相对薄弱。因为商业物流需要考虑不同的工业口径和作业规范，且对配送安置具有更高且差异化的需求，故而等口径、成本改良的物流平台仍鲜少被搭建起来。加之商业物流常采取大宗长途的订货形式，首先流程风险从操作层面上难以约束分离，其次样本量的自然基础远低于民用物流，导致数据容量和流通性均较为有限，存在优化瓶颈，而且改良成本更高。与此同时，大量的地区性小产业线和自由货车根本缺乏数字化经验和可行性，这些物流环节游离在关注边缘，暴露在严峻的防疫风险当中。此外，大多数企业的库存管理方法依然采用传统推动式生产系统的再订货点法，导致库存水平预测跟不上疫情影响带来的变化，这更加剧了风险。因此，文章以新冠肺炎疫情下防疫的背景为出发点，首先以供应链“必要弹性”的视角分析防疫政策，把分析的核心放在解释、拆解和演绎供应链政策风险。而后利用图论化概率系统和Dijkstra算法的寻路模型及其评价系数体系，介绍其在政策领域和物流规划领域各自的应用思路，为日后防疫的形势提供必要的参考依据和政策启示。

2 防疫相关的供应链风险

防疫过程中的供应链风险出现在以下几个方面，如表1所示。

4.1 優化偏差系数

优化偏差系数的实质和价格相似，同是指数函数，这是因为优化偏差系数求的是目前的价格平均与无疫情时最优价格Pbest之比，也就是说，第i轮的优化偏差系数为：

CODi=COD0ΔQS+M×EsM×Esi（7）

其中COD0=PO/Pbest。在模型计算的时候，如果只算平均的话，会存在起始点和终止点不连通的情况，但在现实中，这种情况发生的概率极低，因此优化偏差系数和价格其实是同底数的指数函数，其趋势与图2走势相同。

4.2 风险分布显著度

风险分布显著度的提出是用来解决决策设计过程中的风险考量问题。大量模型运行结果显示，在一定的疫情事件分布下，政策强度（模型中展现为短期封停道路数量）将会改变交通线各节点的风险情况，例如主干道封停严重导致支线交通流量增加，此时支线发生疫情也会造成更大损失。显著度序列的参考意义在于，其揭示了整个交通系统在不同危机水平、不同管控措施下逐渐暴露风险的过程。在这一过程中引入显著度分析，能够不断发现新生风险点，从事件的概率和影响上区分高低风险地区，进而采取灵活差异化的管控措施。

图2 涉疫点数—城市风险分布显著度曲线

根据上文风险分布显著度的概念，可以给出其数学定义：假设在执行最优路径操作时，经过了疫情点i，则定义其点的影响为Fi，至此，可以得到一个影响序列{F}n，将其由大到小排序后，得到排序的序列{Fs}n，则风险显著度可以定义为：

GRi=Fsi1n－i∑nj=i+1Fsj， Fsj≠0（8）

图2是本模型的城市风险显著度GR曲线图，图中反映出了疫情点对物流的影响大小。可以发现，当n=1时，随着封禁的道路越来越多，即疫情越来越严峻，新的城市风险可能会被暴露，旧的城市风险也会逐步增加。而当n=2时，随着m的增加，城市风险或许有减弱的趋势。这是因为随着疫情形势的持续严峻，涉疫城市也越不容易到达。但代价就是价格的变动与时间成本是巨大的。风险显著度序列的参考意义在于能够表示整条物流系统的风险分布情况，同时快速筛选出风险突出节点，对风险地区自动进行排序。这也是前述数学定义产生的原因。

4.3 最佳路径实践依赖度

路径依赖度体现了物流运输在成本约束下对初始最优路线的依赖程度。较高的路径依赖度意味着最好的路线在成本上与其他路线拉开了较大差距，该路线在疫情时期就更难被替代。这里能够理解为成本差距越大，物流计划人员针对疫情的避险意愿会更加受制于成本问题。同时因人员流动集中，若因疫情瘫痪则损失将难以估量。在疫情排查时，该路线因需求度高，更需要摒弃风险连坐思维，实施精准化防疫，快速筛查后尽快放行。

对于本图，定义最佳路径实践依赖度D，设在封禁道路的影响中，最优路径的改变条数为Ce，最优路径未改变却经过了疫情的数量为Ge，则可以定义：

D=Ge/M－CeΔQ/M（9）

此式能定量表示封禁道路后，涉疫车辆仍然对最优路径产生依赖的程度。具体数值如表3所示。

据表3观察，当在m固定、疫情暴发逐渐增强时，除了n=1时的路径依赖度会基本不变，否则因Ge的不断扩大，Ge的占比不断扩大，会导致D的逐渐增大。换言之，尽管疫情较为严重时，涉疫车辆仍然会对最优路径产生较高的依赖程度。这一现象意味着风险被集中在物流主干道上，一方面说明该地区对疫情缺乏适应性抵抗力，另一方面会造成涉疫车辆在终点大量出现和累积，最终导致物流运力的供应水平不断降低，运费波动加剧，不可抗的供应链违约开始产生。

如果管控过于严格，可能会导致Ce=M的情况。此时物流车辆无法进入疫情发生城市，因为被封锁路径的运费在数学上计算为无穷大，阻止车辆选择该路径。

4.4 结果分析

此处的政策风险主要在于粗放式管理下不能因地制宜选择封停力度，进而引发局部物流锁死的问题。部分交通连通性差（表现为较高的物流实践依赖度数值和数值增速）、受政策影响较大的地区在政策设计阶段被忽视，这就构成了防疫方案的潜在漏洞。而在疫情较严峻时，地方政府在行政压力下更倾向于选择“一刀切”，很可能导致这些地区的物流环节严重瘫痪，并导致供应风险和违约風险向周围扩散。文章模型显示，在政策强度不匹配实际情况时，即使防疫系统能够快速做出反应解封续流，供应链物流依然蒙受了很大的损失，计划层面和沟通层面也暴露在风险当中。

5 结语

文章经研究认为，目前城市交通系统的运转程度和抗压能力很大程度上取决于交通结构是否合理。合理的城市交通结构，有利于激发现有交通资源的能动性，从而更好地配置资源，提高运行效率和物流系统抗压能力。［2-4］因此，根据不同物流交通情况制定因地制宜的防疫政策，从而纾解因疫情导致的物流困境，能够更好地保护供应链的整体价值。表4展示了文章认为可行的风险勘察步骤。

文章的研究结果意味着以下两点：第一，要制定有效政策进行管控。实行精准防疫的方式，同时避免形式主义、特殊时期浪费和“一刀切”等懒政、怠政问题，实现最早时间、最低层级、最小成本获得最大防控成效。第二，防疫机制低成本化的实现，也依赖于系统的建设。可持续的防疫政策需要建设一个能够有效针对高频度、低烈度的疫情开展精细控制进程的地区防疫系统。这一系统能够认识到自身防疫管理水平的分布情况，进而逐一确定出下辖区域的防疫目标和干预强度；对疫情传播能力与可能传播链条具有充分估测；快速对疫情信息进行深入处理以确定最小封控窗口，第一时间做出行动。以上研究结果构成了可持续性防疫的基本定义，也是当代技术管理水平能够达成的较理想形态。同时可以推想，由于市场决策高度依赖于信任，防疫系统的建设也离不开对信任的建设，这同样对行政管理水平提出了综合性的高要求。

与前人研究结果相比，文章利用图论化概率系统和Dijkstra算法的寻路模型及其评价系数体系，提供了抽象模型的具体化算法，时间复杂度小，能够以更快的速度利用大数据计算出评价系数。就防疫意义而言，文章研究成果能为从原料入库到成品上架的全过程、全场景追踪提供大量实地管理信息，成为企业与监管部门的交流凭证。同时给予防疫措施更多的背书和依据，监管部门也因此降低了决策风险，这便于其在安全性、公信力和经济损失三者中取得最小公约数。

参考文献：

［1］刘宝红.采购与供应链管理：一个实践者的角度［M］.3版.北京：机械工业出版社，2019.

［2］祝建军.基于交通效率的城市道路交通系统优化理论与方法研究［D］.成都：西南交通大学，2011.

［3］华瑶，孟雪，张英.论供应链条件下的零库存管理［J］.工业技术经济，2006（1）：116-118.

［4］屈冠林.科学地认识零库存——浅议零库存策略的内涵与实施［J］.中国物流与采购，2003（11）：34-35.

［作者简介］李欣茹（2001—），女，山东济南人，研究方向：政策研究与财务管理；张皓天（2001—），男，天津人，研究方向：供应链风险管理与国际经贸；战翔宇（2002—），男，山东泰安人，研究方向：系统建模与算法设计。