基于GM（1，1）模型的青島港物流需求預(yù)測研究

傅彥峰 （青島科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，山東 青島 266061）

0 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的深入推進(jìn)，物流的活動(dòng)范圍、數(shù)量都在快速擴(kuò)大，港口作為對外交際聯(lián)絡(luò)的窗口，在促進(jìn)國際貿(mào)易和區(qū)域發(fā)展的過程中起著至關(guān)重要的作用。港口的商業(yè)政策、基礎(chǔ)設(shè)施、供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)不斷完善，會吸引大量優(yōu)質(zhì)資源到此，各關(guān)聯(lián)企業(yè)聚集在一起，數(shù)量越來越多，質(zhì)量也越來越高，形成了規(guī)模經(jīng)濟(jì)，以優(yōu)化資源配置，從而帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。青島市擁有地理優(yōu)勢，是整個(gè)沿黃河流域最重要的出海口，是東北亞國際航運(yùn)的交通樞紐，是一個(gè)國際性的綜合交通樞紐城市。受益于國家政策、戰(zhàn)略的加持，青島成為了新亞歐大陸橋經(jīng)濟(jì)走廊的主要節(jié)點(diǎn)和海上合作戰(zhàn)略支點(diǎn)城市。因此，青島港具有非常大的發(fā)展?jié)摿Γ贫茖W(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略尤為重要。

明確物流需求變化趨勢可以為港口未來的系統(tǒng)規(guī)劃及功能定位提供可靠的依據(jù)，使港口物流活動(dòng)高效率、高質(zhì)量地運(yùn)行。因而越來越多的學(xué)者開始預(yù)測港口的物流需求。高秀春等[1]通過構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測曹妃甸港的物流需求，并提出了曹妃甸港未來發(fā)展現(xiàn)代物流的建議；李洪磊等[2]基于灰色預(yù)測理論對大連港口的物流需求進(jìn)行了預(yù)測；陳艷等[3]運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論與建模方法對青島港未來的貨物吞吐量進(jìn)行了預(yù)測。其中，灰色預(yù)測方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在預(yù)測研究時(shí)應(yīng)用得較為廣泛；除此之外，利用ARIMA模型、趨勢曲線模型或組合模型等方法也可以對物流需求進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)測[4-7]。

綜上所述，本文以青島港2017—2021年的貨物吞吐量為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過構(gòu)建GM（1，1）模型對未來五年青島港港口的物流需求進(jìn)行預(yù)測及分析，進(jìn)而根據(jù)預(yù)測結(jié)果結(jié)合實(shí)際情況為青島港未來的發(fā)展提出相應(yīng)的建議。

1 預(yù)測港口物流需求的重要性

港口物流需求預(yù)測是優(yōu)化港口物流活動(dòng)、強(qiáng)化港口物流管理的關(guān)鍵舉措之一，可以作為可靠的參考依據(jù)指導(dǎo)并調(diào)節(jié)相關(guān)人員的管理活動(dòng)及戰(zhàn)略。

港口是物資在克服時(shí)間、空間界限過程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，它不只是一個(gè)周轉(zhuǎn)站，更是一個(gè)結(jié)合供應(yīng)鏈物流、智慧物流、物流金融等思想為用戶提供物料的倉儲、運(yùn)輸、流通加工及信息處理等多功能、一體化的綜合性增值服務(wù)的核心區(qū)域。它也是一個(gè)跨行業(yè)、跨部門、跨領(lǐng)域、滲透性強(qiáng)的復(fù)合型區(qū)域，擁有強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)聚集功能，整個(gè)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的企業(yè)都會因港口興旺而被吸引、聚集到一起。強(qiáng)化港口物流管理能讓港口內(nèi)的商業(yè)資源、信息等得到充分的交流與共享，使港口內(nèi)各類關(guān)聯(lián)企業(yè)有效聯(lián)系在一起，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，降低物流成本，提高運(yùn)營效率，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)強(qiáng)化對港口周邊區(qū)域經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的輻射能力，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

此外，優(yōu)化港口物流活動(dòng)還可以合理配置資源，降低物流成本及區(qū)域內(nèi)的物資交易成本，加強(qiáng)區(qū)域間資金、信息、物力、人力等資源的聚集和交流，形成產(chǎn)業(yè)集群，在良好的發(fā)展環(huán)境下促使各行各業(yè)協(xié)同發(fā)展，優(yōu)化資源整合，打造一個(gè)綜合性的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，提高港口的運(yùn)營效率，從而提升港口的競爭優(yōu)勢。

上述內(nèi)容準(zhǔn)確預(yù)測了港口物流需求在制定港口發(fā)展戰(zhàn)略、確定港口定位、優(yōu)化港口物流活動(dòng)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

2 構(gòu)建GM(1,1)預(yù)測模型

2.1 模型介紹

2.2 模型構(gòu)建

第一步：對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)與處理。設(shè)原始序列為x（0）=（x（0）（1），x（0）（2），...，x（0）（n）），計(jì)算原始數(shù)據(jù)的級比以驗(yàn)證GM（1，1）模型能否使用。其中級比計(jì)算公式為：

第二步：對原始數(shù)列x（0）進(jìn)行一次累加得到x（1），x（1）=（x（1）（1），x（1）（2），...，x（1）（n）），其中，x（1）（k）可表示為：

第三步：構(gòu)建微分方程。對x（1）序列分別建立白化微分方程和灰色微分方程。白化微分方程表示為：

灰色微分方程的基本形式表示為：

其中，a為發(fā)展系數(shù)，表示數(shù)列x（0）和x（1）的發(fā)展走向。b代表灰色作用量，用于衡量數(shù)據(jù)的變化。此外，z（1）（k）可以由x（1）（k）進(jìn)行修正得到：

第六步：將a和b的值代入原微分方程中，取初始值x（1）（1）=x（0）（1），然后對模型數(shù)據(jù)進(jìn)行累減處理，得到最終預(yù)測模型并進(jìn)行預(yù)測。

通過構(gòu)建海淀區(qū)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)專業(yè)技術(shù)人才緊缺度指數(shù)來衡量崗位的緊缺程度。崗位緊缺度指數(shù)基于收集數(shù)據(jù)進(jìn)行建構(gòu)，從崗位人數(shù)需求量、崗位在行業(yè)內(nèi)企業(yè)的需求情況、崗位在時(shí)間上的緊缺情況進(jìn)行衡量。

2.3 模型檢驗(yàn)

為了驗(yàn)證預(yù)測值數(shù)據(jù)是否可靠，在得到預(yù)測值后需對模型的精度進(jìn)行檢驗(yàn)，本文采用事前檢驗(yàn)法，即利用后驗(yàn)差比和小誤差概率的值來檢驗(yàn)預(yù)測值是否可靠。

首先定義殘差項(xiàng)ζk0，其計(jì)算公式為：

利用后驗(yàn)差比C值與小誤差概率P值來確定模型的精度，精度檢驗(yàn)表如表1所示。

3 模型預(yù)測結(jié)果分析

3.1 數(shù)據(jù)整理

本文采用2017—2021年青島港港口貨物吞吐量作為預(yù)測指標(biāo)，詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2。

表2 2017—2021 年青島港貨物吞吐量

3.2 結(jié)果分析

首先對2017—2021五年的青島港港口貨物吞吐量進(jìn)行級比檢驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。

表3 GM（1，1）模型級比檢驗(yàn)結(jié)果

結(jié)果表明4個(gè)級比值λ均處于Q=（0.717，1.33）的區(qū)間范圍內(nèi)，即本數(shù)據(jù)適合構(gòu)建GM（1，1）模型，不需要進(jìn)行平移轉(zhuǎn)換操作。

繼而利用SPSS對GM（1，1）模型進(jìn)行計(jì)算，代入表2中的數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表4 GM（1，1）模型精度檢驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，后驗(yàn)差比C值為0.004 3，遠(yuǎn)小于0.35；且小誤差概率P值為1.000，大于0.9。對比精度檢驗(yàn)表可知，模型的精度非常高，可以較為貼切地預(yù)測青島港未來物流需求的發(fā)展趨勢。

通過對模型進(jìn)行計(jì)算可得發(fā)展系數(shù)a=-0.492，灰色作用量b=50 731.966 3。通過對未來五年青島港的貨物吞吐量進(jìn)行預(yù)測得到如表5所示的結(jié)果。

表5 青島港2022—2026 年貨物吞吐量預(yù)測結(jié)果

為了更直觀地反映模型的擬合情況及其預(yù)測趨勢，制作折線圖如圖1所示。

圖1 模型預(yù)測結(jié)果

由圖1可以看出，模型的擬合程度較好，青島港未來五年的物流需求量呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢，2026年青島港貨物吞吐量預(yù)測將會達(dá)到80 000萬噸以上，港口物流會持續(xù)保持高水平的發(fā)展態(tài)勢。然而，此結(jié)果只是在2017—2021年青島港港口貨物吞吐量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算預(yù)測的，實(shí)際上港口物流發(fā)展的影響因素很多，包括自然環(huán)境、社會環(huán)境、國際環(huán)境、港口的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備條件、周圍港口體系競爭狀況等，具有一定的不確定性。

因此，客觀來講，該預(yù)測結(jié)果具有相對可靠性，雖無法確保未來青島港港口的貨物吞吐量一定會達(dá)到預(yù)測值，但可以預(yù)判青島港物流市場的發(fā)展?jié)摿Γ瑸橹贫ㄎ磥淼陌l(fā)展戰(zhàn)略提供了可靠的參考依據(jù)。

3.3 發(fā)展對策與建議

對上述結(jié)果進(jìn)行分析可知，青島港的物流需求會逐年穩(wěn)步提升，但就目前情況來看，雖然青島港的貨物吞吐量位居世界前列，但其物流服務(wù)水平相對落后，物流增值服務(wù)的附加價(jià)值低，無法使利益最大化，且目前青島港還沒有形成一個(gè)完善且穩(wěn)定的物流供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)，非常容易導(dǎo)致缺貨等問題。因此，為了保證青島港的港口物流水平穩(wěn)步提升，盡可能避免不確定性因素的影響，最大程度地帶動(dòng)青島市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，可以從以下幾個(gè)方面入手來提高青島港對物流市場的把控度。

3.3.1 拓寬港口物流服務(wù)功能

青島港主營業(yè)務(wù)單一，物流增值服務(wù)的附加價(jià)值低，只能掙到所謂的“車馬費(fèi)”。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等高新技術(shù)在物流方面的應(yīng)用越來越廣，港口不能僅停留在提供物資裝卸、運(yùn)輸、倉儲和商貿(mào)等基礎(chǔ)功能且各類港口的物流服務(wù)功能雷同的階段，而應(yīng)主動(dòng)拓展物流服務(wù)功能，依靠高新技術(shù)手段朝著傳統(tǒng)物流服務(wù)功能和集技術(shù)、金融、信息于一體的現(xiàn)代多元化服務(wù)功能的方向拓展，延伸港口的物流服務(wù)功能，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，提升物流運(yùn)營效率，將青島港的高物流需求優(yōu)勢最大限度地發(fā)揮出來。

3.3.2 深化國際合作、臨港合作，建立供應(yīng)鏈聯(lián)盟

雖然青島港的貨物吞吐量位居世界前列，但缺貨問題仍然是制約青島港發(fā)展的瓶頸，因此要深化國際合作、臨港合作及與企業(yè)的合作，整合內(nèi)外資源，將競爭關(guān)系轉(zhuǎn)化為合作關(guān)系，建立供應(yīng)鏈聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，形成一個(gè)以青島港為核心的穩(wěn)定的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)，在保障貨源的同時(shí)也能保證銷路。政府在出臺相應(yīng)利好政策的同時(shí)要以高物流服務(wù)質(zhì)量水平為亮點(diǎn)吸引企業(yè)、臨港與國際建立長期、穩(wěn)定的合作，建立供應(yīng)鏈聯(lián)盟，如此一來不僅可以快速有效地應(yīng)對市場變化，且在市場環(huán)境發(fā)生變化時(shí)容易抓住新的市場機(jī)遇，還能充分利用現(xiàn)有的外部資源，迅速為客戶設(shè)計(jì)出一套低成本的個(gè)性化解決方案，高效率、高質(zhì)量地開展新項(xiàng)目，加強(qiáng)對市場的把控度。

3.3.3 布局港口聯(lián)動(dòng)發(fā)展

青島市的地理位置具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，“海陸空鐵郵”五港并存。“空鐵軌郵”聯(lián)合起來可以作為國際客運(yùn)大動(dòng)脈，通過游客旅游消費(fèi)額帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展；“空海鐵陸”聯(lián)合起來就是國際貨運(yùn)大動(dòng)脈，當(dāng)它們協(xié)同發(fā)展時(shí)，貨運(yùn)物流成本會大大降低，同時(shí)效率會大大提高。要布局港口聯(lián)動(dòng)，首先需消除各港口間的信息壁壘，提升各港口的數(shù)字化水平，搭建數(shù)字化信息共享平臺，促進(jìn)港口之間的信息交流，做好統(tǒng)籌工作，提高物流運(yùn)營效率，減少資源浪費(fèi)。然后需要完善港口集散運(yùn)行體系，提高物流效率。鐵路不發(fā)達(dá)是青島物流交通網(wǎng)絡(luò)的一大弱點(diǎn)，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，青島市海鐵聯(lián)運(yùn)占比不到3%，從青島港進(jìn)來的大量貨物的物流壓力都堆積在公路上。因此，要有長遠(yuǎn)的眼光，提前規(guī)劃建設(shè)青島市鐵路網(wǎng)絡(luò)，為港口聯(lián)動(dòng)發(fā)展布局。

3.3.4 完善港口基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備配套

近年來青島港港口貨物的吞吐量逐年增加，貨物流通頻繁，而基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配套卻相對落后，導(dǎo)致港口吞吐能力趨于飽和，大大限制了港口未來的升級部署。從預(yù)測結(jié)果來看，未來港口的貨物吞吐量在逐年穩(wěn)定提升，倘若配套基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備跟不上，將會出現(xiàn)港口承載能力滿負(fù)荷的狀態(tài)，從而嚴(yán)重影響港口經(jīng)濟(jì)效益。因此，要統(tǒng)籌兼顧，合理規(guī)劃物流硬件配套設(shè)施的更新，雖然短期內(nèi)會產(chǎn)生大量建設(shè)成本，但未來硬件設(shè)施與軟件的配套運(yùn)行，能讓港口物流水平上一個(gè)新的臺階，實(shí)現(xiàn)“降本增效”。

3.3.5 做好港口物流人才儲備工作

為了打造世界一流的現(xiàn)代化智能港口，青島港港口物流正在朝著專業(yè)化、信息化的方向快速發(fā)展，為了避免港口在發(fā)展過程中產(chǎn)生人才缺口，應(yīng)做好物流人才儲備工作。一方面可以從健全政策體系、加大宣傳力度等角度入手，積極引進(jìn)經(jīng)驗(yàn)豐富的高素質(zhì)物流人才；另一方面可以深化校企合作，防止課堂教學(xué)與實(shí)際工作相脫離，根據(jù)崗位的實(shí)際需求培養(yǎng)專業(yè)人才，做到因時(shí)制宜。

4 結(jié) 論

本文通過構(gòu)建GM(1,1)模型預(yù)測了未來五年青島港港口物流需求，得到未來五年青島港港口物流的需求分別為66 456.986萬噸、69 807.571萬噸、73 327.084萬噸、77 024.042萬噸、80 907.391萬噸，經(jīng)驗(yàn)證，該模型精度較好，預(yù)測值比較可靠。以預(yù)測結(jié)果為參考依據(jù)，結(jié)合青島港的發(fā)展現(xiàn)狀，從拓展物流服務(wù)功能、建立供應(yīng)鏈聯(lián)盟、布局港口聯(lián)動(dòng)、完善基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備配套、制定人才儲備戰(zhàn)略五個(gè)方面提出了青島港的發(fā)展對策與建議。

總之，青島港要充分發(fā)揮高物流需求的優(yōu)勢，在大環(huán)境利好的條件下抓住機(jī)遇，大力發(fā)展現(xiàn)代物流，推動(dòng)“港產(chǎn)城”一體化發(fā)展，打造鏈接上合、覆蓋省內(nèi)、輻射沿黃、橫貫歐亞、聯(lián)通日韓東盟的國際物流大通道，以促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。