江苏省现代农业物流系统动力学建模及优化

　　摘要:为了确定江苏省现代农业物流系统中农业物流需求、供给、农业生产产值和地区人口之间的相互作用关系，以及物流信息技术使用对农业物流系统产生的影响，对江苏省现代农业物流系统进行建模及优化.首先采用定性分析的方法，选取13个评价变量，根据各个变量之间的关系，利用VensimPLE软件绘制因果关系图;其次采用定量分析的方法，在因果关系图的基础上绘制系统流图，并利用江苏省统计年鉴、交通运输发展公报和SPSS数据分析软件，建立各个变量的系统动力学方程;最后对模型进行检验以及仿真分析.结果表明，将物流信息技术投资比例分别增加1、2和3倍时，江苏省农业物流供给量平均提升2.25%、4.49%和6.73%，农业物流成本平均下降0.63%、1.22%和1.82%，这表明在农业物流活动中推广使用现代信息技术能够对整个物流系统产生积极影响.

　　关键词:农业物流系统;因果关系图;系统流图;动力学方程;现代信息技术

　　现代农业物流是以顾客需求为中心，利用现代化技术，将农产品和农业生产资料等实体货物以及信息从产地发往销地的经济活动过程.但目前，我国农业物流现代化建设尚不完善，以信息化水平为例，普遍存在信息共享程度低、信息流通不畅、信息发布与更新不及时等问题.

　　1模型构建

　　1.1建模基本步骤

　　系统动力学建模是首先通过对系统内部的各个指标进行定性分析，建立因果关系图;其次进行定量分析，建立系统流图和各个指标的动力学方程;最后应用计算机软件对模型进行仿真，不断调整相关参数，对模型进行优化，得出相应结论的过程.具体步骤如下:

　　1)明确建模目的，确定系统边界.农业物流系统是一个复杂的社会经济系统，需要明确系统内部各个因素之间的相互作用关系，并确定系统的边界范围，在确保模型精确度的同时，又避免加入大量无关指标，增加工作量.文中结合江苏省现代农业物流的特点，将经济、政策、需求、供给以及人口因素纳入模型系统边界，具体如表1所示.

　　2)系统结构分析，绘制因果关系图，明确反馈回路的正负关系.分析系统内部各个因素的相互作用关系，利用VensimPLE软件绘制系统的因果关系图.3)建立系统流图和动力学方程.在因果关系图的基础上，绘制系统流图，根据江苏省统计年鉴和SPSS数据分析软件，构建各个变量的动力学方程.

　　1.2因果关系分析

　　因果关系分析是构建系统动力学模型的关键阶段，能够反映研究对象的演化动力机制.文中基于对相关因素的定性分析，结合江苏省现代农业物流发展状况，构建了江苏省现代农业物流系统因果关系图，如图1所示.

　　2数据处理

　　2.1数据获取

　　文中选取的数据部分来自于2011—2020年的江苏省统计年鉴，如表2所示.其中，江苏省农业生产总值包括农、林、畜、渔业和农林牧渔服务业的数据;江苏省农业物流需求量包括农、林、牧、渔业的数据;江苏省物流行业就业人数即江苏省交通运输、仓储和邮政业就业人数.

　　本模型设置的模拟时间段为2010—2030年，时间步长为1年，针对2020—2030年的未知数据，利用SPSS25里的时间序列预测模型进行预测，预测方法为专家建模法.此外，由于数据获取问题，文中假设全国公路固定资产投资比例与江苏省公路固定资产投资比例相同;江苏省农业物流信息技术投资比例与江苏省信息传输、软件和信息技术服务业投资额占江苏省GDP的比例相同;江苏省高学历公路物流从业人员比例与全国高学历公路物流从业人员比例相同.

　　2.2建立方程

　　模型中主要变量的动力学方程如表3所示，其中INTEG是积分函数，ABS是绝对值函数，DELAY3是时间延迟函数，这3者为系统动力学软件内置的通用函数.

　　3仿真分析

　　3.1模型检验

　　3.1.1历史数据检验

　　将2010—2019年江苏省农业生产总值和农业物流需求量的真实数据与模型的仿真数据进行比较，结果见表4.由表4可见，江苏省农业生产总值和农业物流需求量的仿真数据与真实数据的误差均在±10%之内，表明模型的准确性较高，所描述的系统行为与实际情况相符合，可用来进行政策模拟试验.

　　3.1.2稳定性检验

　　江苏省现代农业物流系统属于一个稳定的系统，当系统内部某个参数发生小幅度改变时，系统的行为变化趋势不应发生改变.对模型的仿真时间步长进行调整，分别为12、6、3个月，以江苏省农业生产总值为研究对象，运行结果如图3所示

　　由图3可见，在不同的仿真时间步长下，江苏省农业生产总值的变化趋势相同，表明模型处于稳定状态，对参数变化的敏感程度较低，通过了稳定性检验.

　　3.2模型仿真

　　江苏省农业物流系统发展水平受到江苏省农业物流信息技术投资政策的影响.文中主要研究现代信息技术的应用对江苏省农业物流系统产生的影响，将江苏省农业物流信息技术投资比例在原有基础上分别增加1、2、3倍，研究其对江苏省农业物流供给量、农业物流供需比、实际农业物流成本、农业物流费用差异和江苏省农业生产总值带来的影响，仿真结果如图4-8所示.

　　江苏省农业物流信息技术投资比例提升，会对江苏省农业物流信息化水平产生积极影响，而农业物流信息化水平的提升有助于提高江苏省农业物流效率和现有农业物流资源的利用率，使得江苏省农业物流供给量得到提高.

　　根据仿真结果，江苏省农业物流信息技术投资比例在原有基础上增加1、2和3倍时，江苏省农业物流供给量平均提高2.25%、4.49%和6.73%.

　　江苏省农业物流供给量提升的幅度大于江苏省农业物流需求量时，江苏省农业物流供需比会逐渐增加，而江苏省实际农业物流成本则会呈下降趋势.根据仿真结果，当江苏省农业物流信息技术投资比例在原有基础上增加1、2和3倍时，农业物流供需比将平均提高2.24%、4.48%和6.72%，而实际农业物流成本将平均降低0.63%、1.22%和1.82%.

　　4结论

　　1)通过对模型进行历史数据检验和稳定性检验，验证了模型的有效性和稳定性.

　　2)通过对江苏省农业物流信息技术投资比例的调整，验证其与江苏省农业物流供给量、农业物流供需比和江苏省农业生产总值之间具有正反馈关系;与农业物流费用差异和实际农业物流成本之间具有负反馈关系.

　　3)结合仿真结果，表明在农业物流活动中推广使用现代信息技术，有助于提高农业物流效率和农业物流资源利用率，促进江苏省农业经济的发展.4)由于模型中部分数据难以获取，部分指标参数借鉴相关文献中的设置方法，可能对模型的精确性产生影响，未来需要对此进一步优化.

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　　何美玲，安勇峰，蒲俊

《江苏省现代农业物流系统动力学建模及优化》

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