于凱麗

為了提高區(qū)域物流需求預(yù)測的精確度，本文利用蟻群優(yōu)化訓(xùn)練參數(shù)的支持向量機(jī)算法（SVM），得到優(yōu)化后的支持向量機(jī)預(yù)測模型對區(qū)域物流需求進(jìn)行預(yù)測。以青島市物流需求預(yù)測為例，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蟻群優(yōu)化的支持向量機(jī)模型預(yù)測結(jié)果精度更高、穩(wěn)定性更強(qiáng)、誤差率更小，為青島物流需求預(yù)測提供了保障。

區(qū)域物流需求預(yù)測有利于現(xiàn)代物流體系的優(yōu)化和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)降低成本、提高物流效率的目標(biāo)。新形勢下，科學(xué)預(yù)測區(qū)域物流需求，對提高經(jīng)濟(jì)競爭力，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義，是合理制定物流發(fā)展政策、完善物流基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和物流服務(wù)體系建設(shè)的重要依據(jù)。因此，準(zhǔn)確預(yù)測區(qū)域物流需求顯得尤為重要，其準(zhǔn)確性將決定區(qū)域物流規(guī)劃是否合理。及時掌握有效物流需求發(fā)展趨勢的信息，有利于城市現(xiàn)代物流體系的優(yōu)化和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)降低成本、提高物流效率的目標(biāo)，對提高城市經(jīng)濟(jì)競爭力，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。

一、物流需求指標(biāo)選擇

區(qū)域物流需求預(yù)測指標(biāo)的準(zhǔn)確選擇是預(yù)測成功實(shí)施的關(guān)鍵。為了保證物流需求的預(yù)測結(jié)果更接近實(shí)際結(jié)果，本文分析了影響區(qū)域物流需求復(fù)雜多樣的因素。本文在查閱相關(guān)文獻(xiàn)和實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，分別從經(jīng)濟(jì)影響和非經(jīng)濟(jì)影響兩個角度分析了區(qū)域物流需求的影響因素。

經(jīng)濟(jì)影響因素：

1、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)模?！笆奈濉币詠恚S著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，物流需求增速加快，城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度與物流業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)。

2、工業(yè)結(jié)構(gòu)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整將對物流需求規(guī)模和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響。城市通常與當(dāng)?shù)鼐哂邢嗤墓I(yè)結(jié)構(gòu)。要穩(wěn)定城市產(chǎn)業(yè)，城市必須確保服務(wù)業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定、積極、長期的發(fā)展。

3、商業(yè)貿(mào)易。商業(yè)貿(mào)易對城市的物流需求有重大影響，商業(yè)貿(mào)易的發(fā)展也需要高標(biāo)準(zhǔn)的城市物流支持。

4、當(dāng)?shù)鼐用竦南M(fèi)水平。隨著城市化的發(fā)展，隨著當(dāng)?shù)厝嗣裣M(fèi)和購買力的增加，電子商務(wù)分銷服務(wù)取得了進(jìn)展。

5、資本投資。資金投入在很大程度上影響物流需求，需要優(yōu)化資源配置和政策指導(dǎo)，優(yōu)化資本投資環(huán)境，提高物流服務(wù)水平。

6、消費(fèi)者市場。消費(fèi)者市場的大小受到人口密度的限制。在人口密度高的地區(qū)，商業(yè)流通的增加導(dǎo)致了物流活動的發(fā)生。

由于非經(jīng)濟(jì)因素、宏觀經(jīng)濟(jì)政策和外部環(huán)境等影響物流需求的因素，短期內(nèi)對物流需求的影響較小，因此，本文僅重點(diǎn)關(guān)注經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與物流需求之間的關(guān)系，并利用貨運(yùn)量來衡量區(qū)域物流需求的規(guī)模，構(gòu)建表1所示的影響因素指標(biāo)體系。

二、區(qū)域物流需求預(yù)測模型構(gòu)建

（一）目標(biāo)函數(shù)的建立

支持向量機(jī)（SVM）是一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論，利用結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化的原則，避免局部最小值，有效地解決過度學(xué)習(xí)問題。它可以獲得有意義的法律信息，保證人們獲得泛化能力，并具有較好的預(yù)測準(zhǔn)確度。

假設(shè)在給定的K個樣本數(shù)據(jù)集中，{（xi，yi），i= 1，2，…，n}，n表示樣本數(shù)目，根據(jù)支持向量機(jī)原理，為每個樣本點(diǎn)引入一個松弛變量來標(biāo)記。

對于凸二次優(yōu)化問題，通過引入拉格朗日乘子，將目標(biāo)函數(shù)和約束條件集成到拉格朗日函數(shù)中，方便求解為每個不等式約束引入拉格朗日乘子a的最大或最小值，得到拉格朗日函數(shù)。

（二）參數(shù)優(yōu)化

初始化確定蟻群算法的基本參數(shù)，蟻群為m個，每個螞蟻k定義了一個具有n個元素的一維數(shù)組路徑。k個螞蟻通過的n個節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)按順序存儲在路徑中，可用于表示k個螞蟻的爬行路徑，其中n是優(yōu)化參數(shù)的總有效位。螞蟻k在t時刻在路徑（i，j）上節(jié)點(diǎn)i的信息素濃度為τij（t），得到從城市i選擇城市j這條路線的概率轉(zhuǎn)換規(guī)則。

每只螞蟻t在時刻選擇下一個城市，并在t+1時刻到達(dá)那里。得到路徑（i，j）的信息素更新規(guī)則。當(dāng)完成最大迭代次數(shù)后，取所有螞蟻所走路徑中的最短路徑作為最終路徑來進(jìn)行優(yōu)化。

（三）預(yù)測模型的構(gòu)建步驟

本文選用Libsvm-3.22工具箱，應(yīng)用Matlab軟件進(jìn)行了預(yù)測和分析。Libsvm-3.22工具箱是一個用于支持向量機(jī)預(yù)測模型的訓(xùn)練、學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析和參數(shù)優(yōu)化的多功能軟件包，該工具箱簡單、實(shí)用、快速、有效。

步驟1：根據(jù)給出的指標(biāo)體系重建數(shù)據(jù)，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化。

步驟2：數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)，訓(xùn)練數(shù)據(jù)集用于建模，測試數(shù)據(jù)集用于驗(yàn)證開發(fā)的模型。本文中2002年至2017年青島市的各數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集，2018年至2020年青島市的各數(shù)據(jù)作為測試集。

步驟3：優(yōu)化參數(shù)和訓(xùn)練模型。使用ACO算法確定SVM中的懲罰系數(shù)和內(nèi)核寬度的RBF作為核函數(shù)。訓(xùn)練SVM模型，如果不滿足停止條件，新參數(shù)將用于重建ACO-SVM模型。計(jì)算適合度值，直到滿足停止條件。

步驟4：模型預(yù)測。訓(xùn)練后，使用最優(yōu)參數(shù)組合建立預(yù)測模型。將測試樣本輸入到建立的模型以獲得預(yù)測值。

步驟5：將預(yù)測數(shù)據(jù)重新歸一化以獲得實(shí)際的物流需求預(yù)測數(shù)據(jù)。

三、實(shí)證研究

（一）預(yù)測模型的MATLAB實(shí)現(xiàn)

本文對青島市物流需求現(xiàn)狀及特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，從經(jīng)濟(jì)總量、社會居民消費(fèi)情況、當(dāng)?shù)鼐用竦目側(cè)藬?shù)和對外貿(mào)易情況等幾個方面構(gòu)建了一個適合于本文的預(yù)測指標(biāo)體系，選取貨物貨運(yùn)量指標(biāo)來量度青島市物流需求規(guī)模，如表2所示。

由于各指標(biāo)數(shù)量級和單位不同，本文將樣本數(shù)據(jù)縮至[-1，1]之間，對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理。設(shè)置模型參數(shù)c，g范圍為[0.1，1000]，交叉驗(yàn)證t為6，對模型訓(xùn)練的最終結(jié)果如圖1所示。

從運(yùn)行過程可以得出，參數(shù)C=271.8591，g=3.5748，擬合優(yōu)度R2=0.9747，R2值越接近1，說明模型的實(shí)際值與觀測值的擬合程度越好，平均百分比誤差為MAPE=0.0343，模型參數(shù)經(jīng)過訓(xùn)練優(yōu)化，預(yù)測結(jié)果比較準(zhǔn)確?？梢钥闯?，該預(yù)測模型表現(xiàn)出良好的預(yù)測效果。

科學(xué)的區(qū)域物流需求預(yù)測為現(xiàn)代物流系統(tǒng)規(guī)劃提供發(fā)展依據(jù)，為區(qū)域宏觀產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)政策提供理論基礎(chǔ)。如果需求沒有得到充分的估計(jì)，物流企業(yè)將失去很多盈利機(jī)會。準(zhǔn)確預(yù)測區(qū)域物流需求是物流規(guī)劃的重要依據(jù)，是區(qū)域物流綜合規(guī)劃的前提和基礎(chǔ)。

〔本文系青島濱海學(xué)院人文社會科學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2021RY05）研究成果〕

（作者單位：青島濱海學(xué)院商學(xué)院）