基于LOD的瀘州各地區(qū)間物流需求預(yù)測(cè)

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1、基于LOD的瀘州各地區(qū)間物流需求預(yù)測(cè) xxx （西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院 四川 成都 611756） 摘要： 本文在不考慮區(qū)域以外情況下，根據(jù)給定的數(shù)據(jù)和查找的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然地理等資料，運(yùn)用LOD預(yù)測(cè)方法和物流系統(tǒng)規(guī)劃等方法，對(duì)瀘州市江陽(yáng)區(qū)、龍馬潭區(qū)等三區(qū)四縣2015年和2020年的物流需求量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)該市2015年、2020年的LOD矩陣和物流量期望線圖分別進(jìn)行了計(jì)算和繪制。 關(guān)鍵詞：LOD預(yù)測(cè)方法 物流系統(tǒng)規(guī)劃 LOD矩陣 物流量期望線圖 ForecastingofInter-region

2、allogisticsdemands 1、背景 1.1 論文背景 四川省瀘州市位于長(zhǎng)江上游的川滇黔結(jié)合部，人口近500萬(wàn)，轄江陽(yáng)區(qū)、龍馬潭區(qū)、納溪區(qū)、合江縣、瀘縣、古藺縣、敘永縣等三區(qū)四縣。需要根據(jù)給定的不考慮區(qū)域以外情況下的數(shù)據(jù)和查找的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然地理等資料，運(yùn)用LOD預(yù)測(cè)方法，預(yù)測(cè)2015年和2020年的物流需求量。 1.2 L-OD預(yù)測(cè)原理介紹 物流純流動(dòng)是單位物品從始發(fā)地到達(dá)目的地的流動(dòng)過(guò)程，簡(jiǎn)稱L-OD，物流流動(dòng)需求預(yù)測(cè)也稱基于L-OD的物流需求方法，是包含各類預(yù)測(cè)方法和模型在內(nèi)的一種以物流

3、分區(qū)為對(duì)象的集聚分析，一般是先通過(guò)對(duì)目前各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、物流設(shè)施與物流狀況進(jìn)行調(diào)查，按照地區(qū)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)趨勢(shì)及目標(biāo)，利用預(yù)測(cè)方法推導(dǎo)出未來(lái)各區(qū)的物流發(fā)生量和吸引量，在進(jìn)行區(qū)與區(qū)之間的物流空間交換量預(yù)測(cè)，接著進(jìn)行物流鏈的選擇，最后將所有的物流量分配到物流網(wǎng)絡(luò)的各線路和節(jié)點(diǎn)上。 2、瀘州市各小區(qū)物流生成預(yù)測(cè) 對(duì)于物流生成量的預(yù)測(cè)，本文首先根據(jù)三次指數(shù)平滑法模型預(yù)測(cè)出2009-2020年的GDP增長(zhǎng)率，再采用彈性系數(shù)法進(jìn)行生成預(yù)測(cè)，根據(jù)各小區(qū)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值和貨運(yùn)代理量的彈性系數(shù)預(yù)測(cè)未來(lái)校區(qū)物流生成量。 2.1 瀘州GDP增長(zhǎng)率計(jì)算 瀘州市2001年至2008年間GDP值，如表1所示。

4、 表2-1 瀘州市2001年——2008年GDP值 年度 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 GDP （億元） 177.9 194.2 215.8 258.8 284.9 331.12 403.8 508.4 根據(jù)2001-2008年瀘州市GDP值，本文采用EXCEL軟件利用指數(shù)平滑法對(duì)2009-2020年瀘州市GDP值的預(yù)測(cè)。 2.1.1 繪制2001-2008年瀘州市GDP散點(diǎn)趨勢(shì)圖 由圖excel軟件繪制2001-2008年瀘州市GDP散點(diǎn)趨勢(shì)圖如

5、下所示，可以看出，其數(shù)據(jù)增長(zhǎng)趨勢(shì)呈二次曲線趨勢(shì)，所以本文宜采用三次指數(shù)平滑法進(jìn)行預(yù)測(cè)。 圖 瀘州市2001-2008年GDP散點(diǎn)圖 2.1.2 瀘州市2009-2020年GDP預(yù)測(cè)過(guò)程 （1） 指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)原理 指數(shù)平滑法是在移動(dòng)平均法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種時(shí)間序列分析預(yù)測(cè)法，它是通過(guò)計(jì)算指數(shù)平滑值，配合一定的時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型對(duì)現(xiàn)象的未來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。其原理是任一期的指數(shù)平滑值都是本期實(shí)際觀察值與前一期指數(shù)平滑值的加權(quán)平均。而本題中采用三次指數(shù)平滑法進(jìn)行預(yù)測(cè)。 （2） 指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)公式 運(yùn)用三次指數(shù)平滑法進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，首先計(jì)

6、算各次數(shù)指數(shù)平滑值初始值，公式如下： 一次指數(shù)平滑值初始值為： 同理計(jì)算 和 如下公式： 再分別求出一次、二次、三次指數(shù)平滑值，公式如下： 再根據(jù)三次指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)模型： 然后分別利用以下公式求出a，b，c值即可得到預(yù)測(cè)模型，從而計(jì)算出預(yù)測(cè)值。 （3） 選擇平滑系數(shù) 由圖1繪制的散點(diǎn)圖可以看出整個(gè)預(yù)測(cè)過(guò)程中長(zhǎng)期趨勢(shì)變化不大，但是預(yù)測(cè)過(guò)程中時(shí)間序列有所波動(dòng)，所以此時(shí)可選稍大的

7、指數(shù)平滑系數(shù)α值，常在α=0.2-0.4之間取值，而本題首先采用EXCEL首先分別對(duì)α=0.2、0.3、0.4進(jìn)行2001-2008年GDP預(yù)測(cè)，然后將預(yù)測(cè)值與實(shí)際值比較，根據(jù)誤差選擇預(yù)測(cè)誤差最小的指數(shù)平滑系數(shù)α來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 當(dāng)指數(shù)平滑系數(shù)α=0.2、0.3、0.4時(shí)，得到的2001-2008年GDP預(yù)測(cè)值如下表所示： 當(dāng)a=0.2時(shí)2001-2008年GDP指數(shù)平滑值預(yù)測(cè)值 年份 t 實(shí)際值yt 一次平滑值St（1） 二次平滑值St（2） 三次平滑值St（3） 預(yù)測(cè)值Yt at bt ct 0 195.97 194.14 193

8、.89 2001 1 177.90 192.35 193.78 193.87 189.59 -3.04 -0.30 2002 2 194.20 192.72 193.57 193.81 186.25 191.27 -1.51 -0.13 2003 3 215.80 197.34 194.32 193.91 189.63 202.96 6.06 0.58 2004 4 258.80 209.63 197.38 194.61 209.6

9、0 231.34 22.89 2.10 2005 5 284.90 224.68 202.84 196.25 256.34 261.77 38.28 3.39 2006 6 331.12 245.97 211.47 199.30 303.44 302.80 57.73 4.96 2007 7 403.80 277.54 224.68 204.37 365.50 362.94 85.86 7.23 2008 8 508.40 323.71 244

10、.49 212.40 456.03 450.06 126.13 10.47 當(dāng)a=0.3時(shí)2001-2008年GDP指數(shù)平滑值預(yù)測(cè)值 年份 t 實(shí)際值yt 一次平滑值St（1） 二次平滑值St（2） 三次平滑值St（3） 預(yù)測(cè)值Yt at bt ct 0 195.97 193.69 193.18 2001 1 177.90 190.55 192.75 193.05 186.44 -4.43 -0.42 2002 2 194.20 191.64

11、192.42 192.86 181.59 190.53 -1.04 -0.07 2003 3 215.80 198.89 194.36 193.31 189.43 206.90 8.43 0.77 2004 4 258.80 216.86 201.11 195.65 216.11 242.91 26.51 2.29 2005 5 284.90 237.27 211.96 200.54 271.71 276.49 38.49 3.09 2006 6

12、 331.12 265.43 228.00 208.78 318.07 321.06 53.27 4.05 2007 7 403.80 306.94 251.68 221.65 378.38 387.42 76.08 5.61 2008 8 508.40 367.38 286.39 241.07 469.11 484.03 109.48 7.93 當(dāng)a=0.4時(shí)2001-2008年GDP指數(shù)平滑值預(yù)測(cè)值 年份 t 實(shí)際值yt 一次平滑值St（1） 二次平滑值St

13、（2） 三次平滑值St（3） 預(yù)測(cè)值Yt at bt ct 0 195.97 193.51 192.69 2001 1 177.90 188.74 191.60 192.26 183.67 -5.35 -0.49 2002 2 194.20 190.92 191.33 191.89 177.83 190.66 -0.04 0.03 2003 3 215.80 200.87 195.15 193.19 190.66 210.37 9.

14、68 0.84 2004 4 258.80 224.04 206.71 198.60 220.89 250.61 25.91 2.05 2005 5 284.90 248.39 223.38 208.51 278.58 283.53 32.44 2.25 2006 6 331.12 281.48 246.62 223.75 318.23 328.34 41.90 2.67 2007 7 403.80 330.41 280.13 246.31 3

15、72.90 397.13 59.10 3.65 2008 8 508.40 401.60 328.72 279.27 459.88 497.92 85.04 5.21 根據(jù)以上2001-2008年預(yù)測(cè)值與實(shí)際值進(jìn)行比較，進(jìn)行誤差分析：分別用均值誤差MSE與平均絕對(duì)百分誤差MAPE來(lái)進(jìn)行計(jì)算，公式如下： 當(dāng)a取不同值時(shí)，得到的誤差結(jié)果如下： 均值誤差MSE 平均絕對(duì)百分誤差MAPE a=0.2 28.92 8.29 a=0.3 35.78 10.49 a=0.

16、4 27.29 8.26 所以得出應(yīng)選擇指數(shù)平滑系數(shù)a=0.4來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)2009-2020年GSP值以及增長(zhǎng)率。caiyo （4） 建立模型預(yù)測(cè)2009-2020年GDP值 由于指數(shù)平滑系數(shù)采用的是α=0.4來(lái)進(jìn)行計(jì)算 所以建立二次曲線趨勢(shì)模型： 當(dāng)t=8時(shí)，由公式計(jì)算得到 所以有當(dāng)t=8時(shí)，二次曲線預(yù)測(cè)模型為： 時(shí)間 t 實(shí)際值yt 一次平滑值St（1） 二次平滑值St（2） 三次平滑值St（3） 預(yù)測(cè)值Yt 0 195.967 193.5

17、13 192.695 2001年 1 177.900 188.740 191.604 192.258 2002年 2 194.200 190.924 191.332 191.888 2003年 3 215.800 200.874 195.149 193.192 2004年 4 258.800 224.045 206.707 198.598 2005年 5 284.900 248.387 223.379 208.511 2006年 6 331.1

18、20 281.480 246.619 223.754 2007年 7 403.800 330.408 280.135 246.306 2008年 8 508.400 401.605 328.723 279.273 2009年 9 588.164 2010年 10 688.823 2011年 11 799.897 2012年 12 921.385 2013年 13 1053.287 2014年

19、 14 1195.603 2015年 15 1348.334 2016年 16 1511.479 2017年 17 1685.038 2018年 18 1869.011 2019年 19 2063.399 2020年 20 2268.201 (5瀘州市2009-2020年GDP增長(zhǎng)率計(jì)算2.1.3 瀘州市2009-2020年GDP增長(zhǎng)率計(jì)算 由上表可以得出下表計(jì)算，分別得到瀘州市各小區(qū)GDP增長(zhǎng)率。 時(shí)間 預(yù)測(cè)

20、值Yt 差額（Yt-Yt-1） GDP增長(zhǎng)率 2008 508.400 2009 588.164 79.7639201 15.69% 2010 688.823 100.6592968 17.11% 2011 799.897 111.0735604 16.13% 2012 921.385 121.4878239 15.19% 2013 1053.287 131.9020875 14.32% 2014 1195.603 142.3163511 13.51% 2015 1348.334 152.7306146 1

21、2.77% 2016 1511.479 163.1448782 12.10% 2017 1685.038 173.5591418 11.48% 2018 1869.011 183.9734053 10.92% 2019 2063.399 194.3876689 10.40% 2020 2268.201 204.8019325 9.93% 2.2 瀘州市2009年至2020年各物流小區(qū)的物流量增長(zhǎng)率計(jì)算 瀘州市物流小區(qū)區(qū)劃情況，如表2和圖1所示。 表2 瀘州市物流小區(qū)區(qū)劃情況 小區(qū)編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 區(qū)縣名

22、稱 江陽(yáng)區(qū) 龍馬潭區(qū) 納溪區(qū) 合江縣 瀘縣 古藺縣 敘永縣 圖1 瀘州市核心物流小區(qū)區(qū)劃示意圖 瀘州市各物流小區(qū)預(yù)測(cè)年度彈性系數(shù)（物流量增長(zhǎng)率與GDP增長(zhǎng)率的比值）如表3所示。 表3 瀘州市物流小區(qū)預(yù)測(cè)年度彈性系數(shù) 年度 2006～2010 2011～2015 2016～2020 彈性系數(shù) 1.2 0.9 0.8 結(jié)合彈性系數(shù)值、GDP增長(zhǎng)率值，利用物流預(yù)測(cè)系統(tǒng)的彈性系數(shù)法公式，預(yù)測(cè)瀘州市2009-2020年直接影響小區(qū)的物流增長(zhǎng)率如下表所示： 彈性系數(shù)法公式：

23、 時(shí)間 彈性系數(shù) GDP增長(zhǎng)率 物流量增長(zhǎng)率 2008年 1.2 25.90% 31.08% 2009年 1.2 15.69% 18.83% 2010年 1.2 17.11% 20.54% 2011年 0.9 16.13% 14.51% 2012年 0.9 15.19% 13.67% 2013年 0.9 14.32% 12.88% 2014年 0.9 13.51% 12.16% 2015年 0.9 12.77% 11.50% 2016年 0.8 12.10% 9.68% 2017年 0.8 11.

24、48% 9.19% 2018年 0.8 10.92% 8.73% 2019年 0.8 10.40% 8.32% 2020年 0.8 9.93% 7.94% 2.3.瀘州市2015年、2020年各物流小區(qū)發(fā)生量和吸引量 題目中給出了瀘州市2008年的L-OD矩陣表 如下所示： 1 2 3 4 5 6 7 1 137 64 30 46 47 41 14 379 2 87 56 23 13 28 16 18 241 3 38 15 77 33 22 9 10 204 4 18 1

25、7 10 80 45 10 32 212 5 67 80 23 9 61 22 20 282 6 28 20 16 15 21 11 13 124 7 24 22 16 19 27 13 16 137 399 274 195 215 251 122 123 1579 根據(jù)圖表可以得出2008年瀘州各校區(qū)物流發(fā)生量與吸引量，如下圖所示： 區(qū)號(hào) 2008年 發(fā)生量 吸引量 1 379 399 2 241 274 3 204 195 4 212 215 5 282 251

26、 6 124 122 7 137 123 物流量與吸引量的計(jì)算采用下面計(jì)算公式： 根據(jù)2008年-2020年物流量增長(zhǎng)率，可以得到以下的2009年-2020年的物流吸收量和發(fā)生量。 則2015年和2020年瀘州市各小區(qū)的物流發(fā)生量和物流吸引量分別是： 2015年 2020年 發(fā)生量 吸引量 發(fā)生量 吸引量 1區(qū) 1172.67 1234.56 1844.25 1941.57 2區(qū) 745.68 847.79 1172.73 1333.31 3區(qū) 631.20 603.35

27、 992.68 948.89 4區(qū) 655.95 665.24 1031.61 1046.21 5區(qū) 872.54 776.63 1372.24 1221.39 6區(qū) 383.67 377.48 603.40 593.66 7區(qū) 423.90 380.58 666.66 598.53 合計(jì) 4885.62 4885.62 7683.58 7683.58 3、 物流各小區(qū)間物流分布預(yù)測(cè) 3.1 構(gòu)建瀘州市物流小區(qū)間的阻抗矩陣 以距離作

28、為小區(qū)的阻抗，查詢交通統(tǒng)計(jì)年鑒，可以得到瀘州市內(nèi)各個(gè)小區(qū)間的距離分別如下表所示，即所得到的各個(gè)小區(qū)間的阻抗矩陣。 瀘州市各小區(qū)間的距離（單位：公里） i j 1 2 3 4 5 6 7 1 0 10.144 16.145 57.912 31.497 106.665 81.811 2 10.144 0 24.849 60.811 26.381 116.198 89.375 3 16.145 24.849 0 43.6 43.955 90.9

29、48 66.565 4 57.912 60.811 43.6 0 58.408 85.227 81.809 5 31.497 26.381 43.955 58.408 0 131.537 109.473 6 106.665 116.198 90.948 85.227 131.537 0 38.728 7 81.811 89.375 66.565 81.809 109.473 38.728 0 3.2 采用平均增長(zhǎng)率法計(jì)算瀘州市2015年、2020年L-OD矩陣 根據(jù)平均增長(zhǎng)率達(dá)計(jì)算公式： 其中， 分

30、別是i區(qū)和j區(qū)的物流量增長(zhǎng)率； ， 分別是i區(qū)未來(lái)和現(xiàn)狀的物流發(fā)生量； 分別是j區(qū)未來(lái)和現(xiàn)狀的物流吸引量； 由題目中給出的2008年現(xiàn)狀的L-OD表，如下圖所示：據(jù)此進(jìn)行計(jì)算得到下表： 表4 瀘州市2008年的L-OD矩陣表 （單位：萬(wàn)噸） 1 2 3 4 5 6 7 1 137 64 30 46 47 41 14 379 2 87 56 23 13 28 16 18 241 3 38 15 77 33 22 9 10 204 4 18 17 10 80 45 10

31、 32 212 5 67 80 23 9 61 22 20 282 6 28 20 16 15 21 11 13 124 7 24 22 16 19 27 13 16 137 399 274 195 215 251 122 123 1579 區(qū)號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 Σ 1 423.90 198.02 92.82 142.33 145.42 126.86 43.32 1172.67 2 269.19 173.27 71.16 40.22

32、86.64 49.51 55.69 745.68 3 117.58 46.41 238.25 102.11 68.07 27.85 30.94 631.20 4 55.69 52.60 30.94 247.53 139.24 30.94 99.01 655.95 5 207.31 247.53 71.16 27.85 188.74 68.07 61.88 872.54 6 86.64 61.88 49.51 46.41 64.98 34.04 40.2

33、2 383.67 7 74.26 68.07 49.51 58.79 83.54 40.22 49.51 423.90 Σ 1234.56 847.79 603.35 665.24 776.63 377.48 380.58 4885.62 2015年LOD矩陣 2020年LOD矩陣： 區(qū)號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 Σ 1 666.65 311.43 145.98 223.84 228.71 199.51 68.13 1

34、844.25 2 423.35 272.50 111.92 63.26 136.25 77.86 87.59 1172.73 3 184.91 72.99 374.69 160.58 107.05 43.79 48.66 992.68 4 87.59 82.72 48.66 389.29 218.97 48.66 155.71 1031.61 5 326.03 389.29 111.92 43.79 296.83 107.05 97.32 1372.24

35、6 136.25 97.32 77.86 72.99 102.19 53.53 63.26 603.40 7 116.79 107.05 77.86 92.46 131.39 63.26 77.86 666.66 Σ 1941.57 1333.31 948.89 1046.21 1221.39 593.66 598.53 7683.57 2015年 2020年 小區(qū)之間 物流交換量(降序) 小區(qū)之間 物流交換量(降序) 1、2 467.21 1、2 734.7

36、8 1、5 352.73 1、5 554.74 2、5 334.17 2、5 525.54 1、6 213.5 1、6 335.76 1、3 210.4 1、3 330.89 1、4 198.02 1、4 311.43 4、5 167.09 4、5 262.76 4、7 157.8 4、7 248.17 5、7 145.42 5、7 228.71 3、5 139.23 3、5 218.97 3、4 133.05 3、4 209.24 5、6 133.05 5、6 209.24 2、7 123.76 2、7 194.64 1、7 117.58 1、7 184.92 2、3 117.57 2、3 184.91 2、6 111.39 2、6 175.18 2、4 92.82 2、4 145.98 3、7 80.45 6、7 126.52 6、7 80.44 3、7 126.52 3、6 77.36 4、6 121.65 4、6 77.35 3、6 121.65