基于突變-可拓學的港口物流績效雙層評價模型

辛曼玉

(東莞職業技術學院物流工程系，廣東東莞 5 23808)

0 引言

經濟全球化的發展和國際貿易量的不斷增加使得港口在國民經濟和全球物流供應鏈中的地位不斷提升，其發展潛力巨大.但在面臨良好發展機遇的同時也面臨著眾多的困難和挑戰，港口物流企業必須不斷提高物流服務水平、提升綜合競爭力.［1]港口物流績效即是對港口物流經濟能力、社會能力、環境和資源能力的衡量.在發展港口物流的同時，進行港口物流績效評價，對港口自身物流系統的完善、經營能力和整體效益的增加，有著非常重要的意義.［2]

目前，國內常用的績效評價方法有層次分析法、主成分分析法、模糊數學評判法以及數據包絡分析法等.用層次分析法無論是建立層次結構還是構造判斷矩陣，人的主觀因素對評價結果的影響極大;模糊數學法強調極值作用，在權重賦值上具有較大的主觀隨意性，評價精度一般較低;數據包絡分析法能克服一定的主觀性，但其數學意義過于高深，實際操作難度很大.突變級數法雖然沒有對指標采用權重，但它考慮到各評價指標的相對重要性，從而既減少主觀性又不失科學性.［3]可拓學是研究事物拓展的可能性和開拓創新的規律與方法，并用以解決矛盾問題，其揭示事物內部的規律與因素，并能有效處理初始數據.［4]

針對國內港口物流系統發展的實際情況，在數據可得性基礎上，本文從物流硬件水平、物流管理與服務水平以及港口物流對社會的貢獻率等3個方面建立評價指標體系，并首次將突變級數法與可拓學相結合建立雙層決策系統模型.該模型克服各自方法的局限性，提高計算結果的精確度，使評價結果更具有客觀性和可靠性.

1 港口物流績效評價體系的建立

焦新龍等［5]根據Delphi及AHP法構建基于硬件水平、經營管理水平和客戶滿意度等3個方面共21個二級指標的港口物流績效綜合評價體系;王玖河等［6]從財務、物流作業、客戶服務和員工素質等4個角度設計共24個二級指標的港口物流績效評價指標體系;劉秀國等［7]從可持續發展的角度對港口物流績效的預警進行研究，并從港口物流經濟水平等3個方面建立評價指標體系.在科學性、系統性、通用可比性以及實用性原則的基礎上，借鑒前人研究成果并充分考慮數據可得性的前提下，構建新的評價指標體系，分別從港口的物流硬件水平、物流管理與服務水平、港口物流對社會的貢獻率等3個方面作出評價，指標體系見表1.

表1 港口物流績效評價體系

2 基于突變-可拓學的雙層決策系統模型建立

突變級數法和可拓學理論已被廣泛應用于綜合評價研究中.突變級數法是對評價目標進行多層次矛盾分解，然后將突變理論與模糊數學相結合產生突變模糊隸屬函數，從而對評價目標進行排序分析的一種綜合評價方法.張勇［8]利用突變理論對績效評價進行初步探索，并建立基于突變級數法的綠色供應鏈管理績效評價模型;丁琳［9]認為突變級數法需要在同一層次的指標上區分指標的重要程度，增加指標設計的難度和評價的主觀性，因此運用主成分分析法進行輔助評價.可拓學是研究事物拓展的可能性和開拓創新的規律與方法，用以解決矛盾問題.胡啟洲等［10]利用可拓學中的物元分析理論和信息論中的熵理論對城市公交系統的發展進行定量研究，其提出的復合物元模型為多層次多目標測定問題提供一種合理可行的方法.將突變級數法與可拓學相結合并建立雙層決策系統模型，既能克服各自方法的局限性，又能提高計算結果的精確度，增加評價的客觀性和可靠性.因此，本文采用突變-可拓學雙層決策模型對港口物流績效進行評價研究.

2.1 基于可拓學的下層子決策系統分析模型

2.1.1 下層可拓學子系統決策矩陣標準化及方案指標距離矩陣的建立

A總體評價體系下有i個子系統，其中將第i個子系統記為Bi.對Bi子系統進行優化調整，設有n個待決策的可選擇方案，記為，i=1，2，3}，而各個子系統有數量不等的目標函數，其中第i個子系統Bi具有m(i)個目標函數作為指標集，記作.方案 Bi對指標中第k個方案第j個目標函數的屬性值為，則矩陣表示方案集對指標集的決策矩陣.因此，方案Bi的決策矩陣用可拓學分析矩陣表示為

由于m個優化目標的含義和計算方法不同，以至于它們的量綱各異，對決策矩陣進行標準化處理.令J+={越大越好的指標}，J－={越小越好的指標}，則有

標準化處理后的方案Bik的標準決策矩陣為

令

則Bi子評價系統的正負理想方案指標矩陣分別為

2.1.2 確定目標函數的熵權系數

在權重的確定方面，采用熵權系數法，其中第j個目標函數的熵為

即m個目標函數的權重向量:

2.1.3 下層可拓學子系統決策模型

由此，可分別得到第k個方案的各子系統綜合決策值所組成的子決策向量D(Bk)=(d()，d()，d())，即方案k的下層系統決策評價向量為D(Bk)=(d()，d()，d())

2.2 基于突變級數的上層決策系統評價

在上層模型中，將方案的總決策作為狀態變量，將每個子系統的綜合決策值作為控制變量，并采用燕尾突變模型對各方案的上層決策值進行測算.其中，燕尾突變模型歸一公式為

結合以上理論，上層決策系統評價的步驟:

(1)將2.1.2中的熵權系數法擴展到整個評價體系，求出下層模型中各指標占整個體系的權重，以求得下層各子系統占整個體系的權重，并按權重從大到小的順序對子系統進行排序，依次對應排列綜合決策值，得出新的決策向量:Gk=(Gk1，Gk2，Gk3).

(2)運用燕尾突變模型歸一公式，對Gk進行計算，即

(3)對燕尾歸一模型所得值按互補原則計算，可得k方案的整體綜合決策值，即

從而得出方案決策集 D={dk1，dk2，dk3}.

(4)按照D對方案進行排序，以得到最佳方案.由于下層模型中應用可拓學分析模型求得子系統的決策值，其實質為歐幾里德距離，則其決策值越小，方案越優.

3 模型的實例應用

下面應用港口物流績效評價模型，對我國7個沿海港口2005年的港口物流績效進行評價.根據2005年各港口統計年鑒的資料查詢以及專家打分，2005年7個港口的物流績效評價結果見表2.

表2 7個沿海港口2005年物流績效評價結果

(1)下層可拓學子系統決策.以上海港決策子系統B1為例，通過對上海港物流經濟水平子系統進行評價計算來闡述下層模型的計算.

用式(1)～(3)求得上海港的方案決策矩陣

根據公式(4)和(5)可分別求得上海港的子系統B1的正負理想方案指標矩陣

因此，根據式(8)和(9)可求得上海港的子系統B1的正負理想方案指標矩陣

由式(6)和(7)可得子系統B1的各指標權重向量為

綜合以上結果，根據式(10)，可以求得上海港的決策子系統B1的決策值為

同理，可求得上海港其他決策子系統的決策值，以及其他港口的下層模型決策值，計算結果見表3.

表3 下層模型決策值計算結果

(2)上層突變級數模型.根據式(6)和(7)可求得各子系統在整個決策系統中的熵權值

由此重新排列上層決策變量值

再根據式(12)和(13)，可求得各港口的上層決策值.各港口上層決策值及優劣排序見表4.

表4 上層決策值及優劣排序表

由表4可見，在港口物流績效評價中上海港排名第一，青島港第二，接下去依次是廣州港、深圳港、寧波港、天津港和大連港.這與我國2005年港口的綜合排名基本符合.上海港的物流硬件水平、物流管理與服務水平、港口物流對社會的貢獻率等3個指標都處于領先地位，其次為青島港和廣州港.該評價結果與這幾個港的實際發展情況比較符合，可說明該決策評價方法的適用性與可靠性.

4 結束語

高水平的港口物流績效是港口競爭力的有效支撐，現代物流已成為港口經濟新的增長點［11].本文從物流硬件水平、物流管理與服務水平以及港口物流對社會的貢獻率等3個維度出發建立針對港口物流的評價體系，并對其下層指標盡量采用數據可取的指標;在評價權重確定上采用基于突變-可拓學的雙層評價模型，既綜合突變理論的運算簡單與結果合理，又結合可拓學的揭露數據之間邏輯特性的特點，克服以往評價方法主觀性太強的缺點.此外，通過實例論證，此方法具有較高的實用性.

［1]劉秀國.基于可持續發展的港口物流績效評價及預警研究［D].天津:天津大學，2009.

［2]姜超雁，真虹，高潔.基于模糊綜合評價法的中小型第三方物流企業績效評價［J].上海海事大學學報，2011，32(1):86-90.

［3]李振福，楊忠振.模糊可拓層次分析法研究［J].上海海事大學學報，2006，27(3):71-75.

［4]蔡文，楊春燕，何斌.可拓學基礎理論研究的新進展［J].中國工程科學，2003，5(2):81-85.

［5]焦新龍，劉雪蓮，馬天山.港口物流績效定量評價理論及應用［J].經濟地理，2009，29(12):2034-2038.

［6]王玖河，白滿元.基于BSC和PCA的港口物流績效評價［J].技術與創新管理，2010，31(4):416-418.

［7]劉秀國，何楨.基于可持續發展的港口物流績效預警研究［J].西安電子科技大學學報，2009，19(4):54-58.

［8]張勇.基于突變理論的綠色供應鏈績效評價研究［D].哈爾濱:哈爾濱工程大學，2008.

［9]丁琳.基于突變級數法的中小企業成長性評價研究［D].濟南:山東大學，2010.

［10]胡啟洲，陸化普.基于關聯熵與復合物元的公交系統綜合測度模型［J].系統工程理論與實踐，2011，31(1):186-192.

［11]曹坤.物流企業的績效評價體系和評價方法［J].上海海事大學學報，2006，27(4):106-111.