基于模糊綜合評判的農產品冷鏈物流質量安全評價研究

宋寶娥， 朱文英， 李曉明

（長安大學 經濟與管理學院，西安 陜西 710064）

隨著經濟的發展和人民收入的提高，消費者對生鮮農產品的需求日益旺盛，對農產品新鮮度的追求不斷增強。然而，農產品質量卻令人堪憂，農產品安全問題正在成為全世界關注的焦點，也是涉及人民健康和生命的重要問題[1]。冷鏈系統安全低下不僅給國民經濟帶來巨大損失，還對食品安全構成了威脅，嚴重影響了消費者身體健康。單2005年一年，衛生部共收到全國食品中毒事件報告256起，中毒9021人，死亡235人，涉及100人以上食品中毒18起[2]。同時，農產品冷鏈物流也受到了國家的高度重視，2010年7月29日國家發展和改革委員會正式頒布了 《農產品冷鏈物流發展規劃 （2011-2015年）》，農產品冷鏈物流質量安全問題已上升到國家層面[3]。冷鏈物流質量安全低下給人民生命財產帶來的損失亟待解決，但是在理論研究領域，目前國內學者對冷鏈物流研究偏少，對專門針對農產品冷鏈物流安全評價模型進行研究的更少。因此，本文選擇農產品冷鏈物流系統安全評價模型作為研究對象，具有重要的理論意義和現實意義。

1 農產品冷鏈物流質量安全評價

1.1 農產品冷鏈物流及其質量安全評價

農產品有狹義和廣義之分，狹義的農產品是指種植、養殖而來的，未經加工或只經過初加工的，供人類食用的農產品，主要包括蔬菜、水果、畜禽等；廣義的農產品是指初級農產品、冷藏冷凍農產品以及加工農產品。

冷鏈（cold chain）最早是由美國人阿爾貝特.巴爾里爾和英國人O.A.萊蒂齊于1894年提出來的。國家標準物流術語（GB/T18354-2006）將冷鏈定義為：“根據物品特性，為保持其品質而采用的從生產到消費始終處于低溫狀態的物流網絡”。冷鏈物流既具有物流的一般性，又有其自身的特殊性。冷鏈物流對溫度、流通的時間以及產品耐藏性（即冷鏈物流的3T原則）要求極高，以防止產品受到污染，減少產品損耗，進而保證產品質量安全。安全性是消費者對食品的最基本訴求，世界衛生組織（WHO）對安全性的解釋為：“對食品按照其原定用途進行制作和（或）食用時不會使消費者受害的一種擔保”。

目前，國內外尚未有農產品冷鏈物流安全的統一定義，因此本文結合冷鏈及安全性的概念將其定義為農產品冷鏈物流運作過程中采用冷鏈技術不使消費者因農產品腐敗、變質、失效、不符合衛生標準、信息失真等而受到傷害的一種保證。農產品冷鏈物流是由以下四個方面構成：冷凍加工、冷凍貯藏、冷藏運輸以及配送、冷凍銷售。

對農產品冷鏈物流系統安全評價是綜合運用系統安全工程的方法對冷鏈物流的安全性進行度量和預測，確認冷鏈系統發生危險的可能性以及嚴重程度。

1.2 農產品冷鏈物流研究概述

農產品物流質量安全評價是進行物流安全保障體系研究的基礎工作之一。國內外學者從食品安全與物流的關系、農產品冷鏈質量安全控制體系、食品安全配送和庫存系統等方面進行了深入的研究，為后續冷鏈物流研究提供了有益的理論和方法基礎。韓月明[4]（2005）認為食品物流嚴重影響食品安全，控制食品物流過程中的安全問題，能夠減少食品安全隱患。鮑長生[5]（2007）探討了為實現食品安全控制有效目標，構建冷鏈系統內食品安全保障體系是一種有效方法。Alex[6]等（2006）研究了冷鏈在確保全球農產品安全中的重要作用；分析了HACCP體系在農產品質量安全管理中的應用。邱祝強[7]（2007）針對國內冷藏鏈體系不完善，生鮮農產品冷藏運輸率偏低的問題，對生鮮農產品物流網絡網點布局優化、農產品配送優化及其安全風險評價進行了研究。參考以上研究，本文在分析影響冷鏈物流系統安全因素的基礎上，采用三角模糊數層次分析法和模糊綜合評判法相結合的方式，探索建立評價農產品冷鏈物流系統安全的一種有效模型。

2 冷鏈物流質量安全評價模型

2.1 冷鏈物流質量安全評價指標體系的構建

構建農產品冷鏈物流系統安全評價指標體系是為了明確冷鏈物流安全需要控制和考核的關鍵內容，以確保冷鏈物流安全控制體系的有效性。基于農產品的特性，綜合農產品冷鏈物流所需的特殊條件和設備本文建立了全面反映農產品物流環境、設施設備、作業流程、人員素質特征的指標體系，如下表1所示。

2.2 基于模糊綜合評判的冷鏈物流質量安全評價模型構建

在農產品冷鏈物流系統中，在冷鏈各個環節的物流設備運行中，許多事故的狀態、現象和原因之間具有很大的模糊性，評價中存在很多模糊現象和模糊概念。因此，本來采用三角模糊數層次分析法和模糊綜合評判法相結合的方法構建農產品冷鏈物流安全評價模型。

2.2.1 評價指標權重的確定 模型中各指標在冷鏈物流質量安全評價中的重要性是不一樣的，所以需先確定各指標的權重。層次分析法被廣泛用來確定指標權重，然而層次分析法在構造判斷矩陣時沒有考慮人的判斷模糊性。三角模糊數層次分析法可以很好地彌補層次分析法的這一不足，同時可以避免一致性檢驗這一復雜步驟。因此，采用三角模糊數層次分析法來確定影響農產品冷鏈物流系統各要素的權重。

表1 農產品冷鏈物流安全評價指標體系Table 1 Farm produce cold chain safety assessment indicators

三角模糊數層次分析法（FAHP）簡介[8]

三角模糊函數定義：設論域R上的模糊集M，如果 M 的隸屬度函數 μM：R→[0，1]表示為

式中l≤m≤u，l和 u表示M的下界和上界值。l和u表示模糊的程度，u-l越大，模糊程度越強；u-l越小，模糊程度越低；當u=l時，表示判斷是非模糊的。

三角模糊數運算法則：

設 M1=（l1，m1，u1）、M2=（l2，m2，u2）為兩個三角模糊數，運算法則如下：

M1＞M2的可能度用三角函數定義為：

一個模糊數大于其他K個模糊數的可能度，被定義為：

三角模糊數層次分析法步驟

FAHP是用三角模糊數表示模糊比較判斷，并運用三角模糊數的運算和對數最小二乘法，求得元素的相對重要性，從而把AHP拓展為能夠在模糊環境下使用的三角模糊數層次分析法，具體步驟如下：

1）根據具體問題，建立相應的階梯層次結構。

2）由業內專家對評價指標進行兩兩比較，利用三角模糊數構造模糊判斷矩陣 A=（aij）n×m。其中 aij=[lij，mij，uij]

當 ai比 aj重要時， 令 α=mij-lij，β=uij-mij當 aj比ai重要時，令α=mji-lji，β=uji-mji。當 0＜α，β＜1/2 模糊度過小，沒能反映認識的模糊性；當α，β＞1時，模糊度過大，置信度減小。 實踐證明，當 1/2＜α，β＜1時，得出的結果較理想。

3）計算各模糊判斷矩陣中各指標的綜合重要程度

4）層次單排序，計算模糊判斷矩陣中第i個元素Ci重要于其它各元素的可能性程度：

于是得所有指標的權重向量為 ω=（d（C1），d（C2），d（C3）…，d（Cn））T

經過歸一化處理，可以得到每個指標的歸一化權重值：

2.2.2 基于FAHP的模糊綜合評判 模糊綜合評判法是應用模糊關系合成的原理，通過構造等級模糊子集量化被評事物的模糊指標，從多個角度對被評事物隸屬度進行綜合性評判的一種定量評判方法[9-10]。具體評判步驟如下：

1）確定評價對象的因素論域

設有 P 個評價指標，則論域為 u={u1，u2，…，up}。

2）確定評語等級論域

v={v1，v2，…，vp}，即等級集合。 每一個等級可對應一個模糊子集。

3）建立模糊關系矩陣R

在構造了等級模糊子集后，要逐個對被評事物從每個因素 ui（i=1，2，…，p）上進行量化，即確定從單因素來看被評事物對等級模糊子集的隸屬度 （R|ui），進而得到模糊關系矩陣：

矩陣R中第i行第j列元素rij，表示某個被評事物從因素ui來看對vj等級模糊子集的隸屬度。一個被評事物在某個因素ui方面的表現，是通過模糊向量（R|ui）=（ri1，ri2，…，rim）來刻畫的，而在其他評價方法中多是由一個指標實際值來刻畫的，因此，從這個角度講模糊綜合評價要求更多的信息[5]。

4）確定評價因素的權重

5）合成模糊綜合評價結果向量

利用合適的算子將ω與各被評事物的R進行合成，得到各被評事物的模糊綜合評價結果向量B。即：

其中，b1是由ω與R的第j列運算得來的，表示被評事物從整體上看對vj等級模糊子集的隸屬程度。

3 冷鏈物流安全評價模型有效性驗證

下面以A農產品冷鏈為例，來具體說明本文提出的安全評價模型應用算法并驗證其有效性。

3.1 評價模型指標權重的確定

運用基于三角模糊數層次分析法和模糊綜合評判的農產品冷鏈物流安全評價模型，首先要確定表1中各評價指標的權重。筆者請3位專家分別評價，建立由3位專家評價的模糊判斷矩陣R，如下表2所示，再對3位專家的評價進行平均得表3。

對3位專家的評價值求平均，其中M是表3中矩陣每行的值求和所得，則模糊綜合判斷矩陣如圖表3所示。

表2 一級評價指標的模糊判斷矩陣Table 2 Indicators fuzzy comparison matrix

表3 評價指標平均值模糊判斷矩陣Table 3 Indicators average fuzzy comparison matrix

利用公式（2）可得每個評價指標相對于其他指標的綜合重要程度：

再根據公式（1）計算出每個評價指標優于其他指標的純測量度：

同理可得：

由公式（3）可得每個評價指標的權重：

經過公式（4）的歸一化處理可得歸一化后的權重為：

運用同樣原理和方法確定二級指標權重，限于篇幅，詳細計算過程從略，僅給出各指標的權重向量：

3.2 對A農產品冷鏈的模糊綜合評判

3.2.1 確定評價對象的因素論域 A農產品冷鏈評價指標論域可以具體表示為：

3.2.2 確定評語等級論域 評語是對各評價指標優劣程度的定性描述，各層次指標都采用同一評語集。采用五級評語集，設評語集v=｛“非常安全”，“安全”，“一般安全”，“不安全”，“很不安全”｝={1，0.8，0.6，0.4，0.2}。

3.2.3 建立模糊關系矩陣 采用專家調查法確定各評價指標論域對于評語等級的隸屬度，并構造模糊判斷矩陣如下：

3.2.4 形成綜合模糊判斷結果 綜合模糊判斷結果計算公式為：Bi=ωi×Ri

同理可得：

A農產品冷鏈對于評語集的隸屬度為：

3.2.5 A冷鏈綜合安全評價結果 取C=B*VT=（0.118，0.223，0.193，0.217，0.249）* （1，0.8，0.6，0.4，0.2）=0.549

A農產品冷鏈物流系統安全水平=0.549＜0.6，安全水平較低，尚未達到一般水平，與其實際情況相符，證實了作者所提評價模型的有效性。

4 結語

對農產品冷鏈物流系統安全評價采用三角模糊層次分析法和模糊綜合評判法是科學的，可以比較客觀、合理地評價系統安全性。通過A冷鏈系統實證分析證明本文建立的綜合評價指標體系模型，對評價、判斷冷鏈質量安全現狀以及存在的問題具有參考價值。

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