運輸調度過程中乳業食品質量安全風險預測模型研究

朱凌志，周宇，2

（1.湖南工學院計算機與信息科學學院,衡陽 421002；2.湖南大學數學與計量經濟學院，長沙 410083）

運輸調度過程中乳業食品質量安全風險預測模型研究

朱凌志1，周宇1，2

（1.湖南工學院計算機與信息科學學院,衡陽 421002；2.湖南大學數學與計量經濟學院，長沙 410083）

影響乳業食品質量安全風險因素眾多，傳統方法都假設運輸調度過程中無乳業食品質量安全風險問題，而實際確實存在。在探討運輸調度過程中內外部因素的基礎上，探討運輸調度風險評價體系，應用模糊綜合評估法對運輸過程中質量安全風險進行詳盡的預測，構建質量安全風險預測模型，并展望未來的發展趨勢。

運輸調度；質量安全風險；預測模型

0 引言

在乳業食品銷售之前，針對乳業食品的整個供應鏈，乳制品在運輸調度過程中出現不確定因素影響乳制品質量的可能性相對來說比較大。為了預測乳制品在運輸過程中可能出現的質量安全問題，為乳業食品企業的利益提供保障，也為監管部門在質量安全問題發生時提供有效的追溯途徑，將建立運輸調度過程乳業食品質量安全風險預測模型，并作為物流管理子系統中物流控制中心的追溯信息進行存儲。

1 內外部因素

運輸調度過程中的質量安全風險，是針對運輸調度過程中，由于運輸過程中某些因素對乳業食品或乳制品的影響，并由此帶來的損失。而這些因素主要包括交通情況，乳業食品運輸的時間、溫度等對乳業食品質量造成改變導致的損失。

在物流管理子系統中，對運輸調度過程風險的預測時，首先應對會導致調度過程中乳業食品質量安全問題而造成經濟損失的風險因子進行分析，甄選出最為重要的因素，合理地簡化風險預測的難度。現將所有的因素分為兩類運輸調度風險和乳業食品（乳業食品）風險，各包括眾多不同的風險因子。

（1）運輸調度風險

運輸調度風險是指在運輸過程中，由于路況、車子的性能等方面的因素而導致交通事故所造成的損失。評價運輸調度風險的量化標準是交通事故的概率。即運輸調度風險：交通事故的概率（或者發生交通事故而造成的總損失）。

在運輸過程中，導致風險的因素可能包括：駕駛員的熟練程度、駕駛員的疲勞程度、車子的使用年限、車子的性能、路況以及是否遵守交通規則等。現對上述的因素進行量化解釋。

駕駛員的熟練程度：駕駛員對長途運輸的熟練程度越好，導致風險的可能性越低。可用1表示熟練程度高，0表示熟練程度一般，-1表示熟練程度差。

駕駛員的疲勞程度：當駕駛員疲勞駕駛時，容易導致交通事故。則以小時為單位，記錄一輛運輸調度車的所有駕駛員的平均駕駛時間。

車子的使用年限：車子的好壞也可能會導致交通事故的發生，在運輸中，會隨著使用期限的增長將導致車子的損耗而引發交通事故。以年為單位，記錄車子的使用年限，不滿一年記為一年。

車子的性能：車子性能越好，則造成交通事故的可能性越低。經過專業檢測，可將車子的性能分為三個等級，性能好標為1，性能一般標為0，性能差標為-1。

路況：由于天氣情況的惡劣程度和行駛道路的好壞程度也會導致交通事故的發生。因此，將天氣情況的標準設定為：天氣狀況良好1，天氣狀況一般為0，天氣狀況差標為-1。而忽略行駛道路的好壞程度。

是否遵守交通規則：是標為1，否標為0。

將每次乳業食品運輸調度過程中，以上所解釋的信息保存下來，與發生交通事故與否（是標為1，否標為0），進行回歸分析。由回歸分析，得出上述六個因子與乳業食品運輸調度過程中發生交通事故之間的關系，在容易導致交通事故的薄弱環節，物流控制中心和監管部門將進行重點關注，有效控制事故的發生，預防乳業食品質量安全問題的發生。并將其系數指標作為模糊矩陣評判法二級指標的權重。

（2）乳業食品風險

指乳業食品經過一段時間的運輸，由于溫度和運輸時間而導致其品質降低的可能性。評價乳業食品風險的量化標準是運輸后營養價值綜合得分的變化率。乳業食品運輸前的營養價值綜合得分可由上述模型得出，而在乳業食品運輸后的營養價值綜合得分，則是在乳業食品運輸至加工廠進行加工之前所進行的營養價值檢測所得出的綜合得分，根據這兩個得分之間的差異，來評判運輸調度過程的乳業食品質量風險影響。

在運輸調度過程中，導致乳業食品品質發生變化的因素包括：運輸的時間和運輸的溫度設置。現對以上的風險因子作出說明，并進行量化。

運輸的時間：運輸的時間越長，導致乳業食品質量發生改變的可能程度越大。因此，以小時為單位，標記每次乳業食品運輸時運輸時間。

運輸的溫度設置：在運輸過程中，為保證乳業食品的品質，會采用較為合理的方式進行運輸，既考慮到運輸成本，又在最大程度上保證乳業食品品質的好壞。因此，以攝氏度為單位，標識每次乳業食品運輸時的所設置的溫度。

根據這兩個指標與運輸調度后乳業食品品質的改變率所記錄的數據，進行回歸分析，可得出乳業食品的改變率與這兩個風險因子之間的關系。將其系數作為模糊數學綜合評判法的二級指標的權重。

根據以上的描述，已確定了兩個指標運輸調度風險（外部因素）和乳業食品質量風險（內部因素），以及影響這兩個因素的二級指標。在這些指標中，存在一定的層次關系，權重也不一樣。因此，針對本問題擬采用兩級模糊綜合評價的數學模型。首先，確定評判因素（外部因素和內部因素）和這些因素評判語集，建立模糊關系矩陣、確定模糊關系矩陣、確定權重系數。然后，根據評判的結果進行排序。上述過程即用模糊數學綜合評判法對乳業食品運輸過程發生質量安全問題的風險進行全面、客觀和科學的評估。

運輸調度風險預測模型的乳業食品質量安全事件風險評價體系如下圖1所示。

圖1 運輸調度風險評價體系

由于企業中參與運輸的駕駛員人數和運輸車有限，而運輸的時間是可以根據以往的統計年鑒數據進行統計得出的，同時，對運輸的溫度設置有上下限的要求。因此，將所有的情況進行統計，根據上述模型進行評估風險的各種可能性。將所有可能出現的情況制成表格，在每次進行運輸調度時，根據追溯到的信息，對其風險進行評估。并且定時對數據更新一次，以確保預測的準確度。

2 運輸調度過程中乳業食品質量安全風險預測模型

2.1 模型假設

假設1：除上述兩個因素之外，不考慮其他因素對乳業食品品質和運輸調度風險的影響。

假設2：假設所記錄的數據信息是可靠、真實和客觀的。

假設3：由于道路行駛情況很難進行判斷，則在二級指標路況中只考慮天氣情況的影響，道路行駛情況的影響忽略不計。

假設4：假設乳業食品運輸采用汽車運輸的方式，不考慮其他的運輸方式。

2.2 符號說明

（1）R:相關系數矩陣。

（2）λi:相關系數矩陣的特征值。

（3）ai：相關系數矩陣的單位特征向量。

（4）U：一級評判因素集。

（5）U1：外部因素的二級評判因素集。

（6）U2：內部因素的二級評判因素集。

（7）V：評判語集。

2.3 模型的建立

（1）數據預處理

根據問題分析，將過去一年本企業運輸調度過程中的跟蹤追溯存儲記錄進行回歸分析。

首先，將運輸調度過程中的外部因素和內部因素的數據導入SPSS軟件，對數據進行量化。然后，對量化后的數據進行標準化。接著，選擇回歸分析確定每個因素的權重，作為運輸調度風險評估模型的模糊評判二級指標。

（2）模糊矩陣綜合評判模型

根據評判因素的數量和復雜程度，可把模糊綜合評判的數學模型分為單級模糊綜合評判、兩級模糊綜合評判和多級模糊綜合評判三種。而根據本文的實際情況，采用兩級模糊綜合評判模型。

由于影響運輸調度過程中乳業食品質量風險的因素比較多，各個因素間存在著一定的層次關系，其重要程度也不盡相同。為了使評判系統能夠被簡潔、方便地應用于實際，在這里將采用兩級模糊綜合評判的數學模型。而根據上述的數據預處理，已經確定二級指標的權重。

（1）評判因素與評判語集的確定

由模型分析可知，影響運輸調度中乳業食品質量安全的風險因素有兩個方面：外部因素和內部因素。因此，本模型選取內部因素和外部因素作為一級評判因素，建立一級評判因素集：

而乳業食品質量安全風險的外部因素可分為駕駛員的熟練程度、駕駛員的疲勞程度、車子的使用年限、車子的性能、路況以及是否遵守交通規則六個因素，則建立的二級評判因素集為：

乳業食品質量安全風險的內部因素包括運輸的時間和運輸溫度設置兩個因素，則建立的二級評判因素集為：

（2）模糊評價矩陣的建立

有了評判因素和評判語集，接下來就需建立各級單因素評判矩陣。首先，建立二級評判矩陣1，2。建立評判矩陣過程就是確定各因素的隸屬度的過程。我們可以利用我們的經驗和常識構建函數對某一單因素進行評價，然后計算并歸一化處理得到各單因素的各個隸屬度（本模型的隸屬度已經在數據預處理過程中，通過回歸分析得出權重而代替），建立二級單因素評判矩陣1，。

①各級權重系數的確定

由于影響乳業食品質量安全風險的各個指標在模糊綜合評判中的所占權重和層次不一樣。因此，根據模糊評價的原則，需要為每個指標確定一個相應的權重系數，以反映其對評判結果的不同影響。且權重系數確定的恰當與否，也會直接影響綜合評判結果的好與壞。當然根據評價的側重點和目的不同，各評判因素的重要程度就會發生變化，其權重系數也就隨之改變。為此，對數據進行預處理時，已確定各二級指標的權重。

一級權重系數：

二級權重系數：

②對某個已知企業的乳業食品運輸調度過程質量安全風險進行模糊評判

在進行模糊綜合評判之前，需要確定模糊矩陣的乘法模型。根據本模型的實際情況，選取較為合理的乘法模型。這里選用普通的矩陣法模型，即M（·，＋），其中·為數乘運算、+為加法運算，并用符號?表示。

二級評判矩陣

一級評判矩陣

設有n（n＞1，n∈N）種不同的情況的運輸調度過程的信息，它們的等級模糊集分別為：1，2，…，n。

構造排名函數：

排名函數刻畫了某企業不同運輸調度過程的風險的綜合評判靠近某個等級的程度。排名函數值越靠近1則表示與該排名函數對應的風險的綜合評判越靠近“高”，否則越靠近“低”。

3 結語

由于運輸調度過程中易導致質量安全風險存在的各指標既不能量化而進行定性分析，指標之間又存在模糊的關系，因此，采用模糊綜合評判模型，符合問題的要求。本模型綜合了各個方面的指標，并根據實際情況將影響程度不同的指標以確定權重系數的方式突顯出來。其中一級指標為外部因素（運輸調度風險）和內部因素（乳業食品運輸風險），外部因素的二級指標為駕駛員的熟練程度、駕駛員的疲勞程度、車子的使用年限、車子的性能、路況以及是否遵守交通規則，內部因素的二級指標為運輸的時間和運輸的溫度設置。利用模糊綜合評判模型的相關原理和理論，對運輸調度過程中所有情況的乳業食品質量安全風險進行了科學合理的評估，具有參考價值，可以在其他評價體系中進行推廣。同時，將所有情況可能導致的風險制成了表格，以便預測每次運輸調度問題時發生風險的可能性，并作出相應的決策。這樣，為系統模型的物流管理子系統提供了追溯信息，使得物流控制中心對追溯信息及時、實時地作出合理的決策。

但是，在運輸調度過程中，乳業食品的質量安全可能會受到不確定因素的影響（在本模型中未提及），而這一類因素是不在模型建設的考慮范圍之類的。

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Research on Dairy Food Quality and Safety Risk Prediction Model in Transportation Scheduling Process

ZHU Ling-zhi1，ZHOU Yu1，2
（Department of Computer and Information Science,Hunan Institute of Techo1ogy,Hengyang 421002）

There are 1ots of 1inks for the risk factors of dairy food qua1ity and safety.Traditiona1 methods assume that transportation schedu1ing process without dairy food qua1ity and safety risks,but they actua1 existence.Researches and ana1yzes the transportation schedu1ing process risks factors,investigating the transportation schedu1ing risk eva1uation system,uses fuzzy comprehensive eva1uation method to detai1ed forecast the transportation schedu1ing process risk and bui1ds the transportation schedu1ing processes risks of predictive mode1s.And points out the open research prob1ems．

Transportation Schedu1ing;Qua1ity and Safety Risk;Predictive Mode1s

1007-1423（2015）05-0024-05

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.05.005

朱凌志（1979-），男，湖南邵東人，碩士，講師，研究方向為物聯網技術、計算機教育

周宇（1992-），女，湖南婁底人，碩士，研究方向為物聯網技術

2014-12-23

2015-02-10

國家級大學生創新創業訓練計劃項目（教高司函[2013]102號-10789）、湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目(湘教通[2013]191號)、衡陽市科技局科技發展計劃項目（2014KG63）、湖南省教育廳科學研究一般項目（No.13C205）